Como funcionam os pneus

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Você sabe o que todas as marcações em seus pneus significam?

-Se você está no mercado de pneus novos, todas as variáveis ​​nas especificações dos pneus e o jargão confuso que você pode ouvir de vendedores de pneus ou "especialistas" podem tornar sua compra um tanto estressante. Ou talvez você apenas queira entender completamente os pneus que você já tem, os conceitos em ação, o significado de todas essas marcações nas paredes laterais. O que tudo isso significa em termos regulares?

-Neste artigo, vamos explorar como os pneus são construídos e ver o que há em um pneu. Vamos descobrir o que significam todos os números e marcações na parede lateral de um pneu e decifrar alguns dos jargões dos pneus. Ao final deste artigo, você entenderá como um pneu suporta seu carro e saberá por que o calor pode aumentar em seus pneus, especialmente se a pressão for baixa. Você também será capaz de ajustar a pressão dos pneus corretamente e diagnosticar alguns problemas comuns dos pneus!

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Conforme ilustrado abaixo, um pneu é feito de vários componentes diferentes.

  • o conta é um laço de cabo de aço de alta resistência revestido com borracha. Dá ao pneu a força necessária para permanecer assentado no aro da roda e para lidar com as forças aplicadas pelas máquinas de montagem de pneus quando os pneus são instalados nos aros.
  • o corpo é composta por várias camadas de tecidos diferentes, chamados folhas. O tecido de lona mais comum é cordão de poliéster. As cordas de um pneu radial são perpendiculares ao piso. Alguns pneus mais antigos usados pneus diagonalmente enviesados, pneus em que o tecido forma um ângulo com o piso. As camadas são revestidas com borracha para ajudá-las a se unir aos outros componentes e vedar ao ar.
    A resistência de um pneu é geralmente descrita pelo número de lonas que possui. A maioria dos pneus de carro tem duas lonas. Em comparação, grandes aviões comerciais costumam ter pneus com 30 ou mais lonas.
  • Em pneus radiais com cinto de aço, cintos feitos de aço são usados ​​para reforçar a área sob a banda de rodagem. Essas correias fornecem resistência a furos e ajudam o pneu a permanecer plano para que tenha o melhor contato com a estrada.
  • Alguns pneus têm cap plies, uma ou duas camadas extras de tecido de poliéster para ajudar a manter tudo no lugar. Essas lonas não são encontradas em todos os pneus; eles são usados ​​principalmente em pneus com classificações de velocidade mais altas para ajudar todos os componentes a permanecer no lugar em altas velocidades.
  • o parede lateral fornece estabilidade lateral para o pneu, protege as lonas da carroceria e ajuda a evitar que o ar escape. Pode conter componentes adicionais para ajudar a aumentar a estabilidade lateral.
  • o piso é feito de uma mistura de muitos tipos diferentes de borrachas naturais e sintéticas. O piso e as paredes laterais são extrudados e cortados no comprimento certo. O piso é apenas borracha lisa neste ponto; não tem os padrões de piso que dão ao pneu tração.

Todos esses componentes são montados na máquina de fabricação de pneus. Esta máquina garante que todos os componentes estão no local correto e, em seguida, dá forma ao pneu em uma forma e tamanho bastante próximos de suas dimensões acabadas.

Neste ponto, o pneu tem todas as suas peças, mas não está preso com muita força e não tem marcas ou padrões de piso. Isso é chamado de pneu verde. A próxima etapa é colocar o pneu em um máquina de cura, que funciona algo como um ferro waffle, moldando em todas as marcações e padrões de tração. O calor também une todos os componentes do pneu. Isso é chamado vulcanização. Após alguns procedimentos de acabamento e inspeção, o pneu está acabado.

Cada seção de letras pequenas na lateral do pneu significa algo:

Tipo de pneu
o P designa que o pneu é um pneu de veículo de passageiros. Algumas outras designações são LT para caminhões leves, e T para pneus temporários ou sobressalentes.

Largura do pneu
o 235 é a largura do pneu em milímetros (mm), medida de parede lateral a parede lateral. Uma vez que esta medida é afetada pela largura do aro, a medição é para o pneu quando está no tamanho de aro pretendido.

Proporção da tela
Este número indica a altura do pneu, do talão ao topo da banda de rodagem. Isso é descrito como uma porcentagem da largura do pneu. Em nosso exemplo, a proporção é 75, então a altura do pneu é 75 por cento de sua largura, ou 176,25 mm (0,75 x 235 = 176,25 mm, ou 6,94 pol.). Quanto menor for a relação de aspecto, mais largo será o pneu em relação à sua altura.

Os pneus de alto desempenho geralmente têm uma relação de aspecto mais baixa do que outros pneus. Isso ocorre porque os pneus com uma relação de aspecto mais baixa fornecem melhor estabilidade lateral. Quando um carro faz uma curva, forças laterais são geradas e o pneu deve resistir a essas forças. Pneus com um perfil mais baixo têm paredes laterais mais curtas e rígidas, de modo que resistem melhor às forças de curva.

Construção de pneus
o R designa que o pneu foi feito com construção radial. Este é o tipo mais comum de construção de pneus. Os pneus mais antigos foram feitos usando polarização diagonal (D) ou enviesado com cinto (B) construção. Uma nota separada indica quantas lonas compõem a parede lateral do pneu e a banda de rodagem.

Diâmetro da borda
Este número especifica, em polegadas, o diâmetro do aro da roda para o qual o pneu foi projetado.

Classificação uniforme de qualidade do pneu
Os pneus de automóveis de passageiros também têm uma classificação como parte do classificação uniforme da qualidade do pneu (UTQG) sistema. Você pode verificar a classificação UTQG para seus pneus nesta página mantida pela Administração Nacional de Segurança de Tráfego Rodoviário dos EUA (NHTSA). A classificação UTQG do seu pneu diz três coisas:

  • Tread Wear: Este número vem de testes do pneu em condições controladas em uma pista de teste do governo. Quanto maior o número, mais tempo você pode esperar que o piso dure. Já que ninguém dirigirá seu carro exatamente nas mesmas superfícies e nas mesmas velocidades que a pista de teste do governo, o número não é um indicador preciso de quanto tempo seu piso realmente durará. É uma boa medida relativa, no entanto: você pode esperar que um pneu com um número maior dure mais do que um com um número menor.
  • Tração: A tração do pneu é avaliada AA, UMA, B ou C, com AA no topo da escala. Esta classificação é baseada na capacidade do pneu de parar um carro em concreto úmido e asfalto. Não indica a capacidade de curva do pneu. De acordo com esta página da NHTSA, os pneus Firestone Wilderness AT e Radial ATX II que foram notícia têm uma classificação de tração de B.
  • Temperatura: As classificações de temperatura dos pneus são UMA, B ou C. A classificação é uma medida de quão bem o pneu dissipa o calor e quão bem ele lida com o acúmulo de calor. O grau de temperatura aplica-se a um pneu corretamente inflado que não está sobrecarregado. Subinsuflação, sobrecarga ou velocidade excessiva podem levar a mais acúmulo de calor. O acúmulo de calor excessivo pode fazer com que os pneus se desgastem mais rapidamente ou mesmo levar à sua falha. De acordo com esta página da NHTSA, os pneus Firestone Wilderness AT e Radial ATX II têm uma classificação de temperatura de C.

Descrição do Serviço
A descrição do serviço consiste em duas coisas:

  • Classificações de carga: A classificação de carga é um número que se correlaciona com a carga nominal máxima para aquele pneu. Um número mais alto indica que o pneu tem maior capacidade de carga. A classificação "105", por exemplo, corresponde a uma capacidade de carga de 2039 libras (924,87 kg). Uma nota separada no pneu indica a classificação de carga a uma determinada pressão de enchimento.
  • Classificação de velocidade: A letra que segue a classificação de carga indica a velocidade máxima permitida para este pneu (desde que o peso esteja igual ou abaixo da carga nominal). Por exemplo, S indica que o pneu pode suportar velocidades de até 180,246 km / h (112 mph). Veja o gráfico nesta página para todas as avaliações.

Calculando o diâmetro do pneu
Agora que sabemos o que esses números significam, podemos calcular o diâmetro total de um pneu. Multiplicamos a largura do pneu pela proporção para obter a altura do pneu.

Altura do pneu = 235 x 75 por cento = 176,25 mm (6,94 pol.)

Em seguida, adicionamos o dobro da altura do pneu ao diâmetro do aro.

2 x 6,94 pol. + 15 pol. = 28,9 pol. (733,8 mm)

Este é o diâmetro sem carga; assim que qualquer peso for colocado no pneu, o diâmetro diminuirá.

Existem muitos termos diferentes usados ​​hoje na indústria de pneus. Alguns deles realmente significam algo e outros não. Nesta seção, tentaremos explicar o que alguns dos termos significam.

Pneus para todas as estações com designação de lama e neve
Se um pneu tem em, M + S, EM ou EM nele, ele atende às diretrizes da Rubber Manufacturers Association (RMA) para um pneu para lama e neve. Para que um pneu receba a designação de lama e neve, ele deve atender a esses requisitos geométricos (retirados do boletim "Definições de pneus de neve RMA para pneus de passageiros e caminhões leves (LT)"):

1. As novas bandas de rodagem devem ter vários bolsos ou fendas em pelo menos uma borda da banda de rodagem que atendam aos seguintes requisitos dimensionais com base nas dimensões do molde:

  • Estenda em direção ao centro da banda de rodagem pelo menos 1/2 polegada da borda da pegada, medida perpendicularmente à linha central da banda de rodagem.
  • Uma largura mínima de seção transversal de 1/16 polegada.
  • Bordas de bolsos ou ranhuras em ângulos entre 35 e 90 graus da direção de deslocamento.

2. A área vazia da superfície de contato da nova banda de rodagem do pneu será de no mínimo 25 por cento com base nas dimensões do molde.

A tradução aproximada desta especificação é que o pneu deve ter uma linha de ranhuras bastante grandes que começam na borda da banda de rodagem e se estendem em direção ao centro do pneu. Além disso, pelo menos 25 por cento da área de superfície deve ser ranhuras.


Ícone de tração no inverno severo

A ideia é dar ao padrão de piso espaço vazio suficiente para que ele possa morder a neve e obter tração. No entanto, como você pode ver na especificação, não há nenhum teste envolvido.

Para resolver essa lacuna, a Associação de Fabricantes de Borracha e a indústria de pneus concordaram com um padrão que envolve testes. A designação é chamada Uso intenso de neve e tem um ícone específico (veja a imagem à direita), que vai ao lado da designação M / S.

Para atender a este padrão, os pneus devem ser testados usando um procedimento de teste da Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) descrito em "Definição RMA para Pneus de Passageiros e Caminhões Leves para uso em Condições de Neve Severas":

Os pneus projetados para uso em condições severas de neve são reconhecidos pelos fabricantes por atingirem um índice de tração igual ou superior a 110 em comparação com o pneu de teste de referência padrão ASTM E-1136 ao usar o teste de tração em neve ASTM F-1805 com cargas percentuais equivalentes.

Esses pneus, além de atender aos requisitos geométricos para uma designação M / S, são testados na neve usando um procedimento de teste padronizado. Eles têm que se sair melhor do que o pneu de referência padrão para atender aos requisitos para uso em neve severa.


Foto cedida pela Goodyear
Um pneu projetado para ajudar a prevenir a aquaplanagem.

Hydroplaning
A aquaplanagem pode ocorrer quando o carro atravessa poças de água parada. Se a água não puder esguichar para fora do pneu com rapidez suficiente, o pneu levantará do chão e será sustentado apenas pela água. Como o pneu afetado quase não terá tração, os carros podem facilmente ficar fora de controle durante a aquaplanagem.

Alguns pneus são projetados para ajudar a reduzir a possibilidade de aquaplanagem. Esses pneus têm sulcos profundos que correm na mesma direção da banda de rodagem, dando à água um canal extra para escapar sob o pneu.

Você deve estar se perguntando como um pneu de carro com 30 libras por polegada quadrada (psi) de pressão pode suportar um carro. Esta é uma pergunta interessante e está relacionada a vários outros problemas, como quanta força é necessária para empurrar um pneu na estrada e por que os pneus esquentam quando você dirige (e como isso pode causar problemas).

Na próxima vez que você entrar no carro, dê uma olhada nos pneus. Você notará que eles não são realmente redondos. Há um ponto plano na parte inferior, onde o pneu encontra a estrada. Este ponto plano é chamado de patch de contato, como ilustrado aqui.

Se você estiver olhando para um carro através de uma estrada de vidro, poderá medir o tamanho da área de contato. Você também pode fazer uma estimativa muito boa do peso do seu carro, se medir a área das manchas de contato de cada pneu, somar e depois multiplicar a soma pela pressão do pneu.

Como há uma certa pressão por polegada quadrada no pneu, digamos 30 psi, você precisa de alguns centímetros quadrados de área de contato para carregar o peso do carro. Se você adicionar mais peso ou diminuir a pressão, precisará de ainda mais centímetros quadrados de adesivo de contato, para que a área plana fique maior.


Um pneu com pressão adequada e um pneu com pressão insuficiente ou sobrecarregado

Você pode ver que o pneu com pressão insuficiente / sobrecarregado é menos redondo do que o pneu com pressão adequada e carga adequada. Quando o pneu está girando, a área de contato deve se mover ao redor do pneu para ficar em contato com a estrada. No ponto em que o pneu encontra a estrada, a borracha é dobrada. É preciso força para dobrar esse pneu e, quanto mais ele tem que dobrar, mais força é necessária. O pneu não é perfeitamente elástico, por isso, quando retorna à sua forma original, não retorna toda a força necessária para dobrá-lo. Parte dessa força é convertida em calor no pneu pelo atrito e trabalho de dobrar toda a borracha e aço do pneu. Como um pneu com pressão insuficiente ou sobrecarregado precisa se dobrar mais, é preciso mais força para empurrá-lo na estrada, gerando mais calor.

Os fabricantes de pneus às vezes publicam um coeficiente de atrito de rolamento (CRF) para seus pneus. Você pode usar esse número para calcular quanta força é necessária para empurrar um pneu na estrada. A CRF não tem nada a ver com quanta tração o pneu tem; é usado para calcular a quantidade de resistência ao arrasto ou ao rolamento causada pelos pneus. O CRF é como qualquer outro coeficiente de atrito: a força necessária para superar o atrito é igual ao CRF multiplicado pelo peso no pneu. Esta tabela lista CRFs típicos para vários tipos diferentes de rodas.

Tipo de pneu Coeficiente de fricção de rolamento
Pneu de carro com baixa resistência ao rolamento 0,006 - 0,01
Pneu de carro comum 0,015
Pneu de caminhão 0,006 - 0,01
Roda de trem 0,001


Vamos descobrir quanta força um carro típico pode usar para empurrar seus pneus na estrada. Digamos que nosso carro pese 4.000 libras (1814,369 kg) e os pneus tenham uma CRF de 0,015. A força é igual a 4.000 x 0,015, o que equivale a 60 libras (27,215 kg). Agora vamos descobrir quanta potência é isso. Se você leu o artigo Como funcionam a força, o torque, a potência e a energia, sabe que potência é igual a força vezes velocidade. Portanto, a quantidade de energia usada pelos pneus depende de quão rápido o carro está indo. A 75 mph (120,7 km / h), os pneus estão usando 12 cavalos de potência, e a 55 mph (88,513 km / h) eles usam 8,8 cavalos. Todo esse poder está se transformando em calor. A maior parte vai para os pneus, mas parte para a estrada (a estrada na verdade dobra um pouco quando o carro passa por cima).

A partir desses cálculos, você pode ver que as três coisas que afetam quanta força é necessária para empurrar o pneu na estrada (e, portanto, quanto calor se acumula nos pneus) são o peso sobre os pneus, a velocidade que você dirige e a CRF (que aumenta se a pressão diminuir).

Se você dirigir em superfícies mais macias, como areia, mais calor vai para o solo e menos para os pneus, mas a CRF sobe.


Os padrões de desgaste de um pneu subinflado, corretamente inflado e overinflated

Subinflação pode fazer com que os pneus se desgastem mais por fora do que por dentro. Também causa redução da eficiência do combustível e aumento do acúmulo de calor nos pneus. É importante verificar a pressão dos pneus com um manômetro pelo menos uma vez por mês.

Superinflação faz com que os pneus se desgastem mais no centro da banda de rodagem. A pressão do pneu nunca deve exceder o máximo listado na lateral do pneu. Os fabricantes de automóveis costumam sugerir uma pressão mais baixa do que a máxima, porque os pneus proporcionam um percurso mais macio. Mas rodar os pneus com pressão mais alta melhorará a quilometragem.

Desalinhamento das rodas faz com que o interior ou o exterior se desgastem desigualmente ou tenham uma aparência áspera e ligeiramente rasgada.

Para mais informações sobre pneus e assuntos relacionados, verifique os links na próxima página.

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Mais ótimos links

  • Classificação de qualidade uniforme de pneus NHTSA
  • Escritório de Informações de Recauchutagem de Pneus
  • Sistema Hummer Runflat
  • Tratamentos de pneus - produtos químicos especiais (ilegais na NASCAR Winston Cup)



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