Condividi su

Articoli - Archivio

08/09/2014
IL PNEUMATICOE LA PRESSIONE

Tpms

 

Pneurama inaugura una serie di articoli dedicati al sistema di monitoraggio della pressione dei pneumatici. Iniziamo in questo numero con un’analisi normativa e tecnica



Donaldo Labò

Premessa

Pneumatici e pressione sono da sempre un binomio inscindibile, proprio per la stessa definizione del termine. Per funzionare correttamente, svolgendo i suoi compiti fondamentali per il movimento di un veicolo, il nostro “involucro elastico” deve essere mantenuto alla pressione prescritta dal costruttore del veicolo per le condizioni specifiche di carichi, velocità, stabilità, etc.

Come noto, le caratteristiche chimico-fisiche dei materiali e la tecnologia dei componenti interessati (pneumatico, cerchio, valvola) non possono garantire una perfetta “tenuta” nel tempo della pressione fornita in fase di montaggio.  Anche per effetto dei possibili inconvenienti durante l’uso del veicolo, ne è sempre derivata quindi la imperativa necessità dei controlli periodici da parte dell’utilizzatore.

Riprendendo quanto riportato nelle Raccomandazioni dell’ente tecnico dei fabbricanti europei (ETRTO): «Per tenere conto della naturale permeabilità, dei cambiamenti climatici, dei danneggiamenti del cerchio, della valvola o del pneumatico, i controlli della pressione, inclusa quella della ruota di scorta, devono essere effettuati ogni quindici giorni». 

In realtà, molto spesso (anzi troppo) gli automobilisti, stando alle risultanze delle indagini condotte su strada da decenni nei vari paesi, si dimenticano tale verifica, nonostante sia fondamentale per la sicurezza stradale e per contenere consumi ed emissioni.  Proprio su questa tematica, a partire dall’anno 2000, fu promossa anche nel nostro paese da parte di Federpneus la campagna annuale di sensibilizzazione di cui all’attuale website “Pneumatici sotto controllo”.

 

Il quadro normativo 

Proprio per la significativa influenza della pressione del pneumatico su sicurezza ed efficienza del veicolo, già da fine anni ’80, poi nel corso degli anni ‘90, sul mercato europeo apparvero le prime applicazioni di sistemi di controllo pressione su autovetture di alta gamma (Porsche, Peugeot, Renault).

Negli Stati Uniti il sistema fu introdotto da General Motors nel 1997 sulla quinta generazione della Corvette unitamente ai primi pneumatici run-flat, ma fu a seguito di una serie di incidenti (anni ’90) che venne adottato nella legislazione il TREAD Act, il cui mandato prevedeva l’utilizzo di un sistema di controllo sulle autovetture per avvisare il conducente delle situazioni di sottogonfiaggio degli pneumatici. Partita nel 2005, l’applicazione sui  veicoli nuovi si è raggiunta a fine 2007.

Nell’Unione europea l’applicazione di sistemi di sorveglianza della pressione è stata sancita - per le nuove omologazioni dal novembre 2012, e per tutte le autovetture nuove vendute dal novembre 2014 -
dal Regolamento n° 661 del 2009 sulla Sicurezza e quindi introdotta anche nel Reg.to 64 ECE/ONU, che fornisce le prescrizioni di omologazione sugli equipaggiamenti di soccorso temporaneo.

Anche in Corea del Sud il TPMS è divenuto obbligatorio sulle autovetture e veicoli leggeri dal gennaio 2014, e seguiranno a breve Giappone e altri paesi.

Da ricordare che l’introduzione negli ultimi anni dei pneumatici run-flat come equipaggiamento d’origine del veicolo aveva già comportato la necessità di dotazione di sistemi di controllo  su tali veicoli, proprio per avvisare il conducente della perdita di pressione in atto, non percepibile  inizialmente date la caratteristiche di tali pneumatici, che prevedono comunque limiti di impiego in termini di percorrenza  e velocità nelle condizioni di cammino a piatto  (es. 80 km, a velocità non superiore a 80 km/h).

Alcuni aspetti di quanto previsto da questi regolamenti:

 

REGOLAMENTO (CE) N. 661/2009 DEL PARLAMENTO EUROPEO E DEL CONSIGLIO del 13 luglio 2009 sui requisiti dell’omologazione per la sicurezza generale dei veicoli a motore, dei loro rimorchi e sistemi, componenti ed entità tecniche a essi destinati.

