Interactiunea dintre pneu si calea de rulare


Se poate observa ca exista o diferenta importanta intre aria teoretica si cea reala de contact dintre pneu si calea nedeformabila. Aceasta diferenta se explica prin existenta unor canale si nervuri pe banda de rulare, care formeaza desenul benzii de rulare. Aceste formatiuni au un rol decisiv in aderenta si caracteristicile de rulare ale pneului, ele influentand in mod direct comportamentul pneului in timpul exploatarii.
In modul de desfasurare a masuratorilor nu pot interveni factori ce sa influenteze puternic calitatea rezultatelor, deoarece amprenta petei de contact se ia printr-o metoda foarte simpla ce nu implica utilizarea de aparate complicate sau foarte sensibile.
Pe de alta parte, insa, la prelucrarea si analizarea datelor pot aparea insa erori destul de mari: aria totala de contact se poate stabili relativ simplu, insa aria reala de contact poate crea dificultati la calcul. Acest lucru se intampla deoarece canalele nu sunt de aceleasi dimensiuni, nu sunt dispuse intotdeauna simetric fata de vreo axa a petei de contact si de multe ori au forme relativ neregulate. In final, rezultatele pot fi de natura aproximativa, chiar daca amprenta este imprimata pe o coala de hartie milimetrica poate fi dificil sa se stabileasca exact aria petei de contact.
Reclame

Razele rotilor de autovehicul


Diametrul jentii, al pneului si raza nominala se pot calcula, tinand cont de notatiile, pe baza datelor furnizate de standardele in vigoare, sau pe baza notatiilor de pe pneu, dupa cum urmeaza:d=D-2xH,  D=d+2xH, rn=D/2.Raza rotilor cu pneuri se modifica functie de fortele si momentele care actioneaza asupra lor si de conditiile concrete de exploatare.
Pneurile utilizate in constructia autovehiculelor sunt caracterizate de capacitate de deformare mare in directie radiala, longitudinala si transversala.
Razele roţii de autovehicul sunt: raza nominala rn, raza libera ro, raza statica rs, raza dinamica rd, raza de rulare rr.
Raza nominala rn a unui pneu se calculeaza cu relatia de mai sus pornind de la simbolizarea pneului.
Raza libera ro a unei roti este raza cercului exterior al benzii de rulare a pneului umflat la presiune nominala, masurata fara nici o incarcare, in stare de repaus. Aceasta raza depinde numai de presiunea aerului din interiorul pneului. Pentru calcule aproximative se poate considera ro=rn.
Raza statica rs a unei roti este distanta dintre centrul rotii si suprafata de sprijin, cand roata este incarcata cu sarcina nominala (greutatea static repartizata pe roata GR). Aceasta raza depinde de presiunea aerului din pneu si de greutatea repartizata pe roata.
Raza dinamica rd a unei roti este distanta dintre centrul rotii si suprafata de sprijin in timpul miscarii autovehiculului incarcat cu sarcina nominala. In timpul rularii, distanta dintre centrul rotii si calea de rulare se modifica sub influenta regimului de miscare prin fortele centrifuge care provoaca o crestere a diametrului exterior al pneului, precum si de momentul de antrenare sau franare aplicat rotii, care determina o reducere a diametrului exterior. Dintre cele doua tendinte contradictorii ultima este predominanta, astfel raza dinamica rezulta cu valori mai mici decat raza statica (rd<rs).
Raza de rulare  rr este raza unei roti conventionale, nedeformabile, care ruleaza fara alunecare sau patinare si are aceiasi viteza unghiulara si viteza de translatie cu roata reala.Daca se noteaza cu S deplasarea centrului rotii la o rotatie completa, atunci raza de rulare rr se calculeaza cu relatia:

rr=S/2x π

Raza de rulare se poate obtine si cand se cunoaste viteza cu care se deplaseaza centrul rotii v si viteza unghiulara a rotii wR cu relatia:

rr=V/wR

Marimea razei de rulare este influentata de o multitudine de factori care au actiune aleatoare in timpul exploatarii autovehiculului cum sunt momentele de antrenare si franare aplicate rotii si deformarea tangentiala.

