Qual è il rapporto tra costruzione e prestazioni degli pneumatici?

Perché la resistenza al rotolamento degli pneumatici radiali per camion è bassa? Perché lo pneumatico radiale per autocarri è più resistente all'usura dello pneumatico bias? Il 70% dell'intensità di carico del pneumatico radiale per camion è concentrato sullo strato della cintura. E' vero? Qual è il rapporto tra costruzione e prestazioni degli pneumatici?

Ⅰ.  L'impatto della costruzione degli pneumatici sulle prestazioni degli pneumatici è complesso e non diretto
Le prestazioni degli pneumatici possono essere riassunte in due punti:
1. la carcassa deve essere ferma e durevole, cioè, non ci saranno problemi inspiegabili come esplosione, perdita d'aria durante il funzionamento dell'automobile;
2. Il battistrada deve essere piatto quando tocca il terreno, cioè, guida stabile, prestazioni di frenata affidabili e buona resistenza all'usura del battistrada. In poche parole, non si tratta di altro che del problema della carcassa e del problema del battistrada, e questi due problemi possono ancora essere combinati in uno perché la struttura della carcassa controlla le prestazioni del battistrada quando l'auto è in funzione.

Ⅱ.  La costruzione del pneumatico determina la forma del battistrada in modo da determinare tutte le prestazioni del pneumatico direttamente correlate alla forma del battistrada.
La forma del battistrada del pneumatico e le sue modifiche sono fattori importanti che influenzano le prestazioni del pneumatico quando il pneumatico è in funzione. I pneumatici radiali per camion beneficiano dell'effetto di serraggio dello strato della cintura e, in condizioni di pressione normale di gonfiaggio dell'aria, la corona del pneumatico e la spalla del pneumatico sono sostanzialmente mantenuti in linea. Tuttavia, a causa dell'elevata pressione di gonfiaggio dell'aria dello pneumatico del camion, la corona è leggermente rialzata e il radiante non è grande come quello dello pneumatico bias.

Le proprietà interessate dalla costruzione del pneumatico sono:
1. Stabilità della guida
La costruzione degli pneumatici ha un grande impatto sulla stabilità della guida. Poiché il battistrada cambia da un arco a una linea retta, la larghezza effettiva del battistrada che tocca il terreno aumenterà fino a quando la spalla e la corona toccano il terreno allo stesso tempo, migliorando significativamente il supporto laterale della vettura in modo da rendere l'auto più stabile.
2. Distanza di frenata ridotta
Il battistrada piatto aiuta a mantenere l'aderenza al terreno, accorciando così la distanza di frenata.

3. Resistenza al rotolamento
Quando l'auto è ferma, c'è una superficie tra il battistrada e il terreno che è comunemente conosciuta come impronta. A causa del battistrada curvo dello pneumatico bias, la sua impronta è ellittica con una maggiore spaziatura anteriore-posteriore e una stretta spaziatura laterale, mentre l'impronta dello pneumatico radiale per camion è più vicina a un rettangolo con una breve spaziatura anteriore-posteriore e una grande spaziatura laterale. Sotto la stessa pressione, l'area di impronta dei due è quasi la stessa. Questo è il motivo fondamentale per cui i pneumatici radiali per camion hanno una minore resistenza al rotolamento.
4. Resistenza allo scivolamento
Che l'auto stia correndo lungo una linea retta o stia girando, un battistrada piatto può sempre rendere il modello dello pneumatico più efficace a contatto con il terreno, migliorare l'aderenza dello pneumatico e ridurre la possibilità di scivolamento laterale.

5. Resistenza all'usura
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Ⅲ.  La costruzione del pneumatico determina anche direttamente le prestazioni della carcassa stessa, manifestata principalmente in:

1. La consistenza circonferenziale della linea centrale della corona del pneumatico.
Lo strato della cinghia dello pneumatico radiale del camion può garantire che la linea centrale del battistrada sia coerente con la linea centrale della corona, cioè, l'equilibrio della forza centrifuga durante la rotazione ad alta velocità è significativamente migliore di quello degli pneumatici bias.
2. Rigidità e manutenibilità della parete laterale
Dal lato, la disposizione dei fili d'acciaio radiali del pneumatico del camion è simile alle costole della ventola e ogni filo d'acciaio è sulla linea del raggio. Poiché il pneumatico radiale del camion è generalmente una struttura di carcassa monostrato, il filo d'acciaio non si sovrappone né attraversa altri fili d'acciaio. Lo spazio tra i fili d'acciaio è sigillato da gomma (comunemente noto come "gomma laterale"). Il lato laterale del pneumatico radiale del camion è a forma di ventilatore e una volta perforato da una forza esterna, è soggetto a crepe e non può essere riparato.

3. Produzione di calore della carcassa

Ci sono due parti principali della generazione di calore della carcassa, una parte proviene dal materiale del telaio della carcassa e dalla gomma della parete laterale, e l'altra parte proviene dall'aria nello pneumatico. Le ragioni principali della generazione di calore della carcassa sono: in primo luogo, la carcassa del pneumatico si deforma sotto carico. Quando un'auto gira o il manto stradale presenta alti e bassi, la forma del pneumatico è soggetta a deformazioni dovute alla forza del manto stradale e al proprio peso. Il secondo è che il carico dinamico dello pneumatico cambia costantemente quando l'auto è in funzione, quindi la carcassa si espande e si contrae. La terza è la frequente compressione e flusso d'aria nel pneumatico a causa del cambiamento della forma della carcassa e dell'espansione e contrazione del materiale del telaio. Infatti, ci sono due elementi chiave nella generazione di calore degli pneumatici, vale a dire l'energia interna e il movimento del materiale. Quando l'energia interna del materiale viene stimolata, genera calore. L'energia termica è una delle proprietà fondamentali della materia e il movimento è la condizione di eccitazione. Il design del pneumatico è quello di ridurre il più possibile i movimenti inutili e solo in questo modo il calore generato dallo stesso materiale sarà naturalmente ridotto.

4. Prestazioni di carico

Le prestazioni di carico del pneumatico non sono determinate solo dall'intensità e dalla quantità del materiale del telaio, ma anche dall'intensità del viaggiatore dell'anello. L'angolo tra il filo della carcassa di un pneumatico radiale del camion e il viaggiatore dell'anello è un angolo retto. Si ritiene generalmente che la disposizione del pneumatico radiale del camion possa esercitare meglio le forti prestazioni del materiale del telaio, che in realtà è un malinteso.Il componente portante finale dello pneumatico è il viaggiatore dell'anello ed entrambe le estremità del filo della carcassa sono tutte fissate sul viaggiatore dell'anello. La forma di forza del pneumatico non è solo una semplice forza di trazione, ma soprattutto la forza di espansione esterna della pressione interna del gas. Questa forza è perpendicolare alla parete interna del pneumatico. Il design strutturale del pneumatico è determinato dall'intensità del traveller dell'anello e dal materiale del telaio, dalle dimensioni della cavità del pneumatico e dalla pressione di gonfiaggio dell'aria.
Quanto sopra è l'analisi della costruzione degli pneumatici e delle sue prestazioni, speriamo possa essere utile a tutti.