Nozioni Tecniche dei Veicoli

In questa lezione affronteremo, rapidamente, lo studio delle componenti tecniche di un veicolo.

Componenti principali

Telaio di un autoveicolo, completo di sospensioni e impianto di scarico.

Motociclo con telaio completamente a vista.

Telaio monoscocca di un'autovettura.

Caratterizzato da propulsione autonoma, l'autoveicolo ha di solito lo scopo di trasportare su strada persone e cose, in misura diversa a seconda della categoria di appartenenza. D'altra parte, però, esso può anche non essere predisposto per il trasporto: è il caso di alcuni autoveicoli per uso speciale, il cui utilizzo è determinato dalle attrezzature o apparecchiature permanentemente installate.

Le parti fondamentali dell'autoveicolo sono:

• telaio o la scocca portante:
  • è la parte destinata ad assorbire le sollecitazioni generate dal peso permanente del veicolo (determinato dalla tara), dalla portata, dalla velocità, dalle accelerazioni o decelerazioni, dalla pendenza e dalle asperità della strada. Negli autoveicoli industriali, in genere, il telaio è costituito da una coppia di longheroni: ciò favorisce il montaggio di vari tipi di carrozzerie (furgoni, cassoni, betoniere, cisterne etc.), capaci di soddisfare diverse necessità lavorative. Nelle autovetture, invece, spesso la struttura portante è costituita dall'intera carrozzeria (fanno eccezione alcuni fuoristrada);
• motore:
  • è l'organo che permette di rendere autonomo l'avanzamento del mezzo. I motori possono essere classificati in vari modi, in base all'aspetto costruttivo preso come riferimento (benzina, diesel, Flex, ciclo di funzionamento etc.);
• sistema di trasmissione del movimento del motore all'avanzamento del veicolo:
• cioè l'albero motore, la frizione, il cambio di velocità, i giunti, la coppia conica, il differenziale, ed infine le ruote che supportano il movimento dell'auto dotate di pneumatici;
• sterzo:
  • orienta le ruote direttrici e quindi permette di modificare la direzione di marcia;
• sospensioni:
  • la loro funzione è quella di smorzare (assieme agli pneumatici) gli urti e le oscillazioni durante la circolazione stradale, limitandone così la propagazione ai passeggeri e ai beni trasportati;
• impianto frenante:
  • i freni diminuiscono o annullano la velocità dell'autoveicolo, oppure lo mantengono immobile;
• impianto di accensione (batteria e candele) per l'accensione del motore, alternatore (in passato la dinamo) per la ricarica della batteria e per l'alimentazione dell'impianto a motore avviato).
• sistema di avviamento del motore;
• sistema di alimentazione (serbatoio, pompa di benzina e aria, filtro dell'aria, carburatore, valvole di iniezione, acceleratore);
• sistema di distribuzione del motore;
• sistema di lubrificazione (olio motore e relativo filtro) del motore;
• sistema di raffreddamento (ventola, liquido refrigerante e relativo circuito) del motore;
• sistema di scarico del motore;
• impianto elettrico:
  • che include l'impianto di accensione e l'impianto di illuminazione ovvero luci, fari, frecce e relativi collegamenti con fili elettrici; da esso dipende il funzionamento diretto di alcuni motori, ma anche quello dei dispositivi di illuminazione, di segnalazione visiva e acustica e di altri servizi ausiliari.
• sistemi elettronici di controllo e supporto della vettura tramite centralina elettronica (ad es. ESP, ABS, CTS, EBD, SRS, non sempre presenti)
• sistema di climatizzazione, ormai sempre più diffuso.

Motore

Il motore è una macchina capace di trasformare una sorgente di energia, che può essere in forma chimica (in presenza di un combustibile), elettrica o termica, in una energia meccanica o lavoro meccanico continui (i dispositivi capaci di questa trasformazione in modo impulsivo e discontinuo sono detti attuatori; muscoli piezoelettrici, elettrovalvole, relè ecc.), tipicamente impiegato in ambito applicativo con finalità di propulsione e varie tipologie di veicoli.

Definizione

In senso filosofico, un motore è l'ente che causa il movimento o il cambiamento di altri enti ad esso collegati: Aristotele parlava di "motore immobile", termine ripreso anche da altri filosofi, per indicare la causa prima dell'universo, cioè l'oggetto o il soggetto che (secondo la sua filosofia) stava al principio.

Motore si usa anche in informatica (motore grafico, motore di ricerca, motore database...) per designare un programma che "trasforma" automaticamente e costantemente qualcosa in qualcos'altro. Più precisamente in informatica un motore è un programma che, nel corso del suo normale funzionamento:

1. non termina mai, a meno di problemi tecnici o che non venga deliberatamente arrestato;
2. elabora il suo output a partire da un insieme di dati e/o procedure predefiniti;
3. è pensato per essere usato da altri programmi e non direttamente da esseri umani

Principi generali

Processo di combustione interna di un motore a combustione a quattro tempi

Motore moderno

Tutti i motori reali fisici, di qualunque genere siano, sono soggetti alle leggi della conservazione dell'energia e al fatto che l'energia lungo il percorso si disperde e dunque forniranno un lavoro totale minore dell'energia contenuta nel combustibile speso per il loro funzionamento, per esempio in termodinamica il rapporto fra il lavoro fornito e l'energia spesa da un particolare motore è il suo rendimento lordo, comprendente la frazione di energia spesa per il funzionamento interno del motore stesso. Esso è sempre inferiore al rendimento termodinamico, il rendimento (non misurato, ma calcolato) per un motore identico considerato "ideale", cioè privo di dissipazione energetica interna.

In particolare, il rendimento dei motori termici dipende strettamente dalla temperatura iniziale e finale del loro ciclo, e per un dato salto di temperatura δT sarà comunque minore di quello del ciclo di Carnot allo stesso δT.

La gran parte dei motori di uso comune sono alternativi e/o rotativi, e producono lavoro sotto forma di una coppia o una forza su un asse; altri producono soltanto una forza lineare.

Storia

Uno dei primi motori come viene inteso oggi fu la macchina a vapore, in cui viene prodotto del vapore d'acqua surriscaldato in una caldaia che poi, espandendosi in un cilindro, produce una spinta su un pistone. Tale moto, reso alternativo con altri accorgimenti meccanici, può essere trasferito a una ruota o ad un volano attraverso un meccanismo biella-manovella, in modo da rendere possibile il movimento del veicolo. Nel corso del XIX secolo le navi a vapore sostituirono i velieri e verso la fine dello stesso secolo lo sviluppo del motore a combustione interna rese possibile il grande sviluppo dell'industria automobilistica e, in seguito, la nascita dell'industria aeronautica.

Dopo la seconda guerra mondiale, l'impiego per il volo aeronautico richiese lo sviluppo dei motori a getto, mentre la nascita del volo spaziale permise il grande sviluppo dei motori a razzo e, in particolare del motore a razzo chimico.

Negli ultimi anni, le esigenze del volo interplanetario stanno guidando la ricerca verso nuove soluzioni, in particolare nel campo dei motori a razzo a propulsione non chimica come le vele spaziali.

Nel campo dei motori per applicazioni automobilistiche, la ricerca è invece fortemente orientata verso soluzioni che riducano i consumi e le emissioni di sostanze inquinanti nell'ambiente.

Classificazione dei motori

Motore termico

Motore radiale, del tipo a doppia stella raffreddato ad aria

Un motore termico o motore a combustione è una macchina termica che funziona da motore, cioè usa il calore come vettore energetico per la produzione di lavoro (solitamente di tipo meccanico), come le turbine a gas, i motori a combustione interna, motori a combustione esterna (motori a vapore), eccetera.

Tipo di combustione

La combustione dei motori termici può essere di due tipi:

• Interna, caratterizzati da una combustione interna al motore
• Esterna, caratterizzati dallo sfruttamento di una combustione esterna di un motore

Modalità operativa

Nei motori termici il funzionamento può essere di due tipi: continuo (motore a turbina) o suddiviso in fasi (motore volumetrico).

• Motore a funzionamento continuo, con questo motore la produzione d'energia è costante nel tempo, dato che come dice il nome è continua, volendo dividere dal punto di vista funzionale questo motore, si può dire che in esso sono individuabili tre zone, delimitate nella camera di combustione, dove ogni zona c'è la trasformazione del carburante in energia, in modo continuo.
• Motore a funzionamento in fasi, con questo motore si riesce ad avere energia dai pistoni, sia che questi siano alternativi sia che siano rotanti; il funzionamento è divisibile in fasi, in ciascuna delle quali si ha un'azione diversa, necessaria per ricavare energia dal combustibile.

Raffreddamento

Tenendo conto che il mezzo ultimo con cui viene scambiato il calore derivante dal lavoro del motore è sempre l'aria, il raffreddamento del motore termico può essere:

• Assente, il motore non ha bisogno di essere raffreddato o non è possibile raffreddarlo, come ad esempio i motori a combustione esterna.
• Presente, il motore necessita del raffreddamento per poter funzionare in modo corretto e costante.
  • Free cooling, adopera dei sistemi che non sfruttano energia per poter funzionare, in questa categoria possono ricadere tutti gli altri sistemi di raffreddamento.
  • Raffreddamento ad aria, sistema che sfrutta la maggiore superficie di contatto con l'aria, tramite uso di alettature.
  • Raffreddamento ad aria e olio, sistema misto tra il sistema ad aria e il sistema a liquido.
  • Raffreddamento a liquido, sistema che raccoglie il calore dal cilindro, per poi espellerlo tramite un liquido.

Distribuzione delle accensioni

La distribuzione dell'accensione o raggiungimento del PMS varia a seconda del tipo di configurazione delle unità motore e hanno determinate caratteristiche (di vibrazione e trazione) che si vogliono avere.

Questa distinzione viene utilizzata per i motori pluricilindrici/plurifrazionati, generalmente viene presa in considerazione il motore quadricilindrico e influisce sulla costruzione dell'albero motore:

• Big Bang, questa configurazione è caratterizzata dal raggiungimento in contemporanea del PMS e accensione da parte di tutte le unità termiche o più precisamente quando lo si ha nell'arco di una singola rotazione, facendo risultare il motore come un monocilindrico.
• Twin pulse, questa configurazione è utilizzata principalmente su motori con unità pari ed è caratterizzata dal raggiungimento contemporaneo del PMS e accensione prima da una metà delle unità del motore (se si ha un motore quadricilindrico si parla di due unità, se si parla di un motore esacilindrico si parla di tre unità), poi dalle unità restanti, queste due fasi vengono generalmente equidistanziate, prendendo la denominazione "scoppi simmetrici", quindi avendo un'accensione ogni 360° di rotazione per i motori a quattro tempi, mentre negli altri casi prende la denominazione "scoppi asimmetrici".
• Screamer, questa configurazione è caratterizzata dal raggiungimento equidistante del PMS da parte delle varie unità, in modo che si ha un'accensione a ogni 180° nel caso di motori quadricilindrici a quattro tempi, generalmente questa è la disposizione tipica dei motori automobilistici stradali in linea a quattro tempi.
• Accensioni regolari, questa configurazione è caratterizzata da un'accensione progressiva delle varie unità, in modo del tutto simile al motore "Screamer", ma si differenzia per il fatto che queste accensioni non sono forzatamente equidistanti, questa configurazione viene usata principalmente sui motori a V, con un angolo diverso da 90° e 180° e usano un albero motore dove si hanno due bielle per manovella, come nei motori sportivi.
  Questa disposizione può prendere la denominazione, anche se impropria, " Four pulse" nel caso dei quadricilindrici, "Five pulse" nel caso dei pentacilindrici, ecc.
• Accensioni irregolari, questa configurazione è caratterizzata da un'accensione progressiva delle varie unità, in modo del tutto simile al motore "Screamer", ma si differenzia per il fatto che queste accensioni non sono equidistanti tra loro, infatti nei motori quadricilindrici invece che essere a ogni 180°, hanno le combustioni che avvengono a 0°, 180°, 270° (dopo altri 90°), 450° (dopo altri 180°) e ricominciano dopo altri 270° (due giri completi), questo motore è caratterizzato pertanto da un albero a gomiti a crociera.

Disposizione delle unità

Disposizione delta

Il motore del tipo a ciclo termico può avere diversi per la disposizione dei vari elementi:

• Motore tandem, i cilindri hanno ognuno un albero motore, il quale si collega in punti diversi della campana frizione.
• Motore in linea, i cilindri hanno i cilindri disposti lungo una linea retta e paralleli tra loro, sfruttando lo stesso albero motore.
• Motore a sogliola, motore con i cilindri in linea, con una disposizione parallela rispetto all'asfalto.
• Motore a U o "a cilindri paralleli", costituito da una coppia di cilindri in "linea" disposti a "tandem", il motore in quadrato è caratterizzato da due motori "bicilindrici in linea" disposti a "tandem".
• Motore a cilindri contrapposti o "motore boxer", sono dei motori con cilindri e pistoni in linea contrapposti, con questi ultimi collegati ad un solo albero motore; vengono anche definiti "a V di 180°"
• Motore a V, i cilindri sono disposti lungo una linea, ma non sono paralleli tra loro e sfruttano un solo albero motore, viene definito a "L" se l'angolo tr le due bancate è di 90°
• Motore a delta, motore costituito dal motori a V messi in tandem a formare i cilindri contrapposti.
• Motore ad H, costituito dall'utilizzo in tandem di due motori Boxer o a cilindri contrapposti.
• Motore a W, costituito da una coppia di motori a "V" disposti a "tandem" o da un singolo albero motore con due bielle per manovella, con i cilindri disposti su due bancate, dove i cilindri di ogni corrispettiva bancata hanno due angoli d'inclinazione diversi.
• Motore ad X, costituito da una coppia di motori a "V", che condividono lo stesso albero motore e costituito da un basamento a quattro bancate.
• Motore radiale, costituito da una disposizione radiale dei cilindri rispetto all'asse di rotazione dell'albero motore, inoltre si utilizza una sola manovella per tutti i cilindri, grazie l'uso di una biella, detta biella madre, ad una testa ed a più piedi."""

