Pedeorelha | Cómo funcionan los neumáticos

Vova Krasen
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5 señales de advertencia que necesita neumáticos nuevos
Cómo funciona el neumático sin aire Tweel
-Cómo funciona el caucho
¿Son unos neumáticos más seguros que otros??

¿Sabes qué significan todas las marcas en tus neumáticos??

-Si está buscando neumáticos nuevos, todas las variables en las especificaciones de los neumáticos y la jerga confusa que puede escuchar de los vendedores de neumáticos o de los "expertos" pueden hacer que su compra sea bastante estresante. O tal vez solo desee comprender completamente los neumáticos que ya tiene, los conceptos en funcionamiento, la importancia de todas esas marcas en las paredes laterales. ¿Qué significa todo esto en términos regulares??

-En este artículo, exploraremos cómo se fabrican los neumáticos y veremos qué hay en un neumático. Descubriremos qué significan todos los números y marcas en la pared lateral de una llanta, y descifraremos algo de esa jerga de llantas. Al final de este artículo, comprenderá cómo una llanta soporta su automóvil y sabrá por qué se puede acumular calor en sus llantas, especialmente si la presión es baja. También podrá ajustar la presión de los neumáticos correctamente y diagnosticar algunos problemas comunes de los neumáticos.!

Como se ilustra a continuación, un neumático se compone de varios componentes diferentes..

los talón es un bucle de cable de acero de alta resistencia recubierto de caucho. Le da a la llanta la fuerza que necesita para permanecer asentada en la llanta y para manejar las fuerzas aplicadas por las máquinas de montaje de llantas cuando las llantas están instaladas en llantas..

los cuerpo se compone de varias capas de diferentes tejidos, llamados capas. La tela de capas más común es cordón de poliéster. Los cordones de un neumático radial corren perpendiculares a la banda de rodadura. Algunos neumáticos viejos usados neumáticos de diagonal diagonal, neumáticos en los que la tela corría en ángulo con la banda de rodadura. Las capas están recubiertas con caucho para ayudarlas a unirse con los otros componentes y sellar al aire..
La resistencia de un neumático a menudo se describe por el número de capas que tiene. La mayoría de los neumáticos de automóvil tienen dos capas de carrocería. En comparación, los grandes aviones comerciales suelen tener neumáticos con 30 o más capas..

En neumáticos radiales con cinturón de acero, cinturones de acero se utilizan para reforzar la zona debajo de la banda de rodadura. Estos cinturones brindan resistencia a los pinchazos y ayudan a que el neumático se mantenga plano para que tenga el mejor contacto con la carretera..

Algunos neumáticos tienen capas de tapa, una capa extra o dos de tela de poliéster para ayudar a mantener todo en su lugar. Estas capas de tapa no se encuentran en todos los neumáticos; Se utilizan principalmente en neumáticos con índices de velocidad más altos para ayudar a que todos los componentes permanezcan en su lugar a altas velocidades..

los pared lateral proporciona estabilidad lateral al neumático, protege las capas de la carrocería y ayuda a evitar que el aire se escape. Puede contener componentes adicionales para ayudar a aumentar la estabilidad lateral..

los huella está hecho de una mezcla de muchos tipos diferentes de cauchos naturales y sintéticos. La banda de rodadura y las paredes laterales se extruyen y se cortan a medida. La banda de rodadura es de goma lisa en este punto; no tiene los patrones de la banda de rodadura que le dan al neumático tracción.

Todos estos componentes se ensamblan en la máquina de fabricación de neumáticos. Esta máquina asegura que todos los componentes estén en la ubicación correcta y luego le da al neumático una forma y tamaño bastante cercanos a sus dimensiones finales..

En este punto, la llanta tiene todas sus piezas, pero no se mantiene unida con mucha fuerza y no tiene marcas ni patrones de dibujo. Esto se llama llanta verde. El siguiente paso es ejecutar el neumático en un máquina de curado, que funciona como una plancha para gofres, moldeando todas las marcas y patrones de tracción. El calor también une todos los componentes del neumático. Se llama vulcanizado. Después de algunos procedimientos de acabado e inspección, el neumático está terminado..

Cada sección de letra pequeña en la pared lateral de un neumático significa algo:

Tipo de llanta
los PAGS designa que el neumático es un neumático de vehículo de pasajeros. Algunas otras designaciones son LT para camión ligero, y T para neumáticos provisionales o de repuesto.

Ancho de llanta
los 235 es el ancho del neumático en milímetros (mm), medido de flanco a flanco. Dado que esta medida se ve afectada por el ancho de la llanta, la medida es para el neumático cuando está en el tamaño de llanta previsto..

