Il pneumatico è costituito da materiali con caratteristiche molto diverse. La sua produzione richiede grande precisione e alta tecnologia.
I pneumatici si dividono in due categorie: quelli muniti di camera d'aria (in inglese tube) e quelli che ne sono privi (tubeless).
Con camera d'aria (tube type):
La camera d'aria racchiude l'aria compressa per ottenere un effetto di adattamento e sospensione del veicolo dal terreno.
La copertura fatta di gomma (in passato naturale, ora sintetica) per trasmettere e ricevere gli attriti radenti e volventi che si generano con il movimento, e tele di fibra o di metallo.
Senza camera d'aria (tubeless):
La copertura, fatta di gomma (anche qui, in passato naturale ed ora sintetica) e tele di fibra o di metallo, è costruita in modo da trasmettere e ricevere gli attriti radenti e volventi che si generano con il movimento. Essa funge anche da camera d'aria.
A volte, nella nomenclatura comune, si intende impropriamente per pneumatico l'insieme, oltre degli elementi sopra esposti, anche di:
Una ruota/cerchione, in genere di lega metallica
Una valvola di ritegno che permette di gonfiare lo pneumatico di aria compressa o azoto e ne impedisce l'uscita, questa è integrata con la camera d'aria o avvitata alla ruota.
Diffusione:
il pneumatico moderno, inventato da John Boyd Dunlop nel 1888, equipaggia oggi la maggior parte dei mezzi di trasporto destinati ad un utilizzo su strada ed è prodotto in molteplici tipi e misure adatti ad equipaggiare dalla bicicletta all'autovettura, dall'autocarro al trattore agricolo per non dimenticare l'utilizzo aeronautico nei carrelli d'atterraggio.
Sono da considerare anche gli utilizzi sportivi nelle varie competizioni motoristiche dove lo studio, alla ricerca delle migliori prestazioni, porta alla costruzione degli pneumatici con mescole molto differenziate e alla scoperta di soluzioni tecniche riversabili in seguito nella produzione normale.
Profilo:
Il profilo dello pneumatico è studiato a seconda delle esigenze a cui deve rispondere e al mezzo a cui va applicato; si può dividere in due tipi:
Normale, questi pneumatici sono studiati in modo da offrire la migliore guidabilità;
Nel caso degli pneumatici automobilistici, questi avranno un unione tra spalla e battistrada arrotondato.
Nel caso degli pneumatici motociclistici hanno un profilo del battistrada arrotondato.
Sportivo, questi pneumatici sono studiati in modo da offrire la migliore tenuta;
Nel caso degli pneumatici automobilistici, questi avranno un unione tra spalla e battistrada netta, in modo da massimizzare l'impronta a terra, anche se come contro l'inserimento in curva risulta meno lineare/graduale.
Nel caso degli pneumatici motociclistici hanno un profilo del battistrada con i bordi piani e inclinati, in modo d'avere una maggiore impronta a terra in caso di piega, ma come contro vincola l'utilizzo di una determinata piega, limitando le libertà di scelta.
Disegno del battistrada:
Il disegno del battistrada è molto importante e varia profondamente a seconda del tipo d'utilizzo dello pneumatico.
Il disegno è caratterizzato da:
Numero di scanalature, maggiori saranno le scanalature e piu sarà drenante il battistrada
Profondità delle scanalature, piu saranno profonde e piu sarà drenante il battistrada
I due estremi per il disegno del battistrada sono gli pneumatici da Cross e da Motomondiale, dove nel primo caso gli intagli sono talmente numerosi e profondi da creare i tacchetti (abbastanza distanti tra di loro e alti anche qualche centimetro) che caratterizzano questi pneumatici, mentre nel secondo caso (pneumatici da Motomondiale) questi sono completamente privi d'intagli, detti anche slick.
