4) GEOMETRÍA DE LA RUEDA
Construcción: radial y diagonal
Medidas: diámetro, anchura, perfil y tamaño de llanta
Índice de carga e índice de velocidad
Sección: plano o redondeado
Ángulo de caída
Ángulo de avance
Ángulo de salida
Ángulo de apertura
CONSTRUCCIÓN
- DIAGONAL ( bias ply ):
Los neumáticos diagonales están compuestos por una serie de lonas superpuestas ( generalmente 2, 4, 6 u 8 ) y colocadas en ángulo respecto al sentido de la marcha. Estas lonas están embutidas dentro de la goma y forman la carcasa que la sustenta. Ofrecen una alta rigidez desde la banda de rodadura hasta los flancos. Son empleados mayoritariamente en bicicletas y motocicletas de poca ciclindrada.
 El ángulo que forma la lona respecto al eje central de la rueda influye en las características mecánicas que aporta dicha lona: un ángulo más cerrado ( más paralelo al eje central ) aporta una mejor respuesta a la tracción o a la frenada: Por eso el número de lonas casi siempre es par, para equilibrar la resistencia en estos dos aspectos, dedicando al menos una lona a la tracción y otra a la frenada. Las lonas dispuestas más perpendicularmente al sentido de la marcha mejoran la resistencia de la carcasa ante fuerzas laterales.
En todos los casos, la sección general de la carcasa es casi circular ( algo más ahusada con las lonas más cerradas y algo más plana con las lonas más abiertas o perpendiculares ). Esto limita el tamaño máximo del neumático y obliga a que, si deseamos una sección más plana tengamos que añadir una considerable cantidad de goma en los flancos.
Existe un tipo de neumático diagonal reforzado ( belted bias ply ) en el que a la carcasa diagonal se le añade otra capa longitudinal reforzada que estabiliza la banda de rodadura que le otorga unas características intermedias entre el diagonal y el radial.
- RADIAL: ( ver foto del índice )
Los neumáticos radiales están compuestos generalmente por dos lonas colocadas perpendicularmente al sentido de la marcha ( radiales ) y una banda de rodadura muy reforzada. Esto permite menores deformaciones de la banda de rodadura ante los esfuerzos - lo que le otorga una menor resistencia a la rodadura - pero manteniendo una mayor comodidad de marcha gracias a los flancos más flexibles.
MEDIDAS: diámetro, anchura, perfil y tamaño de llanta
Existen tres métodos básicos de definir las dimensiones de un neumático:
a) Medidas de moto y coche. Por ejemplo: 215/65 R15
215: Indica la anchura en mm
65: Indica el perfil, es decir el % que representa la altura de los flancos respecto a la anchura. Un perfil de 65 significa que la altura de los flancos es el 65% de su anchura. En este caso 215*(65/100) = 140 mm. Un perfil más pequeño indica unos flancos proporcionalmente más bajos.
R15: Indica las pulgadas de diámetro de la llanta para la que está diseñado
b) Medidas de bicicleta. Por ejemplo: 12,5 x 2,25
12,5: Diámetro externo en pulgadas.
2,25: Anchura en pulgadas.
c) Medidas industriales. No están estandarizadas. Por ejemplo, estas tres medidas son equivalentes:
16x4: 16 pulgadas de diámetro exterior y 4 pulgadas de anchura y de altura de flancos.
400x100: 400 mm de diámetro exterior y 100 mm de anchura y de altura de flancos.
4,00-8: 4 pulgadas de anchura y montaje en llanta de 8 pulgadas.
ÍNDICE DE CARGA E ÍNDICE DE VELOCIDAD
- El índice de carga expresa la carga máxima para la que está diseñado el neumático. Puede expresarse con un número de dos cifras ( los número bajos soportan menos carga que los altos ), mediante el "Ply rating" ( equivalente en número de capas: 2, 4, 6, 8... ) o directamente en Kg.
Índice
de carga |
Peso
en kgs |
|
|
| 20 |
80 |
| 22 |
85 |
| 24 |
85 |
| 26 |
90 |
| 28 |
100 |
| 30 |
106 |
| 31 |
109 |
| 33 |
115 |
| 35 |
121 |
| 37 |
128 |
| 40 |
136 |
| 41 |
145 |
| 42 |
150 |
| 44 |
160 |
| 46 |
170 |
| 47 |
175 |
| 48 |
180 |
| 50 |
190 |
| 51 |
195 |
| 52 |
200 |
| 53 |
206 |
| 54 |
212 |
- El índice de velocidad indica la velocidad máxima a la que puede circular continuamente bajo la carga máxima señalada en el índice de carga. Se puede expresar mediante un código de letras ( las primeras letras están diseñadas para velocidades menores que las últimas ) o directamente en Km/h
Índice
de velocidad |
Velocidad
en km/h |
|
|
| D |
65 |
| E |
70 |
| F |
80 |
| G |
90 |
| J |
100 |
| K |
110 |
| L |
120 |
| M |
130 |
| N |
140 |
| P |
150 |
Ambos índices están relacionados con el tipo de goma y con la construcción y la resistencia de la carcasa. Una carcasa más resistente está diseñada para resistir más cargas y/o mayor velocidad.
