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    Michelin On The Future: “Vision”, lo pneumatico “ricaricabile”

    Nell’edizione ancora in corso del Movin’On a Montreal (CA) è stato presentato uno scenario assolutamente innovativo e rivoluzionario in merito agli pneumatici. E’ stata proprio Michelin, azienda leader nella produzione di pneumatici, a disegnare quello che, assieme alla guida autonoma e condivisa, potrà definirsi il futuro. Vision: è questo il nome dello pneumatico che, secondo gli esperti, segnerà l’inizio di una nuova era per la mobilità. E’ evidente come negli ultimi anni si sta spingendo molto per l’e-mobility.

    I dati parlano chiaro e le normative recenti spingono gli ingegneri a migliorare sempre più i consumi, le emissioni e la sicurezza nella guida. Tutto ciò non riguarda esclusivamente la parte propulsiva di un veicolo, anzi, ci sono innumerevoli aspetti trascurati negli ultimi anni, proprio come gli pneumatici.

    Cosa prevede Michelin per il futuro?

    Michelin 3D vision
    wonderfulengineering.com

    Secondo i tecnici Michelin, il concetto di pneumatico, così come noi lo concepiamo, muterà profondamente. Tra qualche decennio i pneumatici non verranno più modificati, sostituiti e installati dal gommista; non ce ne sarà più il bisogno, in quanto tutte queste operazioni verranno sostituite dalla semplice e veloce “ricarica“.

    Basti immaginare un futuro, non molto lontano, in cui sarà la stessa vettura a segnalare al conducente, mediante sensori e sofisticati computer di bordo, che gli pneumatici non hanno più le caratteristiche geometriche e materiali necessarie per la circolazione.
    In questo modo si andrebbe ad evitare quella percentuale, non trascurabile, di incidenti all’anno causati da una mancata attenzione da parte del guidatore: Battistrada usurato, pressione dello pneumatico non-ideale, misure e caratteristiche geometriche non omologate, scarsa qualità della mescola adottata.

    Anche in questo caso, la qualità è funzione delle condizioni d’esercizio e delle condizioni climatiche.

    Con Vision tutti questi problemi si risolvono:

    I materiali in micro-fibra, saranno trattati con processi tecnologici avanzati e adeguati. Il costo dell’unico treno di pneumatici da installare su una vettura sarà relativamente maggiore del costo attuale. Il prezzo maggiore è giustificato dalla tecnologia innovativa di cui dispone Vision. Questo pneumatico sarà in grado di variare continuamente la resistenza offerta dal materiale in funzione dello stimolo ricevuto. Questa continua variazione in funzione delle condizioni d’esercizio richieste, risolve uno dei più grandi difetti legati agli pneumatici convenzionali.

    La Gif sotto lo mostra chiaramente:

    https://giphy.com/gifs/3ohzdHbnicKhWJAvbG

     

    Contraddizioni?

    In base alla temperatura esterna (asfalto e aria), umidità, pressione ottimale e frequenza d’uso del veicolo, lo pneumatico necessità di differenti tipi di mescola e intagli del battistrada. E’ intuitivo, quindi, supporre che lo pneumatico perfetto non esiste. In quanto non esiste un pneumatico, o meglio dire un materiale, in grado di variare la propria composizione reagendo a differenti tipi di sollecitazioni esterne.

    Michelin vision
    wonderfulengineering.com

    Quanto affidabili potranno mai essere i “miracolosi” pneumatici 4-stagioni?

    VISION può esserlo!

    https://giphy.com/gifs/l0Iyc5K1xP33YcSNa

    Dalla Gif in alto si può notare quale sarà la procedura canonica. Sensori ottici e di pressione segnalano alla centralina l’urgenza della ricarica.
    Il computer di bordo segnala a sua volta al guidatore l’autonomia massima che il veicolo potrà percorrere prima di arrestare l’intero sistema (analogamente al carburante).
    Infine avviene la ricarica.

    Come funziona e soprattutto quanto costerà?

    I gommisti verranno “sostituiti” da macchine automatizzate per la stampa 3D: non a caso la tecnologia Michelin è chiamata anche Tweel 3D-Printed. Questi macchinari ultra-sofisticati saranno posizionati nelle stazioni di servizio/ di ricarica elettrica, lungo strade urbane ed extraurbane.

    Il prezzo è relativamente basso, in quanto vengono utilizzati materiali bio-degradabili, riciclabili e in parte riciclati. Questa adozione risolverà un altro grande problema legato all’inquinamento: ogni anno, quintali di pneumatici vengono gettati in mare.

