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

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"La maggior parte delle persone dà per scontate le gomme delle loro auto", ha detto Jay Jakupca. “Li compri, li usi, o ti piacciono o no. Fanno rumore o no, per qualsiasi motivo. Sappiamo che ci sono delle cinghie d'acciaio lì dentro, e sappiamo che c'è un po 'di gomma sulla parte superiore, e ha un disegno del battistrada. Ma a parte questo, tendiamo a non sapere molto o ad approfondirci. "

Jakupca ne sa di più; è un progettista di pneumatici fuoristrada 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 a BFGoodrich per vedere se riuscivamo a trovare un indizio.

Fare pneumatici è un po 'complicato

Quando ci pensi, un normale pneumatico è un lavoro straordinario. È abbastanza morbido da poter lasciare un segno con le unghie, ma dura da 20.000 a 50.000 miglia sulla tua auto. Nel corso della vita media di un pneumatico, potrebbe essere necessario lavorare a temperature sotto lo 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 subire un colpo e abbastanza flessibile da riprendersi milioni di volte.

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Quella tenacità è intrinseca quando viene prodotto uno pneumatico. 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, creano prima quella che i produttori di pneumatici chiamano carcassa. Quindi strati rivestiti in gomma di filo di acciaio flessibile vengono stratificati 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 che il pneumatico "verde" è fatto, va in uno stampo per la cura. Lo stampo ha il disegno del battistrada sulla sua 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.

"... Se dici che vuoi avere la migliore trazione sul fango che ci sia, beh, ci sarà un compromesso."

C'è di più in questo, ovviamente. Le mescole di gomma sono notevolmente diverse tra pneumatici invernali, pneumatici ad alte prestazioni, pneumatici per autocarri e attrezzature pesanti e pneumatici a bassa resistenza al rotolamento utilizzati su molti ibridi ed veicoli elettrici per migliorare l'efficienza energetica. 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. "Passiamo attraverso molte, molte mescole perché diverse mescole ti danno un paio di percento sulla trazione sul bagnato, oppure possono darti il ​​due percento in più di manovrabilità. Potrebbe non sembrare molto, ma il composto è molto cruciale. Non vuoi usare una mescola estiva su uno pneumatico invernale. "

La progettazione di pneumatici è estremamente complicata

Una volta che sei al punto di produrre effettivamente le gomme, il duro lavoro è già fatto. Per dare un'occhiata più da vicino al processo di progettazione, abbiamo contattato Kevin Reim, Global Product Category Manager per BF Goodrich On-Road Products.

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

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

“Si tratta davvero di provare quante più idee possibili, entro limiti ragionevoli, dopo aver simulato ciò che vogliamo. Poi quella gomma va in prova. "

"Per cosa in particolare stiamo cercando di lottare?" Chiese Jakupca. “Ad esempio, se dici di voler avere la migliore trazione sul fango che ci sia. 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 scalare, costruito per conquistare. Quindi dobbiamo essere in grado di avere trazione sul fango, trazione su roccia e dobbiamo anche avere questo fianco molto robusto ".

"Facciamo molti studi dal mercato al consumatore", ha detto Reim, "e riceviamo molti feedback dai consumatori. Mettiamo insieme le esigenze del consumatore, le esigenze del mercato e tutti i requisiti normativi in ​​una specifica di prodotto molto specifica, insieme a obiettivi chiave per le prestazioni e altre specifiche ".

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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 detto 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 pensiamo di avere la combinazione ideale, costruiremo le nostre varianti del prototipo. Si tratta davvero di provare quante più idee possibili, entro limiti ragionevoli, dopo aver simulato ciò che vogliamo. Poi quella gomma va in prova. "

Test del mondo reale

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

Raccogliamo tutti questi dati e li analizziamo per prendere decisioni sulla nostra prossima mossa nel ciclo di sviluppo del prodotto.

"Al momento in cui andiamo ai test, abbiamo una serie di varianti di pneumatici prototipo", ha spiegato Reim. “Poi andiamo al nostro centro di prova in South Carolina. Abbiamo una serie di tracce e un numero di veicoli lì. Il punto è che stiamo cercando di simulare o replicare le condizioni in cui verranno utilizzati questi pneumatici e condizioni ancora più estreme ".

Per un appassionato di guida, essere un collaudatore di pneumatici potrebbe essere l'ultima carriera.

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

Oltre ai test umani, ci sono i test automatici delle macchine.

"È molto obiettivo", ha affermato Reim. “I test delle macchine sono più per la durata e la resistenza. Raccogliamo tutti questi dati e li elaboriamo per prendere decisioni sulla nostra prossima mossa nel ciclo di sviluppo del prodotto. In genere, passiamo attraverso diversi round di generazione di concetti, prototipi e test prima di arrivare a quello che riteniamo sia il miglior prodotto per il mercato. Quindi molto va in ogni nuovo prodotto. "

Il test definitivo è la vita reale

Il lavoro di Jakupca è realizzare pneumatici fuoristrada che conquisteranno le gare più dure del mondo, come il Baja 1000. I piloti che montano pneumatici BFGoodrich hanno vinto il 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 2016", ha detto Jakupca. “Quelle informazioni erano fondamentali per noi per esaminare ciò che doveva essere sintonizzato. Dal punto di vista fuoristrada, il Baja ci ha dato la fiducia di cui avevamo bisogno nel KM3. "

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

La prossima sfida

Auto, camion e SUV continuano a fornire più coppia e più potenza, e questo pone una domanda sempre crescente a produttori di pneumatici come Jakupca e Reim. Inoltre, non è solo che c'è più coppia e velocità grezze; 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 così", ha detto Reim a Digital Trends. “Quindi proprio lì capiamo dove dobbiamo andare con il nostro prodotto. Dovremo elaborare disegni del battistrada più rigidi per essere in grado di gestire quella coppia ".

Una volta compreso il lavoro svolto sulle gomme, è difficile darlo per scontato. Tienilo a mente la prossima volta che stai per correre su una roccia o una buca.