El balance de llantas , también llamado desequilibrio de llantas o desequilibrio de llantas , describe la distribución de masa dentro de una llanta de automóvil o de toda la rueda (incluida la llanta ) en la que está montada.
Cuando la rueda gira, las asimetrías en su distribución de masa pueden hacer que aplique fuerzas y pares de torsión periódicos al eje, lo que puede causar perturbaciones en la conducción, generalmente como vibraciones verticales y laterales, y esto también puede hacer que el volante oscile. La frecuencia y la magnitud de esta perturbación de la marcha generalmente aumentan con la velocidad, y las suspensiones del vehículo pueden excitarse cuando la frecuencia de rotación de la rueda es igual a la frecuencia de resonancia de la suspensión.
El equilibrio de neumáticos se mide en fábricas y talleres de reparación mediante dos métodos: con equilibradores estáticos y con equilibradores dinámicos. Los neumáticos con grandes desequilibrios se degradan o rechazan. Cuando se montan neumáticos en las ruedas en el punto de venta, se vuelven a medir en una máquina equilibradora y se aplican pesos de corrección para contrarrestar su desequilibrio combinado. Los neumáticos pueden reequilibrarse si el conductor percibe una vibración excesiva. El equilibrio de neumáticos es distinto de la alineación de ruedas .
Equilibrio estático
El equilibrio estático requiere que el centro de masa de la rueda esté ubicado en su eje de rotación, generalmente en el centro del eje en el que está montada. El equilibrio estático se puede medir con una máquina equilibradora estática en la que el neumático se coloca en un eje vertical no giratorio. Si el centro de masa del neumático no está ubicado en este eje vertical, entonces la gravedad hará que el eje se desvíe. La cantidad de deflexión indica la magnitud del desequilibrio y la orientación de la deflexión indica la ubicación angular del desequilibrio. En las fábricas de neumáticos, los equilibradores estáticos utilizan sensores montados en el conjunto del eje. En las tiendas minoristas de neumáticos, los equilibradores estáticos suelen ser equilibradores de burbujas no giratorios, en los que la magnitud y el ángulo del desequilibrio se indican mediante la burbuja central en un visor de vidrio lleno de aceite. Si bien algunos talleres muy pequeños que carecen de máquinas especializadas todavía realizan este proceso, en los talleres más grandes se han reemplazado en gran medida con máquinas.
Balance dinámico
El equilibrio dinámico requiere que un eje principal del momento de inercia del neumático esté alineado con el eje alrededor del cual gira el neumático, generalmente el eje en el que está montado. En la fábrica de neumáticos, el neumático y la rueda se montan en una rueda de prueba de la máquina equilibradora, el conjunto se gira a 100 RPM (10 a 15 mph con sensores recientes de alta sensibilidad) o más, 300 RPM (55 a 60 mph con baja sensibilidad típica sensores), y las fuerzas de desequilibrio se miden mediante sensores. Estas fuerzas se resuelven en valores estáticos y de par para los planos interior y exterior de la rueda y se comparan con la tolerancia de desequilibrio (los límites máximos de fabricación permitidos). Si no se revisa la llanta, tiene el potencial de causar vibraciones en la suspensión del vehículo en el que está montada. En las tiendas minoristas de llantas, los conjuntos de llanta / rueda se verifican en un equilibrador de giro, que determina la cantidad y el ángulo de desequilibrio. A continuación, se colocan contrapesos en las bridas exterior e interior de la rueda. [1]
Aunque el equilibrio dinámico es teóricamente mejor que el equilibrio estático, debido a que tanto los desequilibrios dinámicos como los estáticos pueden medirse y corregirse, su eficacia se cuestiona debido a la naturaleza flexible del caucho. Es posible que un neumático en una máquina de giro libre no experimente la misma distorsión centrífuga, distorsión por calor, ni el mismo peso y comba que experimentaría en un vehículo. Por tanto, el equilibrio dinámico puede crear nuevos desequilibrios no deseados. [2]
El equilibrio dinámico ha requerido tradicionalmente quitar la rueda del vehículo, pero los sensores instalados en los automóviles modernos, como los frenos antibloqueo , podrían permitir estimar el desequilibrio mientras se conduce. [3]
La física del equilibrio dinámico
En una primera aproximación, que ignora las deformaciones debido a su elasticidad, la rueda es un rotor rígido que está obligado a girar alrededor de su eje. Si un eje principal del momento de inercia de la rueda no está alineado con el eje, debido a una distribución de masa asimétrica, entonces es necesario un par externo, perpendicular al eje, para forzar a la rueda a girar alrededor del eje. Este par adicional debe ser proporcionado por el eje y su orientación gira continuamente con la rueda. La reacción a este par, por la Tercera Ley de Newton, se aplica al eje, que lo transfiere a la suspensión y puede hacer que vibre. Los técnicos automotrices pueden reducir esta vibración a un nivel aceptable al equilibrar la rueda agregando pequeñas masas a las llantas de las ruedas internas y externas que alinean el eje principal con el eje.
