Colecção
Formação Modular Automóvel
RODAS E PNEUS
Referências
Colecção Formação Modular Automóvel
Título do Módulo Rodas e Pneus
Coordenação Técnico-Pedagógica CEPRA – Centro de Formação Profissional da Reparação Automóvel
Departamento Técnico Pedagógico
Direcção Editorial CEPRA – Direcção
Autor CEPRA – Desenvolvimento Curricular
Maquetagem CEPRA – Núcleo de Apoio Gráfico
Propriedade Instituto de Emprego e Formação Profissional Av. José Malhoa, 11 - 1000 Lisboa
1ª Edição Portugal, Lisboa, Fevereiro de 2000
Depósito Legal 148215/00
“Produção apoiada pelo Programa Operacional Formação Profissional e Emprego, cofinanciado pelo Estado Português, e pela União Europeia, através do FSE”
© Copyright, 2000 Todos os direitos reservados
Índice
ÍNDICE
DOCUMENTOS DE ENTRADA
OBJECTIVOS GERAIS DO MÓDULO ... E.1 OBJECTIVOS ESPECÍFICOS ... E.1 PRÉ-REQUISITOS ... E.2
CORPO DO MÓDULO
0 - INTRODUÇÃO...0.1 1 - JANTES ...1.1 1.1 - FUNÇÃO ... 1.1 1.2 - CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS... 1.2 1.3 - TIPOS DE JANTES ... 1.3 1.4 - DESMONTAGEM E MONTAGEM DE RODAS EM VEÍCULOS LIGEIROS... 1.5 2 - PNEUS ...2.12.1 - NECESSIDADE E FUNÇÕES DOS PNEUS... 2.1 2.2 - CONSTRUÇÃO DO PNEU... 2.2 2.3 - COMPORTAMENTO... 2.12 2.4 - CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS... 2.17 2.5 - PERMUTA DE MEDIDAS... 2.19 2.6 - CUIDADOS A TER COM OS PNEUS ... 2.22 2.7 - REPARAÇÕES DE PNEUS ... 2.26 3 - EQUILÍBRIO DE RODAS ...3.1
BIBLIOGRAFIA... C.1
DOCUMENTOS DE SAÍDA
PÓS-TESTE ... S.1
CORRIGENDA E TABELA DE COTAÇÃO DO PÓS-TESTE... S.9
DOCUMENTOS DE SAÍDA
EXERCÍCIOS PRÁTICOS... A.1
Objectivos Gerais e Específicos
OBJECTIVOS GERAIS E ESPECÍFICOS
No final deste módulo, o formando deverá ser capaz de:
OBJECTIVO GERAL
OBJECTIVOS ESPECÍFICOS
2. Interpretar as características dimensionais das jantes. 1. Descrever as principais funções das jantes de um automóvel.
3. Descrever as principais funções dos pneus de um automóvel.
4. Interpretar as características dimensionais dos pneus.
5. Identificar os diversos tipos de desenho e construção dos pneus.
6. Identificar os diversos factores que influenciam o comportamento do pneu.
7. Identificar a importância do equilíbrio estático e dinâmico das rodas.
8. Descrever o processo de equilíbrio de rodas.
Identificar os diferentes tipos de construção e funções de jantes e pneus mais usualmente aplicados aos veículos automóveis.
Rodas e Pneus E.2
Pré-Requisitos
COLECÇÃO FORMAÇÃO MODULAR AUTOMÓVEL
C i r c. I nt eg r ad o s, M i cr o co nt r o lad o r es e M icr o p r o cessad o r es R ed e d e A r C o mp . e M anut enção d e F er r ament as Pneumát icas Si st emas Elect r ó ni co s D i esel C ar act er í st i cas e F uncio nament o d o s M o t o r es F o cag em d e F ar ó i s Lâmp ad as, F ar ó i s e F ar o li ns Sist emas d e A r r ef eciment o
So b r eal iment ação
R ed e El éct r ica e M anut enção d e F er r ament as Eléct r i cas Si st emas d e I nf o r mação Sist emas d e Seg ur ança Passi va Sist emas d e D ir ecção M ecâni ca e A ssi st i d a Si st emas d e T r ansmissão Si st emas d e C o nf o r t o e Seg ur ança Emb r ai ag em e C aixas d e V elo cid ad es Si st emas d e I nj ecção M ecânica D i ag nó st i co e R ep ar ação em Sist emas M ecâni co s D iag nó st ico e R ep . d e A var i as no Si st ema d e Susp ensão U ni d ad es El ect r ó ni cas d e C o mand o , Senso r es e A ct uad o r es N o çõ es B ásicas d e So ld ad ur a M et r o lo g i a Ó r g ão s d a Susp ensão e seu
F uncio nament o Geo met r ia d e
D i r ecção
OUTROS MÓDULOS A ESTUDAR
A nál ise d e G ases d e Escap e e O p acid ad e Pr o cesso s d e F ur ação , M and r i lag em e R o scag em Gases C ar b ur ant es e C o mb ust ão N o çõ es d e M ecânica A ut o mó vel p ar a G PL C o nst it uição e F uncio nament o d o Eq uip ament o C o n-ver so r p ar a G PL Leg islação Esp ecí f ica so b r e
G PL D i ag nó st i co e R ep ar ação em Si st emas co m Gest ão Elect r ó nica D i ag nó si co e R ep ar ação em Sist emas El éct r ico s C o nvenci o nais R o d as e Pneus F er r ament as M anuais T er mo d inâmica M anut enção Pr o g r amad a Pr o cesso s d e T r açag em e Punci o nament o Pr o cesso s d e C o r t e e D esb ast e Emissõ es Po luent es e D i sp o sit i vo s d e C o nt r o l o d e Emissõ es Si st emas d e Seg ur ança A ct iva
Si st emas d e T r avag em A nt ib l o q ueio Si st emas d e Injecção El ect r ó ni ca V ent i lação F o r çad a e A r C o nd icio nad o Si st emas d e T r avag em Hi d r áuli co s M ag net i smo e
Elect r o mag net i sm o - M o t o r es e G er ad o r es Si st emas d e C ar g a e A r r anq ue C o nst r ução d a Inst alação El éct r ica Lub r i f icação d e M o t o r es e T r ansmissão A l iment ação D i esel Si st emas d e A li ment ação p o r C ar b ur ad o r Leit ur a e Int er p r et ação d e Esq uemas Eléct r i co s A ut o D i st r i b ui ção C o mp o nent es d o
Sist ema Eléct r i co e sua Si mb o l o g ia Elect r i ci d ad e B ásica Si st emas d e A vi so A cúst ico s e Lumino so s Si st emas d e Ig nição Si st emas d e C o municação T ecno lo g i a d o s Semi - C o nd ut o r es - C o mp o nent es C ál culo s e C ur vas C ar act er í st i cas d o M o t o r Si st emas d e A d mi ssão e d e Escap e T i p o s d e B at er i as
e sua M anut enção
Or g ani z ação O f icinal LEG EN D A Módulo em estudo Pré-Requisito I nt r o d ução ao
A ut o mó vel D esenho T écnico
M at emát i ca ( cálcul o )
F í sica, Q uí mica e M at er iais
Introdução
0 – INTRODUÇÃO
O ser humano descobriu cedo como facilitar a deslocação de cargas. A roda mais anti-ga encontrada até agora foi descoberta numa zona pantanosa do lago Feder na Alta Suábia. Julga-se ter cerca de 27000 anos.
As rodas constituem o ponto de apoio de um automóvel ao solo, suportam o peso do veículo e a sua carga assim como os choques provocados pela suspensão durante a deslocação do veículo, transmitindo ao mesmo tempo as forças motrizes e de trava-gem, bem como determinando a direcção do veículo.
As rodas de um veículo actual são constituídas por, uma jante metálica envolvida por um pneu de borracha com ar sobre pressão entre o pneu e a jante, graças ao qual a roda é capaz de suportar o peso que se encontra aplicado sobre ela. Quer o ar, quer a construção da coberta de borracha, conferem ao conjunto outras propriedades que beneficiam o comportamento dos veículos, como por exemplo o amortecimento.
As rodas devem ser ao mesmo tempo leves e resistentes, para suportarem os esfor-ços de torção, flexão e compressão que frequentemente se conjugam durante o movi-mento de um automóvel.