Rendimento dei motori termici

Il loro rendimento dipende sostanzialmente dal rapporto tra temperatura di inizio e di fine ciclo, dove i modelli stradali più efficienti non riescono ad avere un rendimento superiore allo 0,3 o 30% (il motore 2T Diesel navale Wärtsilä-Sulzer RTA96-C della Wärtsilä, ha un rendimento superiore al 0,5 o 50%); questo è dovuto al fatto che questi motori non riescono a sfruttare il calore data la velocità delle fasi e per la loro fonte d'energia, infatti questi motori devono disperdere molto calore.

Confrontando i motori termici con i motori elettrici, che mediamente hanno un rendimento dello 0,9 o 90% e che praticamente quasi non richiedono ausili per il raffreddamento, ci si può accorgere che questo tipo di tecnologia (termica) non sia il massimo, anche se ha l'enorme vantaggio di poter immagazzinare con un serbatoio di dimensioni contenute, una quantità molto elevata d'energia (combustibile), mentre per i motori elettrici, i loro serbatoi (batterie) sono molto limitati nella capacità d'immagazzinamento, questo ha sancito il successo dei motori termici.

Il futuro dei motori termici

Con l'esaurimento delle riserve petrolifere i motori termici sono destinati ad essere abbandonati oppure ad essere utilizzati in modo marginale con combustibili alternativi che dovranno essere economici da produrre, a basso impatto ambientale e disponibili in quantità sufficiente per soddisfare le richieste del mercato mondiale. L'idrogeno è ecologico e inesauribile (è un vettore di energia ed è possibile ricavarlo dall'acqua) ma con le tecnologie attuali non è possibile produrlo e stoccarlo in quantità elevate a costi convenienti e in modo pulito. Le varietà di biocarburante disponibili oggi sono meno inquinanti della benzina e sono rinnovabili ma spesso non convengono dal punto di vista della resa energetica, ovvero sono più i costi e l'energia impiegati per produrli che il guadagno che si ottiene dal loro utilizzo.

Veicolo ibrido

Dal 2000 si sta cercando d'accompagnare il motore termico, con il motore elettrico, utilizzando nuove tecnologie d'immagazzinamento dell'energia elettrica e soprattutto per via delle normative anti-inquinamento sempre più restrittive.

Motore ad iniezione d'acqua

Tale motore riesce ad aumentare la pressione generata dalla combustione, grazie all'uso dell'acqua, che permette al motore di funzionare come una specie di motore a vapore a ridurre drasticamente le temperature d'esercizio, i gas inquinanti e i consumi.

Motore con Turbosteamer

Tale soluzione permette di recuperare parte del calore disperso nello scarico per poter azionare una turbina che lavora assieme al motore.

Motore elettrico

Col termine motore elettrico si definisce una macchina elettrica in cui la potenza di ingresso è di tipo elettrico e quella di uscita è di tipo meccanico, assumendo la funzione di attuatore. Questa tipologia di macchina elettrica è fondata, analogamente a quanto accade nel generatore elettrico, sulle forze magnetoelettriche che interagiscono tra un sistema di correnti ed un campo magnetico.

Tipi di motori elettrici

La divisione classica è tra motori in corrente continua (CC) e in corrente alternata (CA). Tuttavia non è una classificazione estremamente precisa, poiché esistono motori costruttivamente simili ai CC che possono essere alimentati anche in CA, chiamati motori universali. Diverse distinzioni si possono fare in base ad altri riferimenti: per esempio, la distinzione tra motori sincroni, nei quali la frequenza di alimentazione è pari ad un multiplo della frequenza di rotazione, ed asincroni, in cui le due frequenze sono diverse; pertanto di solito le categorie in cui si classifica il motore elettrico sono motore asincrono, motore sincrono o motore in corrente continua.

Funzionamento

Particolare di un motore elettrico.

Parti principali

Il motore elettrico, così come l'alternatore è composto da:

• Statore
• Rotore

Questi componenti generano un campo magnetico, in alcuni casi anche grazie all'uso di magneti.

Motore in corrente continua

Schema del principio di funzionamento

La corrente elettrica passa in un avvolgimento di spire che si trova nel rotore. Questo avvolgimento, composto da fili di rame, crea un campo elettromagnetico al passaggio di corrente. Questo campo elettromagnetico è immerso in un altro campo magnetico creato dallo statore, il quale è caratterizzato dalla presenza di una o più coppie polari (calamite, elettrocalamite, ecc.). Il rotore per induzione elettromagnetica inizia a girare, in quanto il campo magnetico del rotore tende ad allinearsi a quello dello statore analogamente a quanto avviene per l'ago della bussola che si allinea col campo magnetico terrestre. Durante la rotazione il sistema costituito dalle spazzole e dal collettore commuta l'alimentazione elettrica degli avvolgimenti del rotore in modo che il campo magnetico dello statore e quello del rotore non raggiungano mai l'allineamento perfetto, in tal modo si ottiene la continuità della rotazione. Questo motore è alimentato a corrente continua, ma il sistema delle spazzole fa sì che la polarità all'interno degli avvolgimenti del rotore sia alternata durante la rotazione, quindi, tecnicamente, si tratta di un motore in corrente alternata. Durante la trasformazione, una modesta parte dell'energia viene dispersa per l'effetto Joule. Dato il principio di funzionamento, un motore elettrico fa sempre muovere l'albero motore di moto rotatorio; si può ottenere un moto lineare alternato utilizzando un glifo oscillante, componente meccanico che converte appunto il moto rotatorio in rettilineo oscillante.

Tale motore può essere usato in maniera reversibile anche come generatore elettrico, che assorbe energia meccanica. Questo senza subire alcun cambiamento nella sua struttura, permettendo così una sua versatilità molto ampia, che gli consente di passare da un funzionamento all'altro, velocemente e senza accorgimenti esterni rivolti al motore.

Motore passo passo

I motori passo-passo, spesso chiamati anche passo, step o stepper, sono considerati la scelta ideale per tutte quelle applicazioni che richiedono precisione nello spostamento angolare e nella velocità di rotazione, quali la robotica, le montature dei telescopi e i servomeccanismi in generale. Tuttavia ultimamente, per le applicazioni high-end, vengono spesso sostituiti da motori brushless (senza spazzole, in cui la commutazione è controllata elettronicamente) o da attuatori voice-coil.

Motore senza spazzole

Il motore brushless (letteralmente "senza spazzole") è un motore elettrico in corrente alternata con il rotore a magneti permanenti e lo statore a campo magnetico rotante. Non ha quindi bisogno di contatti elettrici striscianti (spazzole) sull'albero motore per funzionare. La commutazione della corrente circolante negli avvolgimenti dello statore, e quindi la variazione dell'orientamento del campo magnetico da essi generato, avviene elettronicamente. Ciò comporta una minore resistenza meccanica, elimina la possibilità che si formino scintille al crescere della velocità di rotazione, e riduce notevolmente la necessità di manutenzione periodica. I motori brushless vengono usati molto spesso nel modellismo dinamico.

Motore in corrente alternata

Questo tipo di motore funziona tramite l'alimentazione in corrente alternata e tra questi ricade anche il motore universale che è un motore in corrente continua adattato tramite avvolgimento statorico alla linea alternata.

Motore sincrono

Motore sincrono in rotazione; si evidenziano i vettori di induzione magnetica riferiti all'avvogimento del rotore e responsabili della rotazione

È un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui lo statore, generalmente trifase, genera un campo magnetico rotante. Nel rotore è presente un campo magnetico (generato da un magnete permanente o un avvolgimento alimentato in continua) che è attirato dal campo magnetico rotante dello statore, generando la coppia motrice.

Motore asincrono

Il motore asincrono è un tipo di motore elettrico in corrente alternata in cui la frequenza di rotazione non è uguale o un sottomultiplo della frequenza di rete, ovvero non è "sincrono" con essa; per questo si distingue dai motori sincroni. Il motore asincrono è detto anche motore ad induzione in virtù del suo principio di funzionamento.

Motore lineare

Qualora il raggio del rotore fosse fatto tendere all'infinito, questo diventerebbe una retta (centro del raggio all'infinito) e la macchina assumerebbe una geometria lineare: praticamente lo statore e il rotore vengono come srotolati sul piano.

Questo motore è chiamato motore sincrono lineare e trova applicazione sia nella trazione ad alta velocità (treno a levitazione magnetica, JR-Maglev) che nella movimentazione di carichi e di pezzi per applicazioni robotizzate e per la realizzazioni di attuatori lineari.

Servizio

I motori elettrici a seconda della loro progettazione e tipologia d'impiego possono essere utilizzati in determinati modi, che vengono categorizzati in questo modo:

• S1 o Servizio continuativo il motore può funzionare senza sosta con carico costante rimanendo nella condizione di equilibrio termico.
• S2 o Servizio di durata limitata il motore può funzionare alternando periodi di servizio a periodi di pausa per ripristinare il regime freddo, i periodi di pausa hanno durata pari o maggiore a quelli di servizio ed il tempo di servizio viene in genere specificato in minuti.
• S3 o Servizio intermittente periodico si ha una successione di periodi di carico susseguiti a distacchi dalla fonte energetica.
  Il servizio viene segnato in percentuale con un rapporto d'intermittenza ts / (ts + tp) e dalla durata del ciclo.
• S4 o Servizio intermittente periodico con avviamento si hanno una successione periodica di fasi d'avviamento che gravano significativamente sul riscaldamento, seguita da fasi di carico susseguiti a distacchi dalla fonte energetica. Rispetto al "S3" viene specificato anche il numero di clicli nell'arco di un'ora.
• S5 o Servizio intermittente periodico con frenatura elettrica il motore funziona con una successione periodica di avviamento, carico costante, di una fase di frenatura elettrica e di una pausa con distacco dalla rete. Il tutto viene indicato come nel "S4", con l'indicazione aggiuntiva del tipo di frenatura e del momento della coppia resistente in frenatura.
• S6 o Servizio ininterrotto periodico con carico intermittente il motore lavora continuativamente, ma alterna periodi a carico costante con periodi di funzionamento a vuoto. La designazione di questo servizio è dello stesso tipo del servizio S3.
• S7 o Servizio ininterrotto periodico con frenatura elettrica si ha un lavoro continuo da parte del motore, il quale alterna fasi d'avviamento, funzionamento a carico costante e una fase di frenatura elettrica. La designazione di questo servizio è dello stesso tipo del servizio S5.
• S8 o Servizio ininterrotto periodico con variazioni correlate di carico e velocità si ha un funzionamento continuativo, caratterizzato da un periodo di funzionamento a carico costante ad una velocità di rotazione prestabilita, seguito da uno o più periodi di funzionamento con altri carichi costanti corrispondenti a diverse velocità di rotazione, tutti di pari durata. Per designare il servizio, si fa seguire l'abbreviazione S8 dai momenti d'inerzia del motore e del carico riferiti all'asse del motore, dalle indicazioni di carico, velocità e rapporto di intermittenza per ogni regime caratterizzato da una determinata velocità.
• S9 o Servizio con variazioni non periodiche di carico e di velocità servizio in cui generalmente il carico e la velocità variano in modo non periodico nel campo di funzionamento ammissibile. Questo servizio comprende sovraccarichi frequentemente applicati che possono essere largamente superiori ai valori a pieno carico.

Altri tipi di motori

• Cella a combustibile
• turbina idraulica
• motore ad aria compressa
• motore a molla
• motore molecolare (ambito biologico invece che meccanico)

Disposizione

Il motore può essere disposto:

• Longitudinale, quando il motore è disposto perpendicolarmente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è parallelamente/assialmente allo spostamento lineare generato da esso
• Trasversale, quando il motore è disposto parallelamente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è perpendicolare allo spostamento lineare generato

Dispositivi di controllo

Diversi simboli di autodiagnosi

I motori termici, soprattutto quelli destinati al trasporto (auto, camion e moto), hanno più dispositivi di controllo per segnalare le diverse anomalie, di cui:

• Autodiagnosi, serve per indicare eventuali avarie del motore di varia natura.
• Temperatura, controlla la temperatura massima, indicando quando si supera la soglia massima di funzionamento.
• Olio, questa spia può avere significati diversi in base al tipo del motore, ma generalmente indica un livello non corretto dell'olio nella relativa vaschetta, un problema nella pressione o una cattiva qualità dello stesso.