Utilizar una rueda con un índice de carga exageradamente elevado para el uso que le vamos a dar no siempre es positivo: un neumático de coche diseñado para soportar 2000 Kg ( aproximadamente 500 Kg por rueda ) está sobreconstruido para usarlo en una goitibera de 200 Kg ( 50 Kg por rueda ). Probablemente tenga una resistencia a la rodadura elevada y un agarre mediocre bajo tan poca carga.
Del mismo modo, utilizar una cubierta con un índice de carga demasiado reducido puede llevar a dañar el neumático, con el grave peligro que conlleva.
SECCIÓN
- Los neumáticos de sección plana se utilizan en los coches. Están diseñados para que apoye toda la anchura de la banda de rodadura. La fuerza lateral se produce al girarlos en torno a al plano vertical sobre la trayectoria del vehículo. Es decir, basan el agarre lateral en la introduccióin de un ángulo de deriva mediante la dirección.
- Los neumáticos de sección redondeada se emplean en motos y biciletas. Solo apoya una parte de su anchura y están diseñados para generar fuerza lateral al inclinarlo, de manera que la huella adquiera una forma de tronco de cono.
Imagina que dejases rodar un cucurucho de helado sobre una mesa: la diferencia de radio entre el lado exterior y el interior hace que el cucurucho gire en una trayetoria de radio muy reducido. De hecho, en las motocicletas el manillar se utiliza para contrarestar este "exceso de giro" torciendo ligeramente hacia el lado exterior para mantener el equilibrio.
ÁNGULO DE GAÍDA ( camber )
El ángulo de caída es el que forma el plano de la rueda con la vertical. Si la rueda está completamente vertical, su ángulo de caída es 0. Si la parte superior está inclinada hacia el interior del coche, la caída es negativa, y si está inclinada hacia el exterior la caída es positiva.
 Al introducir un ángulo negativo de caída en la rueda se produce una fuerza horizontal hacia el interior del vehículo ( camber thrust ) que aumenta la capacidad de agarre lateral:
- En un neumático de sección plana ( tipo coche ), la huella se deforma, ensanchándose por la parte interior y estrechándose por la exterior con lo que pasa de un rectángulo a un trapecio ( o más exactamente de una elipse a un ovoide ). El giro de la rueda simpre intenta que cada partícula del neumático realice el menor desplazamiento posible. Al tener que deformarse en la huella, el neumático se opone a esta deformación de la misma presionando a dicha partícula hacia el interior del vehículo, con lo que se genera una fuerza lateral.
- Eun neumático de sección redondeada ( tipo moto ), la fuerza lateral se genera mdiante el mecanismo expuesto anteriormente en el apartado "Sección" por el que la huella adopta forma de tronco de cono.
Los neumáticos diagonales emplean menos ángulo de caída que los radiales ya que, al tener los flancos más rígidos que estos, no se deforman tanto ante cargas laterales.
Ventajas:
- Aumenta la fuerza lateral máxima que genera el neumático.
- Compensa la caída positiva que introduce el balanceo del vehículo en las curvas.
Inconvenientes:
- Esta fuerza lateral tiene una pequeña componente longitudinal que se opone al movimiento, por lo que la menor resistencia a la rodadura y la mayor capacidad de frenada se logra sin ninguna caída.
- Si es excesivo, la parte interior del neumático trabajará en exceso,
degradándose prematuramente y disminuyendo el agarre al no contactar
todo el ancho del neumático en el asfalto.
- Puede disminuir la capacidad de frenada en rectas al disminuir la huella del neumático en el asfalto.
- La fuerza lateral se genera también en las rectas, compensándose el efecto de la rueda izquierda con el de la rueda derecha. Sin embargo, cuando una de las ruedas piertde tracción ( por un bache, una oscilación, etc. ) la contraria sigue generando fuerza lateral modificando la dirección de ese eje. Por ello, el vehículo se vuelve más nervioso en rectas.
