Fabricar su juego de neumáticos implica mucho más de lo que cree

“La mayoría de la gente da por sentado los neumáticos de sus coches”, dijo Jay Jakupca. “Los compras, los usas, te gustan o no. Hacen ruido o no, por el motivo que sea. Sabemos que hay algunas correas de acero allí, y sabemos que hay algo de goma en la parte superior y que tiene un patrón de banda de rodadura. Pero aparte de eso, no solemos saber mucho ni sumergirnos en eso”.

Jakupca sabe más que eso; el es un todoterreno neumático diseñador de BFGoodrich. Cuando el equipo de Digital Trends se dio cuenta de que en realidad no sabíamos lo suficiente sobre neumáticos, llamamos a Jakupca y a su homólogo de carretera en BFGoodrich para ver si podíamos captar una pista.

Hacer neumáticos es un poco complicado

Si lo piensas bien, un neumático común y corriente es un trabajo increíble. Es lo suficientemente suave como para dejar una marca con la uña, pero dura entre 20.000 y 50.000 millas en tu coche. Durante la vida útil promedio de un neumático, es posible que tenga que funcionar a temperaturas bajo cero en una tormenta de nieve o a más de 150 grados en un caluroso día de verano. Rodará sobre rocas, bordillos, baches y cosas peores, y seguirá adelante. Para sobrevivir, un neumático tiene que ser lo suficientemente resistente como para soportar un golpe y lo suficientemente flexible como para rebotar millones de veces.

Esa dureza se construye cuando un neumático está hecho. Comienza con los anillos gemelos que sellan el neumático a la rueda. Cada neumático está construido alrededor de esos dos anillos de alambre rígido. Las capas de caucho, reforzadas con nailon, poliéster, Kevlar u otros materiales, se colocan primero para crear lo que los fabricantes de neumáticos llaman una carcasa. Luego se colocan capas de alambre de acero flexible recubiertas de goma en el exterior. Cada capa está unida con un adhesivo. Finalmente, se aplica y pega en su lugar la goma blanda que forma la superficie de la banda de rodadura y la pared lateral.

Una vez que se fabrica el neumático "verde", se introduce en un molde para curarlo. El molde tiene el dibujo de la banda de rodadura en su cara interior y el neumático se calienta y presuriza en el molde. Esta acción forma la banda de rodadura, junto con la escritura en relieve que se encuentra en las paredes laterales. Cuando el neumático sale del molde, está listo para ser probado y enviado.

Por supuesto, hay más que eso. Los compuestos de caucho son dramáticamente diferentes entre neumáticos de invierno, neumáticos de alto rendimiento, camiones y pesados. neumáticos para equipos y neumáticos de baja resistencia a la rodadura que se utilizan en muchos híbridos y vehículos eléctricos para mejorar la energía. eficiencia. El compuesto de caucho utilizado por cualquier fabricante de neumáticos es un secreto muy bien guardado; Ni siquiera discutirán los ingredientes, y mucho menos la fórmula.

"Es un proceso muy elaborado y largo", dijo Jakupca. “Pasamos por muchos, muchos compuestos porque diferentes compuestos te darán un par de por ciento de tracción en mojado, o pueden darte un dos por ciento mejor de manejo. Puede que no parezca mucho, pero el compuesto es muy importante. No conviene utilizar un compuesto de verano en un neumático de invierno”.

Diseñar neumáticos es muy complicado

Una vez que estés en el punto de fabricar los neumáticos, el trabajo duro ya estará hecho. Para conocer más de cerca el proceso de diseño, nos comunicamos con Kevin Reim, gerente global de categoría de productos de B.F. Goodrich On-Road Products.

"El compuesto, el diseño de la banda de rodadura y la arquitectura, todo eso se demuestra a través de nuestra experiencia en las carreras y nos ayuda a guiarnos en el desarrollo", declaró Reim. “Pero también hacemos nuestro proceso de desarrollo tradicional, donde creamos conceptos, los modelamos dentro de nuestros sistemas informáticos y luego probándolos, en realidad simulándolos dentro de nuestra computadora sistemas”.

La simulación por computadora permite a ingenieros como Jakupca y Reim trabajar en tantos diseños potenciales como sea necesario antes de tener que comprometerse con un prototipo. El primer paso para diseñar un neumático nuevo es hacer preguntas.

“¿Por qué estamos tratando de esforzarnos en particular?” -Preguntó Jakupca. “Por ejemplo, si dices que quieres tener la mejor tracción en barro que existe. Bueno, habrá algún acuerdo. Muchas veces es posible que tengas que sacrificar el ruido o el desgaste. Por ejemplo, nuestro neumático todoterreno BFGoodrich KM3 está diseñado para escalar, diseñado para conquistar. Por lo tanto, necesitamos poder tener tracción en barro, tracción en rocas y también necesitamos tener esta pared lateral muy robusta”.