Neste módulo vamos abordar assuntos relativos quer às jantes quer aos pneus, que permitirão identificar os diferentes tipos de construções e funções de jantes e pneus, mais usualmente aplicados aos veículos automóveis.
Jantes
1 - JANTES
1.1 - FUNÇÃO
As rodas constituem o ponto de contacto entre o automóvel e o pavimento, tendo a mis-são de transmitir a este todos os esforços solicitados pelo condutor.
Assim, as jantes devem suportar os seguintes esforços:
As jantes devem ser resistentes de modo a suportar todos estes esforços de torção, flexão e compreensão. Devem, também, ser leves para diminuir o peso das massas não suspensas, manter baixo o centro de gravidade mediante um diâmetro pequeno, dissipar o calor gerado nos pneus e proporcionar aos pneus sem câmara de ar um tampão estanque.
As jantes são constituídas por um prato ou disco (A) (Fig. 1.1) e por um aro de roda (B) unidos por soldadura. Ao disco da jante une-se um travão de disco ou de tambor, sen-do ambos fixos ao cubo por meio de parafusos. No aro da roda é montansen-do um pneu.
Peso do veículo Carga transportada Oscilações da carroçaria Ressaltos do pavimento Esforços de transmissão Esforços de travagem
Rodas e Pneus 1.2
Jantes
É frequente o uso de um tampão plástico para embelezar a jante (C) e tapar os parafusos que apertam o prato da mesma. O prato ou disco costuma ter furos para a própria fixação e arrefecimento dos travões. A furação central para a fixação da roda cumpre as funções de centrar, para conseguir uma concentricidade aceitável, e transmitir as forças da roda ao cubo, contribuindo para o equilíbrio geral do sistema de direcção.
Nos furos previstos para a ventilação dos travões (D), o rebordo existente nestes contribui para o aumento da resistência da roda. O rebordo periférico da jante (E) permite fixar o pneu na sua posição correcta, a sua altura constitui um factor importante que determina a secção do pneu a utilizar.
O prato da roda adopta geralmente a forma cónica para dar maior rigidez, ainda que esta disposição esteja condicionada pelas exigências da montagem. Contudo o prato da roda costuma estar desviado ligeiramente para um dos lados do eixo de simetria da roda.
A. Prato ou disco da jante 1. Tampão 6. Parafuso B. Aro da roda 2. Parafuso de fixação 7. Perno guia
C. Tampão 3. Jante 8. Parafuso
D. Orifícios de ventilação 4. Porca E. Rebordo da jante 5. Cubo
Jantes
As jantes distinguem-se pelo tipo de construção e pelo tamanho:
Actualmente em alguns veículos montam-se jantes de ligas leves (alumínio, magnésio) uma vez que são muito mais leves e de elevada resistência, não obstante o seu preço ser muito mais elevado. A sua constituição é idêntica às de aço prensado, normalmen-te o disco central é substituído por raios pequenos e grossos. Devido a normalmen-terem um peso inferior podem ser fabricadas com maior espessura, aumentando assim a sua rigidez tornando-as cada vez mais largas, o que aumenta a superfície de contacto do pneu com o solo beneficiando a aderência do veículo.
A jante (3) (Fig. 1.1), é unida ao cubo (5) através de parafusos (2) cuja cabeça sextava-da cónica assenta nos furos do disco sextava-da jante e que o atravessam para se atarraxarem no cubo (5), onde também é fixo o disco ou o tambor dos travões consoante o caso, ambos representados na figura 1.1.
1.2 - CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS
Uma roda fica definida pelas dimensões e características da sua jante. Conforme se vê na Fig. 1.2, a cota (A) indica largura interior em polegadas e a cota (C) o diâmetro inte-rior também em polegadas.
Estas duas medidas são fundamentais.
O perfil (B) do bordo da jante e a base de assentamento do bordo do pneu (E), bem Jantes de aço prensado
Jantes fundidas
Rodas e Pneus 1.4
Jantes
como a saliência (F) do prato da jante (ou disco) em relação ao eixo de simetria da roda e a posição dos furos (D) para a fixação da jante ao cubo, também são características importantes.
As dimensões fundamentais de uma jante devem vir gravadas sobre ela, com os valo-res em polegadas com uma letra entre os dois. O primeiro número indica a cota (A) referente à largura interior e a segunda indica a cota (C), ou seja, o diâmetro nominal. A letra no meio, por convenção, indica o perfil (B) do bordo da jante.
Exemplo: 5,5 J 14
Largura interior: 5,5 polegadas Diâmetro interior: 14 polegadas Perfil do bordo (ou pestana): J
Jantes
O quadro seguinte indica-nos a designação completa das características de uma jante, tendo como referência a Fig. 1.2.
Outra característica importante é a base de assentamento do pneu e o seu perfil.
Os perfis da secção transversal da jante podem ser :
A
B
C
D
E
F
Tipo de Roda Largura interior (em pole-gadas) Perfil do Bordo da Jante ∅ Nominal (em polegadas) Número de furos Perfil da base de assenta-mento Saliência do prato em mm 51/2J14 51/2 J 14 4 CH 36 De fundo largo De base oblíqua De fundo plano De base inclinadaRodas e Pneus 1.6
Jantes
1.3 - TIPOS DE JANTES
Jantes para Automóveis de Turismo
As jantes dos automóveis de turismo são quase exclusivamente de fundo largo com duplo Hump (elevação entre o fundo e a base, ver fig. 1.3), base oblíqua e bordo do tipo J.
Estas jantes podem ser fabricadas em chapa de aço ou em liga de alumínio. Em certos modelos desportivos pode mesmo usar-se o magnésio para fabrico das jantes. Estas últimas têm a vantagem de ser mais leves embora o seu preço seja muito elevado.
As jantes em liga leve de alumínio podem ser mais espessas do que as de aço estam-pado pois o seu peso é menor. Assim, pode melhorar-se a sua rigidez e aproveitar a maior largura para montar pneus mais largos, oferecendo uma aderência superior.
Além disso, a liga de alumínio é boa condutora de calor resultando assim uma melhoria na dissipação de calor proveniente dos travões e dos pneus.
Há alguns anos era frequente em modelos desportivos a montagem de jantes de raios que usavam um cubo de roda em substituição do prato da jante.
Daqui resultava uma combinação muito leve e resistente. Os raios eram dispostos segundo três planos distintos.
Neste tipo de jantes não é possível montar pneus sem câmara.
Jantes
As características das jantes para veículos de turismo são:
Jantes para Veículos Industriais
As exigências principais na concepção de jantes para veículos industriais são: Elevada resistência
Boa refrigeração dos travões
Boa fixação da roda
Boa concentricidade
Baixo peso
Facilidade na montagem dos pneus
Bom assento de pesos de equilíbrio
Actualmente também é importante a estratégia e a sua influência na aerodinâmica do carro
Elevada resistência à fadiga e duração máxima no trafego
Menor peso possível da roda
Rodas e Pneus 1.8
Jantes
Normalmente, as juntes de veículos industriais são em aço fundido devido ao seu ele-vado grau de resistência (Fig. 1.5). Uma construção moderna é a jante com base incli-nada a 15º, para pneus sem câmara de ar, para veículos industriais.
Como vantagens apresenta:
1.4 – DESMONTAGEM E MONTAGEM DE RODAS EM
VEÍCULOS LIGEIROS
Desmontagem das rodas
Como já referimos anteriormente, normalmente os veículos equipados com jantes nor-mais de aço prensado têm um tampão para embelezar, estes poderão tapar somente a parte central do prato da jante onde se encontram os parafusos ou podem tapar por completo toda a jante.
Fig.1.5 - Jante Fundida
Roda de uma só peça, reduzindo o peso desta jante em cerca de 10% em relação à jante de duas peças
Aumento do diâmetro da jante
Espaço livre
Jantes
No primeiro caso, tampão da roda de uso mais vulgarizado, é fixo à jante por pressão, através de 3 bossas nela existentes, embora em alguns casos o tampão pode ser fixo por um dos parafusos de aperto da jante ao cubo da roda. No segundo caso, os tampões são geralmente fixados por meio de grampos que se fixam no bordo da jante.
Para desmontar os tampões fixos por grampos, use uma chave de fendas grande ou uma ferramenta especial para esse efeito, introduza a ferramenta junto a um dos pontos de fixação, obrigando o tampão a saltar fora, com a outra mão ampare o tampão de modo a que este não caia no chão ao soltar-se, como se pode ver nas figuras Fig. 1.6 e Fig. 1.7.
