El equilibrio de los neumáticos , también llamado desequilibrio de los neumáticos o desequilibrio de los neumáticos , describe la distribución de la masa dentro de un neumático de automóvil o de toda la rueda (incluida la llanta ) en la que está montado.
Cuando la rueda gira, las asimetrías en la distribución de su masa pueden hacer que aplique fuerzas y pares periódicos al eje, lo que puede causar perturbaciones en la marcha, generalmente en forma de vibraciones verticales y laterales, y esto también puede hacer que el volante oscile. La frecuencia y la magnitud de esta perturbación en 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 balanceo de los neumáticos se mide en fábricas y talleres de reparación mediante dos métodos: con balanceadores estáticos y con balanceadores dinámicos. Los neumáticos con grandes desequilibrios se degradan o se rechazan. Cuando se colocan los neumáticos en las ruedas en el punto de venta, se vuelven a medir en una máquina balanceadora 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 los neumáticos es distinto de la alineación de las ruedas .
El equilibrio estático requiere que el centro de masa de la rueda se encuentre 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 de equilibrio estático en la que el neumático se coloca en un husillo vertical que no gira. Si el centro de masa del neumático no se encuentra en este eje vertical, 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 fabricación de neumáticos, los equilibradores estáticos utilizan sensores montados en el conjunto del husillo. En las tiendas minoristas de neumáticos, los equilibradores estáticos suelen ser equilibradores de burbuja que no giran, donde la magnitud y el ángulo del desequilibrio se indican mediante la burbuja central en un indicador de mirilla de vidrio lleno de aceite. Si bien algunos talleres muy pequeños que carecen de máquinas especializadas aún realizan este proceso, en gran medida han sido reemplazados por máquinas en talleres más grandes.
El equilibrio dinámico requiere que un eje principal del momento de inercia del neumático esté alineado con el eje sobre el 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 hace girar a 100 RPM (10 a 15 mph con sensores de alta sensibilidad recientes) o más, 300 RPM (55 a 60 mph con sensores de baja sensibilidad típicos), y las fuerzas de desequilibrio se miden mediante sensores. Estas fuerzas se resuelven en valores estáticos y de par para los planos interno y externo 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 vibración en la suspensión del vehículo en el que está montado. En las tiendas minoristas de neumáticos, los conjuntos de neumáticos y ruedas se revisan en una equilibradora giratoria, que determina la cantidad y el ángulo de desequilibrio. Luego, se colocan contrapesos de equilibrio en las bridas externas e internas de la rueda. [1]
Aunque el equilibrio dinámico es teóricamente mejor que el equilibrio estático, ya que tanto los desequilibrios dinámicos como los estáticos se pueden medir y corregir, su eficacia es cuestionada debido a la naturaleza flexible del caucho. Un neumático en una máquina de giro libre puede no experimentar la misma distorsión centrífuga, distorsión térmica, ni el mismo peso y comba que experimentaría en un vehículo. Por lo tanto, el equilibrio dinámico puede crear nuevos desequilibrios no deseados. [2]
El equilibrio dinámico tradicionalmente ha requerido retirar 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]
En una primera aproximación, que no tiene en cuenta las deformaciones debidas a su elasticidad, la rueda es un rotor rígido que está obligado a girar sobre su eje. Si un eje principal del momento de inercia de la rueda no está alineado con el eje, debido a una distribución asimétrica de la masa, entonces es necesario un par externo, perpendicular al eje, para obligar a la rueda a girar sobre el 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 internas y externas de la rueda que alinean el eje principal con el eje.
La vibración en los automóviles puede producirse por muchas razones, como desequilibrio de las ruedas, forma imperfecta de los neumáticos o las ruedas, pulsación de los frenos y componentes de la transmisión, la suspensión o la dirección desgastados o sueltos. Los materiales extraños, como el alquitrán, las piedras, el hielo o la nieve, que se quedan atascados en la banda de rodadura de un neumático o se adhieren de otro modo al neumático o a la rueda también pueden provocar un desequilibrio temporal y la consiguiente vibración. [4] [5]
Cada año, los técnicos automotrices colocan millones de pequeños pesos en las ruedas para equilibrarlas. Tradicionalmente, estos pesos estaban hechos de plomo ; se estima que hasta 500.000 libras (230 t) de plomo, que se desprendían de las ruedas de los automóviles, terminaban en el medio ambiente. [6] Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos , en todo el mundo se acumulan más de 20.000 toneladas de plomo al año, [7] por lo que se fomenta el uso de materiales menos tóxicos. [8] En Europa, los pesos de plomo están prohibidos desde 2005; en los Estados Unidos, algunos estados también los han prohibido. Las alternativas son los pesos hechos de aleaciones de plomo que incluyen zinc o cobre, o los pesos que no contienen plomo en absoluto. [9]
terminar con hielo y nieve en las ruedas. Este cúmulo sólido de hielo hace que el volante tiemble porque la masa adicional que gira con el volante desequilibra el volante.