In lipsa datelor experimentale, pentru calcule obisnuite se utilizeaza notiunea de raza de lucru r, care se poate exprima in functie de raza libera ro, sau raza nominala rn si de coeficientul de deformare l:

r= lro  = l x rn

Coeficientul de deformare l depinde de presiunea aerului din interiorul pneului si are urmatoarele valori:
– l=0.930-0.935, pentru pneurile de joasa presiune.
– l=0.945-0.950, pentru pneurile de inalta presiune.

Daca r este raza de lucru si wR este viteza unghiulara a rotii, atunci viteza de deplasare a autovehiculului poate fi aproximata cu relatia:

Va = r x wR

Pentru calcule uzuale raza de lucru r determinata cu relatia de mai sus poate fi utilizata in locul razei de rulare rr , sau a razei dinamice rd.

Clasificarea si simbolizarea pneurilor


In general, dimensiunile pneurilor se exprima in inci (1 inch = 25,4 mm) sau milimetri si ele se refera la dimensiunile principale:
– D – diametrul exterior (nominal).
– d – diametrul interior al pneului sau diametrul exterior al jantei.
– H – inaltimea exterioara a sectiunii transversale.
– B – latimea exterioara a sectiunii transversale (balonajul).

Simbolul pneului reprezinta modul de exprimare a marimii acestuia format din doua numere. Atunci cand cele doua numere sunt separate printr-o liniuta orizontala sau prin litere, primul numar indica latimea nominala a sectiunii B (balonajul in inci, sau mm), iar al doilea, diametrul nominal al jentii (diametrul interior al talonului) d, in inci. Cand cele doua numere sunt separate prin semnul X, primul numar indica diametrul exterior D in inci, iar al doilea latimea sectiunii B in inci.

Notarea pneurilor de autocamioane, autobuze si remorci auto se face prin indicarea simbolului, a numarului de pliuri echivalente PR, a simbolului HD pentru pneurile in constructie ranforsata si eventual numarul standardului sau normei interne de fabricatie. De exemplu, cu 9.00-20 14 PR este simbolizata o anvelopa cu latimea nominala a sectiunii balonajul B=9 inci si diametrul nominal al jentii d=20 inci, care are o rezistenta egala cu un pneu a carui carcasa are 14 straturi de panza de cord conventionale.

In cazul anvelopelor pentru autoturisme si autoutilitare usoare literele care despart cele doua cifre din simbolizarea pneului ofera diferite informatii privind constructia si destinatia acestuia. Simbolul SR se foloseste pentru pneuri de viteza in constructie radiala, HR pentru pneuri de viteza foarte mare in constructie radiala, M+S pentru pneuri cu profil al benzii de rulare pentru zapada si noroi.

Tipuri constructive de roti si pneuri


Pneul este format din: carcasa, cordonul de protectie, talonul intarit cu sarme de otel, banda de rulare si peretele lateral.

Carcasa care constituie scheletul pneului, preia in timpul exploatarii cele mai mari eforturi. Ea este alcatuita dintr-un numar de straturi de tesaturi speciale (pliuri) numite straturi de cord. Materialul din care este confectionat cordul poate fi: bumbac, fibre de sticla, fibre poliamidice, fire metalice. Firele de cord sunt imbracate intr-un amestec de cauciuc. Grosimea unui strat este de 1-1.5 mm, iar diametrul firelor este de 0.6-0.8 mm. Aprecierea rezistentei diferitelor pneuri se face cu ajutorul pliurilor echivalente (Ply Rating-P.R.) care reprezinta numarul conventional de straturi de retea de cord. Carcasa are un numar cu sot de straturi de cord cauciucat, fiecare strat de cord avand firele orientate in sens opus stratului urmator. Pentru a asigura elasticitatea pneului, proprietatile de rezistenta si de amortizare, in conditiile unor deformatii repetate, firele stratului de cord se asează sub un anumit unghi in raport cu planul median al pneului. In functie de acest unghi exista doua tipuri constructive de pneuri, si anume:
– pneuri cu carcasa in constructie diagonala la care unghiul de dispunere al firelor de cord este a=38 grade-45 grade. Aceste pneuri au avantajul unei stabilitati axiale buna, al unui coeficient de rezistenta la rulare acceptabil, dar au dezavantajul unei rigiditati laterale mari.
– pneuri cu carcasa in constructie radiala la care unghiul de dispunere al firelor de cord este a=90 grade. Prin marirea unghiului „a” se obtine o elasticitate radiala mare si un coeficient de rezistenta la rulare redus la viteze mici de deplasare.

