S11 Ruedas

Mecanismos del automóvil Las ruedas y neumáticos La ruedas constituyen el punto de apoyo entre el vehículo y el suelo,

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Mecanismos del automóvil Las ruedas y neumáticos

La ruedas constituyen el punto de apoyo entre el vehículo y el suelo, realizando la función de propulsarlo y frenarlo.

Misión de las ruedas -Soportar el peso y la carga del vehículo. - Transmitir la fuerza motriz. - Asegurar la direccionabilidad del vehículo, manteniéndolo en su trayectoria. - Contribuir a la estabilidad de la frenada. - Contribuir a mejorar la eficacia de la suspensión.

Componentes de las ruedas

Neumático o cubierta

Aro o llanta

El aro o llanta Es el componente giratorio que soporta la carga y está situado entre el neumático y el eje (UNE 26-291-80).

Son fabricadas de chapas de acero estampado o laminado. También las hay de una sola pieza, como las fundidas de aleaciones ligeras.

La llanta pueden estar formado por una sola pieza integral, estar unidos o ser desmontables. Tiene dos componentes: 1) La llanta propiamente dicha, es la parte de la rueda metálica que, mediante un perfil adecuado, sirve de soporte al neumático, y 2) El disco o centro de la rueda, es la parte de la rueda que une la llanta con el cubo de la rueda.

Partes de Aros o llantas Aro de chapa de acero (6Jx14 H2) 1.Pestaña 2.Espaldón 3.Doble resalte (Hump) 4.Llanta 5.Garganta 6.Base 7.Orificio de ventilación 8.Reborde 9.Disco del aro D.Diámetro del aro L.Diámetro del orificio del aro M.Ancho entre pestañas N.Orificio central ET. Profundidad de bombeo

Nomenclatura de una llanta

-Diámetro nominal en pulg, es el que corresponde al asiento del talón del neumático. -Tipo de llanta: x, cuando es de base honda y – para base plana (DIN 7817) -Ancho entre pestaña, en pulg. -Perfil, se utiliza una o varias letras: B,C,D,J,JJ,JK y K

Perfil de una llanta

El perfil es la característica fundamental de la llanta, se distinguen las siguientes partes: -Pestaña, donde se apoya lateralmente el talón del neumático. -Asiento del talón, proporciona soporte radial al neumático -Base o garganta, comprendida entre ambos asientos del talón. -Resalte,

En función del perfil, las llantas se clasifican en: a)Llanta de base honda (de una sola pieza). La base queda mas profunda que su centro, para permitir el montaje y desmontaje del neumático. b)Llantas de base plana o desmontables en dos, tres, cuatro o cinco piezas.

Los turismos actuales disponen de neumáticos radiales sin cámara, que son montados en llantas únicamente provistas de resaltes de seguridad, para evitar pérdidas de presión.

Las llantas que se emplean en los turismos son casi exclusivamente las de base honda con doble resalte (Hump), asiento oblicuo y pestaña en forma de J

Marcas de las llantas con resaltes de seguridad

Las marcas de las llantas con resaltes de seguridad deben incluir, a continuación de la designación dimensional.

Ejemplo 4,5 x J 15 Se trata de una llanta de 4,5 pulgadas de ancho, llanta de una sola pieza, tiene un diámetro nominal de 15 pulgadas y el perfil “J”

El neumático Son anillos hinchables que se colocan alrededor de la llanta, manteniendo un cojín de aire a determinada presión entre el disco y el suelo.

Su misión es la proporcionar una buena superficie de contacto con el suelo a elevada adherencia, absorber las desigualdades del terreno, lo que constituye una ayuda al sistema de suspensión y proporciona mayor comodidad para los pasajeros.

Partes de los neumáticos

Nomenclatura de los neumáticos Michelin ENERGY 295/80 R 22,5 152 M TUBELESS T0206

Presión de los neumáticos La presión de inflado es responsable de garantizar el funcionamiento correcto del neumático. Por lo tanto, para soportar la carga, la velocidad y todos los esfuerzos durante el rodaje, es preciso que la presión sea adecuada. Ella debe ser regulada en función de tres características: -dimensión del neumático, -carga por eje, y -velocidad normal del vehículo.

Es muy importante mantener el nivel de presión adecuado en los neumáticos para la seguridad. Una baja presión en los neumáticos eleva la temperatura, y como consecuencia viene la resistencia a rodar, el desgaste y en muchos casos el deterioro prematuro de los neumáticos. Una alta presión en los neumáticos, afecta a los sistemas de amortiguación y dirección del vehículo.