Il disegno del battistrada può essere anche creato o rigenerato tramite dei intagliatori per pneumatici, generalmente la creazione di intagli viene effettuata sugli pneumatici completamente lisci come quelli del Motomondiale, pratica tipica dei mezzi da supermotard, mentre la rigenerazione degli intagli, e quindi l'altezza del battistrada, viene generalmente eseguita su copertoni da camion.
Caratteristiche dei pneumatici:
i pneumatici hanno determinate caratteristiche, influenzate da determinati valori (di cui alcuni rilevabili con i codici di riconoscimento), di cui alcuni sono molto importanti per definire le caratteristiche di comportamento dello pneumatico, come:
Larghezza battistrada, la larghezza del battistrada influisce in vari modi a seconda della tipologia di pneumatico:
Motociclistico, maggiore sarà la sua larghezza maggiore sarà la sua capacità di tenuta, ma si penalizzerà la velocità di cambio direzione e la tenuta su fondi bagnati
Automobilistico, maggiore sarà la sua larghezza maggiore sarà la sua capacità di tenuta, ma si penalizzerà la velocità di sterzata, di cambio direzione e la tenuta su fondi bagnati
Altezza spalla, maggiore sarà l'altezza della spalla e maggiore sarà la distanza tra il manto stradale e il cerchione, questa caratteristica permette una maggiore deformazione del profilo dello pneumatico, migliorando l'assorbimento di fondi irregolari, smorzando l'effetto delle masse non sospese e ridurre l'intervento delle sospensioni/ammortizzatori, ma ha anche come effetto una riduzione della reattività in fase di sterzata e stabilità in appoggio su fondi duri e regolari, come le strade, questo perché si ha un "rateo di virata" (rotazione in gradi al secondo) piu basso.
Pressione pneumatico, maggiore sarà la pressione e maggiore sarà la durezza dello pneumatico, questo valore deve essere regolato in base al peso del veicolo, al tipo di strada da percorrere e pneumatico utilizzato, difatti una pressione relativamente elevata è adatta a mezzi pesanti, strade lisce e dure e pneumatici con spalla bassa (come i tubolari delle biciclette da corsa).
Circonferenza della ruota, maggiore sarà tale valore e minore sarà l'effetto delle irregolarità del terreno, determinando un passaggio piu morbido da un livello all'altro.
Aderenza degli pneumatici:
L'aderenza degli pneumatici, come descritto dalla legge della fisica sull'aderenza non è definita dalla larghezza dello stesso, ma dal coefficiente d'aderenza dello pneumatico, che viene definito dalla mescola dello stesso.
Il problema dell'aderenza degli pneumatici è dato dal fatto che il materiale di contatto dello stesso con l'asfalto, tende a scaldarsi, soprattutto in condizioni d'utilizzo gravoso, come le curve e le frenate, per questo la larghezza dello pneumatico deve essere di una larghezza minima, perché altrimenti si rischia di surriscaldare lo pneumatico e diminuire di conseguenza il coefficiente d'attrito, ma è altrettanto vero che il pavimento stradale non ha sempre le stesse caratteristiche, quindi si possono avere delle zone di maggiore aderenza rispetto alle altre.
Il problema della larghezza dello pneumatico si presenta anche per via della larghezza massima, dove arrivati a un determinato valore il materiale di cui è costituito lo pneumatico non riesce più a entrare in temperatura d'esercizio e dare un insufficiente aderenza, inoltre utilizzando misure grandi, si aumenta la possibilità che qualche oggetto estraneo si interponga tra ruota e asfalto, riducendo l'aderenza.
In caso di pioggia, l'acqua si interpone tra asfalto e pneumatico, riducendo di conseguenza l'aderenza, la quale si riduce maggiormente con pneumatici non drenanti e larghi, mentre con pneumatici drenanti (come gli pneumatici invernali) e stretti si diminuisce quest'effetto, perché o viene drenata meglio o spostata via piu facilmente data la maggiore pressione dello pneumatico stretto.
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