Datorita unei durabilitati si economicitati mai ridicate, pneurile radiale au o utilizare mai larga in comparatie cu cele diagonale. Micsorarea unghiului „a” are ca urmare scaderea coeficientului de rezistenta la rulare pentru viteze mari, stabilitate laterala buna si o reducere a elasticitatii radiale, fapt care face ca astfel de anvelope sa fie folosite la automobilele sport (a=30 grade-55 grade) si la automobile de curse (a=26 grade).

Cordonul de protectie sau brekerul face legatura intre banda de rulare si carcasa, preluand o parte din socurile care se transmit in timpul rularii pneului. Materialul pentru breker trebuie sa aiba proprietati dinamice superioare in faza vulcanizata, sa se incalzească cat mai putin, sa fie rezistent la temperaturi de 100 grade Celsius-120 grade Celsius si sa aiba o buna conductivitate termica. El este alcatuit dintr-un strat de cauciuc sau panza cauciucata si este prezent la toate pneurile radiale si la o parte din pneurile diagonale.

Taloanele constituie partea rigida a pneului si fac posibila montarea rezistenta si etansa a acestuia pe janta. In interiorul talonului se gaseste o insertie metalica, izolata cu amestec de cauciuc, care ii asigura rigiditatea necesara.
Peretii laterali sau flancurile protejeaza carcasa si, de obicei, formeaza un tot unitar cu banda de rulare.

Banda de rulare constituie stratul gros de cauciuc care se aseaza la periferia pneului, protejand carcasa si camera impotriva deteriorarilor si uzurii, transmite efortul de tractiune si franare si mareste aderenta cu drumul. Pentru a asigura o aderenta corespunzatoare, si pentru a reduce uzura si zgomotul in timpul rularii, banda de rulare este prevazuta cu o serie de proeminente, nervuri si canale de diferite forme care formeaza profilul sau desenul benzii. Grosimea benzii de rulare variaza intre 7-17 mm in cazul pneurilor pentru autoturisme si 14-32 mm pentru cele de autocamioane si autobuze.

Din punct de vedere al desenului benzii de rulare pneurile se clasifica in: pneuri cu profil de strada si pneuri cu profil special M+S (zapada si noroi). Pneurile cu profil de strada sunt destinate rularii pe drumuri cu suprafata dura (asfalt, beton, etc.), iar cele cu profil M+S sunt utilizate pe drumuri desfundate sau acoperite cu zapada. Forma desenului benzii de rulare are o importanta deosebita pentru comportarea pneului in exploatare. Ea trebuie sa fie un asa fel conceputa, incat sa asigure o aderenta cat mai buna pe directie longitudinala si laterala (transversala) atat prin frecarea cu calea de rulare, cat si prin utilizarea maxima a rezistentei la forfecare a acesteia. De asemenea profilul benzii de rulare trebuie sa asigure o cat mai rapida eliminare a apei dintre anvelopa si calea de rulare la deplasarea pe drumuri acoperite cu strat de apa, astfel incat sa contribuie la cresterea vitezei la care apare fenomenul de acvaplanare.

Pe drumuri acoperite cu gheata, pentru marirea securitatii circulatiei se introduc in banda de rulare, tinte metalice dure. Eficacitate anvelopei depinde de inaltimea tintelor masurata la exteriorul benzii de rulare (1.0-1,5 mm) si de densitatea lor in pata de contact.

Pneurile fara camera difera de cele cu camera printr-un strat de etansare cu grosimea de 1.5-3.0 mm vulcanizat la interiorul anvelopei. In timpul functionarii, stratul de etansare este supus la compresiune, ceea ce permite ca un corp strain patruns in acesta sa fie inconjurat de materialul stratului de etansare si sa se produca autoetansarea. La defecte mai mari, aerul iese treptat din pneu micsorandu-se astfel posibilitatea aparitiei unor explozii, care sa produca accidente.

