C'è molto di più nel realizzare il tuo set di pneumatici di quanto pensi

"La maggior parte delle persone dà per scontati gli pneumatici delle proprie auto", ha affermato Jay Jakupca. “Li compri, li usi, o ti piacciono o no. Fanno rumore o no, per qualsiasi motivo. Sappiamo che ci sono delle cinture d'acciaio lì dentro, e sappiamo che c'è della gomma sulla parte superiore e ha un disegno del battistrada. Ma a parte questo, tendiamo a non sapere molto o ad immergerci in questo.”

Jakupca ne sa di più; è un fuoristrada pneumatico designer per BFGoodrich. Quando il team di Digital Trends si è reso conto che non ne sapevamo abbastanza di pneumatici, abbiamo chiamato Jakupca e la sua controparte su strada presso BFGoodrich per vedere se potevamo cogliere un indizio.

Produrre pneumatici è piuttosto complicato

Se ci pensi, un normale pneumatico è un lavoro straordinario. È abbastanza morbido da poter lasciare un segno con l'unghia, ma dura da 20.000 a 50.000 miglia sulla tua auto. Nel corso della vita media di uno pneumatico, potrebbe dover funzionare a temperature inferiori allo zero in una bufera di neve o superiori a 150 gradi in una calda giornata estiva. Rotolerà su rocce, cordoli, buche e peggio, e continuerà ad andare avanti. Per sopravvivere, uno pneumatico deve essere abbastanza resistente da sopportare un colpo e abbastanza flessibile da riprendersi milioni di volte.

Quella tenacia è incorporata quando a pneumatico è fatto. Si inizia con i doppi anelli che sigillano il pneumatico alla ruota. Ogni pneumatico è costruito attorno a quei due anelli di filo rigido. Strati di gomma, rinforzati con nylon, poliestere, Kevlar o altri materiali vanno prima a creare quella che i produttori di pneumatici chiamano carcassa. Successivamente vengono applicati strati di filo d'acciaio flessibile rivestiti in gomma all'esterno. Ogni strato è attaccato con un adesivo. Infine, la gomma morbida che costituisce la superficie del battistrada e il fianco viene applicata e incollata in posizione.

Una volta realizzato, il pneumatico “verde” viene messo in uno stampo per la stagionatura. Lo stampo ha il disegno del battistrada sulla faccia interna e il pneumatico viene riscaldato e pressurizzato nello stampo. Questa azione forma il battistrada, insieme alla scritta in rilievo che trovi sui fianchi. Quando il pneumatico esce dallo stampo, è pronto per essere testato e spedito.

C'è di più, ovviamente. Le mescole di gomma sono notevolmente diverse tra pneumatici invernali, pneumatici ad alte prestazioni, camion e pesanti pneumatici per attrezzature e pneumatici a bassa resistenza al rotolamento utilizzati su molti ibridi e veicoli elettrici per migliorare l'energia efficienza. La mescola di gomma utilizzata da qualsiasi produttore di pneumatici è un segreto gelosamente custodito; non discuteranno nemmeno degli ingredienti, tanto meno della formula.

"È un processo molto elaborato e lungo", ha detto Jakupca. “Esaminiamo molte, molte mescole perché diverse mescole ti danno un paio di punti percentuali di trazione sul bagnato, oppure possono darti il ​​2% in più di maneggevolezza. Potrebbe non sembrare molto, ma il composto è davvero cruciale. Non vuoi usare una mescola estiva su uno pneumatico invernale.

Progettare gli pneumatici è estremamente complicato

Una volta che sei arrivato al punto di produrre effettivamente gli pneumatici, il duro lavoro è già finito. Per dare un'occhiata più da vicino al processo di progettazione, abbiamo contattato Kevin Reim, Global Product Category Manager per i prodotti B.F. Goodrich On-Road.

"Mescola, design del battistrada e architettura, tutto ciò che viene dimostrato dalla nostra esperienza nelle corse e ci aiuta a guidarci nello sviluppo", ha dichiarato Reim. “Ma seguiamo anche il nostro processo di sviluppo tradizionale, in cui creiamo concetti e li modelliamo all'interno dei nostri sistemi informatici per poi testarli, simulandoli effettivamente all'interno del nostro computer sistemi”.

La simulazione al computer consente a ingegneri come Jakupca e Reim di elaborare tutti i potenziali progetti necessari prima di doversi impegnare in un prototipo. Il primo passo per progettare un nuovo pneumatico è porre domande.

“Per cosa stiamo cercando di lottare in particolare?” chiese Jakupca. “Ad esempio, se dici di voler avere la migliore trazione sul fango disponibile. Bene, ci sarà un compromesso. Molte volte potresti dover sacrificare il rumore o potresti dover sacrificare l'usura. Ad esempio, il nostro pneumatico fuoristrada BFGoodrich KM3 è costruito per arrampicarsi, costruito per conquistare. Quindi dobbiamo essere in grado di avere trazione sul fango, trazione sulla roccia e dobbiamo anche avere un fianco molto robusto.

