SFIDA DEL CLIENTE
Il National Tire Research Center (NTRC) di Alton, in Virginia, offre uno spettro completo di capacità di prova sugli pneumatici progettate per supportare gli sforzi di ricerca e sviluppo dei produttori di veicoli e pneumatici di tutto il mondo. Secondo il direttore delle operazioni della struttura, Jonathan Darab, l'NTRC offre apparecchiature di prova e competenze interne che i produttori semplicemente non riescono a trovare da nessun'altra parte. In quanto tale, si aspetta che la struttura avrà un enorme impatto sul futuro dei test sugli pneumatici e sullo sviluppo di veicoli virtuali.
"Il confronto più simile è stato il passaggio da convenzionale a radiale", ha detto Darab. "È stato un enorme salto in avanti, in termini di tecnologia utilizzata per produrre gli pneumatici e di prestazioni degli pneumatici stessi. Ecco come vedo le nostre capacità".
Per raggiungere questo livello, l'NTRC ha dovuto trovare apparecchiature di prova che non esistevano ancora. In particolare, l'impianto aveva bisogno di un sistema in grado di replicare una più ampia varietà di condizioni operative ed eventi di guida, incluso il cambio di corsia doppia in cui un guidatore sterza per evitare un incidente e poi corregge sbandando nella direzione opposta. Questa manovra, che è una causa frequente di ribaltamenti, deve essere replicata per superare il test Federal Motor Vehicle Safety Standard (FMVSS) n. 126. Questo standard richiede che tutte le auto e i camion di peso inferiore a 10.000 libbre dispongano di un sistema di controllo elettronico della stabilità entro il 2013.
"In questo momento, non esiste un sistema di prova degli pneumatici in grado di replicare con precisione la manovra 126 in laboratorio", ha affermato Darab. "Per assicurarsi che i nuovi progetti superino il test, gli OEM dei veicoli e i produttori di pneumatici devono estrapolare i dati sulla base di altri eventi simili. Perciò, anziché avere una certezza del 95% del superamento del test da parte di un nuovo modello, la percentuale verte maggiormente sull'80%".
SOLUZIONE MTS
La manovra 126 crea un problema serio agli OEM, che devono mettere a punto i veicoli per evitare determinati livelli di frequenza e aumentare gli sforzi di sviluppo virtuale con ulteriori test fisici ad alta intensità di risorse. Gli OEM non hanno scelta, tuttavia, perché qualsiasi veicolo che non supera il test FMVSS 126 in produzione incorre in sanzioni finanziarie significative e danneggia l'immagine pubblica del marchio. Questo è esattamente il motivo per cui l'NTRC ha deciso di trovare un sistema di prova degli pneumatici in grado di eseguire la manovra 126, tra le altre.
Ciò ha spinto l'NTRC a collaborare con MTS. Da oltre 30 anni, i sistemi di prova per pneumatici MTS Flat-Trac® sono leader del settore nella misurazione della forza e del momento su superfici piane. Questa eredità ha reso MTS la scelta naturale. In seguito alla collaborazione con l'NRTC circa i requisiti di sistema, MTS ha sviluppato l'LTRe Flat-Trac, un sistema di test per pneumatici che fornisce capacità esclusive e supporta uno sviluppo virtuale avanzato.
"Le specifiche della macchina sono state scelte per replicare tutte le possibili manovre di guida che un'autovettura passeggero o autocarro leggero potrebbero dover affrontare nel mondo reale, inclusa la manovra 126", ha affermato Darab. "Questo è il motivo per cui abbiamo insistito su uno slittamento di 90°/sec e su angoli di campanatura di 38°/sec, tra le altre cose. Volevamo assicurarci che si potesse testare il 95% dei prodotti OEM su questa macchina".
Il più grande elemento di differenziazione dell'LTRe Flat-Trac è il suo motore elettrico a magneti permanenti, o azionamento coppia mandrino. Questo motore fornisce un'elevata densità di potenza e prestazioni di larghezza di banda estremamente elevate, necessarie per applicare la coppia motrice e frenante a massima velocità su strada, con carichi fisici fino a 30.000 N in tutte e tre le direzioni di forza. Tra le altre caratteristiche principali sono incluse un cuscinetto d'acqua specializzato che mantiene il manto stradale piano per l'intera gamma di velocità e carichi del sistema, nonché un secondo motore elettrico che potrà percorrere fino a 200 mph (320 kph) per replicare le manovre di curvatura degli sport motoristici.
VANTAGGI PER IL CLIENTE
Con tutte queste capacità, l'LTRe Flat-Trac consente agli OEM di veicoli e ai produttori di pneumatici di testare una gamma più ampia di modelli di pneumatici fino e oltre i loro limiti fisici.
"Stiamo creando un nuovo genere di test", ha affermato Frank Della Pia, Direttore esecutivo dell'NTRC. "Non ci sarà una struttura paritaria per l'NTRC. Quando si includono tutte le capacità offerte dall'NTRC, si raggiunge un avanzamento rivoluzionario nella tecnologia per pneumatici".
Ciò che è importante per i produttori è che l'LTRe Flat-Trac faciliti i test sugli pneumatici in condizioni che non potevano essere ottenute in precedenza in un ambiente di laboratorio controllato. Gli OEM non solo saranno in grado di testare gli pneumatici in modi nuovi, ma anche di valutare le interazioni degli pneumatici con altri componenti e sottosistemi utilizzando la simulazione ibrida o test hardware-in-the-loop. In questo contesto, il sistema LTRe funziona in tandem con un modello computerizzato di veicolo completo. Quando il veicolo virtuale esegue una manovra, il sistema LTRe la replica su uno pneumatico reale. La risposta dello pneumatico viene quindi reimmessa nel modello per perfezionare la simulazione.
"Quando un team di test OEM visiterà l'NRTC, sarà in grado di testare un singolo pneumatico anziché mettere alla prova un intero veicolo", ha affermato Darab. "Sarà possibile eseguire migliaia di simulazioni in due giorni, anziché impiegare quegli stessi due giorni per eseguire un singolo test con un potenziale tasso di errore del 20%".
Finora, l'implementazione del sistema LTRe è andata bene. Della Pia attribuisce questo al modo in cui i due team hanno lavorato insieme durante lo sviluppo di LTRe.
"Lavorando con MTS, ho avuto la sensazione che fossimo tutti nella stessa squadra", ha detto Della Pia. "Stavamo tutti cercando di mettere in pratica le nostre conoscenze scientifiche nella maniera più efficace possibile. È stata un'esperienza fantastica".
