INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DEL AUTOMÓVIL – Módulo 9

En esta lección se van a explicar:

    • Ruedas
    • Contacto rueda – suelo; la huella
    • Las ruedas; neumático y llanta con sus características
    • Los testigos de desgaste y aquaplaning
    • Tipos de desgaste de los neumáticos
    • Soluciones a pinchazos de los neumáticos
    • Neumáticos runflat
    • Informaciones en el cuadro de instrumentos sobre pérdida de aire
    • Mantenimiento de los neumáticos

Ruedas

Contacto rueda – suelo

    • Al acelerar… y frenar, los neumáticos transmiten la adherencia al suelo sobre la superficie de contacto con el suelo, la huella
    • Al tomar curvas sucede lo mismo
    • De la calidad del contacto de los neumáticos con el suelo en la huella depende su comportamiento dinámico; los neumáticos son los protagonistas de la seguridad activa o primaria

Detalle de la huella

    • En la pequeña superficie de contacto que hay entre los neumáticos y el suelo, o sea la huella, se produce la adherencia; al acelerar en las ruedas motrices, al frenar y en curvas en las cuatro ruedas

Rueda; neumático y llanta

    • La rueda se compone del neumático y la llanta
    • El neumático está lleno de aire a presión y asienta en la llanta que está acoplada por tornillos o tuercas al eje del automóvil
    • Desde hace bastantes años se utilizan en el automóvil neumáticos sin cámara; un forro de goma muy blanda y adherente recubre el interior del neumático haciendo estanco su ajuste con la llanta. Además en caso de pinchazo la goma adherente rodea al objeto punzante evitando que la pérdida de aire sea rápida

Neumático y llanta; características del neumático

    • El ancho del neumático se mide entre los flancos y se mide en milímetros, en este caso 215
    • La altura de los flancos se mide en porcentaje con relación a la anchura y se indica tras una /, en este caso es 55 que corresponde a 118,25 mm
    • La estructura interna de las lonas que conforman el neumático son radiales y se indica con la letra R
    • El diámetro interno del neumático, donde acopla con la llanta, se mide en pulgadas (“) y en este caso son 16”
    • El peso máximo que puede soportar el neumático se indica por unos índices, en el que estamos viendo es 94. Se puede montar otro neumático con índice de carga más alto pero no menor
    • La velocidad máxima a la que puede rodar un neumático se indica por una o más letras, H en este neumático. No se debe montar un código de velocidad inferior
    • Semana y año de fabricación, se indica con cuatro cifras, 48 15, en este ejemplo, las dos primeras corresponden a la semana y las dos últimas a la década desde el año 2000. Con el paso del tiempo el neumático va perdiendo humedad, llegando a cristalizarse. El tiempo para llegar a este estado depende de varios factores; temperatura ambiental y de funcionamiento y humedad ambiental, entre otras. Al irse cristalizando, el neumático pierde adherencia y elasticidad
    • Tubeless indica que el neumático es sin cámara
    • Outside e inside indican respectivamente el lado exterior e interior del neumático, pues algunos tienen dibujos asimétricos y también es diferente entre lados la estructura interna
    • Por la misma razón anterior, puede tener el neumático un sentido de giro determinado, que se indica por una flecha
    • Existen neumáticos que pueden circular temporalmente y a velocidad limitada sin aire, son runflat y hay diferentes denominaciones, entre estas; RSC, RFT, ZP,…

Neumático y llanta; características de la llanta

    • El ancho de la llanta donde asienta el neumático es la garganta y se mide en pulgadas (“), en esta llanta son 8,5”
    • El perfil del borde de los discos laterales de la llanta donde apoyaría el neumático con presión baja o desinflado tiene una curvatura y forma determinada, identificada en este ejemplo por la letra J
    • El diámetro de la llanta en la zona de apoyo del neumático ha de coincidir con el del interior del neumático, en este caso es de 16” (pulgadas)
    • Para que los neumáticos tubeless (sin cámara) no se salgan de la llanta con baja presión o desinflados, se insertan en los lados de la garganta uno o dos resaltes circulares identificados por la letra H. En esta llanta hay dos y se indica con 2H
    • El número de agujeros para la fijación de la llanta en el eje del automóvil se indica por su número, 6 en este caso
    • Se denomina bombeo o excentricidad ET (“offset”) la distancia entre el eje de simetría de la llanta vista de frente y la placa de apoyo en el eje del automóvil. En esta llanta el bombeo o ET es de 38 mm. Se ha de respetar si se cambian las llantas pues influye en la geometría dinámica de suspensión y dirección