    Vision Terry k jettys
    rubbernews.com

    Il nuovo Vision – ha detto oggi Terry K. Gettys, vicepresidente esecutivo R&D di Michelin durante il reveal – racchiude quattro vere rivoluzioni: è organico, ‘ricaricabile’, senza aria e connesso. Viene infatti prodotto con materiali bio, completamente riciclabili (e in parte riciclati) con un bassissimo impatto sull’ambiente. Vision utilizza poi un battistrada depositato direttamente sulla struttura della ruota senza vulcanizzazione e per un spessore inferiore alle gomme tradizionali. Può dunque essere ‘ricaricato’ come si fa per la scheda dello smartphone tutte le volte che serve – chi fa poca strada lo farà una volta all’anno, chi macina chilometri più spesso – ma sempre riutilizzando il cerchio ‘strutturale’ che ha, così, la stessa vita dell’automobile.

     

    AirLess, ma con una marcia in più:

    Per Vision, è stata pienamente sfruttata l’esperienza maturata, in questi ultimi anni, da Michelin con Tweel, il pneumatico AirLess già in commercio per veicoli a velocità ridotta.

    Michelin AirLess
    WonderfulEngineering.com

    Il materiale in questione presenta una struttura reticolare. Sarà in grado di svolgere tutte le principali funzioni di uno pneumatico convenzionale: da quella strutturale a quella di smorzamento. Lo pneumatico come nel caso dell’AirLess provvede da cerchio, battistrada e carcassa.

    Per far sì che vi sia deflusso d’acqua in caso di pioggia o pozzanghere, sono presenti apposite forature tra battistrada e carcassa. Quest’ultime sono in grado di far fuoriuscire il liquido in questione mediante la spinta provocata dalla forza centrifuga.

    Michelin ha idealizzato un futuro in cui: vettura, guidatore e adesso anche gli pneumatici, comunicano tra loro in modo intelligente. Il tutto al fine di migliorare la sicurezza e l’affidabilità, a scapito dell’autonomia.

    L’approfondimento continua..

    Nella seconda parte dell’approfondimento Vehicle Close-up Engineering, ho trattato l’evoluzione del pneumatico: i pregi e difetti, le fasi di progettazione e le caratteristiche determinanti. Non perdetelo! Ecco il link:
    https://vehicle.closeupengineering.it/pneumatici-evoluzione-progettazione/10629/

    Tyres

    Pneumatici: Evoluzione & Progettazione

    Noi di Vehicle Close-up Engineering abbiamo trattato, nella prima parte di questo approfondimento (che potete trovare in fondo all’articolo), quello che sarà il futuro legato all’Automotive e al veicolo in generale.
    In questa seconda e ultima parte dell’approfondimento riguardo gli pneumatici, ci preoccuperemo di analizzare come si è evoluto questo fondamentale componente e in che modo i progettisti danno vita ad un battistrada.  Secondo gli esperti, saranno proprio gli pneumatici del futuro a segnare l’inizio di una nuova era per la mobilità.

    E’ evidente come negli ultimi anni si sta spingendo molto per l’e-mobility.  I dati parlano chiaro e le normative recenti spingono gli ingegneri a migliorare sempre più i consumi, le emissioni e la sicurezza nella guida. Tutto ciò non riguarda esclusivamente la parte propulsiva di un veicolo, anzi, ci sono innumerevoli aspetti trascurati negli ultimi anni, proprio come gli pneumatici.

    Perché l’importanza dello pneumatico?

    Pneumatico
    motograndprix.motorionline.com

    Gli pneumatici, come tutti ben sappiamo, sostengono il veicolo, ne comportano la stabilità e soprattutto l’efficacia frenante. Una buona percentuale di incidenti si verifica proprio per causa loro, o meglio dire, a causa di una mancata attenzione da parte del guidatore: Battistrada usurato, pressione dello pneumatico non-ideale, misure e caratteristiche geometriche non omologate, scarsa qualità della mescola adottata.

    L’ultimo punto va precisato. Ciò non significa che l’azienda può vendervi un prodotto scadente; certo, ci sono prodotti di serie A e prodotti di serie B, tuttavia nell’ultimo punto si fa riferimento ad una delle caratteristiche fondamentali dei pneumatici: il tipo di mescola.

    Ci sono pneumatici adatti per determinate condizioni d’esercizio, stagioni e condizioni climatiche. Così come nella Formula1:

    Pneumatici Formula1
    f1.manbos.com
    • Pneumatici con mescola morbida (SoftSuperSoft): Garantiscono maggiore grip (aderenza), alte velocità di percorrenza nelle curve e maggiore stabilità. Lo svantaggio è la durata: questa mescola entra in temperatura molto più velocemente di qualsiasi altro tipo di mescola, pertanto si usura con maggiore velocità.
    • Pneumatici con mescola dura (Hard): Garantiscono l’effetto opposto, maggiori tempi richiesti per entrare in temperatura, tuttavia garantiscono maggiore durata. (Circuiti in cui vi sono molte curve strette e cambi di direzione).
    • Pneumatici da bagnato (IntermediateFullWet): Presentano un battistrada ricco di venature in grado di incanalare e far defluire l’acqua al fine di migliorare l’aderenza sul manto stradale viscoso.

