Tabla de contenidos
Los neumáticos son los únicos contactos del automóvil con el suelo, de la calidad de este contacto dependen las cualidades dinámicas.
En el contacto de los neumáticos con el piso se produce la adherencia, que es la resistencia de la superficie de contacto del neumático, la huella, a deslizar sobre el piso, o sea arrastrar saliéndose de la trayectoria.
Las ruedas se componen básicamente de dos partes, el neumático de materiales flexibles con aire a presión, asentado en la llanta metálica que va atornillada al semieje o buje de rueda.
Las condiciones y estado del piso son variables, por lo que el neumático ha de disponer de características funcionales para adaptarse, las más habituales son rodar por piso seco o mojado, para esta última situación se disponen en la banda de rodamiento de unas esculturas o dibujos.
Para utilizaciones en pisos muy específicos son más adecuados los neumáticos especializados, que en otras situaciones pierden cualidades alterándose el comportamiento del automóvil.
Rueda; neumático y llanta
Imagen 20.1
La rueda se compone de llanta y neumático; la llanta es el soporte metálico del neumático y va unida por tornillos al eje o buje de giro.
Las ruedas, neumático y llanta, giran conjuntamente bien movidas por la transmisión, ruedas motrices, o arrastradas por el automóvil si no lo son.
El neumático está lleno de aire a presión, de aquí su denominación.
Huella
Imagen 20.2
Una zona de la circunferencia del neumático va asentando sobre el suelo al girar, por la deformación de su estructura el apoyo sobre el piso conforma una figura geométrica similar a un óvalo, es la huella.
El área de contacto de cada neumático con el suelo determina la base de adherencia disponible y depende de muchos factores, entre estos el tamaño del neumático.
Se representan en las imágenes tres neumáticos del mismo diámetro, pero distinta anchura, el A es la medida de serie de un automóvil, el B es la primera opción más ancha y el C otra opción aún más ancha.
Se aprecia como la superficie de contacto rueda – suelo va aumentando de A → B → C y parece entenderse que con más anchura, más tamaño de huella, equivale a más adherencia y es cierto en principio, pero hay situaciones donde puede tener efectos no deseados en el comportamiento del automóvil relacionados con la estabilidad, prestaciones y consumo.
Dinámica de la huella
Las huellas de contacto de cada neumático con el suelo van variando según las condiciones de circulación que determinan fluctuaciones del peso que ha de soportar cada una de las ruedas.
Las imágenes reproducen cuatro situaciones como modelo de estas explicaciones con el tamaño de la huella en cada rueda.
Imagen 20.3. Circulación a velocidad constante mantenida
- Según sea el reparto de pesos entre ejes así será el que soporta cada rueda.
- El automóvil representado con motor delantero longitudinal y propulsión con el conductor solamente tiene más peso delante que detrás, por lo que las huellas en las ruedas delanteras son de mayor tamaño que las traseras.
- Con el coche estacionado sería más o menos parecido restando el peso del conductor.
- En las explicaciones se asocia el tamaño de la huella a la adherencia, se verá más adelante con detalle al explicar el círculo de adherencia.
Imagen 20.4. Curva a la izquierda acelerando
- La transferencia de masas incrementa el peso sobre las ruedas exteriores y lo reduce en las interiores, con mayor proporción según sea la velocidad.
- Se observa como las huellas de las ruedas exteriores, delantera y trasera, son mayores que en las interiores.
- Se deduce que en caso de acelerar en exceso sin llegar a perder la trayectoria deslizará antes la rueda motriz con menor adherencia, es decir con la huella más pequeña, la trasera izquierda.
Imagen 20.5. Circulación en recta acelerando
- Al acelerar se transfiere más peso detrás y disminuye delante, en proporción a la energía de la aceleración.
- Se representa esta situación dinámica con huellas de mayor tamaño en las ruedas traseras que en las delanteras.
Imagen 20.6. Frenando en recta
- Al frenar se cargan más las ruedas delanteras y se descargan las traseras, la proporción es función de la fuerza de frenada.
- Se aprecia como las huellas de las ruedas delanteras son mayores que las traseras.
- Si la frenada es muy fuerte podría pasar que al disminuir mucho la huela en las ruedas traseras tiendan a bloquearse, se evita con el regulador de frenada trasera (capítulos 24 y 25).