Relación de aspecto
Este número le indica la altura de la llanta, desde el talón hasta la parte superior de la banda de rodadura. Esto se describe como un porcentaje del ancho del neumático. En nuestro ejemplo, la relación de aspecto es 75, por lo que la altura del neumático es el 75 por ciento de su ancho, o 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm o 6,94 pulgadas). Cuanto menor sea la relación de aspecto, más ancho será el neumático en relación con su altura..

Los neumáticos de alto rendimiento suelen tener una relación de aspecto más baja que otros neumáticos. Esto se debe a que los neumáticos con una relación de aspecto más baja proporcionan una mejor estabilidad lateral. Cuando un automóvil da la vuelta a una curva, se generan fuerzas laterales y el neumático debe resistir estas fuerzas. Los neumáticos con un perfil más bajo tienen paredes laterales más cortas y rígidas para que resistan mejor las fuerzas en las curvas..

Construcción de neumáticos
los R indica que el neumático se fabricó con una construcción radial. Este es el tipo más común de construcción de llantas. Los neumáticos más viejos se fabricaron utilizando diagonal diagonal (re) o con cinturón al sesgo (si) construcción. Una nota separada indica cuántas capas componen el flanco del neumático y la banda de rodadura..

Diámetro de llanta
Este número especifica, en pulgadas, el diámetro de la llanta para el que está diseñado el neumático..

Clasificación uniforme de la calidad de los neumáticos
Los neumáticos de los turismos también tienen una calificación como parte del clasificación uniforme de la calidad de los neumáticos (UTQG) sistema. Puede verificar la clasificación UTQG de sus llantas en esta página mantenida por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras de EE. UU. (NHTSA). La calificación UTQG de su neumático le dice tres cosas:

Desgaste de la banda de rodadura: Este número proviene de probar el neumático en condiciones controladas en una pista de pruebas del gobierno. Cuanto mayor sea el número, más tiempo puede esperar que dure la banda de rodadura. Dado que nadie conducirá su automóvil en exactamente las mismas superficies y a las mismas velocidades que la pista de prueba del gobierno, el número no es un indicador preciso de cuánto durará realmente su huella. Sin embargo, es una buena medida relativa: puede esperar que un neumático con un número mayor dure más que uno con un número menor.
Tracción: Se califica la tracción de los neumáticos Automóvil club británico, UNA, si o C, con AA en la parte superior de la escala. Esta calificación se basa en la capacidad de la llanta para detener un automóvil sobre concreto mojado y asfalto. No indica la capacidad del neumático para tomar curvas. Según esta página de la NHTSA, los neumáticos Firestone Wilderness AT y Radial ATX II que han estado en las noticias tienen una calificación de tracción de B.
Temperatura: Las clasificaciones de temperatura de los neumáticos son UNA, si o C. La calificación es una medida de qué tan bien disipa el calor el neumático y qué tan bien maneja la acumulación de calor. El grado de temperatura se aplica a un neumático debidamente inflado que no está sobrecargado. El inflado insuficiente, la sobrecarga o la velocidad excesiva pueden provocar una mayor acumulación de calor. La acumulación excesiva de calor puede hacer que las llantas se desgasten más rápido o incluso podría provocar una falla en las llantas. Según esta página de la NHTSA, los neumáticos Firestone Wilderness AT y Radial ATX II tienen una clasificación de temperatura de C.

Descripción del servicio
La descripción del servicio consta de dos cosas:

Clasificaciones de carga: La capacidad de carga es un número que se correlaciona con la carga nominal máxima para ese neumático. Un número más alto indica que el neumático tiene una mayor capacidad de carga. La clasificación "105", por ejemplo, corresponde a una capacidad de carga de 2039 libras (924,87 kg). Una nota separada en el neumático indica la capacidad de carga a una presión de inflado determinada.
Clasificación de velocidad: La letra que sigue a la capacidad de carga indica la velocidad máxima permitida para este neumático (siempre que el peso sea igual o inferior a la carga nominal). Por ejemplo, S indica que el neumático puede soportar velocidades de hasta 180,246 kph (112 mph). Consulte la tabla en esta página para ver todas las calificaciones..

Calcular el diámetro de la llanta
Ahora que sabemos lo que significan estos números, podemos calcular el diámetro total de un neumático. Multiplicamos el ancho del neumático por la relación de aspecto para obtener la altura del neumático..

Altura del neumático = 235 x 75 por ciento = 176,25 mm (6,94 pulgadas)

Luego agregamos el doble de la altura del neumático al diámetro de la llanta..

2 x 6,94 pulgadas + 15 pulgadas = 28,9 pulgadas (733,8 mm)

Este es el diámetro descargado; tan pronto como se ponga peso sobre el neumático, el diámetro disminuirá.

