Mecanismos del automóvil

Las ruedas

La ruedas tienen por misión trasmitir las fuerzas longitudinales, verticales y transversales entre el vehículo y la calzada.

Constituyen el único punto de apoyo entre el vehículo y la calzada, realizando la función de propulsar, direccionar, amortiguar y frenar al vehículo.

Misiones 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

1. Neumático o cubierta

2. Aro o llanta

3. Cámara de aire

4. Válvula

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).

Dependiendo el uso, son fabricadas de chapas de acero fundidos, forjados, estampados o laminados y de aleaciones especiales de aluminio o magnesio.

Las llantas de disco, tienen 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 de disco

Aro de chapa de acero (6Jx14 H2)1.Pestaña2.Espaldón3.Doble resalte (Hump)4.Llanta5.Garganta6.Base7.Orificio de ventilación8.Reborde9.Disco del aroD.Diámetro del aroL.Diámetro del orificio del aroM.Ancho entre pestañasN.Orificio centralET. Profundidad de bombeo

El perfil es la característica fundamental de la llanta.

Tiene 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 o hump, proporciona un buen asiento del neumático sobre la pestaña

Perfil de una llanta

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.

A, ancho de llanta

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

- 15: es el diámetro nominal en pulgadas - x : indica el tipo de llanta: x, cuando es de base honda y – para base plana (DIN 7817)- 4 ½ : es el ancho de la llanta, en pulgadas - J: Tipo de perfil, pudiendo ser también B, C, D, J, JJ, JK y K- H2: Indica que el resalte redondeado es doble- S: simetría

Nomenclatura de una llanta

15 x 4 ½ J H2 - S

Las llantas, también se expresan de la siguiente manera:

4,5 J 15

En este caso:

-4,5, significa el ancho en pulgadas-Tipo de perfil en “J”-15 es el diámetro nominal en pulgadas

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.

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

Tipos de neumáticos

Diagonal

Radial

Nomenclatura de los neumáticos

Michelin ENERGY 295/80 R 22,5 152 M TUBELESS T0206

Índices de carga por rueda (kg)

Índices de velocidad

Dimensiones de las ruedas

Radio bajo 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:

0,93 a 0,95

:

, radio bajo carga

, radio sin carga

c r

c

r

r r

donde

r

r

Deformación bajo la misma presión

Radio dinámico de la rueda

Cuando el vehículo se desplaza, el radio estático bajo carga aumenta en el orden del 10 al 15 %

1,10 a 1,15

:

, radio bajo carga

, radio dinámico

d c

c

d

r r

donde

r

r

Factores que influyen en el rendimiento de un neumático

Algunos de los mas importantes son:1)Velocidad2)Temperatura3)Sobrecarga4)Choques5)Tipos de conducción

La presión de inflado es responsable de garantizar el funcionamiento correcto del neumático en cuanto a:

- Seguridad (adherencia, estabilidad), - Economía de combustible (menor resistencia a la rodadura),- Duración (rendimiento en kilómetros)- Confort (flexibilidad y menor rumorosidad).

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: 1)dimensión del neumático, 2)carga por eje y 3)velocidad normal del vehículo.

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.

Dinámica de la rueda

, Fuerza de tracción del vehículo, eje x

, Fuerza de resistencia a la rodadura, eje x

, Fuerza vertical debido al peso del vehículo, eje y

, Fuerza lateral vertical debido a la aceleración en las

t

r

v

l

F

F

F

F curvas, eje z

Ft

FvFr

Fl

Adherencia

Valor máximo de la fuerza tangencial (aceleración, frenado y lateral) que un neumático puede transmitir al terreno.Por encima de este valor, la reacción del terreno, es decir la adherencia, disminuye de golpe, produciéndose el patinazo.

Cuanto más elevada sea la adherencia, mayor será la potencia transmitida del motor a las ruedas.

Condiciones de estabilidad

Círculo de Kamm

Fl

R Ft

FlFl

R Ft

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

Condiciones de inestabilidad

Fl

R

Ft

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

Fl

R= Ft

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.

Coeficiente de adherencia

Este coeficiente denominado también “Coeficiente de arrastre de fuerza” depende de la velocidad de marcha y del estado de los neumáticos y de la calzada.

Está dado por la siguiente relación:

,

donde:

, valor de la adherencia

, la carga que gravita sobre el vehículo

A

C

A

C

Coeficiente de adherencia de neumáticos sobre firmes (hormigón y asfalto) de la

carretera

1) Gastado hasta 1,6 mm de altura del dibujo