Quadro strumenti

Quadro strumenti di un'auto anni '80 (Fiat Panda)

Quadro strumenti di un'auto moderna (Alfa Romeo Giulietta)

Il quadro strumenti o quadro, impropriamente detto cruscotto, di un autoveicolo e di un motoveicolo è lo strumento atto alla raccolta informazioni del veicolo.

Struttura

Il quadro strumenti è generalmente composto da due elementi principali:

• Tachimetro - Consente di vedere la velocità istantanea del veicolo; è obbligatorio per legge
• Contagiri - Consente di vedere quanti giri al minuto compie l'albero motore in ogni istante

Oltre a questo, esistono altri elementi:

• Un indicatore del carburante residuo
• Un indicatore della temperatura del liquido di raffreddamento motore
• Un orologio
• L'odometro (o contachilometri) parziale e totale

Alcuni veicoli quali autocarri, autobus, fuoristrada e alcune vetture sportive solitamente ospitano nel quadro ulteriori indicatori ritenuti utili per lo svolgimento efficiente e in sicurezza delle loro particolari funzioni:

• Indicatore della pressione dell'olio motore
• Indicatore della temperatura dell'olio motore
• Indicatori della temperatura dell'olio dei differenziali
• Indicatore della temperatura dell'olio della scatola del cambio
• Indicatore della tensione della batteria
• Indicatori della pressione dei circuiti pneumatici
• Indicatori del carico sulle sospensioni
• Indicatore della pressione dell'aria nel filtro dell'aria
• Indicatore della pressione di sovralimentazione prodotta dal turbocompressore o dal compressore volumetrico

Inoltre, nel quadro strumenti può essere integrato il computer di bordo.

Ad eccezione del tachimetro e dell'odometro, tutti gli altri strumenti possono essere presenti o assenti, combinati e disposti secondo la tradizione della casa costruttrice, la funzione e il segmento del veicolo e il livello di allestimento dello stesso. L'odometro è l'unico strumento sempre in formato digitale per ragioni di leggibilità, dovendo mostrare percorrenze che possono arrivare a milioni di chilometri o di miglia con un dettaglio elevato e uno scarto minimo. Tutti gli altri indicatori possono essere digitali o analogici. Gli strumenti analogici possono essere a lancetta o realizzati con altre tecnologie quali i cristalli liquidi. Esistono vetture che utilizzano display digitali per mostrare informazioni anche in formato analogico (ad esempio la Mercedes Classe S).

Collocazione

Il quadro strumenti deve essere immediatamente leggibile in ogni momento. A bordo di un autoveicolo è generalmente collocato dietro il volante, ma può anche essere al centro della plancia. Sui motoveicoli può essere integrato nel manubrio o fissato alla parte più avanzata del telaio.

Le spie

Il quadro strumenti è corredato anche da una serie di spie luminose che servono per indicare lo stato del veicolo e gli strumenti del veicolo attivi.

Le spie assumono diversi colori a seconda della loro funzione:

• verde
• ambra (arancione/giallo)
• rosso
• blu

Di seguito vengono elencate le spie principali:

Spie verdi

Simbolo	Descrizione
	La spia lampeggia quando è attivo uno degli indicatori di direzione In alcuni veicoli, lampeggia solo una delle due frecce, a seconda dell'indicatore attivo.
	È una variante della spia degli indicatori di direzione. Essa si trova specialmente negli autotreni e negli autoarticolati e lampeggia quando un indicatore di direzione del rimorchio è acceso
	La spia si accende quando le luci di posizione sono accese. Nei veicoli più recenti viene ignorata.
	La spia si accende quando gli anabbaglianti sono inseriti. Spesso non viene inserita o sostituita da quella delle luci di posizione.
	La spia si accende quando il fendinebbia è attivo. In alcuni veicoli la spia non compare nel quadro strumenti ma il pittogramma è riportato sul tasto corrispondente.

Spie ambra

Simbolo	Descrizione
	La spia si accende quando il livello del carburante è al minimo. Talvolta può essere accompagnata da un avviso sonoro.
	Se la luce si accende ad intermittenza indica un difetto del sistema d'accensione, se è fissa indica un malfunzionamento del sistema di iniezione. Può anche avvisare il guidatore di un difetto del catalizzatore.
	Indica che il sistema di pre-riscaldamento nei motori diesel è in funzione.
	La spia si accende quando il lunotto termico è in funzione. Talvolta la spia è assente dal cruscotto, ma è riportata sul pulsante di comando.
	La spia si accende quando il retronebbia è attivato. Talvolta la spia è assente dal cruscotto, ma è riportata sul pulsante di comando.

Spie rosse

Simbolo	Descrizione
	Indica l'accensione contemporanea di tutti gli indicatori di direzione (quattro frecce). Generalmente, la spia lampeggia in contemporanea con quella dell'indicatore di direzione. In alcuni veicoli viene a volte omessa, oppure è presente sul pulsante di comando, ma non nel quadro.
	Indica che l'alternatore non sta ricaricando la batteria.
	Indica un'insufficiente pressione nel circuito di lubrificazione del motore.
	Segnala il surriscaldamento del liquido refrigerante. In alcuni veicoli è affiancata o sostituita da un termometro.
	Segnala un'insufficiente pressione nel circuito frenante, dovuta all'assenza di liquido. In alcuni veicoli indica anche l'inserimento del freno di stazionamento.
	La spia si accende quando il freno di stazionamento è attivato o malfunzionante. Spesso è sostituita da quella descritta sopra.
	Segnala l'apertura o la chiusura non corretta di una o più portiere.
	La spia indica che il conducente non ha allacciato le cinture di sicurezza.

Spie blu

Simbolo	Descrizione
	Segnala l'inserimento delle luci abbaglianti.

Fanali

I fanali sono dispositivi atti a generare un fascio luminoso di segnalazione o per l'illuminazione sui veicoli di trasporto, generalmente conosciuti anche come fari, proiettori o gruppi ottici.

Il gruppo ottico anteriore di un'Alfa Romeo 159, esempio di fanali non carenati.

Fanali automobilistici

Per gli autoveicoli e per gli altri veicoli ammessi al trasporto su strada, i fanali servono sia per segnalare la propria presenza sulla strada, sia per rendere visibile al conducente la sede stradale.

I fanali ossono essere alimentati da luci a incandescenza, allo xeno, LED o laser. Il laser, particolarmente adatto per i fari fendinebbia, offre una luce monocromatica, cioè ad un'unica lunghezza d'onda, ad alta efficienza, e con oscillazioni sincrone, che forniscono un fascio di raggi luminosi quasi paralleli, da un'elevata luminanza, mille volte più intensi delle tradizionali unità LED.

Tipi di fanale automobilistico

Obbligatori

Una Alfa Romeo MiTo con luci anabbaglianti, di posizione e fendinebbia accese, con fanali scarenati e conformati alla linea del mezzo

I dispositivi che devono essere presenti per consentire la circolazione pubblica nella maggior parte degli stati per obbligo di legge sono:

• Luce di posizione: di colore bianco o giallo anteriormente, rosso posteriormente e arancione lateralmente. Non è molto potente ma è comunque importante per segnalare la propria presenza sulla strada. È indicata da una spia verde sul quadro strumenti.
• Proiettore anabbagliante: di colore bianco o giallo. È il tipo di faro maggiormente utilizzato per la visione della strada di notte. Nell'Unione europea l'accensione diurna dei fari anabbaglianti è obbligatoria solo in Italia, Danimarca, Svezia, Finlandia e in alcuni paesi dell'Europa orientale. Deve illuminare almeno 10 m di strada.
• Proiettore di profondità (cosiddetto Abbagliante): di colore bianco o giallo. Generalmente non presenti sui ciclomotori, questi fari creano una luce forte e diffusa che illumina a grande distanza la strada. Data la sua intensità ne è vietato l'uso nei centri abitati e in presenza di altri veicoli, in quanto può abbagliare i conducenti. È possibile utilizzarlo su strade extraurbane sgombre, lampeggiando come richiamo agli altri utenti (in alternativa si suona il clacson). È indicato da una spia blu.
• Luce di stop: fanale posteriore di colore rosso, più luminoso delle luci di posizione, per la segnalazione dell'azionamento dei freni.
• Proiettore di retromarcia, dispositivo atto a illuminare la porzione di strada posteriore al veicolo in caso di guida in retromarcia ed a segnalare ad altri veicoli che si sta per procedere in retromarcia. Generalmente di colore bianco, è di solito assente nei motocicli.
• Indicatore luminoso di direzione a luci intermittenti (cosiddetta freccia), luce intermittente presente in posizione frontale e posteriore, in molti Paesi (Italia compresa) viene ripetuta anche lateralmente; è generalmente di colore arancione, ma in alcuni casi (auto antiche o immatricolate negli Stati Uniti) può essere bianca, se anteriore, o rossa, se posteriore.
• Luce posteriore per nebbia (cosiddetta Retronebbia), dispositivo singolo o doppio, atto ad aumentare la propria visibilità ai mezzi che sopraggiungono, da utilizzare solamente in caso di forte nebbia, di pioggia intensa o di fitta nevicata in atto. È obbligatorio su tutti i veicoli di nuova immatricolazione in molti Paesi europei (Italia inclusa), in Nordamerica è facoltativo e scarsamente diffuso.
• Luce della targa: serve a illuminare la targa posteriore per renderla più visibile. Viene accesa con le luci di posizione.

Ausiliari

I dispositivi che non devono essere presenti per obbligo di legge sono:

• Proiettori Fendinebbia (optional molto frequente), dispositivi che permettono di migliorare la visibilità in caso di nebbia, foschia, piogge intense, fitte nevicate. Di giorno possono essere usati nei casi precedentemente indicati in alternativa ai proiettori anabbaglianti.
• Luci di parcheggio, dispositivi che segnalano una sosta in una posizione pericolosa, se non sono presenti vengono sostituiti dalle luci di posizione.
• Luci d'angolo, usate per fornire illuminazione supplementare a quella parte della strada situata in prossimità dell'angolo anteriore del veicolo dal lato presso il quale esso è in procinto di curvare.
• proiettore di svolta, illuminazione destinata a fornire una migliore illuminazione in curva, che può essere espletata per mezzo di dispositivi aggiuntivi che si accendono temporaneamente o mediante modificazione della distribuzione luminosa del proiettore anabbagliante.
• Luci di marcia diurna (cosiddette Luci diurne o DRL), anteriormente possono sostituire gli anabbaglianti o le luci di posizione nella marcia diurna e visibilità ottimale all'interno del centro abitato. A partire dal 2011 le luci di marcia diurna sono obbligatorie su tutti i nuovi autoveicoli dell'Unione europea; dal 2012 sono obbligatorie anche su autocarri e autobus di nuova immatricolazione. (I proiettori anabbaglianti vanno usati obbligatoriamente da mezz'ora dopo il tramonto del sole a mezz'ora prima del suo sorgere ed anche di giorno nelle gallerie, in caso di nebbia, di caduta di neve, di forte pioggia e in ogni altro caso di scarsa visibilità e sempre fuori dai centri abitati).

Posizionamento

Il fanale è posto:

• Anteriormente per quanto riguarda la funzione abbagliante, anabbagliante, fendinebbia e di posizione anteriore, queste luci sono di colore neutro
• Posteriormente per la posizione posteriore, il retronebbia e la luce di stop, queste luci sono di colore rosso
• Lateralmente per quanto riguarda le luci di posizione laterali e i ripetitori degli indicatori di direzione, queste luci sono solitamente di colore arancione.

Illuminazione

L'illuminazione dei vari fanali può essere:

• Simmetrica sistema che era usato in passato per la maggior parte dei diversi fanali presenti sull'auto, dove il fascio luminoso è uguale su entrambi i lati
• Asimmetrico soluzione usata oggi giorno sui fari d'illuminazione anteriore e dove si ha il lato opposto a quello della guida più illuminato rispetto al lato della carreggiata opposta

Sottotipi

I fanali sono:

• Singoli come nel caso di alcune motociclette
• Sdoppiato come nel caso tipico delle automobili, dove si hanno due fanali per la stessa funzione.
• Diviso si tratta o di un fanale gemellato, quindi due o più fanali vincolati tra loro o si ha un fanale singolo, ma con un adesivo o copertura plastica applicata sopra, che dà l'impressione di avere due fanali.