Muitos carros dispõem apenas de um tampão sobre a porca de fixação do cubo da roda. Na maioria destes casos não é preciso desmontar este tampão para desmontar e montar a roda.
Por uma questão de facilidade de trabalho, é conveniente aliviar as porcas ou parafusos de fixação das rodas, antes de levantar o veículo. Mas antes de desapertar as rodas, deve colocar o veículo na posição correcta de levantamento. Em caso de utilizar um ele-vador Fig. 1.8, coloque o veículo na posição correcta e aplique-lhe os braços do eleva-dor, se utilizar um macaco e suportes, coloque-os nas posições correctas para efectuar o levantamento e suspensão do veículo, Fig. 1.9.
.
Rodas e Pneus 1.10
Jantes
Escolha as chaves adequadas para proceder ao desaperto das porcas ou parafusos. Aplique a chave às porcas ou parafusos, desapertando-os de ¼ a meia volta (o suficiente para ficarem leves). As porcas e parafusos só devem ser completamente desapertadas, depois do veículo se encontrar levantado.
Uma vez o veículo elevado, retire as porcas ou parafusos de fixação da roda, se utilizar um berbequim pneumático, não é necessário fazer o desaperto prévio dos parafusos ou porcas antes de elevar o veículo, como foi dito anteriormente. Pode finalmente desmontar as rodas.
Montagem das rodas
Em primeiro lugar, verifique se as superfícies de apoio do cubo e da jante estão bem limpas, caso não estejam limpe-as. Monte as rodas colocando-as na posição correcta, aponte as porcas ou os parafusos, come-çando por aplicar o da parte de cima, no caso de serem porcas a parte cónica das porcas fica virada para a roda, como mos-tra a figura 1.10.
Fig.1.8 Fig.1.9
Jantes
Primeiro aperte as porcas ou parafusos à mão e depois utilize uma chave, rode a roda enquan-to a vai apertando, de modo a que fique bem centrada sobre os pernos. O aperto das porcas ou parafusos deve ser progressivo e numa sequência cruzada, apli-cando apertos iguais sobre cada uma (Fig. 1.11).
Se utilizar uma chave pneumática, para apertar as porcas, deverá escolher o adaptador adequado ao binário a aplicar. Caso contrário, utilize uma chave dinamómetro para fazer o aperto final.
Desça o veículo e com ele apoiado no chão, proceda ao aperto final, aplicando-lhe o binário de aperto recomendado. A sequência do aperto deve ser cruzada, de acor-do com a figura 1.12.
Monte o tampão da roda fixando-o sobre duas bossas e comprimindo-o com força sobre a outra bossa, não aplique pressão na zona central do tampão porque por vezes são frá-geis e danificam-se com facilidade.
No caso de um tampão que cubra toda a jante, comece por enfiá-lo na válvula e depois fixe-o de um dos lados, por aplicação de pressão.
Fig.1.11
Pneus
2 - PNEUS
2.1 - NECESSIDADE E FUNÇÕES DOS PNEUS
O pneu é o único órgão do veículo que está em contacto com o solo.
Isto demonstra bem a importância que o pneu tem na segurança do automóvel.
Para além de garantir a máxima aderência, o pneu deve absorver parte das vibrações transmitidas pelo piso, uma vez que este não é perfeitamente liso. Se assim não fosse, as vibrações aplicadas directamente à roda provocariam graves danos a curto prazo em vários órgãos do automóvel.
A maior parte da força aplicada pelo solo no pneu é absorvida pela compressão do ar existente no seu interior.
As principais funções do pneu são:
Suportar a carga e o peso próprio do veículo
Transmitir à estrada o binário motor, para fazer avançar o veículo
Absorver as irregularidades da estrada, melhorando o amortecimento
Assegurar a máxima aderência sobre qualquer piso sem aquecerem demasiado
Suportar os esforços de travagem, aceleração e força centrifuga (curvas)
Garantir a estabilidade do veículo em altas velocidades
Rodas e Pneus 2.2
Pneus
2.2 - CONSTRUÇÃO DO PNEU
Existem dois tipos gerais de pneus, com câmara de ar e sem câmara de ar. Nos primeiros, tanto a câmara como o flanco do pneu estão mon-tados sobre a jan-te da roda (Fig. 2.1), a câmara é uma película de borracha que se dilata sobre a acção do ar com-primido para o seu interior. No pneu sem câmara de ar este é
mon-tado directamente em cima da jante, ficando o ar retido entre esta e a carcaça do pneu, como se pode ver na figura 2.2.
A pressão de ar que se introduz nos pneus depende do tipo de pneu e da sua função. Nos pneus de veículos de turismo introduz-se uma pressão geralmente compreendida entre 22 a 30 psi (1,5 a 2,1 kg/cm2 ). Os pneus que suportam grandes cargas, normalmente os de camiões, podem atingir pressões até aos 100 psi (7 kg/cm2 ).
Fig.2.1
Pneus
A pressão de ar que se introduz nos pneus depende do tipo de pneu e da sua função. Nos pneus de veículos de turismo introduz-se uma pressão geralmente compreendida entre 22 a 30 psi (1,5 a 2,1 kg/cm2 ). Os pneus que suportam grandes cargas, normal-mente os de camiões, podem atingir pressões até aos 100 psi (7 kg/cm2 ).
De seguida indicaremos os elementos que constituem os pneus (Fig. 2.3):
1 - Telas de protecção da carcaça: são capas colocadas entre o piso e a carcaça, com o fim de absorver esforços internos gerados pelos impactos que o pneu recebe.
2 - Piso: Constitui a banda de rolamento ou a superfície de contacto com o solo. Por isso é a zona de maior desgaste do pneu. Está situa-do por cima das telas de protecção da carcaça e é formasitua-do por uma grossa capa de borracha com uma série de relevos e sulcos que dão origem ao desenho do piso. Esta capa apresenta uma elevada resis-tência ao desgaste e ao calor e, regra geral, às agressões externas, tais como: cortes, líquidos contaminantes, etc.
O relevo destina-se a escoar a água que se acumula entre o pneu e o solo durante o andamento do veículo. Ao contrário do que muitas vezes se pensa, o relevo dos pneus não se destina a melhorar a ade-rência, mas a escoar a água para evitar que o veículo entre em hidro-planagem.
A aderência depende essencialmente das características da borracha e da estrutura interna do pneu e não dos relevos do piso.
3 - Rebordos do piso: são os extremos laterais da banda do rola-mento, que protegem a carcaça dos choques laterais sofridos pelo pneu.
Representa a zona de união da banda de rolamento com os flancos do pneu. É também a zona onde se gera mais calor e onde o pneu tem maior espessura.
Rodas e Pneus 2.4
Pneus
4 - Carcaça: É formada por um conjunto de telas ou lonas sobrepostas e envoltas em borracha, que se estendem de talão a talão. As telas são de nylon e o seu tamanho e quantidade dependem das dimensões do pneu e do fim a que se destina.
5 - Talões: São constituídas por fios de arame de aço de elevada resis-tência à tracção, cobertos de borracha e telas de nylon. Esta zona tem por missão impedir o aumento do diâmetro durante o trabalho do pneu e manter a forma deste.
O seu perfil tem que se adaptar perfeitamente à jante e ao rebordo des-ta, evitando a saída do pneu da jante em situações de grande esforço (curvas). Os talões estão unidos aos flancos através de reforços em tela.
6 - Flancos: É a zona compreendida entre o rebordo do piso e os talões da carcaça. Devem possuir uma elevada resistência e suportar a carga e a flexão repetida do pneu, absorvendo as pequenas irregularidades do piso. Fig. 2.3
Pneus
Tipos de construção
Segundo a construção e disposição dos tecidos que formam a armação da carcaça, os pneus podem ser diagonais, radiais ou mistos. Nos pneus diagonais (Fig. 2.4) a carcaça é formada por várias telas ou lonas de algodão ou nylon impregnadas de borracha. Por vezes, estas telas de matéria têxtil são associadas a outras com fios de aço finíssimos. Estas telas são coladas e cruzadas umas sobre as outras, o que confere uma grande resistência e direccionabilidade ao pneu.
