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FACULDADE PITGORASENGENHARIA MECNICAEverson Galindo de MeloJulio Cesar Aparecido Ramalho

Rafael Caliman FerrariRODAS E PNEUSVotorantim, 2015

Everson Galindo de Melo

Julio Cesar Aparecido Ramalho

Rafael Caliman Ferrari

RODAS E PNEUSRelatrio tcnico apresentado como requisito parcial para obteno de aprovao na disciplina Optativa Introduo a Engenharia Automobilstica, no Curso de Engenharia Mecnica, na Faculdade Pitgoras.Prof. Fernando CostaVotorantim, 2015

RESUMO

Este trabalho descreve as condies que o pneu deve se encontrar para que o veculo esteja em condies de uso e de segurana para os condutores e passageiros que estiverem utilizando a conduo, com tambm os tipos de alinhamentos e balanceamento que devem fazer ser realizados nos veculos.Palavras-chave: Rodas e PneusSUMRIO

1INTRODUO..............................................................................................42 HISTRIA DA RODA E PNEUS.................................................................. 53PNEUS..........................................................................................................73.1VELOCIDADE...............................................................................................73.1.1 CAPACIDADE DE CARGA.......................................................................... 83.1.2 POSICIONAMENTO DOS PNEUS NO VECULO....................................... 93.1.3 VALIDADE DOS PNEUS............................................................................. 93.1.4 QUANTIDADE DE LONAS DE UM PNEU...................................................103.1.5 SULCOS DOS PNEUS............................................................................... 113.1.5.1 TIPOS DE SULCOS E BANDAS DE RODAGEM.................................... 123.2 RODAS...................................................................................................... 133.2.1 TRINCAS E AMASSADOS...........................................................................143.2.2BALANCEAMENTO......................................................................................153.2.3 ALINHAMENTO............................................................................................163.2.3.1 TIPOS DE ALINHAMENTO.......................................................................173.2.3.2 NGULOS DE CONVERGNCIA E DIVERGNCIA................................194OBJETIVO GERAL.......................................................................................194.1.1 OBJETIVO ESPECFICOS...........................................................................204.2 METODOLOGIA...........................................................................................205. CONCLUSES............................................................................................21REFERNCIAS.............................................................................................221 INTRODUOOs pneus so a nica parte do carro que tem o contato direto com o solo, portanto afetam diretamente a estabilidade, o conforto, a frenagem e a segurana do seu veculo e para tem o bom desempenho as rodas e pneus devem estar em boas condies gerais de uso, por se tratar de um item de segurana do carro as leis tambm so rigorosas e os veculos acabam passando por uma percia para liberar a circulao do veculo nas vias. Para que o condutor tenha segurana quando estiver dirigindo necessrio realizar algumas manutenes adequadas nas rodas e pneus como alinhamento e balanceamento e verificando no manual do veculo quando for necessrio trocar os especificaes do fabricante.2 HISTRIA DA RODA E PNEUS

Nas sociedades primitivas, cabia s mulheres carregar os objetos domsticos de seu grupo ao mudarem de moradia. Mas a necessidade de poder carregar peso alm da fora humana fez com que os seres humanos comeassem a usar animais domesticados, muito mais resistentes, para levar carga. Sabe-se, por exemplo, que enquanto a civilizao sumeriana, que floresceu s margens do rio Eufrates h cerca de 6.000 anos atrs, sabia us-la (como est gravado em um baixo-relevo de UR) e enquanto os egpcios pareciam familiarizados com ela desde 1.700 Antes de Cristo, a roda era completamente desconhecida na Oceania antes da chegada dos primeiros europeus. Mesmo as civilizaes pr-colombianas no acharam uso prtico para ela, embora em princpio j a conhecessem. Acredita-se que a roda foi desenvolvida originada do rolo (um tronco de rvore) que, provavelmente, representou o primeiro meio usado pelo homem para impedir o atrito de arrasto entre dois planos, substituindo-o pelo atrito de rolamento.