Hay muchos términos diferentes que se utilizan hoy en día en la industria de los neumáticos. Algunos de ellos realmente significan algo y otros no. En esta sección, intentaremos explicar qué significan algunos de los términos.

Neumáticos para todas las estaciones con designación para barro y nieve
Si un neumático tiene em, M + S, EM o EM sobre él, cumple con las pautas de la Asociación de Fabricantes de Caucho (RMA) para neumáticos para lodo y nieve. Para que una llanta reciba la designación para lodo y nieve, debe cumplir con estos requisitos geométricos (tomados del boletín "Definiciones de llantas para nieve RMA para llantas de pasajeros y camiones ligeros (LT)"):

1. Las bandas de rodadura de los neumáticos nuevos deberán tener múltiples cavidades o ranuras en al menos un borde de la banda de rodadura que cumplan los siguientes requisitos dimensionales según las dimensiones del molde:

Extienda hacia el centro de la banda de rodadura al menos 1/2 pulgada desde el borde de la huella, medido perpendicularmente a la línea central de la banda de rodadura.
Un ancho de sección transversal mínimo de 1/16 de pulgada.
Bordes de bolsillos o ranuras en ángulos entre 35 y 90 grados desde la dirección de desplazamiento.

2. El área vacía de la superficie de contacto de la banda de rodadura del neumático nuevo será como mínimo del 25 por ciento según las dimensiones del molde..

La traducción aproximada de esta especificación es que la llanta debe tener una fila de ranuras bastante grandes que comienzan en el borde de la banda de rodadura y se extienden hacia el centro de la llanta. Además, al menos el 25 por ciento del área de la superficie debe ser ranuras.

Icono de tracción de invierno severo

La idea es darle al dibujo de la banda de rodadura suficiente espacio vacío para que pueda atravesar la nieve y obtener tracción. Sin embargo, como puede ver en la especificación, no hay pruebas involucradas.

Para abordar esta deficiencia, la Asociación de Fabricantes de Caucho y la industria de los neumáticos han acordado un estándar que implica pruebas. La designación se llama Uso severo de nieve y tiene un icono específico (ver imagen a la derecha), que va al lado de la designación M / S.

Para cumplir con esta norma, los neumáticos deben probarse utilizando un procedimiento de prueba de la Sociedad Estadounidense de Pruebas y Materiales (ASTM) descrito en "Definición de RMA para neumáticos de pasajeros y camiones ligeros para uso en condiciones de nieve severa":

Los fabricantes reconocen que los neumáticos diseñados para su uso en condiciones de nieve severa alcanzan un índice de tracción igual o superior a 110 en comparación con el neumático de prueba de referencia estándar ASTM E-1136 cuando se utiliza la prueba de tracción en nieve ASTM F-1805 con cargas porcentuales equivalentes.

Estos neumáticos, además de cumplir con los requisitos geométricos para una designación M / S, se prueban en la nieve mediante un procedimiento de prueba estandarizado. Tienen que funcionar mejor que el neumático de referencia estándar para cumplir con los requisitos de uso en nieve severa..

Foto cortesía de Goodyear
Un neumático diseñado para ayudar a prevenir el hidroplaneo.

Hidroplaneo
El hidroplaneo puede ocurrir cuando el automóvil atraviesa charcos de agua estancada. Si el agua no puede salir a chorros de debajo de la llanta con la suficiente rapidez, la llanta se levantará del suelo y solo será sostenida por el agua. Debido a que el neumático afectado casi no tendrá tracción, los autos pueden perder el control fácilmente cuando se desliza sobre el agua..

Algunos neumáticos están diseñados para ayudar a reducir la posibilidad de hidroplaneo. Estos neumáticos tienen surcos profundos que corren en la misma dirección que la banda de rodadura, lo que le da al agua un canal adicional para escapar por debajo del neumático..

Es posible que se haya preguntado cómo un neumático de automóvil con 30 libras por pulgada cuadrada (psi) de presión puede soportar un automóvil. Esta es una pregunta interesante y está relacionada con varios otros problemas, como cuánta fuerza se necesita para empujar una llanta por la carretera y por qué las llantas se calientan cuando conduce (y cómo esto puede causar problemas)..

La próxima vez que se suba a su automóvil, observe detenidamente los neumáticos. Notarás que no son realmente redondos. Hay un punto plano en la parte inferior donde el neumático se encuentra con la carretera. Este punto plano se llama parche de contacto, como se ilustra aquí.