Fig.1.4 – Construção de um pneu de carcaça diagonal
A – Conjunto de telas que formam a carcaça; B – Banda do piso; C – Flanca; D – Talão; 1 – Telas internas da carcaça; 2 – Telas externas da carcaça; 3 – Sulcos da banda do piso; 4 – Borracha base; 5 – Relevo da banda do piso; 6 – Telas de protecção; 7 – Canto da banda do piso; 8 – Cordão do rebordo; 9 – Última tela; 10 – Pontas das telas internas da carcaça; 11 – Tela de reforço do talão; 12 – Borracha envolvente do anel metálico; 13 – Cerco metálico; 14 – Ponta do talão; 15 – Pontas das telas externas da carcaça; 16 – Estribo do talão; 17 – Cavidade do talão.
Rodas e Pneus 2.6
Pneus
Quanto mais cruzadas as telas, maior a comodidade de condução e menor a estabilida-de da direcção. O número estabilida-de telas estabilida-depenestabilida-de do peso que o pneu terá que suportar. O material dos fios também influencia a capacidade que o pneu tem de suportar o peso.
Actualmente, os pneus mais utilizados são os radiais (Fig. 2.5), em que a armação da carcaça é formada por várias capas de tecido ou lona e as telas vão de um talão ao outro, perpendicularmente ao sentido de rotação da roda. Com esta disposição tem-se uma comodidade grande na condução do veículo. Para compensar a baixa estabilidade na direcção, dispõem-se diversas camadas de tela por baixo do piso.
A. Conjunto de telas que formam a carcaça B. Banda do piso C. Flanco D. Talão
1. Telas internas da carcaça 2. Telas externas da carcaça 3. Sulcos da banda do piso 4. Borracha base 5. Relevo da banda do piso 6. Telas de protecção 8. Cordão do rebordo 9. Última tela 10. Pontas das telas internas da carcaça 11. Tela de reforço do talão 12. Borra-cha envolvente do anel metálico (13) 13. Cerco metálico 14. Ponta do talão 16. Estribo do talão 17. Cavidade do talão.
Pneus
Nas armações de carcaça do tipo misto (Fig. 2.6) utiliza-se a junção dos dois proces-sos, ficando este tipo de pneu com as características intermédias dos dois métodos de fabrico.
Os pneus radiais (em comparação com os diagonais) apresentam vantagens, particu-larmente pela construção da zona por baixo do piso, pois demonstram uma grande rigi-dez, impedindo que haja deformações nas curvas, permitindo ao veículo seguir uma trajectória mais segura. Por outro lado, são mais resistentes ao desgaste.
Como inconvenientes, pode-se referir um endurecimento da direcção e uma menor capacidade para absorver as irregularidades do piso, a baixas velocidades.
Pneus sem câmara de ar (tubeless)
Os pneus sem câmara de ar (tubeless) (Fig. 2.7) apresentam as seguintes vantagens:
Fig.2.6
Maior elasticidade, portanto, maior conforto de marcha
Menor aquecimento para as mesmas condições de utilização devido a uma dissipação de calor mais eficaz.
Rodas e Pneus 2.8
Pneus
Propriedades e Características dos Pneus
Aos pneus são exigidas características muito diversas e às vezes difíceis de associar para proporcionar ao veículo altos níveis de segurança, conforto, capacidade de acele-ração e desaceleacele-ração, bem como elevada velocidade de ponta e ao mesmo tempo economia de combustível, tudo com baixo custo e grande duração. Algumas destas características são:
De acordo com as suas características construtivas e materiais utilizados, os pneus apresentam as seguintes propriedades:
Em caso de furos pequenos, permitem um esvaziamento progressivo, evitando o rebentamento e consequente perda de controlo do veículo.
Elevada aderência em piso seco e molhado.
Baixa resistência de atrito de rolamento.
Capacidade para resistir a esforços dinâmicos exteriores.
Boa resistência à fadiga, ao desgaste, à formação de fendas, etc.
Baixo nível de ruídos e de vibrações.
Pneus
Flexibilidade: é a capacidade de deformação do pneu face aos esforços a que está sub-metido. A flexibilidade vertical ou esmagamento (Fig. 2.8), depende principalmente da pressão de enchimento e em parte da rigidez da carcaça. Devido a esta flexibilidade o perfil do pneu sofre um esmagamento provocado pelo peso que sobre ele é assente. A flexibilidade transversal caracteriza a rigidez do pneu face aos esforços laterais, como é o caso da força centrífuga em curva, depende fundamentalmente da estrutura da carcaça, sendo mais rijo um pneu radial que um diagonal.
Amortecimento: Consegue-se fundamentalmente graças à flexibilidade do perfil do pneu, o qual permite que o pneu se adapte às irregularidades do terreno e absorva parte da energia aí gerada.
A capacidade de amortecimento cresce com a diminuição da pressão de enchimento.
Capacidade de carga: é o peso que um pneu pode suportar durante o seu trabalho, depende da pressão de enchimento, do volume de ar contido no interior do pneu e do tipo de material que constitui a carcaça. O aumento da pressão de enchimento faz com que a capacidade de carga seja maior, a qual também cresce com o volume de ar, que depende da altura e da largura do pneu.
Rodas e Pneus 2.10
Pneus
Capacidade de tracção: É a resistência ao deslizamento da banda do piso, quando do início do movimento do veículo.
Direccionabilidade: É a capacidade que os pneus têm de manter o veículo na trajectória imposta pelo sistema de direcção. Para cumprir este requisito é necessário que o pneu tenha resistência suficiente aos deslocamentos laterais. Esta propriedade depende de vários factores, de entre os quais se destaca o desenho da banda do piso de rolamento.
Aderência: É a resistência provocada pela banda do piso do pneu à patinagem quando das acelerações ou travagens. O valor da força resistente depende do piso sobre o qual está apoiado cada pneu em cada instante, do material e do desenho do piso do pneu.
Tipos de Desenho do Piso
Existe uma grande variedade de desenhos do piso do pneu. Podem citar-se 3 configura-ções básicas (Fig. 2.9).
O tipo A e suas variantes é o mais usual. Proporciona uma melhor aderência transversal que os outros tipos e tem um desgaste uniforme. Tem vantagens para rodas directrizes não motrizes.
O tipo B é óptimo para rodas motrizes pela sua maior aderência longitudinal. A. Ranhuras e nervuras no sentido da circunferência. B. Ranhuras, tacos e nervuras no sentido transversal. C. Desenhos orientados nos dois sentidos.
Pneus
O tipo C e suas variantes caracterizam-se por dispor de elementos orientados em ambos os sentidos (longitudinal e transversal) apresentam ranhuras mais amplas e pro-fundas e com zonas laterais inclinadas para uma auto-limpeza. Utilizam-se para lama e neve.
A aderência de um pneu em solo seco é tanto maior, quanto maior a superfície de con-tacto, ou seja, quanto mais liso for o pneu, no entanto pneus deste tipo seriam comple-tamente ineficazes no caso de pisos molhados ou húmidos, porque surgiria o fenómeno da hidroplanagem. Para evitar esta situação existem canais na banda do piso do pneu, que cortam a película de água e a canalizam para a periferia do pneu evitando que esta se acumule debaixo do pneu. Quando não se consegue expelir toda a água entre o solo e o pneu, forma-se entre estes uma película de água que diminui a aderência do pneu e provoca o deslizamento do veículo sobre a água, o que impossibilita o condutor de direccionar o veículo correctamente podendo originar o acidente, estamos perante o fenómeno da hidroplanagem.
Válvulas de Ar do Pneu
As válvulas utilizadas em qualquer tipo de pneu são constituídas por um corpo cilíndrico (A) (Fig. 2.10), que na sua parte inferior se une à jante ou à câmara de ar, consoante se trate de um pneu tubeless ou com câmara de ar, pelo rebordo (B). Na sua parte superior existe uma rosca exterior (C) para se enroscar uma cápsula que evita a entrada de poei-ras, no interior existe um suporte roscado (D) que cria uma vedação hermética com o corpo cilíndrico (A) por meio de um vedante cónico. No interior deste suporte passa a agulha (E), à qual está fixo o obturador cónico (F), com vedante de borracha, no final da agulha existe um suporte (G), que se apoia nos ressaltos do interior do corpo (A). Entre (G) e (F) é montada uma mola que empurra o obturador cónico (F) contra a sua sede, impedindo desta forma a saída de ar do interior do pneu. Para se esvaziar o pneu basta pressionar a agulha (E), o que faz com que o obturador cónico (F) se afaste da sua sede, deixando assim sair o ar. Quando se libertar a agulha a própria pressão interna do ar no pneu e a mola voltam a fechar o obturador (F), impedindo a saída do ar. Se do exterior se aplicar uma mangueira de ar comprimido, este faz actuar a agulha (E) e abre o obturador (F) permitindo encher o pneu.