Camera de aer, are diametrul exterior mai mic decat diametrul interior al pneului, ceea ce face ca prin umflare sa se intinda pana se lipeste de acesta. Grosimea peretilor camerelor de aer este cuprinsa intre 1.5 si 3 mm. Camera de aer se confectioneaza dintr-un cauciuc elastic, rezistent la caldura si etans. Dezavantajul principal al utilizarii pneurilor cu camera il constituie posibilitatea de aparitie a exploziei, in cazul in care aceasta se deterioreaza, defectul tinde sa se mareasca, iar pierderea de presiune se face foarte rapid. Pentru protejarea camerei de aer impotriva frecarii de janta se poate folosi o banda de janta, care este un manson de cauciuc.

In cazul autovehiculelor cu destinatie speciala se utilizeaza si pneuri cu profil lat, care prezinta urmatoarele avantaje: reduce rezistenta la rulare pe cai deformabile, au elasticitate mai mare, asigura o capacitate de trecere mai buna pe drumuri desfundate prin marirea coeficientului de aderenta.

Constructia rotilor autovehiculelor


Rolul rotilor echipate cu pneuri este de a prelua greutatea totala a autovehiculului, de a amortiza o parte din oscilatiile verticale si de a stabili contactul cu calea de rulare. Dimensiunile rotilor si proprietatile fizico-mecanice ale anvelopelor folosite la echiparea autovehiculelor influenteaza in mod direct si esential dinamicitatea, economicitatea si capacitatea de trecere ale acestora.

Rotile de autovehicul trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte:
– sa asigure o aderenta cat mai buna.
– sa prezinte siguranta in exploatare.
– sa asigure o confortabilitate si economicitate bune.

Aderenta buna cu calea de rulare, pentru diferite regimuri de exploatare, permite transmiterea fortelor tangentiale de tractiune si de franare si a fortelor laterale contribuind la imbunatatirea dinamicitatii, calitatilor de franare, stabilitatii si maniabilitatii. Siguranta in exploatare este satisfacuta daca rotile au o rezistenta corespunzatoare si o etanseitate buna. Confortabilitatea este data de capacitatea partii elastice a rotii (pneul) de a amortiza oscilatiile si de a reduce zgomotul care se produce la rulare. Economicitatea este conditionata in principal de cantitatea de energie consumata la deformarea pneului (rezistenta la rulare), de capacitatea de incarcare, de durabilitatea si pretul acestuia.

In general discul rotii se executa prin presare din tabla de otel, dar in unele cazuri se folosesc si butuci cu spite turnate sau trase, pentru obtinerea unei rigiditati corespunzatoare la o greutate cat mai mica. Imbinarea discului cu janta se face prin sudura, pentru discul din tabla, prin imbinare mecanica pentru spitele trase, iar in cazul rotilor cu jante turnate din aliaje usoare, discul si janta formeaza corp comun. Ansamblul disc-janta se monteaza pe butucul rotii cu suruburi sau cu prezoane.

Configuratia si profilul jantelor se adopta in functie de particularitatile constructive ale autovehiculelor si de solicitarile la care sunt supuse rotile acestora.

In functie de solutiile constructive adoptate exista doua variante de jenti:
– jante nedemontabile – utilizate la rotile autoturismelor, autoutilitarelor usoare, de directie ale tractoarelor 4×2 si la rotile motoare ale tractoarelor de putere mica.
– jante demontabile cu profil cilindric sau putin conic utilizate la rotile autocamioanelor, autobuzelor, autoutilitarelor grele si la rotile motoare ale tractoarelor de putere medie si mare.

Jantele nedemontabile cu profil adanc, au urechi inalte profilate din umarul jantei, care asigura pneului o puternica stabilitate laterala. La aceste constructii marginile pneurilor folosite sunt elastice si flexibile, fiind permisa montarea lor direct pe janta profilata.

In cazul jantelor demontabile, cu profil putin conic, conicitatea de 5-15 grade creeaza posibilitatea unei centrari mai bune a pneului. Montarea pneului se face prin simpla impingere pe bordura fixa a jantei si prin fixarea bordurii demontabile cu inelul flexibil de inchidere, care se introduce in canal. Aceasta constructie permite montarea si demontarea usoara a pneurilor si asigura preluarea fortelor axiale. In cazul vehiculelor la care pentru puntea spate se folosesc roti jumelate (duble), profilul discului rotii este conceput astfel incat sa permita montarea ambelor roti pe butuc, simetric fata de planul de strangere si sprijin.