ÁNGULO DE AVANCE ( caster )
Es el ángulo que forma los anclajes superior e inferior de la suspensión con la vertical cuando miramos desde el lateral del vehículo. Implica que al girar la rueda esta baje por debajo de la cota cero - es decir, que levante ligeramente al chasis. Esto ayuda en la retornabilidad de la dirección - el hecho de que las ruedas vuelvan a la posición sin giro cuando soltamos el volante - como cuando el ángulo de la horquilla de una bicicleta hace que la dirección se enderece sola cuando soltamos el manillar. Sin embargo, un ángulo de avance excesivo hace que la dirección sea muy pesada, aumentando el esfuerzo de conducción. La distancia entre el cruce de la prolongación ángulo de avance y el suelo con el centro de la huella marca la intensidad de este efecto.
El ángulo de avance añade ángulo negativo de caída a la rueda exterior al girar en una curva, lo cual es positivo. Sin embargo, la combinación de avance y salida, que veremos en el siguiente apartado, trata de bajar la rueda interior y levantar la exterior, por lo que se produce un balanceo del chasis y una transferencia de peso indeseada del interior al exterior.
Por todo ello, los rangos más habituales de ángulo de avance están entre los 2 y 7 grados.
ÁNGULO DE SALIDA ( kingpin )
Es el ángulo que forman los puntos de anclaje de las bieletas de suspensión en la mangueta de la rueda con respecto a la vertical. Su prolongación hasta el suelo nos da el punto donde se aplica el peso del vehículo en esa rueda. La distancia entre este punto y el centro de la huella se conoce como radio de deslizamiento ( scrub radius ).
a) Si el punto de intersección con el suelo está más cerca del vehículo que el centro del neumático tenemos salida positiva. Al frenar, el par de fuerzas que se genera tiende a abrir la dirección, por lo que el vehículo se desestabiliza. Esto ocurre habitualmente cuando los puntos de anclaje de la suspensión en la mangueta no están suficientemente "escondidos" dentro de la rueda o cuando se coloca una anchura de rueda demasiado ancha.
b) Si el punto de intersección con el suelo está más lejos del veículo que el centro del neumático tendremos salida negativa. Al frenar, el par de fuerzas que se genera tiende a cerrar la dirección, por lo que ganamos estabilidad en frenadas. También nos da retornabilidad de la dirección a baja velocidad ( el volante se endereza al soltarlo ) ya que el neumático, al girar, baja por debajo de la cota cero. Para esto necesitamos un punto inferior muy insertado dentro de la rueda y un ángulo de salida moderado o alto.
c) Si el punto de intersección con el suelo coincide con el punto medio del neumático tenemos salida neutra. La estabilidad no cambia al frenar. Además disminuimos al mínimo el rozamiento indeseado de la goma con el asfalto por el giro de la dirección ( el clásico chirrido que producen las ruedas al girar en parado en un parking con el suelo de cemento pintado ) así como el rozamiento y desgaste de los rodamientos del buje.
El ángulo de salida es útil para acercarnos a esta salida neutra ya que no siempre es posible introducir el pivote superior de la mangueta hasta el punto medio de la rueda - ya que tropieza con el disco, buje, mangueta de dirección, etc.
Sin embargo, presenta el problema de que, al girar, introduce un ángulo de caída positivo en la rueda exterior ( lo cual no nos interesa ) contrarestando el ángulo negativo que introdujo el ángulo de salida. Por ello, la tendencia actual es reducir este ángulo de los 15-17º tradicionales a unos 4-8º.
ÁNGULO DE APERTURA ( toe )
Si miramos el vehículo desde arriba, es el ángulo que forman las ruedas con la línea recta central del vehículo.
 Si la parte delantera de la rueda está más cerca del centro del vehículo que la trasera, esa rueda tiene convergencia ( toe in ). Si está más separada que la parte trasera tiene divergencia ( toe out ).
La divergencia en un eje provoca que reaccione más rápidamente ente leves cambios de dirección - se vuelve más nervioso, mientras que la convergencia hace lo contrario, que se vuelva más estable.
Cualquier convergencia o divergencia que introduzcamos genera una fuerza de rozamiento de bastante mayor intensidad que el generado por el ángulo de caída, por lo que los mantendremos a 0 siempre que sea posible.
Existe una interrelación entre los ángulos de caída y de apertura: cuando introducimos un ángulo de caída negativa, la huella adopta una forma de tronco de cono con el lado interior de un diámetro ligeramente más pequeño que el lado exterior. Esto obliga a la rueda a girar ligeramente hacia el interior. Para compensarlo, es necesario introducir una ligera divergencia.
El ratio entre ángulo de caída negativa y de divergencia es variable en función del tipo de neumático:
- Neumático radial. 1:5. Cada 5º de caída negativa necesitan 1º de divergencia ( o 1º de caída negativa necesita 0,2º de divergencia ).
- Neumático diagonal. 1:10. Cada 10º de caída negativa necesitan 1º de divergencia ( o 1º de caída negativa necesita 0,1º de divergencia ).
|
| |
Puntuación Promedio: 4.85
votos: 7
|
|