“Effettuiamo molti studi sul mercato-consumatore”, ha affermato Reim, “e riceviamo molti feedback dai consumatori. Mettiamo al centro le esigenze del consumatore così come le esigenze del mercato e tutti i requisiti normativi insieme in una specifica di prodotto molto specifica, insieme a obiettivi chiave per le prestazioni e altro Specifiche."

Una volta che sanno cosa vogliono, gli ingegneri utilizzano un sofisticato modello di test virtuale.

"Abbiamo simulazioni per la trazione e vari elementi come la pavimentazione bagnata", ha dichiarato Reim a Digital Trends. “Abbiamo alcune simulazioni di aquaplaning che eseguiamo. Tutte queste cose aiutano a sviluppare e dimostrare i nostri concetti. Una volta che riteniamo di aver ottenuto la combinazione ideale, costruiremo le nostre varianti prototipo. Si tratta davvero di provare quante più idee possibili, entro limiti ragionevoli, dopo aver simulato ciò che vogliamo. Quindi quello pneumatico viene testato.

Test nel mondo reale

Testare un nuovo design di pneumatico è metodico, ripetibile e basato sui dati.

"Quando andiamo ai test, abbiamo una serie di varianti di pneumatici prototipo", ha spiegato Reim. “Poi andiamo al nostro centro di prova nella Carolina del Sud. Abbiamo un certo numero di binari e un certo numero di veicoli lì. Il punto è che stiamo cercando di simulare o replicare le condizioni in cui verranno utilizzati questi pneumatici, e anche condizioni più estreme”.

Per un appassionato di guida, essere un collaudatore di pneumatici potrebbe essere la carriera definitiva.

"I nostri collaudatori sono molto ben addestrati ed esperti nel rilevare le sfumature tra questi prodotti e nel fornirci feedback sui vari test che abbiamo richiesto", ha affermato Reim. “I test in genere comportano la consueta frenata su asciutto e bagnato, rumore e comfort. Ma facciamo molto autocross sul bagnato e sull’asciutto”. Quindi i tester vengono pagati per l'autocross. Iscriviti!

Oltre ai test umani, esistono test automatici automatizzati.

“È molto obiettivo”, ha affermato Reim. “I test sulle macchine riguardano più la durabilità e la resistenza. Raccogliamo tutti questi dati e li analizziamo per prendere decisioni sulla nostra prossima mossa nel ciclo di sviluppo del prodotto. Solitamente passiamo attraverso diversi cicli di generazione del concetto, prototipazione e test prima di arrivare a quello che crediamo sia il miglior prodotto per il mercato. Quindi c’è molto da fare in ogni nuovo prodotto.”

La prova definitiva è la vita reale

Il compito di Jakupca è creare il fuori strada pneumatici che conquisteranno le gare più dure del mondo, come la Baja 1000. I piloti che utilizzano pneumatici BFGoodrich hanno vinto la Baja complessivamente 30 volte. Nel 2018, otto dei primi dieci piloti della Baja 1000 hanno corso con pneumatici BFGoodrich. Quella gara è vista come la prova definitiva.

“Abbiamo ottenuto alcuni dati dalla Baja del 2016”, ha detto Jakupca. “Queste informazioni sono state fondamentali per noi per valutare ciò che necessitava di essere messo a punto. Dal punto di vista fuoristrada, la Baja ci ha dato la fiducia di cui avevamo bisogno nel KM3”.

“Siamo un marchio performante”, ha insistito Reim. “Abbiamo lanciato prodotti che soddisfano davvero chi cerca prestazioni. Persone che apprezzano davvero le prestazioni che possono ottenere dai veicoli e, naturalmente, i componenti che si adattano a tali veicoli. Quindi siamo coinvolti in una serie di eventi di sport motoristici per lo sviluppo su strada. Che si tratti della costruzione della carcassa o della mescola per il battistrada o anche del disegno del battistrada, questo ci garantisce il know-how necessario per produrre più prodotti per il mercato di massa”.

La prossima sfida

Auto, camion e SUV offrono continuamente più coppia e più potenza, e ciò pone una domanda sempre crescente ai produttori di pneumatici come Jakupca e Reim. Inoltre, non è solo il fatto che ci siano più coppia e velocità; è quando e come viene applicata quella coppia.

“Con i sistemi elettrici la coppia sta iniziando a salire alle stelle e ci aspettiamo che continui ad andare in questo modo”, ha detto Reim a Digital Trends. “Quindi capiamo subito dove dobbiamo arrivare con il nostro prodotto. Dovremo inventare disegni del battistrada più rigidi per essere in grado di gestire quella coppia.

Una volta compreso il lavoro svolto nei tuoi pneumatici, è difficile darli per scontati. Tienilo a mente la prossima volta che stai per investire una roccia o una buca.