All’inizio viene precisato che «è opportuno fissare requisiti sia in materia di sicurezza generale dei veicoli a motore che di efficienza ambientale dei pneumatici, poiché esistono sistemi di controllo della pressione dei pneumatici che ne aumentano, allo stesso tempo, sia la sicurezza che l’efficienza ambientale».

Successivamente si definisce (Art.3 c.7) «sistema di controllo della pressione dei pneumatici: un sistema montato su un veicolo, capace di valutare la pressione dei pneumatici o il variare della pressione nel tempo e di trasmettere le relative informazioni all’utente con il veicolo in marcia». L’alternativa indicata ha permesso quindi di sviluppare sistemi (diretti) che misurano effettivamente la pressione tramite sensori inseriti all’interno dei pneumatici, o sistemi (indiretti) che rilevano differenze di pressione tra i vari pneumatici attraverso il monitoraggio della velocità di rotazione di ogni singola ruota. 

All’art.9 si precisa che i veicoli interessati sono quelli della categoria M1, cioè per trasporto passeggeri con non oltre otto posti oltre al conducente e sino ad una massa massima di 3,5t, e che i sistemi di controllo della pressione devono «emettere, qualora necessario, un avvertimento all’interno del veicolo per il conducente nel caso in cui si produca una perdita di pressione in uno dei pneumatici, nell’interesse di un ottimale consumo di carburante e della sicurezza stradale. Per ottenere ciò sono fissati nelle specifiche tecniche dei limiti adeguati… » etc.

 

REGOLAMENTO ECE - R64 (United Nations Economic Commission for Europe)

Si applica all’omologazione dei veicoli di categoria M1 (sino a 3,5 t) e N1 (con assi in semplice), specificando le prescrizioni quando questi sono equipaggiati con:

- equipaggiamenti di soccorso a uso temporaneo (chiamati “ruotini”);

 - pneumatici per “cammino a piatto” (run-flat) e relativi sistemi;

- sistemi di controllo della pressione.

I veicoli equipaggiati con pneumatici run-flat devono infatti già avere un sistema di controllo/avviso del cammino a piatto che assicuri il funzionamento tra i 40 km/h e la velocità massima del veicolo.

Nella definizione di sistema di sorveglianza della pressione si ritrova il principio alternativo
«…capace di sviluppare una funzione di valutazione della pressione, o della variazione di tale pressione nel tempo, e trasmettere le informazioni corrispondenti all’utente durante la marcia del veicolo».

Le verifiche del sistema prevedono, tra l’altro:

- il funzionamento a partire dai 40 km/h sino alla velocità massima del veicolo;

- la rilevazione di perdita di pressione a seguito di evento accidentale (prova di foratura);

- l’accensione del segnale di avviso al massimo 10 minuti dopo che la pressione di esercizio è diminuita del 20% in almeno un pneumatico, oppure ha raggiunto il valore di 150 kPa (il sistema rileva naturalmente il raggiungimento del valore più elevato dei due);

- la verifica di segnalazione difetti: entro 10 minuti dal verificarsi di un malfunzionamento di emissione o trasmissione segnali si deve accendere il segnale. Se si tratta di fattori esterni come disturbi radioelettrici il tempo può essere maggiore.

Esempio di marcatura di omologazione del veicolo concernente l’equipaggiamento con un sistema di controllo pressione pneumatici, in applicazione del Reg.to 64:

Come previsto, dunque, le normative specificano le prestazioni richieste (cosa), non con quali strumenti o tecnologie ottenerle (come), da cui le due soluzioni, diretta e indiretta.

 

Tpms Diretti

Utilizzano sensori posti all’interno di ogni pneumatico (collegati alla valvola) che rilevano la pressione reale, in funzione anche della temperatura, e comunicano in tempo reale con la centralina (ECU = Electronic Control Unit) tramite segnali radio (434 MHz). Il ricevitore elabora i dati, e sul display possono apparire quindi i valori di pressione dei singoli pneumatici, in quanto ogni sensore è “assegnato”, e regolato, alla singola ruota del veicolo.

Il rilevamento dati è preciso, e indica al conducente la situazione per ogni pneumatico anche a veicolo fermo.

 

Tpms Indiretti

Il sistema non misura l’effettiva pressione dei pneumatici, ma sfruttando i sensori dell’ABS (o ESP) si rilevano e confrontano le velocità di rotazione delle ruote. In caso di perdita di pressione di un pneumatico, varia il raggio di rotolamento, e quindi la velocità di rotazione della ruota, a pari velocità del veicolo. Il sistema rileva tale anomalia secondo le istruzioni, con avviso sul display. (segue nei prossimi numeri) 

torna all'archivio