Mais tarde, este rolo se transformou em disco, e foi, talvez, a necessidade de introduzir a mo para lubrificar o eixo que fez com que o homem abrisse largos buracos. Em outra ocasio, algum pensou em proteger o cubo da roda contra choques utilizando uma cobertura, e surgiu a precursora das calotas modernas, que tem objetivo mais ou menos funcional. A evoluo das rodas dos automveis se originou diretamente das rodas das antigas carruagens puxadas a cavalos, s quais eram, a princpio, idnticas.

Praticamente, desde o comeo, as rodas dos carros tinham o aro coberto de borracha slida, e por isso eram muito durveis, mas tambm muito rgidas. Na segunda metade do sculo XIX, John Boyd Dunlop, um cirurgio veterinrio escocs, tornou a bicicleta de seu filho muito mais confortvel inventando o pneumtico: um tubo de borracha, contendo ar sob presso, cobria o aro. Em 1888, a inveno foi patenteada na Inglaterra, mas Dunlop achou que no valia a pena abandonar sua profisso para se dedicar a ela. Preferiu vender todos os seus direitos de inventor por uma pequena quantia. A idia continuou no tendo aceitao para os automveis - que mantiveram o uso de pneus macios - at que algum pensou em substituir o modelo de Dunlop por um outro com duas partes: um tubo interior e uma cobertura.

Deve-se a Charles Goodyear a descoberta do processo de vulcanizao, pelo qual a borracha adquire durabilidade e elasticidade. At 1920, os pneus eram feitos fixando a borracha sob presso a uma base de algodo. O conjunto era ento moldado e o exterior vulcanizado. Os pneus assim produzidos tinham uma cmara interior de alta presso e rodavam em mdia cerca de 7.240 km.

Pouco depois de 1920 foram introduzidos os pneus de baixa presso, e alguns deles duravam cinco vezes mais que os anteriores.A partir de 1955, tornaram-se comuns os pneus sem cmara de ar, particularmente nos Estados Unidos. De certa forma, estes pneus representavam uma volta ao passado. Evidentemente, so muito mais resistentes, tanto quanto a furos quanto ao prprio desgaste, devendo ser perfeitamente ajustados ao aro, para no deixarem escapar o ar.2 PNEUSOs pneus so a nica parte do carro que tm o contato direto com o solo, portanto afetam diretamente a estabilidade, o conforto, a frenagem e a segurana do seu veculo. Para um desempenho seguro, os pneus no devem apresentar nenhum tipo de anomalia, estar com a presso indicada pelo fabricante, profundidade dos sulcos adequado (mnimo de 1,6mm), alinhamento e balanceamento das rodas conforme padro original de cada modelo especfico.

Durante a realizao de uma percia, o profissional habilitado dever verificar, alm do estado geral do pneu, a compatibilidade de suas caractersticas construtivas em relao ao veculo aplicado. Estas informaes esto contidas na lateral do pneu, conforme figura a seguir:

Dentre as caractersticas tcnicas indicadas destacamos algumas que podem ser conclusivas para as anlises periciais.2.1 VELOCIDADE

Na figura anterior podemos verificar, junto com as medias do pneu, existe no final uma letra que indica a velocidade mxima a que o pneu pode ser submetido, neste caso a Letra V.

Dever ser analisada a velocidade mxima a ser atingida pelo veculo comparando-se com a que pode ser exigida pelo pneu, conforme tabela apresentada a seguir.

Neste exemplo podemos verificar que a letra V est associada a uma velocidade mxima de 240 km/h. Esta anlise torna-se ainda mais importante quando se trata de pneus de reposio, quando os proprietrios geralmente optam por pneus mais baratos, deixando de lado as especificaes originais do fabricante, fato que o expert nunca deve esquecer.

2.1.1 CAPACIDADE DE CARGA

Outro ponto importantssimo na verificao quando capacidade de carga. Para este dado tambm so utilizados cdigos e sua representao se encontra na tabela apresentada abaixo.

2.1.2 POSICIONAMENTO DOS PNEUS NO VECULO

A fora de frenagem , via de regra, maior na dianteira do veculo. Todos os testes efetuados demonstram que mais fcil controlar uma perda momentnea de aderncia na parte dianteira do que na parte traseira, pois se houver uma derrapagem dianteira, o motorista poder at perder o controle do veculo por um curto espao de tempo, porm por reflexo natural tirar o p do acelerador e far girar o volante no sentido da via. Essas atitudes permitem o restabelecimento do controle do veculo.Se a perda de aderncia ocorrer nas rodas traseiras, a situao ser muito mais difcil de controlar, pois o veculo no obedecer ao comando, saindo de traseira.