Inoltre può essere:

• Monofunzione, si ha un fanale per luce
• Plurifunzione, integrano più funzioni, come luci di posizione, anabbaglianti e abbaglianti, oppure luci di posizione, luce di stop, di retromarcia e retronebbia

Possono essere creati per essere:

• Scoperti i fanali sono sempre visibili e si dividono in:
  • Carenati, sono inglobati nella carenatura del mezzo e protetti da un vetro
  • Scarenati, si trattano di fanali che non sono protetti e possono essere toccati facilmente, i quali possono essere conformati in modo da seguire la linea del mezzo o avere una forma propria e omogenea
• A scomparsa i fanali si chiudono nascondendosi nel cofano e ricompaiono nel caso vengano utilizzati

Regolazioni

Le regolazioni dei fanali sono:

• Inclinazione, regolazione presente su qualsiasi mezzo provvisto di fanale
• Convergenza, regolazione presente solo su fanali sdoppiati e scollegati tra loro
• Rotazione, regolazione presente solo su alcuni fanali sdoppiati e scollegati tra loro

Queste regolazioni possono avvenire tramite:

• Una vite
• Manopola
• Ingranaggio dentato

Accorgimenti

• Regolazione dall'abitacolo tramite un comando nell'abitacolo è possibile regolare l'inclinazione dei fanali (cioè l'altezza del fascio luminoso)
• Lavafari
• Tergifari
• Telaio proteggifari, su mezzi da fuoristrada o da lavoro può essere presente una piccola intelaiatura di protezione
• Palpebre ausili estetici, che possono essere posti sia superiormente che inferiormente al faro, in modo da ridurre l'esposizione della lente del fanale e/o diminuire l'abbagliamento da parte del faro.
• Fari attivi (o adattivi): seguono l'angolo di sterzata delle ruote, illuminando una porzione maggiore della carreggiata. Hanno la regolazione dinamica dell'assetto che si adegua automaticamente alle condizioni atmosferiche, di luminosità e di marcia, in quanto sono pilotati da un microprocessore sulla base delle informazioni sempre aggiornate fornite dal sensore dell'angolo di sterzata e di velocità.

Centrafari

Centrafari

Per eseguire la verifica della corretta disposizione del fascio luminoso, ai sensi del codice della strada, si utilizza l'apparecchiatura controllo fari, nel gergo centrafari, previsto per legge. Questo strumento ottico, omologato e tarato, è utilizzata presso le officine di autoriparazioni, gli elettrauti ma, soprattutto, dai centri di revisione per il relativo controllo obbligatorio. Tramite il centrafari si può effettuare la regolazione dei fari (altezza verticale e orientamento orizzontale) in maniera rigorosa e soprattutto conforme alle norme.

Spie abitacolo

lo stato dei fari sono segnalati nell'abitacolo da spie dedicate che seguono uno standard ISO ben definito, sia nel colore che nella forma:

Spia luci di posizione	Spia luci anabbaglianti	Spia luci abbaglianti	Spia fendinebbia	Spia retronebbia

Freno

Il Freno è un dispositivo utilizzato per rallentare o bloccare il movimento di un corpo. Si distinguono vari tipi di freni, sia per il modo con cui vengono azionati (freno a mano o a pedale), sia in base al principio di funzionamento (freni meccanici, idraulici, aerodinamici, elettrici e pneumatici). I freni meccanici a loro volta si dividono in freni a ganasce, freni a disco e freni a cono.

Classificazione

I freni vengono classificati a seconda delle loro caratteristiche strutturali.

Freni meccanici

Questi freni quando agiscono generano un'usura del freno, dato che sfruttano l'attrito radente.

Tamburo

Il freno a tamburo è semplice ed economico ed è stato impiegato per molto tempo su auto, moto e automotrici ferroviarie, ma ha dovuto cedere il posto al freno a disco, abbandonando prima le moto e quindi le automobili. Esistono ancora mezzi che adoperano questo tipo di freno, ma generalmente appartengono alle fasce più basse, sia che si parli di moto che di auto: fra i motocicli il tamburo viene utilizzato negli scooter di bassa cilindrata per la ruota posteriore; per quanto riguarda le automobili, è frequentemente scelto come soluzione per le utilitarie (sempre al posteriore) per motivi di economicità e per via della massa ridotta del mezzo, che non obbliga all'impiego di impianti di grandi prestazioni.

I freni a tamburo si classificano in base al numero di ceppi, ovvero delle parti che vanno a contatto con il tamburo, e in base alla loro posizione rispetto al tamburo stesso.

Ceppi e guarnizioni di un freno a tamburo.

Numero di ceppi del tamburo

Il numero di ceppi per tamburo varia da un minimo di uno ad un massimo di due e a seconda del numero varia la forza impressa al tamburo (in realtà esistono casi di freni a tamburo a 3 ceppi).

• Ceppo semplice:

Questo è il tipo più semplice di freni. Consiste in un piccolo ceppo di forma rudimentale adattato alla parte circolare del tamburo. Collegata al ceppo vi è una leva che, azionata, preme il ceppo contro il tamburo con molta forza.

• Ceppo doppio:

Ai due lati del tamburo vengono montati due ceppi rudimentali. La leva agisce simultaneamente su entrambi, questo è il tipo di ceppo che viene utilizzato nel caso si adotti un freno a tamburo, per la maggiore capacità frenante.

Disposizione dei ceppi sul tamburo

I ceppi oltre che per numero si dividono anche per posizione rispetto al tamburo, che ne differenzia per costi, prestazioni e resistenza agli agenti esterni.

• Ceppo esterno:

Molto simile al freno a doppio ceppo, è montato sulla parte esterna del tamburo. I ceppi esterni sono più lunghi dei tipi precedenti e ricoprono completamente la superficie del tamburo. Una maggiore superficie frenante aumenta l'efficienza.

• Ceppo interno:

I ceppi sono montati sulla parte interna del tamburo e premono verso l'esterno contro la superficie interna. Questo freno ha il vantaggio di essere protetto dall'acqua e dal fango, e di poter essere applicato in entrambi i sensi di rotazione. Questo tipo di freno è quello che viene adoperato su motoveicoli e autoveicoli.

Nastro

È un nastro metallico e flessibile, con un rivestimento interno per l'attrito, viene fissato ad un lato, avvolto sul tamburo e collegato ad una leva. I due estremi del nastro vengono quasi a toccarsi in modo da dare il massimo effetto frenante. Questo tipo di freno è spesso usato negli impianti di montacarichi e trasporto pesante come gli autobus. Venne utilizzato anche sulle locomotive ferroviarie a cremagliera

Freno a disco

Freno a disco

Il freno a disco differisce da tutti i freni già menzionati ed è la soluzione su cui si orientano ormai da anni tutte le case produttrici di mezzi di trasporto siano essi auto, moto o autocarri

La frenata avviene per la trasformazione dell'attrito in calore grazie alla pressione, generalmente ottenuta idraulicamente, degli elementi di frizione dette pastiglie ai lati del disco. I freni a disco hanno il vantaggio di dissipare rapidamente il calore che può essere molto elevato quando vengono usati a lungo.

Freni non meccanici

Questi freni agiscono senza che ci sia usura del freno, dato che non sfruttano l'attrito radente, ma altre forme d'attrito; generalmente hanno un andamento esponenziale con il crescere della velocità.

Freno Prony o dinamometrico

Per misurare la potenza di un albero motore si fa uso di uno speciale freno simile a quello a nastro. Le due estremità del nastro sono collegate con un indice. L'albero del motore preme il nastro e fa deviare l'indice. La lettura della scala, la circonferenza e la velocità dell'albero sono i fattori necessari per determinare la potenza del freno.

Freno rigenerativo

Questo tipo di freno (detto anche freno elettrodinamico) è generalmente applicato sull'albero motore di grandi camion, autobus, filobus e treni e si basa su un generatore elettrico. L'albero motore del generatore è montato direttamente sull'albero di trasmissione del veicolo, formando un unico albero; al momento della generazione di corrente da parte del generatore, questo imprime una coppia resistente sull'albero di trasmissione producendo, di fatto, un'azione frenante.

Un inconveniente del freno rigenerativo sta nella necessità di esperienza e accortezza nel suo utilizzo, in quanto, nel caso d'un azionamento troppo rapido e di elevato sforzo, si rischia la rottura dell'albero motore. Esiste però un indubbio vantaggio, quello di non arrivare mai al completo bloccaggio delle ruote, dato che diminuendo la velocità diminuisce automaticamente anche la forza frenante (si noti che lo slittamento tra ruota e suolo può comunque avvenire per differenza di velocità, portando comunque allo spiattellamento della ruota).

Freno motore

Nei motori diesel degli autocarri e degli autobus può essere presente (soprattutto su motori di grande cilindrata) anche il freno motore, costituito da una valvola a farfalla che, se azionata, chiude parzialmente il condotto di scarico, mentre viene interrotta l'iniezione di gasolio; in questo modo anche la fase di scarico del motore (oltre a quella di compressione) diventa una fase frenante, aumentando così l'azione frenante complessiva. Questo freno viene utilizzato principalmente nelle lunghe discese, in quanto permette di frenare maggiormente il veicolo senza sollecitare troppo l'impianto di frenatura. Tale sistema viene utilizzato, in alcuni paesi, anche nelle locomotive diesel in caso di linee con pendenze rilevanti, al fine di evitare il surriscaldamento dell'impianto frenante.

In gergo comune l'espressione "freno motore" indica talvolta erroneamente l'azione di rallentamento del veicolo ottenuta scalando i rapporti del cambio (passando da una marcia alta a una più bassa) in modo da innalzare il regime di rotazione del motore, effetto comunque presente anche nei motori sprovvisti del dispositivo propriamente detto.

Freno aerodinamico

Agisce sul flusso d'aria esterno al veicolo, opponendovi resistenza e comportando quindi un rallentamento. Gli aeroplani utilizzano gli aerofreni a questo scopo. Anche alcuni modelli di automobili, soprattutto sportive, utilizzano questa soluzione sommandola all'effetto frenante dei freni meccanici, per raggiungere decelerazioni ragguardevoli: ad esempio la Bugatti Veyron con questo accorgimento arriva ai 2 g di decelerazione; anche altri modelli meno esclusivi tuttavia lo adottano. Le macchine di Formula 1 non lo usano in quanto il regolamento impedisce di adottare parti aerodinamiche mobili, se si esclude il sistema di riduzione della resistenza aerodinamica (DRS, Drag Reduction System), che viene utilizzato per lo scopo opposto. Viene di fatto ottenuto un freno aerodinamico anche dai piloti di moto da gran premio che sono soliti esporre il busto dalla carenatura all'inizio della staccata (punto di rilascio gas e inizio frenata): questa operazione genera un grosso carico sugli avambracci che debbono essere ben saldi al manubrio ma permette di aiutare in modo sensibile la decelerazione della moto.

Freno magnetico

Freno a pattino utilizzato in campo tramviario e ferroviario. Si presenta principalmente in due tipologie.
Nella prima il pattino va a contatto con la rotaia metallica a causa dell'attrazione tra i due elementi, la frenatura è di tipo ad attrito e la forza frenante sarà proporzionale alla forza d'attrazione tra i due corpi; la sua efficacia è maggiore di quella del freno tradizionale poiché l'azione di compressione tra pattino e rotaia può superare il peso del veicolo stesso e quindi consentire l'espressione di una forza di aderenza maggiore di quella naturale espressa dalle ruote.
Nella seconda tipologia il pattino dissipa energia sfruttando il fenomeno delle correnti parassite, quindi non c'è usura o pericoli di slittamento del pattino poiché l'effetto frenante non è causato dall'attrito. È di impiego comune in diversi tipi di attrazioni per parchi di divertimento.

Modalità di frenata

La frenata può essere di diverso tipo:

• Differenziata: ogni freno o asse di frenata è comandato da un apposito comando (l'esempio tipico lo si ha con le moto ma anche con gli aerei)
• Integrale: tutti i freni di servizio vengono usati con un singolo comando (l'esempio tipico lo si ha con le auto, camion e simili), esistono anche altre versioni, dedicate per le motociclette, che permettono d'avere una diversa distribuzione della frenata tra anteriore e posteriore a seconda del comando adoperato

Comando e azionamento dei freni

Il comando dei freni può essere:

• Leva, questo comando viene usato nelle motociclette per il comando dell'impianto anteriore, ma si può avere in alternativa un secondo comando a leva anche per l'impianto posteriore
• Pedale, questo comando è usato nelle automobili e nella maggior parte dei casi anche per l'impianto posteriore delle motociclette

I freni possono essere azionati tramite vari sistemi:

• Elettrica, il comando del freno agisce su un sensore, che invia il segnale elettrico alla centralina, la quale gestirà la frenata, o tramite pinze freno elettriche o tramite i vecchi sistemi, utilizzando un attuatore.
• Idraulico, le pastiglie vengono premute contro il disco tramite la pressione sviluppata da un liquido, che deve rispondere alle caratteristiche dell'impianto frenante, alle caratteristiche d'uso e di manutenzione
• Pneumatico, la pressione del gas può agire in positivo o negativo sulle pastiglie alloggiate dentro alla pinza, questo tipo di comando freno viene utilizzato nei mezzi ferroviari e su tutti gli autocarri pesanti. Viene utilizzato perché l'aria è facilmente reperibile, garantisce prestazioni ottimali anche a lunghe distanze, in caso di rottura, o distaccamento dalla motrice nel caso di rimorchi, il mezzo si arresta. Questo perché il freno è di tipo passivo, cioè in stato di riposo è in frenatura, attuata da una molla. Quindi per sfrenare il mezzo bisogna mandare dell'aria compressa (aria automatica), che riempie una camera al cui interno vi è una membrana la quale è collegata alla leva del freno e a cui vi si oppone la resistenza di una molla tarata ad una determinata pressione. dei meccanismi più o meno complicati fanno così rilasciare il freno.
• Meccanico, quest'azionamento viene eseguito tramite un cavo metallico, azionato da una leva.