In cazul jantelor destinate pneurilor fara camera de aer trebuie acordata o atentie deosebita suprafetelor de etansare care nu trebuie sa prezinte neregularitati sau bombari locale.

Pneul sau ansamblul format din camera de aer si anvelopa, care se monteaza pe janta. Pneurile fara camera de aer se folosesc la rotile de autoturisme, cu tendinta de utilizare a acestora si la autovehicule grele.

Pentru a asigura functionarea normala a autovehiculului, pneurilor li se impun urmatoarele cerinte principale:
– sa amortizeze socurile.
– sa aiba o buna aderenta la calea de rulare.
– sa prezinte siguranta si rezistenta la deplasarea cu viteza mare.
– sa preia sarcinile repartizate pe roata.
– sa contribuie la asigurarea confortului calatorilor.

Viata mai lunga anvelopelor


Pericolele rutiere cum ar fi gropi, sticle si pietre sunt, de obicei, inevitabile. Exista, totusi, trei cauze principale ale problemelor anvelopelor care pot fi evitate: umflarea necorespunzatoare, excesul de viteza si supraincarcarea. Luand masuri de precautie pentru a le evita, va asigurati o mobilitate mai sigura si de o viata mai lunga a anvelopei.

Sub sau supra umflarea

Anvelopele umflate care sunt sub sau supra umflate pot afecta viata anvelopei, confortul de conducere, tractiunea si franarea. Sub-umflarea genereaza flexarea excesiva a carcasei anvelopei, ceea ce duce la supraincalzire, cresterea rezistentei la rulare si uzura prematura. In cazuri extreme, sub-umflarea poate provoca daune anvelopelor. De asemenea, o supra-umflare poate reduce viata anvelopei, reduce aderenta si poate produce uzuri neregulate.

Condusul la viteze ridicate

Condusul la viteze mari are o sansa mai mare de a provoca pagube anvelopei decat viteza mai mica. Daca intervine contactul cu un pericol pe carosabil, exista o sansa mai mare de a provoca pagube anvelopelor decat la o viteza mai mica.

Condusul cu viteza va provoca anvelopa sa acumuleze caldura excesiva, care poate provoca daune anvelopelor. Aceasta poate duce, de asemenea, la distrugerea subita a anvelopei si la pierderea de aer rapid. Imposibilitatea de a controla un vehicul in cazul in care o anvelopa trece printr-o pierdere brusca de aer poate duce la un accident. Daca vedeti orice deteriorare a unei anvelope sau sau a unei roti, inlocuiti-o imediat cu o anvelopa de rezerva, apoi verificati-o la furnizorul dumneavoastra de anvelope.

Supraincarcare

Pentru a va asigura ca anvelopele nu sunt supraincarcate, verificati coeficientul de sarcina maxima al anvelopelor, care se gaseste pe flancul anvelopei. Nu depasiti aceasta cerinta. Anvelopele care sunt incarcate dincolo de sarcinile lor maxime pot pastra caldura excesiva care poate avea ca rezultat distrugerea brusca a anvelopei. Urmariti de asemenea recomandarile producatorului in ceea ce priveste incarcarea. Nu depasiti greutatea bruta pe osie impusa pentru orice axa a vehiculul dumneavoastra.

Anvelope – marcaje, semne si simboluri


 

1 – Latimea sectiunii anvelopei in „mm”.

  2 – Raportul dintre inaltimea sectiunii si latimea sectiunii in %.

  3 – Constructia anvelopei (R=radiala).

  4 – Diametrul jantei in „inch”.

  5 – Capacitatea maxima de incarcare (indice de sarcina).

  6 – Indice de viteza.

  7 – Anvelopa fara camera.

  8 – Marca si numar aprobare tip ECE.

  9 – Amplasarea indicatorului de uzura a benzii de rulare.

10 – Caracteristici de iarna M&amp;S (Mud&amp;Snow-Noroi&amp;Zapada).

11 – Testata si calificata pentru „Utilizare in conditii severe de iarna cu zapada ambundenta”.