Si estuviera mirando un automóvil a través de una carretera de vidrio, podría medir el tamaño del parche de contacto. También puede hacer una estimación bastante buena del peso de su automóvil, si mide el área de los parches de contacto de cada neumático, los suma y luego multiplica la suma por la presión del neumático..

Dado que hay una cierta cantidad de presión por pulgada cuadrada en la llanta, digamos 30 psi, entonces necesita bastantes pulgadas cuadradas de parche de contacto para soportar el peso del automóvil. Si agrega más peso o disminuye la presión, entonces necesita aún más pulgadas cuadradas de parche de contacto, por lo que el punto plano se agranda.

Un neumático correctamente inflado y un neumático sobrecargado o subinflado

Puede ver que la llanta inflada / sobrecargada es menos redonda que la llanta debidamente inflada y debidamente cargada. Cuando el neumático patina, el parche de contacto debe moverse alrededor del neumático para permanecer en contacto con la carretera. En el lugar donde el neumático se encuentra con la carretera, la goma está doblada. Se necesita fuerza para doblar ese neumático, y cuanto más tiene que doblarse, más fuerza se necesita. El neumático no es perfectamente elástico, por lo que cuando vuelve a su forma original, no devuelve toda la fuerza que necesitó para doblarlo. Parte de esa fuerza se convierte en calor en la llanta por la fricción y el trabajo de doblar toda la goma y el acero en la llanta. Dado que una llanta inflada o sobrecargada necesita doblarse más, se necesita más fuerza para empujarla por la carretera, por lo que genera más calor..

Los fabricantes de neumáticos a veces publican coeficiente de fricción de rodadura (CRF) para sus neumáticos. Puede usar este número para calcular cuánta fuerza se necesita para empujar una llanta por la carretera. El CRF no tiene nada que ver con la tracción que tiene el neumático; se utiliza para calcular la cantidad de arrastre o resistencia a la rodadura causada por los neumáticos. El CRF es como cualquier otro coeficiente de fricción: la fuerza necesaria para superar la fricción es igual al CRF multiplicado por el peso del neumático. Esta tabla enumera los CRF típicos para varios tipos diferentes de ruedas..

Tipo de llanta	Coeficiente de fricción rodante
Neumático de coche de baja resistencia a la rodadura	0,006 - 0,01
Neumático de coche ordinario	0,015
Neumático de camión	0,006 - 0,01
Rueda de tren	0,001

Averigüemos cuánta fuerza podría usar un automóvil típico para empujar sus neumáticos por la carretera. Digamos que nuestro automóvil pesa 4,000 libras (1814.369 kg) y los neumáticos tienen un CRF de 0.015. La fuerza es igual a 4000 x 0,015, lo que equivale a 60 libras (27,215 kg). Ahora averigüemos cuánta potencia es. Si ha leído el artículo Cómo funcionan la fuerza, el par, la potencia y la energía, sabrá que la potencia es igual a la fuerza por la velocidad. Por tanto, la cantidad de potencia que utilizan los neumáticos depende de la velocidad a la que vaya el coche. A 120,7 kph (75 mph), los neumáticos utilizan 12 caballos de fuerza y a 88,513 kph (55 mph) utilizan 8,8 caballos de fuerza. Todo ese poder se está convirtiendo en calor. La mayor parte va a los neumáticos, pero parte a la carretera (la carretera en realidad se dobla un poco cuando el automóvil pasa sobre ella).

A partir de estos cálculos, puede ver que las tres cosas que afectan la fuerza que se necesita para empujar la llanta por la carretera (y, por lo tanto, la cantidad de calor que se acumula en las llantas) son el peso de las llantas, la velocidad a la que conduce y el CRF. (que aumenta si la presión disminuye).

Si conduce sobre superficies más blandas, como arena, más calor va al suelo y menos a los neumáticos, pero el CRF sube mucho..

Los patrones de desgaste de un neumático mal inflado, inflado correctamente y sobreinflado

Inflación insuficiente puede hacer que los neumáticos se desgasten más por fuera que por dentro. También reduce la eficiencia del combustible y aumenta la acumulación de calor en los neumáticos. Es importante comprobar la presión de los neumáticos con un manómetro al menos una vez al mes..

Sobreinflación hace que los neumáticos se desgasten más en el centro de la banda de rodadura. La presión de la llanta nunca debe exceder el máximo que se indica en el costado de la llanta. Los fabricantes de automóviles a menudo sugieren una presión más baja que la máxima porque los neumáticos darán una conducción más suave. Pero hacer funcionar los neumáticos a una presión más alta mejorará el kilometraje.

Desalineación de las ruedas hace que el interior o el exterior se desgasten de manera desigual o tengan una apariencia áspera y ligeramente rasgada.

Para obtener más información sobre neumáticos y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente..