El equilibrio de los neumáticos , también llamado desequilibrio de los neumáticos o desequilibrio de los neumáticos , describe la distribución de masa dentro de un neumático de automóvil o en toda la rueda (incluida la llanta ) sobre la que está montado.
Cuando la rueda gira, las asimetrías en su distribución de masa pueden hacer que aplique fuerzas y pares periódicos al eje, lo que puede causar perturbaciones en la marcha, generalmente como vibraciones verticales y laterales, y esto también puede causar que el volante oscile. La frecuencia y magnitud de esta alteración de la marcha generalmente aumenta con la velocidad y las suspensiones de los vehículos pueden excitarse cuando la frecuencia de rotación de la rueda es igual a la frecuencia de resonancia de la suspensión.
El equilibrio de los neumáticos se mide en fábricas y talleres de reparación mediante dos métodos: con equilibradores estáticos y con equilibradores dinámicos. Los neumáticos con grandes desequilibrios son degradados o rechazados. Cuando los neumáticos se colocan en las ruedas en el punto de venta, se miden nuevamente 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 balanceo de neumáticos es distinto de la alineación de ruedas .
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 sobre el que está montada. El equilibrio estático se puede medir mediante una máquina equilibradora estática en la que el neumático se coloca sobre 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 giratorias, donde la magnitud y el ángulo del desequilibrio se indican mediante la burbuja central en una mirilla de vidrio llena de aceite. Si bien algunos talleres muy pequeños que carecen de máquinas especializadas todavía realizan este proceso, en talleres más grandes han sido reemplazados en gran medida por máquinas.
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 sobre el que está montado. En la fábrica de neumáticos, el neumático y la rueda se montan en una rueda de prueba de máquina equilibradora, el conjunto se gira a 100 RPM (de 10 a 15 mph con sensores recientes de alta sensibilidad) o más, 300 RPM (de 55 a 60 mph con sensibilidad baja 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 permitidos de fabricación). Si el neumático no se revisa, tiene el potencial de causar vibraciones en la suspensión del vehículo en el que está montado. En las tiendas minoristas de neumáticos, los conjuntos neumático/rueda se controlan en un equilibrador giratorio, que determina la cantidad y el ángulo del desequilibrio. Luego se colocan contrapesos en las pestañas exterior e interior de la rueda. [1]
Aunque el equilibrio dinámico es teóricamente mejor que el equilibrio estático, porque tanto los desequilibrios dinámicos como los estáticos pueden medirse y corregirse, su eficacia es discutida 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 peso ni curvatura que experimentaría en un vehículo. Por tanto, el equilibrio dinámico puede crear nuevos desequilibrios no deseados. [2]
El equilibrio dinámico tradicionalmente ha requerido quitar la rueda del vehículo, pero los sensores instalados en los automóviles modernos, como los de los frenos antibloqueo , podrían permitir estimar el desequilibrio durante la conducción. [3]
En una primera aproximación, que desprecia las deformaciones debidas 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 provocar que vibre. Los técnicos automotrices pueden reducir esta vibración a un nivel aceptable al equilibrar la rueda agregando pequeñas masas a las llantas internas y externas que alinean el eje principal con el eje.
La vibración en los automóviles puede ocurrir por muchas razones, como desequilibrio de las ruedas, forma imperfecta de los neumáticos o las ruedas, pulsaciones de los frenos y componentes de la línea motriz, la suspensión o la dirección desgastados o flojos. Los materiales extraños, como alquitrán, piedras, hielo o nieve, que están atrapados en la banda de rodadura de un neumático o adheridos de otro modo al neumático o a la rueda también pueden provocar un desequilibrio temporal y una vibración posterior. [4] [5]
Cada año, los técnicos automotrices colocan millones de pequeños pesos en las ruedas para equilibrarlas. Tradicionalmente, estas pesas han sido fabricadas en plomo ; Se estima que hasta 500.000 libras (230 t) de plomo, que se cayeron de las ruedas de los automóviles, terminaron en el medio ambiente. [6] Según la Agencia de Protección Ambiental de EE.UU. , en todo el mundo se producen más de 20.000 toneladas de plomo al año, [7] por lo que se recomienda el uso de materiales menos tóxicos. [8] En Europa, los pesos de plomo están prohibidos desde 2005; En 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. [9] Además, los productos para el equilibrado interno de neumáticos son una alternativa viable al equilibrado de neumáticos. Son productos que se introducen en el neumático cuando éste está montado en la llanta, eliminando así el uso de pesos de martillo o de cinta. [ cita necesaria ]
Puede terminar con hielo y nieve acumulados en sus ruedas. Esta masa sólida de hielo provoca una sacudida del volante porque la masa agregada que gira con la rueda desequilibra la rueda.