Dimensiones de las ruedas

Radio estático con carga El neumático se deforma bajo el efecto de la carga. La distancia del centro de la rueda al suelo se denomina “radio bajo carga”, y se le calcula por la siguiente relación:

rc = 0,93 a 0,95rr donde : rc , radio bajo carga rr , radio sin carga Deformación bajo la misma presión

Radio dinámico de la rueda Su valor se incrementa con relación al radio bajo carga de la rueda: rD = 2 al 3% delrc , a 60 - 70 km/h rD = 3 al 4% del rc , a 100 km/h Para ruedas de flancos rectos: rD = 6% rc , para cualquier velocidad donde : rc , radio bajo carga rD , radio dinámico de la rueda

Circunferencia de rodadura Es el camino que recorre la banda de rodadura del neumático por cada vuelta, originada por el radio dinámico de la rueda. Su valor está dado por la siguiente relación: L = 2. π.r

D

donde : rD , radio dinámico L, longitud de la circunferencia o períme

tro

Dinámica de la rueda

Ft , Fuerza de tracción del vehículo, eje x Fr , Fuerza de resistencia a la rodadura, e Fv , Fuerza vertical debido al peso del veh Fl , Fuerza lateral vertical debido a la ac

je x ículo, eje y eleración en las curvas, eje z

Círculo de Kamm Condiciones de estabilidad

Mientras la resultante Fr se mantenga inscrita en el interior del círculo de Kamm, el vehículo mantendrá su guiabilidad.

Condiciones de inestabilidad

La fuerza resultante Fr, sale fuera de los límites del círculo de Kamm, el conductor ya no puede dominar la trayectoria del vehículo, entrando así en una maniobra crítica

Aceleración brusca

Caso de aceleración brusca sin movimiento de la dirección. La fuerza resultante Fr es igual a la fuerza de tracción Ft. El vehículo pierde su guiabilidad, es decir, cualquier intento de fuerza lateral Fl implicaría la salida de la Fuerza resultante Fr del círculo de kamm.

Resistencia a la rodadura La resistencia a la rodadura puede expresarse como la fuerza horizontal resultante, denominada fuerza de resistencia a la rodadura Fr. La relación de esta fuerza y la carga normal a la superficie (G) aplicada a la rueda se denomina coeficiente de resistencia a la rodadura f =

Fr G

donde: f , valor del coeficiente de rozamiento G, peso del vehículo Fr , Fuerza de resistencia a la rodadura

Cuando el neumático rueda sobre una superficie se disipa energía, tanto por las deformación de la superficie como del neumático, por efecto del rozamiento entre ambas, produce calor, lo que origina el calentamiento del neumático.

Relación entre la resistencia a la rodadura y la fuerza de reacción normal

Firme

Neumáticos de   turismo sobre Adoquines grandes Adoquines pequeños Hormigón, asfalto Gravilla aplanada Macadam de alquitrán Camino de tierra suelo arado Neumáticos de vehículos industriales

Coeficiente de resistencia a la rodadura (f)

0,013 0,013 0,011 0,02 0,025 0,05 0,1 a 0,35  

sobre hormigón/asfalto 0,006 a 0,01 Ruedas todo terreno   sobre suelo arado 0,14 a 0,24 Tractor a oruga sobre 

Coeficiente de resistencia a la rodadura en función de la velocidad, para neumáticos diagonales y radiales.

Coeficiente de resistencia 0,07 a 0,12 a 0,001 a 0,002 la rodadura en función del neumáticos y de calzada.

suelo arado Rueda sobre carril

En caso que un vehículo tenga que vencer una Fro a la rodadura pendiente, la Resistencia es la componente horizontal, que está dada por la siguiente relación: Fro = f G . cos α = fm . g. .cosα donde: f , valor del coeficiente de rozamiento G, peso del vehículo α, inclinación de la pendiente m, masa del vehículo, kg g, aceleración de la gravedad

Resistencia a la rodadura en curvas En la marcha en curvas la resistencia a la rodadura Fro incrementa con la resistencia en curvas

se

Fk = f k .G El coeficiente de resistencia en curvas f k depende de la velocidad de marcha, del radio de la curva, de la cinemática de los ejes, de los neumáticos, de la presión del aire en los mismos y del comportamiento de la marcha oblicua.