Experimental analysis of rolling radius for high performance tyres with different construction schemes and materials

Dynamic rolling radius is one of the most important parameters of the pneumatic tyre. It is fundamental to set electronic controls such as ABS, ESC etc. It is very important, particularly in four wheel drive cars due to the fact that the central differential of the car requires that the ratio of angular speed between the front and rear tyre must be within specific limits imposed by the car manufacturers. This thesis was carried out in collaboration with the R&D department of Pirelli Tyre Spa and aims to analyse all of the causes that influence changes in dynamic rolling radius. In the first part of the analysis a series of experimental test were performed to investigate the repeatability of the test measurements, the tyre relaxation, the effect of inflation pressure and vertical load. In the second part an elastic ring model was created. The model considers the rolling radius connected to two quantities: the ring stiffness and the footprint length variation. In the final part a linear regression between construction parameters and test results was made. The choice was to use a linear model in which each construction parameter is connected with its weight.

Il raggio di rotolamento è uno dei parametri più importanti per lo pneumatico. È fondamentale per tarare i controlli elettronici quali ABS, ESC ecc. È fondamentale, soprattutto per le vetture a trazione integrale poiché il differenziale centrale delle vetture richiede che il rapporto tra le velocità angolari fra gli assi anteriore e posteriore risulti all’interno di limiti prefissati dal costrutture della vettura. Questa tesi, fatta in collaborazione con il dipartimento di ricerca e sviluppo di Pirelli Tyre Spa, si pone l’obiettivo di analizzare le cause che influenzano il raggio di rotolamento. Nella prima parte dell’analisi sono stati fatti una serie di test sperimentali per comprendere la ripetibilità delle misure, l’effetto del rilassamento della copertura, l’influenza della pressione di gonfiaggio e del carico verticale sul raggio di rotolamento. Nella seconda parte è stato creato un modello fisico ad anello elastico. Questo modello considera il raggio di rotolamento collegato a due quantità: la rigidezza dell’anello elastico e la variazione della lunghezza d’impronta. Nell’ultima parte è stata fatta una regressione lineare tra i parametri di specifica e i risultati dei test. È stato scelto di utilizzare una regressione lineare nella quale ogni parametro di specifica è connesso al proprio peso.