Lo pneumatico è composto da tanti elementi: la tela di carcassa tessile, le cinture in acciaio, il battistrada e lo strato di rivestimento. Tutti gli elementi posati dalla macchina per la costruzione di pneumatici creano il prodotto finito.
Nel punto di collegamento di vari elementi possono verificarsi variazioni di spessore, massa e rigidità che portano alla disomogeneità nella struttura. Il fenomeno della disomogeneità può anche verificarsi a seguito di altre fasi del processo di produzione, per esempio a seguito di non adeguato stoccaggio prima della vulcanizzazione.
La disomogeneità di pneumatici può essere causata per esempio dagli errori di costruzione.
Quali sono i gruppi della disomogeneità?
le disomogeneità di massa, le disomogeneità di forma (spessore), le disomogeneità di rigidità.
Sono caratterizzati dalle seguenti principali tipi delle disomogeneità:
lo squilibrio (statico e dinamico), l'effetto del cono, lo sbandamento laterale, lo sbandamento radiale, il cambio della rigidità radiale, il cambio della rigidità laterale.
Ogni pneumatico deve passare i test mirati a cogliere tutti i difetti.
Ricordiamoci che gli pneumatici sono usati insieme con il cerchione. Il cerchione, vista la sua rigidità ha l'impatto (positivo o negativo) sulla disomogeneità della massa e della forma ma, praticamente, non ha impatto sulla disomogeneità della rigidità. All'inizio abbiamo detto che la disomogeneità può verificarsi durante la produzione di pneumatici. Bisogna comunque ricordarsi che i criteri della disomogeneità sono esaminati dai produttori a livello richiesto per la qualità e la ripetibilità del processo di produzione il che deve far possibile scoprire i pezzi che superano i limiti di qualità.
Quali sono le cause della disomogeneità?
Oltre i difetti generati in fase della produzione di pneumatici, la disomogeneità della ruota può anche essere causata da:
il difetto causato durante la produzione del cerchione, il danneggiamento dello pneumatico o/e del cerchione durante l'uso, per esempio quando si passa sopra l'ostacolo o durante la frenata con le ruote bloccate, l'errore nel montaggio oppure la mancata ottimizzazione della collocazione dello pneumatico sul cerchione (l'accumulo dell'effetto negativo dello pneumatico e del cerchione, anche se da sole sono entro i limiti di qualità).
La disomogeneità dello pneumatico può causare la sua precoce usura.
Quali possono essere gli effetti della disomogeneità?
Le disomogeneità dopo aver superato i valori limite possono causare il rumore, le vibrazioni, le vibrazioni dello sterzo, la trazione dell'autovettura, l'usura accelerata e irregolare di pneumatici, l'usura di altri elementi dell'autovettura. Le disomogeneità della massa Lo squilibrio statico è un fenomeno dell'irregolare distribuzione della massa nello pneumatico, dove il caso teorico dello squilibrio statico prevede che la massa aggiuntiva sia situata esattamente sull'asse di simmetria del battistrada dello pneumatico, causano soltanto le vibrazioni radiali. Il secondo fenomeno della disomogeneità della massa è costituito dal momento dinamico che prevede che la massa aggiuntiva sia situata nel modo esattamente simmetrico in riferimento al centro di gravità dello pneumatico, causando le vibrazioni trasversali. In realtà, lo squilibrio statico avviene di solito insieme con il momento dinamico. Creano l'effetto dello squilibro dinamico che può essere compensato dall'equilibratura delle ruote.
Quando non è compensato oppure il suo valore, vista la disomogeneità di pneumatici e di cerchioni, sarà troppo alto, può verificarsi tramite:
vibrazioni e rumore in autovettura, consumo non naturale del battistrada con riduzione del periodo dell'uso dello pneumatico, accelerata usura del sistema di sospensione, aumento del consumo del carburante. Alle cause principali della disomogeneità della massa possono essere qualificati: non corretta distribuzione delle pieghe di vari elementi nello pneumatico. Le pieghe devono essere poste in vari luoghi sulla circonferenza affinché non ci siano i punti decisivamente più pesanti, la piega del battistrada e di altri elementi eseguita nel modo scorretto (troppo piccola o troppo grande), non corretta trazione del battistrada, variazioni nello spessore di elementi dello pneumatico. Per quanto riguarda i valori massimi raccomandati dell'equilibratura delle ruote di autoveicoli sono pari a – 60 g per un lato oppure 100 g per ruota. I produttori a volte impiegano la riparazione che consiste nella verniciatura dell'interno dello pneumatico con un liquido speciale al punto dove manca la massa, integrandola in questo modo di perfino 100 g. Il grafico seguente rappresenta i valori medi dello squilibro statico caratteristici per gruppi di pneumatici di grandi dimensioni.
Tali valori sono espressi in masse di equilibratura che dovrebbero essere impiegati per compensare lo squilibro, in grammi.
Leggi di più sull'equilibratura delle ruote.
Medio squilibrio statico del peso (in grammi).