Los testigos de desgaste

    • El dibujo tiene la función de evacuar y drenar el agua bajo el neumático con piso mojado
    • Unos resaltes con determinada altura situados en el dibujo son los testigos de desgaste, que cuando llegan al ras de la banda de rodadura indican que la profundidad del dibujo es la mínima autorizada
    • La situación de los testigos de desgaste en la banda de rodamiento se indica en la parte superior de los flancos, hombros del neumático, hay ocho indicaciones que pueden ser con la letras TWI, flechas, logotipos de la marca del neumático u otra identificación
    • Cuando el desgaste del dibujo llega a 3 mm de profundidad se ha perdido aproximadamente el 50% de adherencia en mojado
    • La profundidad del dibujo se mide con un calibre y se ha de hacer en diversas zonas para comprobar que el desgaste es uniforme
    • Cuando los testigos llegan al ras de la banda de rodamiento la profundidad del dibujo es de 1,6 mm, la mínima autorizada, y la merma de capacidad de evacuar agua en mojado disminuye en el entorno del 80%

Los testigos de desgaste y aquaplaning

Cuando los neumáticos no llegan a drenar todo el agua que hay sobre el piso, deslizan o planean sobre el agua, aquaplaning, la adherencia resultante es cero:

    • El dibujo drena el agua para mantener contacto entre el neumático y el piso
    • Se ve un automóvil de frente con el dibujo en buen estado
    • Circulando el automóvil, comienza a llover
    • Sobre el suelo se va formando una película de agua..,
    • … que el dibujo de los neumáticos drena al exterior manteniendo el contacto con el suelo
    • Al contactar los neumáticos con el piso, no hay aquaplaning

Los testigos de desgaste y aquaplaning por velocidad

    • El dibujo de estos neumáticos está en buen estado
    • Circulando el automóvil, está lloviendo
    • Se forma una película de agua sobre el suelo que el dibujo de los neumáticos es capaz de drenar
    • La rueda delantera derecha (desde la posición del conductor) llega a un bache con más contenido de agua, y el dibujo no puede drenar suficiente
    • En esta situación la rueda delantera izquierda, sin bache, mantiene su capacidad de drenaje y no presenta aquaplaning
    • La rueda derecha al no poder romper la película de agua a la velocidad de circulación desliza sobre esta, presentando aquaplaning lo que altera la trayectoria del automóvil

Los testigos de desgaste y aquaplaning por poca profundidad de dibujo

    • El dibujo en buen estado….
    • … se va desgastando con el uso reduciendo su profundidad
    • Circulando con lluvia…
    • … se forma bajo las ruedas la película de agua…
    • … que la escasa profundidad del dibujo no puede drenar
    • Las ruedas hacen aquaplaning con pérdida total de la trayectoria y sin control sobre el automóvil

Tipos de desgaste de los neumáticos

El desgaste del dibujo de los neumáticos ha de ser progresivo y uniforme, de no ser así es probable que la causa sea ajena a los neumáticos.

En las imágenes se representa el dibujo con mayor profundidad con líneas gruesas, que se van representando más finas según se va desgastando.

Estas son las causas más probables de desgastes que no sean uniformes:

    1. Desgaste por el exterior en los neumáticos de un mismo eje, indica que están demasiado cerradas estas ruedas, exceso de convergencia
    2. Si el desgaste de los neumáticos de un mismo eje es por el interior, están las ruedas más abiertas de lo debido, exceso de divergencia
    3. Desgaste por los lados de la banda de rodamiento, con más profundidad por el centro, es debido a circular con presión baja de neumáticos
    4. Si el desgaste es mayor por el centro de la banda de rodamiento que por los lados, la presión de los neumáticos es demasiado alta
    5. Desgaste en una zona concreta de la banda de rodamiento en automóvil sin ABS, indicaría bloqueo en frenada fuerte, pero con ABS no se llegan a bloquear las ruedas. La causa más probable es alabeo del disco de freno de esa rueda, también podría ser por defecto en su rodamiento. Si es por alabeo del disco se apreciarán vibraciones en el pedal al frenar. Si es por el rodamiento suele hacer ruido de tipo sirena antes de romperse
    6. Desgastes aleatorios en la banda de rodamiento, se denominan “sierra”, suelen ser por defecto del amortiguador de suspensión de esa rueda
    7. En automóviles con tracción (delantera) se desgasta bastante antes el dibujo de las ruedas delanteras que de la traseras, al sustituir dos de los neumáticos se han de poner los que estén en mejor estado detrás, pues es más difícil corregir el sobreviraje (deslizamiento de las ruedas traseras) que el subviraje (deslizamiento de las delanteras)

Resumen

    • El objetivo del dibujo es evacuar y drenar el agua con piso mojado
    • Los testigos de desgaste indican el valor mínimo admisible de profundidad del dibujo
    • El aquaplaning se produce cuando el dibujo del neumático no puede drenar todo el agua; por velocidad o desgaste
    • Los neumáticos se deben desgastar uniformemente, de no ser así la causa suele ser ajena

Pérdida de aire en los neumáticos y Mantenimiento

Soluciones a pinchazos de los neumáticos

En caso de pinchazo el automóvil ha de disponer de alguna solución para poder continuar la marcha, la más tradicional es la rueda de repuesto que equipa el automóvil, con gato y llave de ruedas.