Vibración del vehículo
La vibración en los automóviles puede ocurrir por muchas razones, como el desequilibrio de las ruedas, la forma imperfecta de las llantas o las ruedas, la pulsación de los frenos y los componentes de la línea de transmisión, la suspensión o la dirección desgastados o sueltos. Los materiales extraños, como alquitrán de la carretera, piedras, hielo o nieve, que estén atascados en la banda de rodadura de un neumático o adheridos de otro modo al neumático o la rueda también pueden provocar un desequilibrio temporal y la consiguiente vibración. [4]
Consecuencias ambientales
Cada año, los técnicos automotrices colocan millones de pesas pequeñas en las ruedas para equilibrarlas. Tradicionalmente, estos pesos se han fabricado con plomo ; se estima que hasta 500,000 libras de plomo, al caerse de las ruedas de los automóviles, terminaron en el medio ambiente. [5] Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , en todo el mundo, estos totales suman más de 20.000 toneladas de plomo al año, [6] y, por lo tanto, se fomenta el uso de materiales menos tóxicos. [7] En Europa, los pesos de plomo están prohibidos desde 2005; en los Estados Unidos, algunos estados también los han prohibido. Las alternativas son pesas hechas de aleaciones de plomo que incluyen zinc o cobre, o pesas que no contienen plomo. [8] Además, los productos de equilibrado interno de neumáticos son una alternativa viable al equilibrado de neumáticos. Son productos que se insertan en el neumático cuando está montado en la llanta, eliminando así el uso de contrapesos de martillo o de cinta. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Baruh, Haim (2014). Dinámica aplicada . Hoboken: CRC Press. pag. 586. ISBN 978-1-4822-5079-4. OCLC 908079666 .
- ^ Editors (mayo de 1976). "Guía de cuidado del coche: 14. Neumáticos" . Mecánica popular : 200.CS1 maint: texto adicional: lista de autores ( enlace )
- ^ Jianbo Lu, Dimitar Filev y Len Johnson (2011). "Detección de desequilibrio de neumáticos en tiempo real mediante sensores de velocidad de rueda ABS". AE Int. J. Mater. Manuf . 4 (1): 1036–1047. doi : 10.4271 / 2011-01-0981 .
- ^ Kingston Heritage (19 de febrero de 2016). "Qué hacer si su coche se sacude después de una tormenta de nieve" . Metroland Media Group Ltd . Consultado el 5 de octubre de 2018 .
Puede terminar con hielo y nieve en sus ruedas. Este sólido grupo de hielo provoca una sacudida en el volante porque la masa agregada que gira con la rueda desequilibra el volante.
- ^ Schnubel, Mark (2014). Técnico actual: Manual de taller y manual de taller de suspensión y dirección automotriz . Aprendizaje Cengage. pag. 607. ISBN 9781305178410.
- ^ Iniciativa nacional sobre el peso de las ruedas sin plomo (NLFWWI) . epa.gov. Consultado el 26 de junio de 2012.
- ^ "Servicios postales se compromete a eliminar 8.000 libras de plomo" . Reciclador americano . Enero de 2009. p. B2 . Consultado el 3 de mayo de 2016 .
- ^ Gilles, Tim (2012). Servicio Automotriz: Inspección, Mantenimiento, Reparación . Aprendizaje Cengage. pag. 1167. ISBN 9781133420682.