“Hacemos muchos estudios de mercado a consumidor”, dijo Reim, “y recibimos muchos comentarios de los consumidores. Ponemos las necesidades del consumidor así como las necesidades del mercado y todos los requisitos reglamentarios. juntos en una especificación de producto muy específica, junto con objetivos clave de rendimiento y otros especificaciones."

Una vez que saben lo que quieren, los ingenieros utilizan un sofisticado modelo de prueba virtual.

"Tenemos simulaciones de tracción y varios elementos como pavimento mojado", dijo Reim a Digital Trends. “Tenemos algunas simulaciones de hidroplaneo que realizamos. Todas estas cosas ayudan a desarrollar y probar nuestros conceptos. Una vez que creamos que tenemos la combinación ideal, construiremos nuestras variaciones de prototipos. En realidad, se trata de probar tantas ideas como podamos, dentro de lo razonable, después de haber simulado lo que queremos. Luego ese neumático se somete a pruebas”.

Pruebas del mundo real

Probar un nuevo diseño de neumático es metódico, repetible y se basa en datos.

"En el momento en que empezamos las pruebas, tenemos una serie de prototipos de variaciones de neumáticos", explicó Reim. “Luego vamos a nuestras instalaciones de pruebas en Carolina del Sur. Tenemos varias pistas y varios vehículos allí. La cuestión es que estamos intentando simular o replicar las condiciones en las que se utilizarán estos neumáticos, e incluso condiciones más extremas”.

Para un entusiasta de la conducción, ser piloto de pruebas de neumáticos podría ser la carrera definitiva.

"Nuestros conductores de pruebas están muy bien capacitados y tienen experiencia en detectar matices entre estos productos y brindarnos comentarios sobre las diversas pruebas que hemos solicitado", dijo Reim. “Las pruebas normalmente implican el frenado, el ruido y la comodidad habituales en seco y mojado. Pero hacemos mucho autocross en mojado y seco”. Entonces a los probadores se les paga por realizar el autocross. ¡Regístrenos!

Además de las pruebas en humanos, existen pruebas de máquinas automatizadas.

"Es muy objetivo", afirmó Reim. “Las pruebas con máquinas se centran más en la durabilidad y la resistencia. Recopilamos todos estos datos y los analizamos para tomar decisiones sobre nuestro próximo paso en el ciclo de desarrollo del producto. Por lo general, pasamos por varias rondas de generación de conceptos, creación de prototipos y pruebas antes de llegar a lo que creemos que es el mejor producto para el mercado. Por eso se dedican muchas cosas a cada nuevo producto”.

La prueba definitiva es la vida real

El trabajo de Jakupca es hacer Fuera de la carretera Neumáticos que conquistarán las carreras más duras del mundo, como la Baja 1000. Los conductores que utilizan neumáticos BFGoodrich han ganado la Baja en general 30 veces. En 2018, ocho de los diez mejores pilotos de la Baja 1000 corrieron con neumáticos BFGoodrich. Esa carrera se considera la prueba definitiva.

"Obtuvimos algunos de los datos de la Baja de 2016", dijo Jakupca. “Esa información fue fundamental para nosotros para ver qué era necesario ajustar. Desde la perspectiva todoterreno, la Baja nos dio la confianza que necesitábamos en el KM3”.

"Somos una marca de alto rendimiento", insistió Reim. “Lanzamos productos que realmente se adaptan a quienes buscan rendimiento. Personas que realmente aprecian el rendimiento que pueden obtener de los vehículos y, por supuesto, los componentes que se adaptan a esos vehículos. Por eso estamos involucrados en una serie de sedes de deportes de motor para el desarrollo en carretera. Ya sea la construcción de la carcasa, el compuesto de la banda de rodadura o incluso el diseño de la banda de rodadura, eso nos proporciona el conocimiento necesario para producir más productos para el mercado masivo”.

El próximo desafío

Los automóviles, camionetas y SUV presentan continuamente más torque y más caballos de fuerza, y eso impone una demanda cada vez mayor a los fabricantes de neumáticos como Jakupca y Reim. Además, no se trata sólo de que haya más par y velocidad en bruto; es cuándo y cómo se aplica ese torque.

"Con los sistemas eléctricos, el par está empezando a dispararse y esperamos que continúe así", dijo Reim a Digital Trends. “Entonces entendemos hacia dónde debemos llegar con nuestro producto. Tendremos que idear diseños de banda de rodamiento que sean más rígidos para poder soportar ese torque”.

Una vez que comprende el trabajo que implican los neumáticos, es difícil darlos por sentado. Tenga esto en cuenta la próxima vez que esté a punto de atropellar una roca o un bache.