Veamos el comportamiento de un neumático estándar (sin cámara) y otro que puede rodar temporalmente sin aire:

    • Neumático estándar; al perder todo el aire, si se sigue circulando se daña el neumático y la llanta, se necesita rueda de repuesto.
    • Neumático que puede rodar sin aire temporalmente; sin aire, los flancos del neumático soportan el peso del automóvil y no precisa rueda de repuesto.

Runflat; puede rodar sin aire temporalmente

Se compara el comportamiento tras un pinchazo y pérdida total de aire de un neumático sin cámara (tubeless) y dos tipos de runflat:

    • Sin cámara; al producirse el pinchazo la pérdida de aire es lenta por la goma adherente en el interior del neumático, pero se llegará a perder todo el aire si no se detecta antes. Al perder el aire el neumático apoya en la llanta, si se circula así aunque sea un corto recorrido se destruye el neumático y se puede dañar la llanta. El cambio del neumático en ruta tiene sus riesgos
    • Runflat de flancos reforzados; los flancos entre la banda de rodamiento y apoyo en la llanta son gruesos y reforzados, pueden soportar el peso del automóvil sin aire, como se aprecia tras producirse el pinchazo y la pérdida total de aire (lentamente pues es un neumático sin cámara). Al rodar sin aire se ha de circular a unos 80 km/h y la distancia indicada por el fabricante en función del peso transportado. Estas limitaciones son para evitar exceso de deformación por la flexión de los flancos que alteran la capacidad de soporte de la estructura de los flancos reforzados
    • Runflat con banda interna; se sitúa en el interior del neumático, sobre la llanta, una banda o rueda circular de teflón o material similar de menos diámetro que el neumático. Al pinchar (el neumático es sin cámara) y perder el aire la banda o rueda interna apoya a través del neumático en el piso pudiendo circular a velocidad limitada el recorrido autorizado. Este tipo de neumático runflat es equipo habitual en automóviles blindados
    • Los neumáticos runflat han de disponer de testigo de aviso al conductor de que ha pinchado alguna rueda

Informaciones de pérdida de aire en el cuadro; sensores de presión

    • En las válvulas se incorporan unos sensores electrónicos de presión y temperatura, con unas baterías para su funcionamiento
    • Un calculador electrónico es el receptor de las señales por radiofrecuencia desde cada unos de los sensores de presión
    • Se produce un pinchazo en la rueda delantera izquierda y se va perdiendo aire
    • El sensor afectado da la señal del incidente al calculador receptor, que envía la información al cuadro de alguna de estas dos formas:
    • Iluminación del testigo de rueda pinchada
    • En el cuadro de presiones de los neumáticos, resaltado con intermitencia del valor de presión de la rueda pinchada, pues los sensores de presión la están midiendo

Informaciones de pérdida de aire en el cuadro; comparación velocidad de ruedas

    • En automóviles con sistema antibloqueo de frenos ABS, cada rueda tiene un sensor de velocidad
    • Esta información llega al calculador del ABS
    • Al pinchar alguna rueda, en este caso la delantera izquierda, se reduce su diámetro y gira más rápido
    • El  ABS detecta la diferencia de velocidad e informa al conductor encendiendo el testigo de rueda pinchada en el cuadro. No se puede dar el valor de la presión pues no se mide
    • Este sistema funciona por comparación de velocidad de las ruedas. Si no se controla periódicamente la presión de los neumáticos, las micro pérdidas que se van acumulando, similares en los cuatro neumáticos, no son detectadas por el ABS al no haber diferencia entre la velocidad de las ruedas

Mantenimiento de los neumáticos

Para que la calidad del contacto rueda/suelo en la huella sea la adecuada, se han de controlar algunos aspectos de los neumáticos, estos son los principales:

    • Control de la presión; se ha de hacer con frecuencia (una vez al mes y antes de un viaje). Han de estar los neumáticos fríos o no haber recorrido más de 3 a 4 km a velocidad reducida. Si se ha de modificar la presión con los neumáticos calientes, aumentar unos 0,3 bares al valor preconizado. Cuando estén fríos se ha de verificar el valor
    • Si se aprecian vibraciones en el volante al circular por carretera, la causa más habitual es desequilibrio de las ruedas, se han de equilibrar para que el giro sea uniforme
    • ¿Neumático caducado?; cuando el neumático pierde humedad se cristaliza y endurece llegando a aparecer fisuras. Se considera que más o menos a partir de seis años se comienza a producir este deterioro. En el ejemplo, la fecha de fabricación del neumático es la semana 37 del 2001, por lo que su estado es muy deficiente en relación a la cristalización, aunque el dibujo tenga buena profundidad
    • Desgaste; si se controla periódicamente el desgaste de los neumáticos en diferentes puntos se pueden detectar anomalías y corregirlas antes de que el desgaste sea excesivo
    • Los flancos, exterior e interior; no han de presentar fisuras ni abombamientos que indican posibles daños en la estructura interna que altera su flexibilidad y comportamiento dinámico