Avvertenze

Azionando l'impianto frenante, si forza la pastiglia contro il disco o il ceppo contro il tamburo; l'attrito fa rallentare la rotazione del disco o del tamburo e la perdita dell'energia cinetica si converte in calore. Per questo motivo i freni, subito dopo essere stati usati, sono caldi e più il freno viene usato con forza, più l'attrito è grande e maggiore è il calore sviluppato.

I materiali con i quali sono normalmente realizzati i freni perdono efficacia con l'aumento della temperatura, causando una diminuzione della forza frenante chiamata frequentemente con i termini inglesi fade o fading. L'uso prolungato può portare anche alla deformazione degli elementi d'attrito, con effetti negativi sull'efficienza dell'impianto.

Anche per questi motivi, lungo le strade ad elevata pendenza viene installato un segnale di pericolo, invitando alla prudenza e ad un uso efficiente dei freni.

I problemi di surriscaldamento sono stati ridotti nel tempo con l'utilizzo di tamburi e dischi forati, i quali sono capaci di raffreddarsi più velocemente. Nel caso del freno rigenerativo il problema del riscaldamento è oggi praticamente scomparso, ma deve essere accoppiato ugualmente ai sistemi classici.

Accorgimenti

Gli accorgimenti generali sono:

Spia dei freni consumati.

• Spia di consumo, la manutenzione delle parti di consumo deve essere eseguita secondo le prescrizioni, dato che quando i freni arrivano a fine vita perdono efficacia, oltre al fatto che diventano rumorosi, per questo alcuni veicoli sono dotati di spie per la segnalazione dell'eccessivo consumo delle pastiglie dei freni o di indicatori di consumo a più livelli.
• Sensori dello stop questi sensori servono per alimentare gli indicatori visivi di stop e possono essere:
  • Idrostop è un sensore che viene azionato tramite la pressione del liquido freno, così da chiudere il contatto elettrico
  • Interruttore è un normale interruttore elettrico di dimensioni contenute che viene messo in comunicazione con la leva o pedale del freno tramite un cilindretto in alluminio o sfera d'acciaio
• Ripartitore della frenata dispositivo che serve negli impianti di tipo integrale (che agiscono su due o più assi) per poter regolare la distribuzione della forza frenante.
• Freni InBoard, questi freni si differenziano per il fatto che l'impianto frenante non è alloggiato nella ruota e non fa più parte dei componenti nelle masse non sospese, questo perché viene ricollocato nel telaio e collegato alla ruota tramite un albero di trasmissione, il tutto appunto per ridurre il peso delle masse non sospese e migliorare così la risposta/reattività delle sospensioni, inoltre permette una maggiore protezione dei freni, che in questi casi sono meno esposti ad urti e detriti, ma richiede una complessità strutturale maggiore, come appunto un albero di trasmissione per trasmettere la forza frenante o il raffreddamento che in questo caso tende ad essere più problematico e richiedere degli specifici condotti di ventilazione.
  I veicoli più noti ad usare questo sono la Jaguar E-Type, Citroën 2CV, Hummer H1, e modelli Alfa Romeo su pianale Alfetta e Alfasud
  Questa denominazione venne usata impropriamente anche nelle motociclette, come nel caso della Honda VF400F usando il nome "inboard ventilated disc", dove l'impianto frenante a disco venne semplicemente integrato dentro al cerchio.
• Servofreno elemento che riduce la forza richiesta per frenare, di normale uso nei mezzi di trasporto pesanti e di tipo automobilistico.

Uno pneumatico tubeless da automobile di grosse dimensioni montato su un cerchione in lega.

Un copertone del tipo a gomma piena, senz'aria.

Pneumatico

Lo pneumatico, generalmente detto copertone o gomma, è l'elemento che viene montato sulle ruote e che permette l'aderenza del veicolo sulla strada, determinando assieme al peso complessivo del veicolo e alla tipologia di fondo il suo attrito con il fondo stradale.

Tipologia

Sezione pneumatico di bicicletta tube type:
1=Cerchione
2=Coprinippel
3=Pista per i pattini del freno
4=Corda d'acciaio
5=Camera d'aria
6=Carcassa dello pneumatico
7=Battistrada

Gli pneumatici si dividono in diverse categorie: quelli muniti di camera d'aria (in inglese tube) e quelli che ne sono privi (tubeless).

• Con camera d'aria (tube type):
  • La camera d'aria racchiude l'aria compressa per ottenere un effetto di adattamento e sospensione del veicolo dal terreno.
  • La copertura è fatta di gomma e tele di fibra o di metallo.
• Senza camera d'aria (tubeless):
  • La copertura, fatta di gomma e tele di fibra o di metallo, è costruita in modo da trasmettere e ricevere gli attriti radenti e volventi che si generano con il movimento. Essa funge anche da camera d'aria.

Ruota TWEEL del rover lunare scarab della NASA

• NPT Non-pneumatic tires, pneumatici che non richiedono aria
  • Pieni, sono degli pneumatici che invece d'essere gonfiati ad aria sono riempiti di plastica o si auto-sostengono dato che hanno una struttura piena. Sono stati usati su trattori degli anni '30-'50, sono usati sulle macchine operatrici, come ad esempio i carrelli elevatori, così come su pattini a rotelle e via dicendo.
  • Autoportante, si tratta di uno pneumatico pieno, ma provvisto di particolari fori, che ne conferiscono una maggiore flessibilità e assorbimento delle imperfezioni, viene utilizzato su alcuni mezzi d'opera al posto di quelli pieni. Una derivazione di questi pneumatici sono i TWEEL, i quali non hanno ancora un'applicazione civile.
  • TWEEL, la copertura esterna fatta di gomma costituisce anche l'elemento che mantiene il battistrada alla giusta rigidità ma senza l'ausilio dell'aria; questo si ottiene grazie ai collegamenti a raggi di poliuretano flessibile che vengono utilizzati per supportare e agganciare il battistrada al mozzo, svolgendo anche la funzione di ammortizzazione come nello pneumatico tradizionale; questa copertura è stata ideata nel 2005, ma non è ancora stata commercializzata. La prima applicazione è avvenuta con la NASA, laddove il Rover Lunare utilizza tali ruote.

A volte, nella nomenclatura comune, si intende impropriamente per pneumatico l'insieme, oltre degli elementi sopra esposti, anche di:

• Una ruota/cerchione, in genere di lega metallica
• Una valvola di ritegno che permette di gonfiare lo pneumatico di aria compressa o azoto e ne impedisce l'uscita, questa è integrata con la camera d'aria o avvitata alla ruota.

Diffusione

Lo pneumatico moderno, inventato da Robert William Thomson nel 1845, perfezionato da John Boyd Dunlop nel 1888 e munito di battistrada dal 1904, equipaggia oggi la maggior parte dei mezzi di trasporto destinati a un uso su strada ed è prodotto in molteplici tipi e misure adatte a equipaggiare dalla bicicletta all'autovettura, dall'autocarro al trattore agricolo per non dimenticare, in campo aeronautico, l'adozione nei carrelli d'atterraggio.

Sono da considerare anche gli usi sportivi nelle varie competizioni motoristiche dove lo studio alla ricerca delle migliori prestazioni porta alla costruzione di pneumatici con mescole (miscele di vari tipi di gomma) molto differenziate e alla scoperta di soluzioni tecniche applicabili in seguito al settore commerciale.

Colore dello pneumatico

Pneumatico moderno (nero)

Lo pneumatico durante la sua storia ha assunto varie colorazioni:

• Totalmente bianco o, più raramente, anche rosso come nel caso dei primi pneumatici
• Bicolore usati fino agli anni '60
• Totalmente nero, pneumatici usati tuttora

Battistrada

Il battistrada è caratterizzato da molti elementi, i quali sono illustrati di seguito

Spessore, riscolpitura e tornitura

Due pneumatici, di cui a sinistra completamente consumato e a destra nuovo

Calibro per misurare lo spessore del battistrada

Lo spessore del battistrada è determinato dal tipo di pneumatico e ha un valore minimo che viene sia imposto per legge, che consigliato dal costruttore, il quale è meno permissivo e quindi determina uno spessore minimo del battistrada maggiore.

Per verificare lo spessore del battistrada è disponibile uno specifico calibro, ma per vedere se è ancora nelle tolleranze del costruttore è sufficiente verificare lo scalino che fa da indicatore d'usura e che viene riportata l'indicazione sulla spalla con la scritta TWI (Tread Wear Indicator).

Quest'altezza può essere ripristinata tramite una sgorbiatrice (rigatore per battistrada), che permette di ricalcare il profilo dello pneumatico qualora lo pneumatico lo permetta, inoltre su pneumatici slick è possibile eseguire un disegno a propria scelta, per poterlo rendere adattabile all'uso sul bagnato, ma sono state eseguite anche intagliature commemorative, come nel caso di James Toseland.
In determinate situazioni si ricorre invece a ridurre lo spessore del battistrada tramite ablazione mediante una lama ruotante, come in alcune competizioni automobilistiche, dove si devono utilizzare pneumatici stradali, ma può essere utilizzato anche per recuperare pneumatici con battistrada particolarmente deformato superficialmente e recuperare il rotolamento ideale

Profilo, Mescola e Temperatura

Il profilo dello pneumatico è studiato a seconda delle esigenze a cui deve rispondere e al mezzo a cui va applicato; può essere di due tipi:

• Normale/Turistico, studiato in modo da offrire la migliore guidabilità.

Nel caso degli pneumatici automobilistici, questi avranno un'unione arrotondata tra spalla e battistrada.

Nel caso degli pneumatici motociclistici si ha il profilo del battistrada arrotondato.

• Sportivo, studiato in modo da offrire la migliore tenuta.

Nel caso degli pneumatici automobilistici, questi avranno un'unione netta tra spalla e battistrada, in modo da massimizzare l'impronta a terra, anche se, come punto a sfavore, l'inserimento in curva risulta meno lineare/graduale.
Nel caso degli pneumatici motociclistici si ha un profilo del battistrada con arrotondamento più marcato, sì da poter godere di maggiore superficie di contatto in piega.

In entrambi i casi, la mescola più morbida consente allo pneumatico di avere un attrito maggiore. Nello pneumatico invernale la mescola e l'intagliatura permettono un aumento di temperatura più agevole e rapido per arrivare al valore per cui è stato studiato. Nello pneumatico sportivo i carichi dovuti ad attrito e brusche accelerazioni tendono da soli ad aumentare oltremodo la temperatura, quindi la mescola è studiata per lavorare a una temperatura elevata ma il profilo sarà studiato in modo che la temperatura raggiunga il livello ottimale solo in caso di guida sportiva; si ricorda quindi che gli pneumatici sportivi possono avere una tenuta di strada peggiore di quelli da turismo se non sono opportunamente portati in temperatura.

Composizione del battistrada

Il battistrada può essere:

• Monomescola si usa un solo tipo di mescola per la composizione del battistrada
• Plurimescola si adoperano più mescole per la composizione del battistrada, con passaggio netto o graduale da una mescola all'altra, soluzione adoperata per alcuni pneumatici motociclistici

Disegno del battistrada

Il disegno del battistrada è molto importante e varia profondamente a seconda della destinazione d'impiego dello pneumatico.

Tipo del disegno

Il disegno dello pneumatico per le autovetture, camion e di qualsiasi altro mezzo con 3 o più ruote può essere:

• Simmetrico, lo pneumatico adotta il medesimo intaglio su tutto il battistrada, o più precisamente ha un disegno perfettamente speculare tra la metà interna e la metà esterna dello pneumatico (obbligatorio per le motociclette).
• Asimmetrico, lo pneumatico nella parte interna ha un disegno degli intagli diversi da quella esterna; questa differenza permette una funzione diversificata dello pneumatico, dove la parte più esterna, meno intagliata, reagisce meglio alle curve veloci, mentre la parte interna, più intagliata, permette un miglior drenaggio dell'acqua; questo comportamento differenziato può mutare a seconda dei diversi trasferimenti di peso e variazioni d'assetto che il mezzo può assumere durante la marcia (con un minor trasferimento di carico si usa la parte più interna, con un maggior trasferimento di carico si usa la parte esterna).

Il disegno può inoltre essere concepito in modo da offrire il massimo delle proprie prestazioni lungo una specifica direzione di rotolamento; ciò comporta la necessità di prestare particolare attenzione durante il montaggio di tali pneumatici, che montati al contrario fornirebbero caratteristiche di tenuta e di drenaggio inferiori.

Caratteristiche

Pneumatico tassellato

Il disegno è caratterizzato da:

• Numero di scanalature, maggiori saranno le scanalature e più sarà drenante il battistrada
• Profondità delle scanalature, più saranno profonde e più sarà drenante il battistrada

I due estremi per il disegno del battistrada sono gli pneumatici da Cross e da Motomondiale, dove nel primo caso gli intagli sono talmente numerosi e profondi da creare i tacchetti (abbastanza distanti tra di loro e alti anche qualche centimetro) che caratterizzano questi pneumatici, mentre nel secondo caso (pneumatici da Motomondiale) questi sono completamente privi d'intagli, detti slick.

Pneumatico semislick di una bicicletta

In alcuni ambiti come nel caso delle biciclette, per garantire un utilizzo più flessibile dello pneumatico si utilizza un disegno ambivalente, come nel caso degli pneumatici semislick, dove centralmente sono lisci o con poche scanalature, in modo da ridurre l'attrito e migliorare il comfort su strada, mentre ai lati presentano dei tasselli, in modo da consentire la presa su terreni cedevoli. Il disegno del battistrada può essere anche creato o rigenerato tramite degli intagliatori per pneumatici, generalmente la creazione di intagli viene effettuata sugli pneumatici completamente lisci come quelli del Motomondiale, pratica tipica dei mezzi da supermotard, mentre la rigenerazione degli intagli, e quindi l'altezza del battistrada, viene generalmente eseguita su copertoni da camion.

Caratteristiche degli pneumatici

Gli pneumatici hanno determinate caratteristiche, influenzate da determinati valori (di cui alcuni rilevabili con i codici di riconoscimento), alcune molto importanti per definire il comportamento dello pneumatico, come:

• Larghezza battistrada, la larghezza del battistrada influisce in vari modi a seconda del tipo di pneumatico:
  • Motociclistico, a maggiore larghezza corrisponde una maggiore capacità di tenuta, ma una minore velocità di cambio direzione e una minore tenuta su fondi bagnati;
  • Automobilistico, a maggiore larghezza corrisponde una maggiore capacità di tenuta, ma una minore velocità di sterzata, diminuzione della velocità massima e di cambio direzione e una minore tenuta su fondi bagnati.
• Altezza spalla è la distanza tra il manto stradale e il cerchione; questa caratteristica permette la deformazione del profilo dello pneumatico, migliorando l'assorbimento di urti (causati, per esempio, da fondi irregolari), smorzando l'effetto delle masse non sospese e riducendo l'intervento delle sospensioni/ammortizzatori; a una maggiore altezza della spalla, corrisponde una minore reattività in fase di sterzata e una minore stabilità in appoggio su fondi duri e regolari, come le strade; causa di ciò è la minore velocità di virata (rotazione in gradi al secondo).
• Pressione pneumatico, una maggiore pressione corrisponde a una durezza maggiore dello pneumatico; questo valore deve essere regolato in base alla massa del veicolo, al tipo di strada da percorrere e allo pneumatico in uso. Una pressione relativamente elevata è adatta a mezzi pesanti, a strade lisce e dure e a pneumatici a spalla bassa (come i tubolari delle biciclette da corsa).
  Questo parametro va regolato anche a seconda del periodo climatico e del tipo d'impiego a cui viene sottoposto, difatti l'aria che vi è contenuta tende a espandersi all'aumentare del suo riscaldamento e innalzare di conseguenza la pressione di gonfiaggio; le condizioni che più portano ad aumentare la temperatura dell'aria ivi contenuta sono l'impiego sportivo e le alte temperature climatiche (che portano a innalzare di conseguenza anche quella dell'asfalto); per questo in tali situazioni si adotta una pressione di gonfiaggio più bassa rispetto al normale, mentre nel periodo freddo e con un impiego non stressante per lo pneumatico si adotta una pressione più alta.
• Circonferenza della ruota, un valore maggiore corrisponde a un minore effetto delle irregolarità del terreno, determinato da un passaggio più morbido da un livello a un altro.
• Direzione di rotolamento, gli pneumatici possono essere disegnati in modo da dover essere utilizzati in un unico verso di rotazione, oppure avere un disegno che permetta un montaggio indifferenziato.
• Temperatura d'esercizio o funzionamento gli pneumatici, a seconda della loro struttura e del tipo d'impiego a cui sono destinati, hanno diverse temperatura di funzionamento (temperatura raggiunta dallo pneumatico stesso); generalmente per gli pneumatici stradali queste temperature si aggirano tra 50 e 80 °C, mentre in ambito sportivo tali temperature possono alzarsi anche oltre i 130 °C. La temperatura di funzionamento influisce anche sul gonfiaggio dello pneumatico stesso e sulle sue prestazioni, quindi gli pneumatici che non riescono a lavorare alla prevista temperatura d'esercizio offriranno delle prestazioni inferiori.

Aderenza degli pneumatici

Impronta a terra di uno pneumatico

L'aderenza degli pneumatici, come descritto dalla legge della fisica sull'aderenza, è definita dal coefficiente d'aderenza dello pneumatico, definito dalla mescola dello stesso, ma anche dalla larghezza, perché l'aderenza viene definita per il 75% dall'adesione (la gomma s'incolla al suolo), mentre il 25% viene definito dall'ingranamento (la gomma si adatta alle microdeformità del suolo).

Il problema dell'aderenza degli pneumatici è dato dal fatto che il materiale di contatto dello stesso con l'asfalto tende a scaldarsi, soprattutto in condizioni d'uso gravoso, come le curve, le frenate e le accelerazioni brusche. Per questo motivo, la larghezza dello pneumatico deve avere un valore minimo, altrimenti si rischia un surriscaldamento del battistrada e, di conseguenza, una diminuzione del coefficiente d'attrito. Ma è altrettanto vero che il manto stradale non ha sempre le stesse caratteristiche, quindi si possono avere dei tratti di maggiore aderenza.

Pneumatici sportivi per motociclette, a sinistra uno slick per asfalto asciutto, a destra gomma scolpita da bagnato

Il problema della larghezza dello pneumatico si presenta anche per via del valore massimo, perché, raggiunto un determinato valore, il materiale di cui è costituito lo pneumatico non riesce più a entrare in temperatura d'esercizio e a dare una sufficiente aderenza; inoltre, adoperando misure grandi, si aumenta la possibilità che qualche oggetto estraneo si interponga tra ruota e asfalto, riducendo l'aderenza.

In caso di pioggia, l'acqua si frappone tra asfalto e pneumatico, riducendo di conseguenza l'aderenza; quest'ultima si riduce maggiormente con pneumatici non drenanti e larghi, mentre con pneumatici drenanti (come gli invernali) e stretti si diminuisce questo effetto, giacché o viene drenata meglio, o spostata via più facilmente, data la maggiore pressione dello pneumatico stretto sul manto (per via della ridotta superficie di appoggio dello stesso).

Un altro fattore che determina l'aderenza è la giusta pressione di gonfiaggio, dato che tale pressione determina il modo in cui il battistrada viene premuto al suolo, infatti al variare della pressione di gonfiaggio si otterranno delle variazioni dell'impronta a terra, la quale può ulteriormente variare a seconda se lo pneumatico è di tipo radiale e quindi provvisto di cintura o se di tipo diagonale senza cintura, infatti in quest'ultimo caso l'impronta risulterà circolare o ovale invece che rettangolare o quadrata, il che determina anche la differente distribuzione di pressione al suolo.

Struttura dello pneumatico

Pneumatico radiale:
1: Battistrada
2: Bordo del battistrada
3: Carcassa
4: Fianco dello pneumatico o Spalla
5: Pacco cintura
6: Rinforzi laterali del pacco cintura
7: Cerchietti
8: Tallone

Lo pneumatico è costituito da diverse parti che possono essere riassunte in:

• Battistrada: è l'elemento a contatto con l'asfalto, assicura la trazione del mezzo, resiste all'usura e protegge la carcassa, viene prodotto con la gomma (in passato naturale, ora sintetica (generalmente SBR) per trasmettere e ricevere gli attriti radenti e volventi che si generano con il movimento).
• Pacco cintura o cinture e cintura radiale: strati multipli di corde o fili d'acciaio (materiale più usato), nylon, poliestere o rayon (in disuso) interposte tra la carcassa e il battistrada, che aumentano la resistenza dello pneumatico, stabilizzano il battistrada garantendo protezione contro urti e forature e garantendo una migliore distribuzione delle forze sull'impronta laterale del battistrada e quindi anche una maggiore impronta a terra, questi fili sono disposti nella cintura con un'angolazione ridotta di 15-25° e incrociati tra loro, oppure sono disposti con un'angolazione di 0° rispetto alla mediana dello pneumatico ed eventualmente presentano anche altre cinture a diverse angolazioni per la distribuzione delle forze, in quest'ultimo caso il pacco cintura può essere sostituito da una "cintura radiale" caratterizzata da un filo metallico o da tanti fili senza giunture disposti sempre a 0°.
  Questo elemento non è usato su tutti gli pneumatici con carcassa a tele incrociate, i quali se provvisti di queste cinture prendono il nome di cinturato, ma è una consuetudine per quelli con una carcassa a tele radiali.
• Fianco dello pneumatico o spalla: protegge le tele dagli agenti atmosferici e chimici e inoltre si oppone alla flessione a cui è sottoposto durante l'impiego.

Carcassa dello pneumatico: con i numeri 14 e 16 viene raffigurata la disposizione diagonale, mentre con il numero 12 viene raffigurata la disposizione radiale.

• Carcassa o tela: consente la trasmissione di tutte le forze di carico tra la ruota e il terreno come quelle che si sprigionano durante la frenata e nelle manovre di sterzatura, inoltre garantisce la resistenza alla pressione di gonfiaggio e successivamente di esercizio durante tutte le manovre. Questo elemento è composto principalmente da fili di Nylon affiancati (tela) che possono essere di diverso spessore e conferire una maggiore resistenza o scorrevolezza, infatti con l'aumento della sezione dei fili e di conseguenza una loro diminuzione di fili per pollice (TPI: Threads Per Inch o EPI: Ends Per Inch) si aumenta la resistenza e rigidezza della carcassa, ma diminuendone la scorrevolezza, questi valori di TPI variano da 20 a 320 a seconda dell'impiego.
  • Diagonale o a tele incrociate o bias: le tele si estendono in diagonale da un tallone all'altro dello pneumatico formando un angolo di 30-40° con la linea mediana dello pneumatico stesso, dove ogni tela o strato successivo di filo va in direzione opposta e quindi incrociandosi.
  • Cinturato o bias belted: si tratta di una carcassa diagonale provvista del pacco cintura, la quale conferisce caratteristiche analoghe agli pneumatici radiali.
  • Radiali: le tele si estendono da un tallone all'altro con un angolo di 90° con l'asse mediano dello pneumatico.
• Nervatura fascio o cerchietti: sono fasce d'acciaio poste nel tallone, accomodano lo pneumatico sul cerchione e lo mantengono in posizione, evitando un suo eventuale sfilamento.
• Riempimento: generalmente è costituito da gomma ed è posto nella zona del tallone e del fianco per consentire un passaggio graduale dalla zona rigida del tallone a quella flessibile del fianco.
• Rivestimento interno: strato di gomma inserito all'interno degli pneumatici tubeless, studiato appositamente per evitare perdite d'aria.
• Tallone o incavo del tallone: strato di tela gommata che impedisce l'usura provocata dallo sfregamento del tallone contro il bordo del cerchio e che garantisce l'attrito necessario per evitarne la rotazione sullo stesso

I codici di riconoscimento

Codici tecnici

Schema di riconoscimento

Le caratteristiche fondamentali di uno pneumatico, scritte usualmente con marcature di codici impressi a caldo nella parte laterale dello stesso, sono:

• Dimensioni fisiche
• Caratteristiche prestazionali
• Caratteristiche costruttive
• Data di produzione

L'ordine in cui tali caratteristiche vengono indicate è il seguente:

T l / h_l S_t d c_M v_M S_ca

D e N sono indicate a parte, mentre S_ca non è sempre indicato.

Con tali denominazioni si vuole indicare in particolare:

• T: Tipo dello pneumatico (P=passenger, ovverosia per automobile) non obbligatorio in Europa
• l: Larghezza massima dello pneumatico, in condizioni di pressione e carico definite dalle norme, questa misura viene espressa in millimetri, in rari casi in pollici e in passato veniva espressa anche con un sistema letterale, in alcuni casi è possibile passare da un sistema all'altro
• h_l: Rapporto, espresso in forma percentuale, fra altezza della spalla e larghezza della sezione (quindi moltiplicando l per h si ottiene l'altezza della spalla). Lo pneumatico si definisce ribassato quando tale rapporto è inferiore a 80, super-ribassato quando è inferiore a 45. Più piccolo è questo numero, migliore è la tenuta a scapito però del comfort. Se omesso è da considerarsi 80.
• S_t: Struttura riguardante la disposizione delle tele e indicata con una lettera, può essere radiale "R" ("ZR" nel caso lo pneumatico superi i 240 km/h) o diagonale (anche detto bias belted o convenzionale o a tele incrociate) "B" o "-"
• d: Diametro del cerchione (in pollici)
• c_M: carico massimo ammissibile. È un indice di riferimento alla massa limite (in kg) consentita sulla singola ruota. Per legge si devono montare pneumatici con capacità pari o superiori a valori trascritti alla carta di circolazione. I valori effettivi riferiti agli indici sono:

• 0 = 45 kg
• 1 = 46,5 kg
• 2 = 47,5 kg
• 3 = 48,7 kg
• 4 = 50 kg
• 5 = 51,5 kg
• 6 = 53 kg
• 7 = 54,5 kg
• 8 = 56 kg
• 9 = 58 kg
• 10 = 60 kg
• 11 = 61,5 kg
• 12 = 63 kg
• 13 = 65 kg
• 14 = 67 kg
• 15 = 69 kg
• 16 = 71 kg
• 17 = 73 kg
• 18 = 75 kg
• 19 = 77,5 kg
• 20 = 80 kg
• 21 = 82,5 kg
• 22 = 85 kg
• 23 = 87,5 kg
• 24 = 90 kg
• 25 = 92,5 kg
• 26 = 95 kg
• 27 = 97,5 kg
• 28 = 100 kg
• 29 = 103 kg
• 30 = 106 kg
• 31 = 109 kg
• 32 = 112 kg
• 33 = 115 kg
• 34 = 118 kg
• 35 = 121 kg
• 36 = 125 kg
• 37 = 128 kg
• 38 = 132 kg
• 39 = 136 kg
• 40 = 140 kg
• 41 = 145 kg
• 42 = 150 kg
• 43 = 155 kg
• 44 = 160 kg
• 45 = 165 kg
• 46 = 170 kg
• 47 = 175 kg
• 48 = 180 kg
• 49 = 185 kg
• 50 = 190 kg
• 51 = 195 kg
• 52 = 200 kg
• 53 = 206 kg
• 54 = 212 kg
• 55 = 218 kg
• 56 = 226 kg
• 57 = 230 kg
• 58 = 236 kg
• 59 = 243 kg
• 60 = 250 kg
• 61 = 257 kg
• 62 = 265 kg
• 63 = 272 kg
• 64 = 280 kg
• 65 = 290 kg
• 66 = 300 kg
• 67 = 307 kg
• 68 = 315 kg
• 69 = 325 kg
• 70 = 335 kg
• 71 = 345 kg
• 72 = 355 kg
• 73 = 365 kg
• 74 = 375 kg
• 75 = 387 kg
• 76 = 400 kg
• 77 = 412 kg
• 78 = 425 kg
• 79 = 437 kg
• 80 = 450 kg
• 81 = 462 kg
• 82 = 475 kg
• 83 = 487 kg
• 84 = 500 kg
• 85 = 515 kg
• 86 = 530 kg
• 87 = 545 kg
• 88 = 560 kg
• 89 = 580 kg
• 90 = 600 kg
• 91 = 615 kg
• 92 = 630 kg
• 93 = 650 kg
• 94 = 670 kg
• 95 = 690 kg
• 96 = 710 kg
• 97 = 730 kg
• 98 = 750 kg
• 99 = 775 kg
• 100 = 800 kg
• 101 = 825 kg
• 102 = 850 kg
• 103 = 875 kg
• 104 = 900 kg
• 105 = 925 kg
• 106 = 950 kg
• 107 = 975 kg
• 108 = 1000 kg
• 109 = 1030 kg
• 110 = 1060 kg
• 111 = 1090 kg
• 112 = 1120 kg
• 113 = 1150 kg
• 114 = 1180 kg
• 115 = 1215 kg
• 116 = 1250 kg
• 117 = 1285 kg
• 118 = 1320 kg
• 119 = 1360 kg
• 120 = 1400 kg
• 121 = 1450 kg
• 122 = 1500 kg
• 123 = 1550 kg
• 124 = 1600 kg
• 125 = 1650 kg
• 126 = 1700 kg
• 127 = 1750 kg
• 128 = 1800 kg
• 129 = 1850 kg
• 130 = 1900 kg
• 131 = 1950 kg
• 132 = 2000 kg
• 133 = 2060 kg
• 134 = 2120 kg
• 135 = 2180 kg
• 136 = 2240 kg
• 137 = 2300 kg
• 138 = 2360 kg
• 139 = 2430 kg
• 140 = 2500 kg
• 141 = 2575 kg
• 142 = 2650 kg
• 143 = 2725 kg
• 144 = 2800 kg
• 145 = 2900 kg
• 146 = 3000 kg
• 147 = 3075 kg
• 148 = 3150 kg
• 149 = 3250 kg
• 150 = 3350 kg
• 151 = 3450 kg
• 152 = 3550 kg
• 153 = 3650 kg
• 154 = 3750 kg
• 155 = 3875 kg
• 156 = 4000 kg
• 157 = 4125 kg
• 158 = 4250 kg
• 159 = 4375 kg
• 160 = 4500 kg
• 161 = 4625 kg
• 162 = 4750 kg
• 163 = 4875 kg
• 164 = 5000 kg
• 165 = 5150 kg
• 166 = 5300 kg
• 167 = 5450 kg
• 168 = 5600 kg
• 169 = 5800 kg
• 170 = 6000 kg
• 171 = 6150 kg
• 172 = 6300 kg
• 173 = 6500 kg
• 174 = 6700 kg
• 175 = 6900 kg
• 176 = 7100 kg
• 177 = 7300 kg
• 178 = 7500 kg
• 179 = 7750 kg
• 180 = 8000 kg
• 181 = 8250 kg
• 182 = 8500 kg
• 183 = 8750 kg
• 184 = 9000 kg
• 185 = 9250 kg
• 186 = 9500 kg
• 187 = 9750 kg
• 188 = 10000 kg
• 189 = 10300 kg
• 190 = 10600 kg
• 191 = 10900 kg
• 192 = 11200 kg
• 193 = 11500 kg
• 194 = 11800 kg
• 195 = 12150 kg
• 196 = 12500 kg
• 197 = 12850 kg
• 198 = 13200 kg
• 199 = 13600 kg
• 200 = 14000 kg
• 201 = 14500 kg
• 202 = 15000 kg
• 203 = 15500 kg
• 204 = 16000 kg
• 205 = 16500 kg
• 206 = 17000 kg
• 207 = 17500 kg
• 208 = 18000 kg
• 209 = 18500 kg
• 210 = 19000 kg
• 211 = 19500 kg
• 212 = 20000 kg
• 213 = 20600 kg
• 214 = 21200 kg
• 215 = 21800 kg
• 216 = 22400 kg
• 217 = 23000 kg
• 218 = 23600 kg
• 219 = 24300 kg
• 220 = 25000 kg
• 221 = 25750 kg
• 222 = 26500 kg
• 223 = 27250 kg
• 224 = 28000 kg
• 225 = 29000 kg
• 226 = 30000 kg
• 227 = 30750 kg
• 228 = 31500 kg
• 229 = 32500 kg
• 230 = 33500 kg
• 231 = 34500 kg
• 232 = 35500 kg
• 233 = 36500 kg
• 234 = 37500 kg
• 235 = 38750 kg
• 236 = 40000 kg
• 237 = 41250 kg
• 238 = 42500 kg
• 239 = 43750 kg
• 240 = 45000 kg
• 241 = 46250 kg
• 242 = 47500 kg
• 243 = 48750 kg
• 244 = 50000 kg
• 245 = 51500 kg
• 246 = 53000 kg
• 247 = 54500 kg
• 248 = 56000 kg
• 249 = 58000 kg
• 250 = 60000 kg
• 251 = 61500 kg
• 252 = 63000 kg
• 253 = 65000 kg
• 254 = 67000 kg
• 255 = 69000 kg
• 256 = 71000 kg
• 257 = 73000 kg
• 258 = 75000 kg
• 259 = 77500 kg
• 260 = 80000 kg
• 261 = 82500 kg
• 262 = 85000 kg
• 263 = 87500 kg
• 264 = 90000 kg
• 265 = 92500 kg
• 266 = 95000 kg
• 267 = 97500 kg
• 268 = 100000 kg
• 269 = 103000 kg
• 270 = 106000 kg
• 271 = 109000 kg
• 272 = 112000 kg
• 273 = 115000 kg
• 274 = 118000 kg
• 275 = 121500 kg
• 276 = 125000 kg
• 277 = 128500 kg
• 278 = 132000 kg
• 279 = 136000 kg

• v_M: Velocità massima ammissibile espressa tramite una lettera, per legge si devono montare pneumatici con capacità pari o superiori a valori trascritti alla carta di circolazione, più precisamente:

• A1: 5 km/h
• A2: 10 km/h
• A3: 15 km/h
• A4: 20 km/h
• A5: 25 km/h
• A6: 30 km/h
• A7: 35 km/h
• A8: 40 km/h
• B: 50 km/h
• C: 60 km/h
• D: 65 km/h
• E: 70 km/h
• F: 80 km/h
• G: 90 km/h
• J: 100 km/h
• K: 110 km/h
• L: 120 km/h
• M: 130 km/h
• N: 140 km/h
• P: 150 km/h
• Q: 160 km/h
• R: 170 km/h
• S: 180 km/h
• T: 190 km/h
• U: 200 km/h
• H: 210 km/h
• V: 240 km/h
• W: 270 km/h
• Y: 300 km/h

Esistono anche alcuni indici particolari, che non indicano solo la velocità o la indicano in modo differente

• VR: oltre 210 km/h (non specificata la massima)
• ZR: oltre 240 km/h (non specificata la massima)
• ZR+W: oltre 240 km/h (velocità massima inferiore ai 270 km/h)
• ZR+Y: oltre 240 km/h (velocità massima inferiore ai 300 km/h)
• ZR+indice di carico+W: oltre 240 km/h (velocità massima superiore ai 300 km/h)

(tutti gli pneumatici che superano i 240 km/h devono avere la lettera Z riportata all'interno dell'indicazione della designazione dimensionale dello pneumatico es: 255/30 ZR 19 94W)

• S_ca: Attitudine all´uso senza camera d´aria, con la dicitura "TL" o "Tubeless"
• D: espresso come xxyy, dove xx è la settimana e yy l'anno di costruzione.
• N: Nome dello pneumatico, nella forma di un marchio depositato.
• M+S: pneumatici comunemente definiti invernali (Mud and Snow)
• XL: carico maggiore (di solito spalla più rigida)

Un esempio di una reale iscrizione potrebbe essere:

P235/45R17 97W

interpretabile come:

• P indica che trattasi di uno pneumatico per autovettura ("P" di passenger).
• 235 - la larghezza è di 235 mm.
• 45 - il rapporto dell'altezza con la larghezza è del 45% - di conseguenza l'altezza è 105,75 mm.
• R - trattasi di pneumatico radiale.
• 17 - per cerchioni da 17 pollici.
• 97 - il peso massimo ammesso, in questo caso di 730 kg.
• W - per velocità massima di 270 km/h (167 mph).

La data di produzione viene identificata mediante tre cifre di cui le prime due indicano la settimana e l'ultima il millesimo dell'anno di fabbricazione, a volte viene utilizzato un codice a quattro cifre dove le ultime due indicano l'anno di produzione, esempio 472 (settimana 47, anno 1992) oppure 4709 (settimana 47, anno 2009)

Codici di omologazione

A seconda del paese o continente lo pneumatico deve seguire determinate leggi di omologazione e riportare la dicitura della stessa sullo pneumatico, generalmente dato che i produttori di pneumatici lavorano in ambito internazionale, sullo stesso pneumatico possono essere riportate più omologazioni.

Le diciture principali sono:

• DOT (Department of Transportation) omologazione americana
• ECE-ONU/UE e Direttiva 92/23/CEE sono le omologazioni europee
• E1 indica l'omologazione ed il paese che l'ha rilasciata, l'omologazione è un requisito obbligatorio.

Queste omologazioni prevedono anche l'uso di sigle aggiuntive per identificare le caratteristiche d'uso dello pneumatico o caratteristiche/trattamenti particolari, quali:

• MST (Multi Service Tyre) indica pneumatici speciali idonei per impiego misto strada e fuoristrada.
• NHS (Not for Highway Service) indica pneumatici non per uso stradale, in quanto per uso esclusivo competizioni.
• P (passenger car) indica uno pneumatico a uso esclusivo per autovetture, questa sigla viene posta prima delle dimensioni delle pneumatico
• RETREAD o 108 R dicitura per pneumatici ricostruiti, dove viene cancellato il marchio di omologazione originale (europeo), e sostituito da un marchio che fa riferimento al Regolamento ECE-ONU n. 108
• Simbolo Snowflake rappresenta una montagna con all'interno un fiocco di neve, questo simbolo identifica pneumatici invernali omologati secondo gli standard americani

Danni

Pneumatico forato

I danni che si possono verificare allo pneumatico sono diversi a seconda del tipo di pneumatico:

Tube Type & Tubeless

• Pneumatico squarciato Esplosione dello pneumatico, evento molto raro e non riparabile, necessita la sostituzione completa;
• Graining, tale danno o difetto d'usura si verifica nelle competizioni, quando lo pneumatico non riuscendo a conferire la dovuta aderenza, di conseguenza inizia a scivolare lateralmente e a formare grumi, che s'interpongono tra battistrada e strada, riducendo l'aderenza ed una volta che si staccano dal battistrada lasciano dei buchi, ma si può verificare anche in caso di derapata
• Blistering, tale danno o alterazione della gomma si verifica nelle competizioni ed è caratterizzata da un surriscaldamento della gomma battistrada prossimale alla carcassa, il che porta alla creazione di bolle d'aria all'interno del battistrada, che ne provoca il sollevamento e nei casi più gravi il distacco
• Strappo, danno al battistrada, che si verifica nelle competizioni o nell'uso inadeguato, dove causa una guida eccessivamente irruenta e in particolar modo in accelerazione o frenata, sul battistrada si creano delle screpolature più o meno profonde regolari tra loro disposte longitudinalmente (perpendicolari alla sollecitazione), in quanto lo pneumatico non perde aderenza, ma il battistrada non ha le caratteristiche fisiche per supportare tale sforzo, causa preparazione, condizioni o setting errati.
• Delaminazione si tratta del cedimento del battistrada ed eventualmente anche della cintura o pacco cintura, il quale si solleva e distacca dallo pneumatico
• Spiattellamento o usura localizzata Avviene in caso di bloccaggio dello pneumatico durante una frenata, questo comporta un consumo localizzato e ad una variazione dell'altezza del battistrada, che provoca vibrazione ed eventuale saltellamento dello pneumatico
• Appiattimento si verifica quando il mezzo rimane in sosta per un periodo molto prolungato, a seconda dell'appiattimento si può avere un suo ripristino naturale o meno
• Cedimento strutturale o ernia durante un urto con oggetti o a difetti strutturali, la carcassa dello pneumatico può cedere e si può verificare un rigonfiamento sui fianchi.
• Gelatinosità si verifica con pneumatici nuovi e muniti di tacchetti o con battistrada molto pronunciato e lavorato il che conferisce una reazione ai comandi simile alla gelatina, specialmente in velocità
• Fessurazione o Cracking o screpolature si tratta della formazione di piccole crepe sul battistrada o spalla dello pneumatico, queste crepe che possono avvenire per via delle particolari condizioni climatiche o per invecchiamento dello pneumatico, quindi ad una permanente o momentanea perdita di elasticità della gomma, che esposta al normale stress da utilizzo si fessura.
• Rottura del tallone viene causato o indotto da un eccessivo stress durante la fase di montaggio
• Fenditura circolare interna causata da un errato stallonamento dello pneumatico dal cerchio.