La disomogeneità della forma
Lo sbandamento laterale
Lo sbandamento laterale è una tendenza dello pneumatico ala trazione durante un giro a destra e l'altra volta a sinistra, Questo succede periodicamente durante ogni singolo giro della ruota. L'esistenza di questa forza risulta dalla disomogeneità della distanza tra la parte esterna del fianco dello pneumatico e l'asse di simmetria dello pneumatico. Il valore della forza laterale è sempre positivo e percettibile nella cabina di passeggeri come oscillazioni trasversali. Lo sbandamento radiale
Lo sbandamento radiale
sono le modifiche del raggio della base dello pneumatico gonfiato durante il giro. Lo pneumatico ideale dovrebbe avere la forma perfettamente rotonda. Tuttavia, a seguito di perfino piccole disomogeneità dello spessore di elementi della struttura dello pneumatico, in pratica può essere caratterizzato da gobbette puntuali sulla circonferenza oppure avere la forma leggermente ovale. Sulla strada, questo crea una situazione in cui l'asse del giro della ruota non si muove sulla linea retta ma si sposta verso la direzione verticale, il che sotto carico, causa le variazioni della forza radiale. Tali variazioni delle forze radiali possono essere percettibili dai passeggeri come vibrazioni verticali, che possono essere accompagnati dal rumore e dal peggioramento del comfort della circolazione e accelerata usura di pneumatici e di elementi del sistema di sospensione.
Il movimento dell'asse del giro della ruota a causa dell'esistente sbandamento radiale.
Il movimento dell'asse del giro della ruota a causa dell'esistente sbandamento radiale.
Di solito, le variazioni dell'omogeneità della forma risultanti dal processo di produzione sono relativamente piccole e non siamo in grado di constatarle a occhio nudo. Comunque durante l'uso, a causa del violente passaggio sopra un ostacolo oppure a causa dell'usura puntuale a seguito della frenata di emergenza possono verificarsi le disomogeneità fortemente percettibili e spesso anche visibili.
La disomogeneità della rigidità
Le variazioni della rigidità radiale
Le variazioni della rigidità radiale si verificano quando sulla circonferenza dello pneumatico si trovano i punti caratterizzati dalla diversa rigidità. Per semplificare, possiamo adottare che i fianchi dello pneumatico sono costruiti dalle molle di diversa rigidità. Durante il rotolamento si avvicinano una a una alla superficie della strada. Se una molla fosse molto rigida, la flessione sarebbe minore, e se fosse meno rigida, maggiore. Di conseguenza, l'asse del giro della ruota sarebbe condizionata dal movimento nell'asse verticale. Sotto il carico dell'autovettura, questo provoca la variazione delle forze verticali, percettibile come vibrazioni e rumore nell'autovettura. In particolare durante la circolazione ad alata velocità. Tra le cause dei problemi con la rigidità radiale possiamo nominare la modifica della tela radiale della carcassa, la modifica dello spessore di elementi dello pneumatico ed i problemi con i loro giunti e trazione.
Le variazioni della rigidità laterale
Le variazioni della rigidità laterale si verificano quando lo pneumatico non ha la stessa rigidità trasversale sull'intera circonferenza. Così come nel caso della variazione della rigidità radiale, possiamo ritenere che tale pneumatico è composto dalle molle di diversa rigidità, però questa volta le molle sono situate nel modo trasversale (tra i fianchi dello pneumatico). L'esistenza della variazione laterale provoca le vibrazioni trasversali del carattere simile che lo sbandamento laterale.
La disomogeneità di pneumatici può ridurre il comfort della circolazione nel modo percettibile.
L'effetto del cono
L'effetto del cono significa la tendenza al rotolamento nel modo simile al cono, ossia deviare sempre in una direzione. Il valore del cono può essere positivo o negativo (lo pneumatico devia a destra o a sinistra). L'effetto del cono viene causato dai seguenti elementi che possono avvenire durante il processo di produzione degli pneumatici: pieghe asimmetriche del battistrada, pieghe asimmetriche delle cinture in acciaio, battistrada asimmetrico. I risultati percettibili dell'effetto del cono dell'alto valore può essere la deviazione delle ruote e, di conseguenza, dell'autovettura in una direzione, peggiore manovrabilità, maggiore consumo del battistrada e quindi riduzione del percorso dello pneumatico. Tuttavia, se hai l'autovettura che devia a sinistra o a destra, questo non vuol dire necessariamente che uno degli pneumatici è soggetto all'effetto del cono il che significherebbe la necessità di fare il reclamo. La deviazione può risultare anche dall'azione oppure dalla collaborazione di altri elementi come: incorretta geometria delle ruote, asimmetria dell'autovettura o il sovrapporsi negativo del valore del cono dei vari pneumatici. Quindi, per esempio, gli pneumatici dell'asse anteriore possono avere il cono negativo, deviando in una direzione, e dell'asse posteriore il cono positivo, deviando in un'altra direzione. In tal caso, la soluzione è cambiare la posizione degli pneumatici affinché i vettori delle forze siano equilibrati maggiormente possibile. Le equilibratici di alta classe disponibili sul mercato hanno le funzionalità che aiutano a risolvere questo tipo di problemi.