Mantenimiento de los neumáticos, paralelo

    • Circulando en recta las ruedas delanteras tienen tendencia a cerrar o a abrir. Es un efecto de la geometría de la suspensión y dirección, se calcula y diseña para disponer de capacidad direccional
    • Para que las ruedas vayan paralelas con el automóvil circulando en recta (y no haya desgastes), se ajusta el paralelo de las ruedas delanteras en parado, estático, con el valor opuesto a la tendencia dinámica. Si las ruedas tienden a abrir circulando, se dejan cerradas ese valor en parado y a la inversa

Resumen

    • Soluciones anti pinchazo o pérdida de aire de los neumáticos
    • Ruedas runflat
    • Informaciones de pérdida de aire en el cuadro de instrumentos
    • Mantenimiento de los neumáticos; presión, equilibrado, ¿caducidad?, estado del dibujo, de los flancos y paralelo

 

Repaso de este módulo

Características de los neumáticos

    1. Anchura; entre los flancos y se mide en mm, 205
    2. /60; es el perfil, la altura del flanco del neumático. El dato corresponde al % con relación a la anchura, 123 mm
    3. R; estructura radial de las lonas internas de la carcasa del neumático
    4. Diámetro interno; es donde se acopla el neumático a la llanta, se mide en pulgadas, 16
    5. Índice de carga; indica el peso máximo que puede soportar ese neumático a plena carga del automóvil, 91 es 615 Kg
    6. Código de velocidad; a la que puede rodar el neumático sin que se despeguen las lonas, V corresponde a 240 km/h
    7. Fecha de fabricación; de las cuatro cifras las dos primeras son la semana del año 08, y las dos segundas la década del año, 2016

Características de las llantas

    • 7,5- Ancho el pulgadas de la llanta
    • J- Código del perfil del borde de apoyo del neumático en curvas y con baja presión
    • 17- Corresponde al diámetro interno del neumático en pulgadas
    • 2H- H es el resalte para el neumático sin cámara y 2 que hay uno a cada lado de la garganta
    • 5- Número de agujeros de anclaje al eje del automóvil
    • 41- Bombeo o excentricidad (ET,) es la distancia entre el eje de simetría de la llanta y el apoyo en el eje del automóvil en mm

Testigos de desgaste del neumático

    • Los testigos de desgaste indican al llegar la banda de rodamiento al ras, que se cuenta con 1,6 mm de profundidad, la mínima admitida
    • Los testigos están en ocho zonas de la banda de rodamiento, indicadas por marcas en los hombros del neumático, flechas, texto “TWI”, el logotipo de la marca del neumático,…

Desgaste de los neumáticos

    • En el coche de la imagen superior, el degaste por el exterior indica exceso de convergencia
    • Los neumáticos del coche inferior están gastados por el interior, exceso de divergencia

Soluciones a pinchazos de los neumáticos

Por legislación los automóviles han de disponer de algún sistema que permita continuar la marcha tras un pinchazo, sustituyendo la rueda o por algún otro medio. Estos son los que se utilizan:

    1. Rueda de repuesto; es el sistema tradicional, se cuenta con una rueda de repuesto como las demás y los medios para su cambio, gato y llave de ruedas (1a)
    2. Rueda de emergencia; es una rueda de repuesto diferente a las demás, puede circular recorridos limitados en distancia y velocidad. Se dispone de medios para cambiar la rueda (2a)
    3. Rueda desinflada; es una rueda de repuesto que puede ser como las demás o de emergencia. Para ocupar menos espacio está desinflada, por lo que se cuenta con un inflador eléctrico, compresor de aire (3b), además de los medios para cambiar la rueda (3a)
    4. Kit de reparación; consiste en un espray que se introduce por la válvula de presión y que contiene un sellador que tapará la fuga de aire. Para inflar el neumático se dispone de un compresor eléctrico de aire. No hay rueda de repuesto
    5. Neumático runflat (puede rodar sin aire temporalmente); dispone el neumático de alguna tecnología que le permite reducir su deformación al perder el aire manteniendo la capacidad de circular a velocidad media y distancia limitada. Con neumáticos runflat se prescinde de la rueda de repuesto. Se explican a continuación dos tipos de estos neumáticos, que han de contar con información de pinchazo en el cuadro de instrumentos
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