    Nella realtà quotidiana troviamo: pneumatici 4-stagioni (“adatte” per l’intero anno), pneumatici invernali ed estivi.
    Ecco uno schema identificativo legato alle caratteristiche fondamentali di un qualsiasi pneumatico esistente al mondo.

    Tire's characteristichs
    Wikipedia.org

    Evoluzione dello pneumatico:

    Inizialmente gli pneumatici erano dotati di camera d’aria, ciò presentava problemi nell’omogenizzazione della pressione interna e in caso di foratura si rimaneva davvero “a terra”.

    Michelin brevetta nel 1930 il TubeLess, vale a dire uno pneumatico in cui l’aria, o del gas (maggiormente utilizzato), veniva trattenuta all’interno della struttura del pneumatico, senza l’utilizzo della camera d’aria (Tube-Less, per l’appunto). La struttura dello pneumatico è prevalentemente caratterizzata da fili d’acciaio o Kevlar ad alta resistenza, in una matrice gommosa. Il TubeLess, in caso di foratura, permette tempi di sgonfiaggio dello pneumatico abbastanza lunghi.

    Ultimo passaggio per approdare all’innovativo presente: Pneumatici AirLess.

    La tecnologia ha applicazioni effettive ed efficaci nel mondo AutoMotive solo negli ultimi anni, tuttavia l’idea, abbastanza rudimentale, nasce nel 1942. In figura vi è la “ruota autarchica” realizzata dalle Officine Viberti nel 1942. E’ nata per cercare di limitare l’usura della mescola, in quanto, in quei anni, vi era un problema legato all’approvvigionamento.

    Airless
    AutosuperMarket.it

    Interessante anche questa soluzione adottata dal costruttore aerospaziale Grumman. La struttura è completamente metallica.

    Pneumatici
    AutosuperMarket.it

    Bridgestone e Michelin hanno reso possibile l’applicazione della tecnologia AirLess su macchine operatrici e solo recentemente su automobili.

    Pneumatici airless
    Rinnovabili.it

    Come progettare uno pneumatico?

    Dare vita ad uno pneumatico è come un’opera d’arte: è frutto di bilanciamento, tanta tecnica ed estetica. Le scuole di pensiero sono svariate, tuttavia, in fase di progettazione, gli ingegneri seguono un iter abbastanza chiaro e definito.

     

    • Prima fase: Scelta del disegno del battistrada, della mescola e delle caratteristiche geometriche in funzione delle condizioni d’esercizio del veicolo considerato.
    • Seconda fase: Tanta simulazione al computer mediante software e sistemi di calcolo numerico avanzatissimi;
    • Terza fase: Prevede una simulazione diretta in pista in grado di mettere in relazione tutti i parametri di progettazione (Performance, aderenza, usura, efficacia del disegno utilizzato per il battistrada, temperatura e valori ottimali di pressione).
    • Quarta fase: Miglioramenti vari e infine commercializzazione.

    https://giphy.com/gifs/a42UGsZroVdpC

    Per quanto riguarda il disegno del battistrada si seguono dei principi, i quali sono funzione delle condizioni dell’asfalto e del clima.
    Con l’asfalto asciutto, bisogna disegnare il battistrada con un’impostazione tale da garantire un’elevata rigidezza nel contatto. Migliore sarà il valore ottimale raggiunto, maggiore sarà la confidenza in curva e di conseguenza la tenuta.

    Al contrario, la presenza di intagli e lamelle marcati sul disegno del battistrada, amplificherà l’effetto di deflusso d’acqua.

    Infine, il disegno del battistrada può differenziarsi in:

    • Simmetrico: Composti da disegni identici, che si distendono partendo dal centro del pneumatico;
    • Asimmetrico: Tipici di quel tipo di mescole caratterizzate da varie tipologie di scanalature sulla superficie;
    • Direzionale: Battistrada caratterizzato da un motivo impostato sulla stessa direzione (ecco perché sono anche detti “uni-direzionali“). Tipici dei disegni a V per l’utilizzo su bagnato.

     

    Passato e Presente, ma.. il Futuro?

    Dopo anni di ricerca e sviluppo, Michelin è in grado di presentare il primo pneumatico “ricaricabile“(sì avete capito bene), economico, sicuro ed ecologicamente sostenibile. Ecco a voi Vision:

    Michelin Vision
    wonderfulengineering.com

    Questa sensazionale tecnologia, firmata Michelin, potete trovarla nella prima parte dell’approfondimento Vehicle Close-up Engineering, non perdetela :
    ==> https://vehicle.closeupengineering.it/michelin-on-the-future-vision-lo-pneumatico-ricaricabile/10636/

     


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