12 – Data de fabricatie (saptamana, anul: deceniul 1990-1999).

13 – Simbol de conformitate al Departamentului de Transport.

14 – Cod producator D.O.T.

15 – Tara de fabricatie.

16 – Denumirea comerciala.

17 – Detalii de constructie a anvelopei (D.O.T.).

18 – Marcaj al sarcinii si presiunii  (D.O.T.).

19 – Tipul anvelopei (radial).

20 – Marca impusa de reglementarile SUA privind informarea consumatorului (Clasa de calitate).

21 – Amplasarea indicatorului de uzura al benzii de rulare pentru iarna.

Anvelope resapate


Probabil multi dintre posesorii de autoturisme la un moment dat au fost nevoiti sa schimbe anvelopele vechi cu unele noi. Prezentandu-se in vederea achizitionarii unor noi anvelope la service sau la magazin auto, vanzatorul sau mecanicul intreaba cumparatorul de care anvelope doriti, noi la un pret mai mare sau resapate la un pret mai mic ori second hand. Termenul „resapat” posibil sa-i fi pus pe multi in incurcatura neintelegandu-l, respectiv „nou” si „second hand” fiind in general cunoscute. In continuare incercam, in mare, sa va facem cunoscut procesul de resapare al unei anvelope.

Nu toate anvelopele pot fi resapate sau reconditionate. Producatorii de anvelope in general specifica tipurile de anvelope ce pot fi resapate acestea avand din fabricatie pe lateral indicativul „U” sau termenul „REGROOVABLE”. Procesul de resapare se efectueaza cu unelte specifice de catre persoane specializate in domeniu (vezi img.).

 

Anvelopele ce urmeaza a fi resapate sunt verificate daca au semne de avarie ale canelurilor sau partilor laterale, daca exista aceste avarii, sunt reparate conform standardelor. Se curata anvelopa si canelurile de toate impuritatile ce pot fi prezente, se masoara adancimea canelurilor ramase in mai multe locuri si se ia ca si etalon adancimea ca mai mica masurata, la unele anvelope este necesara frezarea cauciucului existent si inlocuirea cu o noua banda de rulare.

Resaparea trebuie sa se faca in conformitate cu indicatiile si modelul producatorului. Aceasta activitate consta in frezarea benzii de rulare uzate si inlocuirea acesteia cu un material nou, aplicandu-se un strat de cauciuc prevulcanizat (adeziv), profilul fiind dat in presa cu matrita actionata electric. Aburul tehnologic incalzeste matrita pentru formarea noului profil al anvelopei la temperatura de 150gr C, iar instalatia de aer comprimat actioneaza celelalte anexe al presei. Reprofilarea se realizeaza prin adancirea benzii de rulare a anvelopelor in limitele admise, prin taierea cu un cutit special actionat electric (in conditii de temperatura controlata). Activitatea de resapare si reprofilare a anvelopelor presupune efectuarea multor operatiuni. Dupa executarea operatiunii se masoara din nou adancimea canelurilor si daca nu a fost expus nici un fir. Dupa tratare, in timp ce o anumita parte din caldura inca este retinuta in anvelopa, fiecare anvelopa resapata trebuie examinata pentru a se obtine certitudinea ca nu contine nici un defect aparent. In timpul sau dupa resapare, anvelopa trebuie umflata la cel putin 1,5 bar pentru examinare. Inainte, in timpul sau dupa resapare, trebuie verificata cel putin o data integritatea structurii anvelopei prin intermediul metodelor potrivite de inspectare.

Recomandari privind utilizarea anvelopelor reconditionate:

– autovehiculul trebuie sa ruleze cu viteza legala recomandata anvelopelor reconditionate.

– dupa reconditionare, noul profil trebuie sa aiba minim 4 mm si maxim 7 mm,

– anvelopa nu trebuie sa prezinte defecte la o examinare vizuala cum ar fi: crapaturi sau alte semne de uzura indelungata, crapaturi aparute in urma recanelarii, alte urme de deterioarare.

– legea impune ca orice recanelare sa urmareasca modelul pentru retaiere dat de fabricant.

Nu se resapeaza anvelopele prea netede sau uzate neregulat, pentru ca grosimea stratului de cauciuc ramas este incerta.