Tube Type

• Rottura della valvola, richiede la sostituzione della camera d'aria;
• Esplosione della camera d'aria, evento molto raro e generalmente causato da una rotazione dello pneumatico sul cerchione, richiede la sostituzione della camera d'aria;
• Foratura della camera d'aria, danno semplice da individuare immergendo la camera d'aria gonfia in un catino contenente acqua o ricoprendola con del sapone; per la riparazione è sufficiente una toppa e del mastice;
• Foratura dello pneumatico, questo danno non crea problemi al normale lavoro dello pneumatico.

Tubeless

• Rottura della valvola, richiede la sostituzione della valvola;
• Foratura dello pneumatico, danno che generalmente è riparabile presso un gommista tramite una toppa o una striscia autovulcanizzante, eccetto nel caso di danno alla spalla e/o alla tela.

Accorgimenti

Pneumatico con indicatore posizione valvola (punto rosso)

Come accorgimenti si hanno:

• Indicatore posizione valvola su alcuni pneumatici può essere presente un segno sullo stesso per indicare la posizione della valvola aria, in quanto in quel punto il copertone è leggermente più leggero per compensare il maggiore peso della valvola.

Spia della pressione pneumatici

• Spia d'allarme o TPMS (Tyre Pressure Monitoring System) indicazione che ci segnala la pressione ridotta di uno o più pneumatici, questa misura può essere effettuata in diversi modi;
  • TPMS indiretto, in questo caso non si utilizza un sensore specifico che effettua una misura diretta, ma la pressione viene rilevata indirettamente sfruttando i sensori di altri sistemi di bordo, quali l'ABS e l'ESP, dove viene rilevata la rotazione delle diverse ruote e verifica che la rotazione delle stesse sia coerente (la pressione influisce sul diametro), le limitazioni di tale sistema sono costituite dal tipo di controllo, il quale oltre a richiedere qualche chilometro per rilevare l'anomalia, non può individuare un eventuale perdita di pressione omogenea tra pneumatici.
  • TPMS diretto tale sistema prevede un sensore di pressione nello pneumatico, tali sensori trasmettono i dati al computer di bordo, l'inconveniente di tale sistema è la dipendenza delle batterie dei sensori e la loro delicatezza ed esposizione durante il cambio gomme.
• Run-flat o antiforatura tecnologia che permette allo pneumatico forato o di non perdere l'aria contenuta al suo interno o di autosostenersi
• Evitare urti, ridurre il più possibile gli urti con oggetti spigolosi soprattutto se dagli angoli vivi, dato che possono danneggiare in modo più o meno grave lo pneumatico
• Pneumatici verdi si chiamano così perché oltre a generare un minor rumore, riescono a far risparmiare anche carburante permettendo un risparmio dal 5 all'8%, questo perché riescono a fornire una resistenza minore del 30% circa.
• Tag RFID nelle competizioni questi sensori vengono inseriti negli pneumatici dallo stesso fornitore per migliorare il monitoraggio della prestazione, questa soluzione introdotta da Dunlop nel 2011 nella BTCC (British Touring Car Championship) e nel Campionato Europeo Truck Racing della FIA, successivamente utilizzato anche nella Moto3 e Moto2

Raccolta e recupero pneumatici usati

Sul tema del riciclaggio degli pneumatici, un decreto è stato emanato in Italia (D.M. n. 82 dell'11 aprile 2011), il quale attribuisce ai produttori e agli importatori la responsabilità di raccogliere gli pneumatici usati, denominati con l'acronimo PFU, cioè "Pneumatici Fuori Uso". Come in altri paesi europei, i produttori e gli importatori di pneumatici s'impegnano a recuperare la quantità di pneumatici equivalente a quella che hanno immesso sul mercato l'anno precedente.

Tale processo sarà reso possibile grazie a un contributo ambientale che è riportato sulla fattura o sullo scontrino fiscale rilasciato al cliente. L'importo dell'eco-contributo dipende dal tipo di pneumatico e dalla sua dimensione.

Si stima che delle circa 400.000 tonnellate di pneumatici fuori uso che vengono annualmente generati in Italia, il 50% venga utilizzato come combustibile, il 25% venga macinato e riutilizzato come materia prima per una serie di applicazioni e il 25% venga disperso in discariche abusive.

Etichetta degli pneumatici

Etichetta europea degli pneumatici

Tramite il regolamento (CE) 1222/2009 sulla nuova etichettatura degli pneumatici, si mira a fornire informazioni utili e facilmente valutabili sulle caratteristiche generali degli pneumatici, che può essere usato dal 30 maggio 2012, diventando obbligatorio per tutti quelli prodotti dopo il 1º luglio 2012, e che dal 1º novembre 2012 tutti gli pneumatici messi sul mercato dovranno per legge riportare la nuova etichetta.

I parametri misurati, valutati e mostrati sono:

• Consumi (resistenza al rotolamento), dove tramite il test stabilito dal Regolamento (CE) n°1222/2009, modificato dal regolamento (UE) n°1235/2011 viene valutata la resistenza al rotolamento, in quanto maggiore sarà la resistenza al rotolamento e maggiore è il consumo di carburante, valore che cambia non solo per via delle caratteristiche fisiche dello pneumatico, ma anche con la pressione dello stesso.
• Aderenza su bagnato, questa valutazione viene effettuata facendo frenare un'autovettura su fondo bagnato tramite le procedure stabilite dal Regolamento (CE) n°1222/2009 come modificato dal Regolamento (UE) n°228/2011 e (UE) n°1235/2011.
  Prova eseguita tramite veicolo standard dotato di ABS, che deve passare da 80 a 20 km/h, strato d'acqua compreso tra 0,5 e 1,5 mm, con temperatura compresa tra 2 e 20 °C per gli pneumatici invernali e tra 5 e 35 °C per gli pneumatici estivi.
• Rumore esterno da rotolamento, rappresenta il rumore prodotto dallo pneumatico durante la marcia che si percepisce all'esterno del veicolo ed è misurata tramite la metodica stabilita dal Regolamento (CE) n°1222/2009, dove in questa sezione viene visualizzato il valore in dB e tramite un altoparlante con tanto di barre sonore, le quali rappresentano:
  • 3 barre nere = pneumatico conforme all'attuale normativa europea 2011/43 CE
  • 2 barre nere = pneumatico mediamente rumoroso, compreso tra il futuro limite e 3 dB al di sotto
  • 1 barra nera = pneumatico poco rumoroso, oltre 3 dB al di sotto del futuro limite.

Burocrazia

Per garantire un uso in sicurezza, i battistrada degli pneumatici devono superare determinate caratteristiche minime. Queste caratteristiche vengono definite dal codice della strada e possono variare a seconda della nazione e dalla categoria del mezzo.

Ogni pneumatico deve inoltre essere conforme alle specifiche degli pneumatici omologati per il mezzo su cui viene utilizzato. Omologazioni ulteriori a quelle già presenti possono essere aggiunte nel caso siano state riconosciute successivamente; in caso contrario è necessario richiedere un nulla osta.

Nota grammaticale

La parola pneumatico, nell'uso corrente, viene preceduta sia dagli articoli lo, gli, uno («lo pneumatico»; «gli pneumatici»; «uno pneumatico»), sia dagli articoli il, i, un («il pneumatico»; «i pneumatici»; «un pneumatico»). Le forme con lo, gli, uno sono tradizionalmente preferite da molte grammatiche e da fonti quali l'Accademia della Crusca, che ritengono le forme con il, i, un più adatte all'uso parlato; è stato tuttavia osservato come la preferenza per lo, gli, uno sia probabilmente il risultato di una norma creata artificialmente intorno agli anni Trenta del XX secolo e diffusasi negli anni Sessanta, senza un fondamento nell'uso reale, che ha invece sempre preferito il, i, un anche nella lingua scritta.

Dispositivi di sicurezza automobilistica

I dispositivi di sicurezza automobilistica vengono distinti in sistemi di sicurezza attiva e passiva e molti di essi sono per legge diventati obbligatori, di conseguenza forniti di serie al momento dell'acquisto di una autovettura. I dispositivi e gli equipaggiamenti di sicurezza e di gestione delle emergenze collocati a bordo dei veicoli (da parte delle case costruttrici o da parte di chi ha in carico l'uso dell'auto) costituiscono una delle misure principali per la riduzione del rischio stradale, in quanto intervengono su una delle componenti fondamentali del "sistema guida".

Storia

Il fattore che ha concorso alla diffusione dello studio e della messa in opera di sempre maggiori sistemi di sicurezza è il numero delle vittime per incidente stradale, elevato in tutto il mondo.

Dai primi progressi in campo automobilistico avvenuti con miglioramenti sostanziali riguardanti gli impianti frenanti si è passato allo studio di telai e carrozzerie ad assorbimento progressivo d'urto, ai test simulativi degli incidenti sempre più evoluti.

Burocrazia

Le conclusioni di tutti questi studi sono state man mano recepite anche dagli organi legislativi che hanno introdotto l'obbligatorietà dei sistemi di sicurezza più importanti. In Italia, da parecchi anni, è obbligatorio sia il montaggio che l'uso delle cinture di sicurezza mentre l'ultimo dispositivo ad essere considerato inderogabile è stato l'Antilock Braking System (ABS).

Oltre alla sicurezza degli occupanti adulti di un veicolo, particolare importanza hanno anche i congegni utilizzabili per la ritenuta dei bambini, come i seggiolini in abbinamento alle cinture di sicurezza o ancor meglio gli appositi seggiolini ancorati direttamente all'auto attraverso dei punti specifici di fissaggio, definiti internazionalmente dalle norme dell'ISOFIX.

Tipi di dispositivi

I dispositivi possono essere:

• Attivi, intervengono in modo da ridurre la possibilità che si verifichi un evento avverso
  • Antilock Braking System (ABS) dispositivo che evita il bloccaggio delle ruote
  • Electronic Stability Program (ESP) congegni di controllo elettronico della stabilità dinamica, che migliora anche la funzionalità dell'ABS
  • Controllo della trazione (TCS), riduce il pattinamento delle ruote e migliora la stabilità
  • Sistema di adattamento intelligente della velocità (ISA), dispositivo che riduce in automatico la velocità dell'auto in caso di superamento dei limiti.
• Passivi, sono protezioni che riducono le conseguenze fisiche di un danno
  • Telaio i telai con le sue diverse zone di comprimibilità riesce ad assorbire parte dell'urto
  • Cinture di sicurezza strumento che permette d'evitare l'eiezione del corpo fuori dall'abitacolo o l'urto con il volante e altre parti della vettura
  • Air bag sistema che coadiuva il compito delle cinture di sicurezza
  • Seggiolini congegni utilizzabili per la ritenuta dei bambini, dove i normali dispositivi per adulti oltre ad essere inefficaci possono essere deleteri

Influenza alla guida

Alcuni dei dispositivi hanno portato ad un diverso modo di affrontare la guida di un veicolo; in un'auto munita di ABS ad esempio è possibile frenare a fondo anche in condizioni critiche, poiché è il sistema stesso che provvede ad evitare il bloccaggio delle ruote. Tale frenata violenta era invece assolutamente da evitare in passato, soprattutto in condizioni di asfalto bagnato o comunque di scarsa aderenza.

Test di sicurezza

È sempre più diffuso l'uso di sottoporre i nuovi veicoli a prove di crash test effettuate da organismi indipendenti e sovranazionali, ad esempio in Europa dall'EuroNCAP, per valutare oggettivamente il grado di protezione offerto dalle moderne autovetture. Tuttavia in molti casi, l'obiettivo di ottenere i massimi punteggi nelle prove stabilite dall'EuroNCAP devia i progettisti dallo studio di altre strutture di sicurezza non soggette ai test eseguiti da detto ente.

Commercio

Spesso la presenza di questi accessori è una forma di valore aggiunto sul quale le case automobilistiche puntano anche nelle varie campagne pubblicitarie.