Pneumatici – Introduzione
Gli pneumatici sono quei componenti che forniscono ad un veicolo terrestre la potenzialità di muoversi nello spazio che lo circonda. Il termine “potenzialità” è significativo e sottolinea l’enorme importanza che tali organi assumono nell’ambito della propulsione terrestre, in quanto è proprio lo pneumatico a fissare gli ineludibili vincoli che limitano la capacità di spostamento di un determinato veicolo sul suolo, a prescindere da fattori come la qualità dell’autotelaio o la potenza erogata dal motopropulsore, i quali possono certamente consentire di avvicinare tali vincoli, ma non di superarli.
Le funzioni cui assolve lo pneumatico sono fondamentalmente due:
- ridurre l’entità degli urti trasmessi dal terreno agli organi sospensivi del veicolo, allo scopo di salvaguardare l’integrità strutturale dell’autotelaio ed assicurare un certo livello di comfort agli occupanti;
- garantire la trasmissione di forze tangenziali tra il veicolo ed il suolo, al fine di ottenere determinate prestazioni in termini di avanzamento e direzionalità.
In un discorso generale, l’assolvimento delle funzioni di cui sopra richiede allo pneumatico il possesso di determinate caratteristiche.
Per assicurare un certo comfort è necessario che lo pneumatico abbia:
- buone proprietà elastiche e smorzanti;
- basso rumore di rotolamento;
- ridotto sforzo di manovra.
Per conferire al veicolo determinate prestazioni in termini di handling, lo pneumatico dovrebbe invece garantire:
- elevato coefficiente di attrito in tutte le condizioni;
- sviluppo graduale di forze laterali senza variazioni inaspettate;
- buona stabilità in curva;
- risposta diretta ed immediata ai movimenti dello sterzo;
- piccole fluttuazioni del carico verticale.
Inoltre, negli ultimi anni, l’avvento di normative sempre più stringenti nel campo delle emissioni inquinanti ha ufficialmente inserito lo pneumatico nella lista di tutti quei componenti da ottimizzare al fine di ridurre i consumi dell’autoveicolo, quindi, un’ulteriore caratteristica da tenere in considerazione è un basso coefficiente di rotolamento.
Idealmente, si vorrebbe che tutte le proprietà sopra elencate siano ottimizzate per qualunque tipo di veicolo, ma in realtà, come facilmente intuibile, a seconda della tipologia di veicolo e della missione a cui esso è demandato, alcune proprietà saranno per forza di cose privilegiate rispetto ad altre. È ovvio che uno pneumatico con battistrada slick offrirà elevate prestazioni in termini di trazione su asfalto asciutto, ma darà pessimi risultati nel fuoristrada, dove è necessario l’utilizzo di pneumatici tassellati.
Nonostante tutto, ci sono alcune caratteristiche di base che, in maniera più o meno accentuata, sono comuni a tutti i tipi di pneumatici: la deformabilità, l’isteresi, l’aderenza e la leggerezza. La prima è dovuta essenzialmente alla conformazione costitutiva dello pneumatico, composto da una carcassa di fibre metalliche intrecciate immersa in una matrice di gomma. L’isteresi è la conseguenza di tutti i meccanismi di dissipazione energetica che avvengono durante l’impiego dello pneumatico. L’aderenza è forse la caratteristica più nota, in quanto è grazie ad essa che lo pneumatico può assolvere il suo scopo principale, cioè garantire la mobilità del veicolo. La leggerezza è invece data dall’elemento di riempimento, cioè l’aria, la quale, utilizzata a pressioni superiori a quella atmosferica, contribuisce ad irrigidire la struttura e consente di trasmettere forze, anche considerevoli, al cerchio a cui lo pneumatico è fissato (per maggiori dettagli sulle modalità con cui gli pneumatici sostengono il peso della vettura, si rimanda all’articolo Come lo pneumatico sostiene il veicolo).
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