Partes del neumático
Imagen 20.7
Los componentes de los neumáticos son caucho y otros materiales para desarrollar sus funciones de adherencia y elasticidad entre el automóvil y el piso.
Estas son las partes del neumático.
Banda de rodamiento BR
- Es la superficie circular exterior.
Dibujo DB
- Son hendiduras talladas en la banda de rodamiento con formas, sentidos y ángulos distintos, para evacuar el agua y la suciedad del piso.
Hombros HB
- Son los bordes exteriores de la banda de rodamiento.
Flancos FL
- Son las superficies laterales de los dos lados del neumático.
Talones TL
- Es el nombre de la circunferencia interna de los flancos.
Aros de los talones AT
- Son generalmente metálicos y están en el interior de los talones para asegurar el apoyo del neumático sobre la llanta.
Lonas de la banda de rodamiento LBR y de los flancos LFL
- Las lonas están integradas en el caucho y tienen materiales entrelazados específicos para dar consistencia al neumático, textiles generalmente, y pueden contar con refuerzos metálicos.
- Unas lonas están bajo la banda de rodamiento en varias capas según las particularidades de uso previstas para el neumático LBR y otras en los flancos LFL.
- En conjunto tienen más o menos la forma del neumático.
- El entrelazado de los hilos que conforman las lonas puede ser diagonal LDG o radial LRD, en el automóvil hace bastantes años que son radiales por el superior comportamiento dinámico.
Cordones de centrado CTR
- Para usos que requieren soportar mucho peso o esfuerzos se incorporan en el exterior de los flancos los cordones de centrado, también son útiles para proteger los flancos de roces con bordillos.
Partes de la llanta
Imagen 20.8
La llanta, sobre la que asienta el neumático, consta de las siguientes partes.
Disco DSC
- De forma circular es el apoyo de la llanta en el eje del automóvil.
Garganta GRT
- Con forma de canal circular y dos resaltes a ambos lados como cierre de la llanta.
Bases del talón BTL
- Las zonas exteriores de la garganta donde apoyan los aros de los talones de los neumáticos, en los que no tienen cámara además mantienen la estanqueidad del aire a presión.
Borde o pestaña BRP
- Los contornos del final de la garganta son curvos, es donde apoya el neumático en curva, con baja presión o pinchado.
Paso de la válvula PVL
- La válvula es para el llenado y control de la presión de aire interna del neumático.
Taladros de anclaje TTR
- Son los orificios por donde pasan las tuercas o tornillos de sujeción de la rueda al eje del automóvil.
Resaltes H (“hump”)
- Son suplementos en forma de anillos circulares próximos a las bases del talón, su función es mantener sujetos los talones de los neumáticos circulando con presión baja o pinchados para que no se salgan de la llanta los neumáticos sin cámara, primero se utilizó solo el exterior y después se añadió otro más en el interior para mejorar la sujeción.
Neumático con cámara CMR imagen 20.9 y sin cámara FEI imagen 20.10
- La cámara CMR es una goma estanca hueca llena de aire situada en el interior del neumático.
- Es la que mantiene la presión de aire, no es necesaria una perfecta estanqueidad en el acoplamiento entre neumático y llanta.
- En el neumático sin cámara FEI este tiene un forro integrado interno de goma muy adherente, es trascendental que el acoplamiento entre neumático y llanta sea perfecto para evitar pérdidas de aire, por eso el/los resalte/s “H”.
- La principal razón de utilizar en el automóvil neumáticos sin cámara es lo que sucede tras un pinchazo;
Con cámara CMR imagen 20.9
-
- El objeto punzante presiona la cámara que al ser elástica cede, cuando llega a su límite de elasticidad se rompe perdiendo aire bruscamente, casi como si se hubiese producido un reventón.
Sin cámara imagen 20.10
-
- El forro elástico interior del neumático FEI está adherido a este, al entrar el objeto punzante le hace sitio acumulando goma a su alrededor evitando o reduciendo la pérdida de aire.
- Es frecuente que se detecte el pinchazo, si no es muy grande, tiempo después de producirse por la lenta pérdida de aire.
- La denominación del neumático sin cámara es “tubeless”.
- Se ha comentado que las llantas han de tener el/los resalte/s H.