Rodas e Pneus 2.12
Pneus
2.3 - COMPORTAMENTO DO PNEU
Para além da própria construção do pneu, os principais factores que influenciam o seu comportamento são a aderência entre este e a estrada e as forças a ele aplicadas. Podemos então concluir que o atrito é um factor importantíssimo para o comportamento do pneu.
Patinagem e Coeficiente de Atrito
Quando uma roda em movimento transmite uma força para a superfície sobre a qual ele se desloca, como por exemplo a força de propulsão, produz-se um movimento relativo entre o pneu e a estrada.
O caminho que o veículo percorreu é, neste caso, mais curto do que o que devia corres-ponder ao do perímetro da roda em movimento. Entre o pneu e a estrada produz-se um resvalamento (patinagem).
A patinagem é indicada em percentagem e é igual à diferença entre a distância percorri-da por uma ropercorri-da em movimento, sem transmissão de força, e a distância efectiva per-corrida quando há transmissão de força.
Pneus
Durante uma travagem com rodas bloqueadas, a patinagem é de 100%.
A patinagem depende do valor:
O coeficiente de atrito depende das características da superfície da estrada (por exem-plo: betão, asfalto ou pavimento de paralelepípedos), do seu estado (por exemexem-plo: seca ou molhada) e das características dos pneus.
Na figura seguinte podemos ver o coeficiente de atrito em função da % de bloqueio das rodas e do tipo de pavimento.
Da força de tracção ou da força de travagem
Das forças laterais para a manter o alinhamento do veículo
Do coeficiente de atrito entre os pneus e a estrada
Fig.2.11
A. Coeficiente de atrito B. Deslizamento por
tra-vagem (λ)
C. Rodas a girar livre-mente D. Rodas blocadas 1. Asfalto seco 2. Asfalto molhado 3. Neve ou gravilha 4. Gelo
Rodas e Pneus 2.14
Pneus
Forças Laterais e Deflexão do Pneu
Estando os pneus à pressão correcta, verifica-se uma pequena deformação na zona das paredes laterais. Com o veículo em movimento, o pneu passa por uma deformação variável e rotativa. Esta deformação dos pneus em movimento designa-se por “deflexão”.
A elasticidade do pneu provoca uma resistência ao rolamento. Esta resistência depende dos seguintes factores:
Um pneu pode suportar forças laterais quando rola inclinado ao sentido da marcha. Assim, o pneu não está direito em percursos curvos, mas reflecte-se lateralmente. Atra-vés da deflexão, o pneu desenvolve uma resistência e, portanto, uma força lateral que mantém o veículo na trajectória desejada.
O percurso oblíquo do pneu é provocado pelo sopé e pela convergência das rodas.
A transmissão de forças laterais entre os pneus e o piso é necessária para evitar o escorregamento do veículo por forças perturbadoras tais como: ventos laterais ou forças centrífugas nas curvas.
Da secção do pneu.
Da mistura de que é constituída a borracha.
Do perfil do pneu.
Do estado da estrada.
Pneus
Ângulo de Deriva ou Desvio do Pneu
Quando se fazem curvas a alta velocidade, a força centrífuga faz com que o veículo se desvie da trajectória desejada, empurrando-o para a zona exterior da curva.
Para que o veículo possa ser mantido na sua trajectória, os pneus deverão transmitir forças laterais que se opõem à força centrífuga.
Contudo, isto só é possível quando o pneu deflecte lateralmente.
Este ângulo, que em trajectória curva, se verifica entre o sentido do movimento do veí-culo, designa-se por deriva do pneu ou desvio.
A deriva dos pneus é influenciada pela velocidade do veículo e pela rotação do volante.
Rodas e Pneus 2.16
Pneus
Coeficiente de Atrito Lateral
Os pneus atingem um valor de coeficiente de atrito lateral máximo com um ângulo de deriva de 15 a 20 graus. O atrito lateral depende deste ângulo, da carga sobre a roda e das características da estrada e é representado pelo coeficiente de atrito µS.
Fig.2.13
F - Força lateral.
AB - Direcção provocada pela deriva. CD - Direcção teórica.
α - Ângulo de deriva.
Fig. 2.14
Coeficiente de atrito lateral 1. Cimento áspero e seco. 2. Cimento liso e seco. 3. Camada de neve. 4. Camada de gelo, áspera.
Força de desvio lateral
5. Carga de 1500N sobre a roda. 6. Carga de 3000N sobre a roda. µS. Coeficiente de atrito lateral.
Fs. Força de desvio lateral. α. Ângulo da deriva
Pneus
2.4 – CARACTERÍSTICAS DIMENSIONAIS
Características Dimensionais
Um pneu caracteriza-se, tanto pela sua forma, como pelas suas dimensões.
Quanto às dimensões o pneu é caracterizado pela sua largura, altura e diâmetro interno.
Como a uma maior superfície de con-tacto entre o pneu e o solo correspon-de uma maior acorrespon-derência, actualmente existe a tendência de utilizar pneus mais largos e de baixa pressão de enchimento. Por isso a relação altura/ largura tem vindo a diminuir.
Esta relação indica se o pneu tem os flancos mais ou menos baixos em rela-ção à largura da banda de rodagem.
Quanto menor for essa relação, maior é a precisão de condução, mas o con-forto é prejudicado por haver menos altura de pneu para absorver as irregu-laridades do piso.
Normalmente, quando maiores forem as performances do veículo, menor é a relação altura/largura. Nos carros mais lentos usa-se a relação 80, mas esse valor pode descer, chegando a 45 em modelos desportivos. A maioria dos automóveis actuais usa relações entre 70 e 60.
As dimensões dos pneus vêm inscritos no seu flanco. Vejamos um exemplo:
Fig.2.15 I. Largura h. Altura C. Diâmetro interno Fig. 2.15
175 / 70 R 13
Rodas e Pneus 2.18
Pneus
Estamos na presença de um pneu com uma largura de 175 mm, com uma relação entre a altura e largura de 70%. O número da direita informa-nos que o diâmetro da jante é de 13 polegadas. A letra R indica-nos o tipo de construção (radial).
Índice de Carga e Velocidade
O peso máximo que pode suportar um pneu também é indicado pelo fabricante. As refe-rências ao peso que se vêm no pneu são indicadas por meio de dois algarismos.
Ex. 175/70 R13 80. O índice indicado de 80 corresponde a 450Kg.
A velocidade a que pode circular um pneu também vem expressa na banda lateral deste. Este índice vem indicado através de uma letra.
Ex. 175/70 R13 80 T. O índice T indica-nos uma velocidade máxima de 190 Km/h.
Tabela 2.1 Índice de carga Carga por pneu (kg) Índice de carga Carga Por pneu (kg) Índice de carga Carga por pneu (kg) Índice de carga Carga por pneu (kg) Índice de veloc. Vel. em km/h 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 265 272 280 290 300 307 315 325 335 345 355 365 375 387 400 412 425 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 437 450 462 475 487 500 515 530 545 560 580 600 615 630 650 670 690 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 710 730 750 775 800 825 850 875 900 925 950 975 1000 1030 1060 1090 1120 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 1150 1180 1215 1250 1285 1320 1360 1400 1450 1500 1550 1600 1650 J K L M N P Q R S T H V W Y VR ZR 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 210 240 270 300 >210 >240
Pneus
2.5 - PERMUTA DE MEDIDAS
Quando se pretende trocar os pneus de origem com outros de medida diferente é necessário ter o cuidado de não alterar o diâmetro exterior do conjunto jante/pneu. Ape-nas são admissíveis pequeApe-nas variações nesta medida. Se a diferença for exagerada, terá consequências nefastas ao nível da maneabilidade do veículo bem como no des-gaste dos órgãos de direcção e suspensão. Além disso, altera a relação final de trans-missão do movimento entre o diferencial e as rodas.
O aumento de largura de um pneu também não deve ser exagerado pois aumenta o
consumo de
combustível e o risco de hidroplanagem.O perímetro da circunferência pode ser obtido nos catálogos de pneus, mas também pode ser calculado.
Exemplo: Pneu 175/70 R 13 Altura do flanco = 175 × 0,70 = 122,5 mm Diâmetro da jante = 13 × 25,4 = 330,2 mm Diâmetro jante/pneu = 2 × 122,5 + 330,2 = 575,2 mm Perímetro = π × diâmetro = 3,14 × 575,2 = 1806,1 mm
Este pneu deve ser trocado por outro que tenha um perímetro aproximado de 1806 mm.
Rodas e Pneus 2.20
Pneus
Tabela. 2.2
Pneus
Tabela 2.3
Rodas e Pneus 2.22
Pneus
2.6 – CUIDADOS A TER COM OS PNEUS
Pressão dos Pneus
A pressão de enchimento de um pneu é estabelecida pelo fabricante para que se obte-nham as melhores condições de aderência e o desgaste mínimo. Esta pressão é pro-posta com base na carga
que o pneu deve suportar.
Actualmente tende-se a bai-xar a pressão de enchimen-to, obtendo-se deste modo os pneus chamados de bai-xa pressão que proporcio-nam uma absorção mais efi-caz das irregularidades da estrada em benefício do conforto geral do veículo.
Uma pressão de enchimen-to inferior ou superior à ade-quada implica um contacto pneu/piso anormal, como se
pode ver na figura. Produz-se deste modo um desgaste irregular na superfície do pneu e, por conseguinte, uma perda de aderência.
O gráfico seguinte, podemos ver a influência da pressão na duração do pneu.
a Pressão correcta b Pressão inferior à normal c Pressão superior à normal
Fig.2.17
1 Pressão insuficiente 2 Pressão recomendada 3 Pressão excessiva
Pneus
Verificação da pressão e do estado dos pneus
Uma das principais causas do desgaste excessivo dos pneus, é o desleixo a que eles são votados. No entanto, se perguntarmos aos condutores ou encarregados de frotas de veículos quais os componentes cuja substituição acarreta maiores despesas, certamen-te que a resposta será os pneus. Isto indica que não lhes é dada a devida importância.
Para diminuir as despesas com os pneus, estes deverão ser submetidos a uma inspec-ção penódica todos os 5000 km. A pressão dos pneus deverá ser verificada regularmen-te, pelo menos uma vez por semana, uma pressão mais baixa que a recomendada pelos fabricantes, irá reflectirse no aumento do desgaste dos pneus, por exemplo, se houver uma diminuição de 10% na pressão de um pneu, o seu desgaste aumentará em 12%.
Um pneu com uma pressão 20% inferior à pressão recomendada, durará menos 30% do que énormal, isto significa que, se em vez de uma pressão recomendada de 2,1 bares , utilizar-se os pneus a uma pressão de 1,7 bares, cerca de 30% da borracha dos pneus será desperdiçada.
Para medir a pressão de ar existente nos pneus, primeiro retire a carrapeta da válvula, depois aplique o manómetro sobre a válvula e comprima-o contra ela por alguns segun-dos, mantenha o manómetro bem comprimido contra a válvula, de modo que não haja qualquer fuga de ar. Leia o valor da pressão.
De notar que se deve verificar sempre a pressão dos pneus quando estes estão frios, uma vez que se estes estiverem quentes, como por exemplo, depois de uma condução prolongada, o manómetro não indicará a verdadeira quantidade de ar existente dentro dos pneus devido a este se encontrar dilatado. Nunca retire o ar de pneus quentes.
Agora vamos examinar os pneus de um veículo a fim de verificar se existem irregularida-des de irregularida-desgaste. A figura 2.19, apresenta vários tipos de irregularida-desgaste possível nos pneus de uma viatura:
Rodas e Pneus 2.24
Pneus
Desgasto por convergência ou divergêncIa do pneu: Uma convergência ou divergên-cia excessiva das rodas dianteiras faz com que nas curvas, o pneu se arraste lateralmen-te sobre o solo, em movimento de avanço. Estamos peranlateralmen-te a necessidade de alinhar a direcção.
Desgasto lateral: Se o ângulo de sopé (camber) de uma roda for excessivo, o pneu sofre um desgaste maior sobre um dos lados.
Pneus
Desgaste de viragem: Este tipo de desgaste surge quando com regularidade se curva a velocidades elevadas.
Desgaste irregular (cova ex. da figura 2.19): Este tipo de desgaste localizado em determinado ponto do piso do pneu, pode ter resultado de um desalinhamento pronun-ciado das rodas, de rodas desequilibradas, bloqueamento das rodas durante a trava-gem (defeito de travões) ou pressão de ar excessiva nos pneus.
Desgaste por alta velocidade: Quanto maior a velocidade de deslocação da viatura, maior o desgaste dos pneus.
Verifique, de acordo com os tipos de desgastes apresentados todos os pneus da viatu-ra. Verifique também, se existem pedras, pregos ou vidros agarrados ou espetados no piso dos pneus, se existirem retire-os. Antes de retirar qualquer prego, tenha o cuidado de assinalar o local com giz, de modo a
poder localizar com facilidade o local do furo, caso este origine o esvaziamento do pneu.
Se houver cortes na borracha do piso ou nos flancos do pneu (Fig. ~20), há probabilidades de haver danos das telas. Isso irá enfraquecer o pneu, havendo o perigo de o mesmo rebentar durante a sua utilização, isto pode impli-car a substituição dos pneus em causa.
Devemos agora verificar a profundidade do piso do pneu com um medidor de profundi-dades, se esta for inferior a 1,6 mm em qualquer ponto da largura do pneu, o pneu deverá ser substituido.
Para se obter uma máxima duração dos pneus, os fabricantes recomendam que se intermutem as rodas todos os 10000 km. Esta medida irá fazer com que haja um
des-gaste igual em todos os pneus, uma vez que é frequente haver um maior desgaste nos pneus da frente ou nos pneus do lado da berma. A figura 2.21 mostra esquemá-ticamente o movimento de permuta das rodas para pneus diagonais.
Rodas e Pneus 2.26
Pneus
No caso dos pneus radiais deve evitar-se a mudança do sentido de rotação das rodas, uma vez que a estrutura das telas sofre ligeiras deformações que não devem ser modifi-cadas com a mudança de sentido de rotação. Por este motivo a permuta efectua-se mudando os pneus dianteiros pelos traseiros, mantendo-os no mesmo lado do veículo. O pneu sobresselente não entra no jogo de permutas e deve ser utilizado somente durante o tempo de reparaç~o de um dos outros pneus.
2.7- REPARAÇÕES DE PNEUS
Como já foi dito os pneus estão sujeitos durante o seu funcionamento a um desgaste normal, o que leva à substituição dos pneus periodicamente. Este desgaste é mais nota-do nas rodas motrizes, por serem estas que transmitem a potência ao solo, no entanto quando as condições de utilização não são adequadas, o desgaste é irregular e muito mais rápido, originando a substituição dos pneus mais rapidamente. Nestes casos é fun-damental corrigir as causas destas anomalias antes de efectuar a substituição dos pneus.
Quando for necessário desmontar um pneu, seja para substitui-lo ou para repará-lo, deverá efectuar-se a operação de desmontagem e posterior montagem com a ajuda de uma máquina adequada, nos pneus sem câmara de ar (tubeless) o uso desta máquina é obrigatório, dada a maior pressão de engatilhado deste tipo de pneus contra o rebordo da jante.
A desmontagem começa com o afastamento do pneu do rebordo da jante, o que se con-segue mediante a aplicação de uma espátula sobre o rebordo de acoplamento com a jante (Fig. 2.22), com a roda presa num suporte pelo lado contrário. Posteriormente reti-ra-se o pneu (Fig. 2.23) introduzindo a ferramenta apropriada entre a jante e o pneu, ao mesmo tempo que se vai girando a roda.
Pneus
A montagem realiza-se de forma inversa à desmontagem, tendo especial atenção em não danificar o pneu. Em ambas as operações é necessário untar as zonas do rebordo da jante e do pneu. Uma vez montado o pneu, aplica-se uma pressão de 3,5 bar com o objectivo de obter um acoplamento perfeito do talão do pneu à jante (Fig. 2.24), poste-riormente esvazia-se o pneu para a pressão correcta.
No que diz respeito a reparações, é impossível realiza-Ias em pneus rebentados ou tubeless, quanto às reparações de furos devem ser sempre realizadas pelo interior do pneu, utilizando cavilhas autovuícanizantes (Fig. 2.25), que posteriormente serão calca-das para retirar bolhas de ar que se possam ter formado. Antes da colocação da cavilha é conveniente limpar a superfície interna do pneu com lixa e adicionar-lhe posteriormen-te um solução vulcanizanposteriormen-te.
Reparação da câmara de ar
Se existir um furo numa câmara de ar de um pneu que não altere muito a forma da mes-ma, este pode ser reparado mediante a aplicação de um remendo. Em primeiro lugar temos de encontrar o furo, para isso enche-se a câmara de ar fora do pneu, submergin-do-a em água. Onde aparecerem bolhas de ar existe uma fuga, marque o local da fuga, volte a esvaziar a câmara de ar.
Existem duas formas de remendar a câmara, o método de remendo a frio e o método de remendo a quente. No primeiro método lixa-se e limpa-se a zona que rodeia o furo, de seguida cobre-se essa zona com cola deixando-a secar, por fim aplica-se o remendo. Temos agora que nos certificar da boa vedação do remendo, voltando a encher a câma-ra de ar e colocando-a novamente debaixo de água. No método a quente a prepacâma-ração
Rodas e Pneus 2.28
Pneus
da câmara de ar é em todo idêntica à do método anterior, depois coloca-se o remendo e pressionando-o fortemente, aplica-se calor para se conseguir uma boa união. Após o arrefecimento da zona remendada volta-se a encher a câmara e a colocá-la debaixo de água para verificar a vedação do remendo.
Reparação de furos em pneus montados na jante
Retire o objecto causador do furo e limpe a zona do orifício com um rascador, aplique o fluido especial de vulcanização no exterior do orifício e introduza a ponta do tubo do flui-do de vulcanização no furo para que este entre no pneu, de seguida aplique o tampão de borracha, existem vários tipos de tampões de borracha, o representado na figura 2.25 instala-se com a ajuda de uma agulha especial. Para
colocar este tampão, após a aplicação do fluido vulca-nizante escolhe-se um tampão com um diâmetro de pelo menos duas vezes o diâmetro do furo da agulha, depois enfia-se o extremo mais pequeno do tampão no orifício da agulha submerge-se este no fluido vul-canizante pressionando a agulha e o tampão através do orifício e retirando a agulha. Recorta-se um tam-pão com 3,2 mm e coloca-se sobre a superfície do pneu, comprova-se a existência de fugas, caso estas não existam o pneu está pronto a ser usado.
Reparação de furos em pneus fora da jante
Existem três métodos para reparar orificlos em pneus fora da jante, o tampão de borra-cha, o remendo a frio e o remendo a quente. Todas estas reparações realizam-se pelo interior do pneu, com este fora da jante.
Método do tamoão de borracha: os tampões de borracha podem ser aplicados da mesma forma como foi descrito no parágrafo "reparação de furos em pneus montados na jante", a única diferença é que agora a reparação é executada a partir do interior do pneu, lixando e limpando da zona situada à volta do furo.
Fig. 2.25 – Corte de um pneu no qual se pode ver uma das agulhas que se usam para inserir um tampão de borracha num furo de um pneu
Pneus
Método do remendo a frio: quando se utiliza este método, primeiro limpa-se e lixa-se toda a zona interna do pneu em redor do furo, de seguida aplica-se uma pequena quan-tidade de fluido vulcanizante em volta do furo, deixando-o secar durante 5 minutos. Depois coloca-se o remendo sobre o furo cosendo-o com a ferramenta apropriada, começando a coser a partir do centro para fora, sem esquecer de coser as pontas do remendo.
Método do remendo a quente: Este método é muito parecido com o anterior, a principal dife-rença consiste em que uma vez colocado o remendo na zona afectada, temos de lhe aplicar calor, para tal aquece-se o remendo com um fer-ro eléctrico, como se pode ver na figura 2.26.
Recauchutagem
A recauchutagem é um processo que consiste em aplicar material novo da banda do piso de um pneu, a um pneu usado, através da vulcanização. Para efectuar esta opera-ção é necessário teruma máquina adequada, tal como se ilustra na figura 2.27.
Em primeiro lugar limpa-se o pneu descarnando toda a zona da banda do piso antigo, de seguida coloca-se uma tira de borracha nova, denominada tira de recauchutagem, sobre o pneu velho. Introduz-se o pneu e a tira na máquina de recauchutar, fecha-se a máquina e aplica-se calor durante um determinado tempo.
Diagnóstico aos Pneus
Quando se observam anomalias no comportamento dos pneus, deve-se efectuar uma
Fig. 2.26
Rodas e Pneus 2.30
Pneus
inspecção aos mesmos para determinar o seu desgaste e medir a pressão de enchi-mento.
Se durante a condução se notar um "golpear" dos pneus, isso pode dever-se a irregula-ridades no mesmo, o que origina um ruído a cada volta da roda. Para se conseguir identificar qual é a roda que apresenta o defeito, aumenta-se a pressão a todas as rodas, para valores acima dos estipulados, até desaparecer o ruído, de seguida vai-se retirando a pressão até aos valores estipulados, roda a roda, até que volte a aparecer o ruído, conseguindo assim descobrir de que roda vem o ruído.
Se durante a condução se notar um ruído semelhante a "marteladas", este deve-se a desequilíbrio estático de uma das rodas ou a uma excentricidade lateral excessiva.
Quando uma quantidade excessiva de massa está concentrada numa determinada zona , surge então este tipo de ruído.
O "bailar" das rodas é consequência de um desequilíbrio dinâmico que origina vibra-ções a média e alta velocidades.
Uma excentricidade radial ou lateral excessiva do pneu ou da roda, pode originar vibra-ções do veículo, "martelar" do pneu, oscilavibra-ções da roda e desgaste excessivo da banda do piso do pneu. A excentricidade pode ser verificada através de um comparador como se pode ver na figura 2.28, o qual se coloca alternadamente sobre a banda do piso do pneu e os flancos do mesmo,
com a roda levantada do solo. Nestas condições, a excentrici-dade, tanto radial como longi-tudinal, não deve ultrapassar os 1,2 mm. Caso contrário, deve verificar-se também a jante como mostra a figura 2.29, cuja excentricidade não deve ser superior a 0,8 mm. No caso de se registarem
ano-malias, deve-se substituir o componente defeituoso (jante ou pneu).
Como já referimos, as vibrações do veículo podem ser produzidas por desequilíbrio ou excentricidade excessiva da roda, no entanto podem também ser ocasionadas por defeitos no sistema de direcção ou suspensão.
Pneus
Equilíbrio de Rodas
3- EQUILÍBRIO DE RODAS
O desequilíbrio nas rodas é o resultado de uma repartição de forças centrífugas desiguais originadas pelo girar da roda, quando esta não apresenta uma correcta distribuição de mas-sas. É uma das principais causas do desgaste irregular dos pneus e os seus efeitos são particularmente importantes.
Quando existe uma desigual distribuição de massa numa roda, em relação ao seu eixo de rotação, surge um desequilíbrio na rotação da roda, de forma que na subida a parte mais pesada retarda a rotação e acelera-a na descida. Esta situação traduz-se numa forte vibra-ção que se manifesta sobre o veículo em marcha. Juntamente com esta vibravibra-ção surge uma forte oscilação na direcção, mais acentuada quando o desequilíbrio se verifica nas rodas dianteiras, este fenómeno tem o nome de “shimmying”.
Estes desequilíbrios das rodas devem-se essencialmente a pancadas sofridas pelas jantes durante manobras de estacionamento, montagem incorrecta do pneu ou desgaste irregular do pneu devido por exemplo a uma travagem forte.
O desequilíbrio das rodas pode ser estático ou dinâmico.
Desequilíbrio estático - produz-se quando a massa da roda está irregularmente distri-buída em relação ao eixo da rotação. Quando existe desequilíbrio, ao girar a roda e dei-xando-a parar normalmente, a roda imobiliza-se sempre na mesma posição, que corres-ponde ao ponto de maior massa, na zona da periferia da roda, virado para baixo.
Neste desequilíbrio, o centro da gravidade está deslocado em relação ao centro geo-métrico, produzindo um batimento contínuo durante a rotação da roda, na figura 3.1 está representado um desequilíbrio estático (A).
Para restabelecer o equilíbrio, é suficiente colocar na junta uma massa de equilibra-gem no ponto diametralmente oposto ao de maior massa. O equilíbrio atinge-se quando ao girar a roda sobre um eixo ela pára em qualquer posição , ou seja, imobiliza-se em
Rodas e Pneus 3.2
Equilíbrio de Rodas
Desequilíbrio dinâmico - produz-se quando existe uma distribuição de massa desigual em relação ao eixo longitudinal da roda, (B) (Fig. 3.1).
Nestas condições, é originado um binário que, com a rotação faz oscilar a roda transversal-mente, trocando de sentido em, cada meia volta, traduzindo-se numa vibração incomodativa do veículo e da direcção. Quando existe estes desequilíbrio, as rodas perdem aderência sobre o solo e a segurança do veículo fica fortemente comprometida.
Este desequilíbrio (F1) exercido no ponto (A), pode ser compensado (Fig. 3.2), colocando um peso (B) no lado oposto da jante, com o qual se conse-gue o equilíbrio estático, no entanto na rotação a grande velocidade, a força (F2) provoca um desequilíbrio dinâmico na roda, para evitar esta ultima situa-ção, temos que repartir os pesos de equilíbrio de ambos os lados da jante, nos pontos (B) e (C), originando as for-ças (F2) e (F3), cujos efeitos se anu-lam ficando assim assegurado o equilí-brio dinâmico da roda.
Consequências:
As trepidações originadas pelo desequilíbrio das rodas provocam também deteriorações mecânicas. Um contrapeso de 100 gramas na periferia de uma roda, produz esforços na ordem dos 25 kg a uma velocidade de 100 km/h. Como se manifestam de uma forma intermitente, submetem os componentes dos sistemas de suspensão e direcção a esfor-ços consideráveis.
Os desequilíbrios das rodas são, inclusive, uma causa fundamental para o desgaste pre-coce dos pneus.
Equilíbrio de rodas
O equilíbrio estático das rodas, como foi já anteriormente referido, efectua-se através da colocação de um peso de equilibragem no local diametralmente oposto ao ponto de maior massa.
Equilíbrio de Rodas
O equilíbrio dinâmico das rodas é feito com elas em movimento e só deve ser efectuado depois de obtido o equilíbrio estático.
O desequilíbrio dinâmico de uma roda, pode ser corrigido utilizando uma máquina de equi-librar rodas. Há máquinas destinadas a equili-brar rodas, desmontadas do veículo (A) (Fig. 3.3) e outras destinadas a equilibrá-las quan-do montadas no veículo (B) (Fig. 3.4). Ambas fazem girar a roda a velocidades superiores a 700 r.p.m., o que corresponde a uma veloci-dade do veículo, aproximadamente de 90 a 100 km/h.
Em qualquer um dos casos, o funcionamento destas máquinas baseia-se na medição das forças a que está sujeito o eixo da roda, medidas através de um dispositivo electrónico e determinando ao mesmo tempo o contrapeso necessário para se obter o equilíbrio, bem como o lugar exacto de posicionamento na jante.
Nota:
Efectuar o equilíbrio dinâmico das rodas montadas no veículo, garante um melhor equilíbrio, uma vez que não equilibra apenas a roda, mas todo o conjunto, incluindo o cubo da roda, o tambor ou disco e a roda propriamente dita.
Fig.3.3 – Máquina de equilibrar rodas desmontadas do veículo
Rodas e Pneus 3.4
Equilíbrio de Rodas
Assim levante o veículo com um macaco de garagem e apoie-o sobre suportes, colo-que o captador de vibrações, debaixo do veículo, do lado de dentro da roda fixando a cabe-ça do captador de vibrações contra o prato do travão, ao nível do eixo da roda, como se mostra na figura 3.5 . O capta-dor pode ficar à frente ou atrás do eixo da roda.
Certifique-se de que a cabeça do captador de vibrações faz um ângulo recto (90º) com o braço do suporte, (Fig. 3.6).
A cabeça de captação deve ficar o mais afastada possível do eixo de direcção (eixo de viragem da roda).
Faça girar a roda à mão, e certifique-se de que não existem pedras ou lama agarradas ao rasto do pneu. Se existirem retire-as.
De seguida, faça girar a roda com o lançador, mas primeiro leia o manual de instruções. Se a roda, ao atingir a máxima velocidade de rotação, girar livremente, (caso das rodas não motrizes), afaste o lançador da roda.
Veja qual é o valor máximo assinalado pela agulha. A escala por vezes, está dividida em três zonas “Good”, “Fair” e “Bad”. Através desta escala pode determinar o estado de equilí-brio da roda e, em caso de desequilíequilí-brio, determinar qual o contrapeso a montar na roda, para conseguir equilibrá-la.
Arranje dois pesos do valor máximo que foi indicado pelo ponteiro do indicador. Por exem-plo, neste caso o ponteiro indicou 30 g, portanto deverá preparar dois pesos de 30 g cada. Coloque um dos pesos na parte interior da jante, junto ao captador de vibração, de modo
Fig.3.5 – Captador de vibrações
Equilíbrio de Rodas
que captador e peso fiquem sobre um mesmo raio da roda. Esta regra é verdadeira, quer o captador esteja do lado da frente ou do lado de trás do eixo da roda.
Coloque o outro peso num ponto diametralmente oposto, mas do lado de fora da jante. (observe a figura 3.7 - o peso do lado de dentro está do lado da frente do eixo da roda e o peso do lado de fora está montado do lado de trás do referido eixo).
Volte a fazer girar a roda com o lançador, e verifi-que novamente o seu estado de equilíbrio. Se o ponteiro se manteve na zona “good” é sinal que a roda está equilibrada.
Caso se verifique que o ponteiro tome a posição “fair” ou “bad”, então é sinal que ainda está desequilibrada. Nesse caso repita a operação descrita nos parágrafos anteriores. Não se esqueça de tomar nota da posição da marcação da roda e do valor do peso indi-cado no mostrador.
Nota: Utilize sempre pesos novos, e as ferramentas especiais, apropriadas para os fixar. Caso contrário, os pesos podem saltar fora, quando a roda girar a alta velocidade.
Porque é que um peso deve ser colocado no bordo interior da jante, e o outro no bordo exterior, em posições diametralmente opostas?
Quando uma roda, equilibrada estaticamente, vibra ao rodar a alta velocidade é sinal que está dinamicamente desequilibrada. Este desequilíbrio deve-se ao facto de não haver uma distribuição simétrica de peso em relação a um plano central da roda.
A figura 3.8 representa uma roda equilibrada estaticamente, uma vez que a soma dos pesos 1 e 2 é igual à soma dos pesos 3 e 4. Note-se que neste caso o ponto 1 não tem peso e o ponto 2 tem tanto peso como os pontos 3 e 4.
Quando a roda gira, o peso 2 que está descentrado, em relação ao plano central da roda, tenta aproximar-se desse plano central e manter-se nele sempre que o eixo da roda o permita. Ora como há posições em que há essa permissão e outros em que não, a roda passa a girar em oscilação contínua.
Fig.3.7
Rodas e Pneus 3.6
Equilíbrio de Rodas
passa a girar em oscilação contínua.
Quanto maior for a velocidade de rotação da roda, maior é a força centrífuga gerada pelo ponto 2. Isto provoca uma oscilação lateral da roda em relação ao eixo de direcção . Esta oscilação é como vimos designada por “shimmying”.
Para anular esta vibração, tem de se colocar um contrapeso do lado oposto à zona mais pesada da roda, ou seja, na posição assinala-da na figura 3.9.
Mas este contrapeso vai desequilibrar a roda estatica-mente, e portanto tem de se acrescentar outro contra-peso igual numa posição diametralmente oposta para restabelecer o equilíbrio. Ou seja, na posição 4, como está assinalado na
figura 3.10.
O peso 2 que origi-nava o desequilí-brio da roda. Na figura 3.11 mostra-se igualmente que os pesos 1 e 4 ori-ginam forças opos-tas às do peso 2, de onde resulta a anulação do desequilíbrio. Assim, a equilibragem feita com 2 pesos resolve simultanea-mente o problema da equilibragem dinâmica evitando a criação de uma desequilibragem estática que surgi-ria no caso de só se utilizar um peso.
Fig. 3.8 Fig.3.9
Fig.3.10