Por isso, para uma anlise mais detalhada, no caso de percia, alm do estado geral dos pneus e sua especificao tcnica, essencial que se inclua na anlise o posicionamento dos pneus em relao ao estado geral, principalmente no caso de perda de controle. Deve ficar claro que os pneus com maior profundidade devem estar posicionados na traseira.

2.1.3 VALIDADE DOS PNEUS

A vida til de um pneu de cinco anos. Pneus acima dessa idade devem ser analisados com mais rigor, pois pode ocorrer ressecamento da borracha, com perda de flexibilidade, micro-rachaduras e tendncia falha.

A data de fabricao est marcada na lateral do pneu ao lado da denominao "DOT". Como exemplo, um pneu com marcao DOT 0108 significa que foi fabricado na 1 semana de 2008. Neste caso, temos que analisar tambm o modelo do pneu, pois normalmente a fabricao no prevalece por um tempo to grande.

DOT uma sigla para Department of Transportation (Departamento de transportes dos Estados Unidos). Essa inscrio usada no Brasil porque o mercado nacional adota o padro norte-americano de informaes para os pneus.

2.1.4 QUANTIDADE DE LONAS DE UM PNEUOs pneus possuem na parede lateral do pneu as principais informaes sobre sua construo, inclusive sobre o nmero de lonas e o tipo de material utilizado internamente para reforar a borracha.

Os materiais mais comuns, usados na fabricao de um pneu convencional, normalmente so inscritos da seguinte maneira: TREAD 2 POLYESTER + 2 STEEL + NYLON / SIDEWALL 2 POLYESTER.

Neste exemplo, a primeira linha de descrio informa que o pneu conta com duas telas radiais de polister, duas cintas de ao e uma tela de revestimento de fio de nylon. A segunda linha da descrio identifica que, em cada parede lateral, encontram-se duas lonas radiais de polister.

Muitos pneus de alta performance usam reforos circunferncias acima das cintas de ao. Eles tambm tm as paredes reforadas com tecidos ou pequenos cabos de aos para aumentar a resposta de direo e estabilidade nas curvas.

O papel das lonas garantir mais rigidez e dar forma ao pneu. So os materiais usados em cada camada interna que impactam diretamente no desgaste do pneu, um pneu bem reforado e bem construdo evita de maneira eficaz o desgaste irregular. a estrutura interna que permitem o pneu ter a elasticidade (ou resistncia deformao) certa durante as curvas, dando estabilidade e capacidade de retomada da velocidade ao veculo.2.1.5 SULCOS DOS PNEUS

Os sulcos dos pneus so pequenos canais esculpidos na banda de rodagem, ou seja, na parte da borracha que mantm contato com a pista. Em dias de chuva, por exemplo, a gua da pista entra por estes canais e expelida por baixo do pneu, mantendo a estabilidade e a segurana do veculo na pista.

Conforme os pneus vo sendo utilizados, a borracha da banda de rodagem vai conseqentemente se desgastando e os sulcos vo ficando menos profundos e apresentando mais dificuldades para fazer esse escoamento da gua. Nesse caso, a frenagem do carro fica comprometida em pista molhada, aumentando o risco da chamada aquaplanagem (quando o carro derrapa sem controle por conta do piso molhado). A legislao brasileira determina que os sulcos dos pneus tenham no mnimo 1,6mm de profundidade.

2.1.5.1 TIPOS DE SULCOS E BANDAS DE RODAGEM

Banda de rodagem simtrica: o tipo de banda que apresenta desenhos de sulcos em um padro simtrico, ou seja, os lados direito e esquerdo possuem os mesmos desenhos de sulcos e ranhuras. Esse o tipo de banda mais comum em carros populares de passeio. Banda de rodagem assimtricaA banda de rodagem assimtrica possui desenhos diferenciados de sulcos. Isto , o lado direito da banda conta com esculturas diferentes das que so desenhadas no lado esquerdo. Isso garante mais trao ao veculo e estabilidade em curva, sem perder a capacidade de frear bem em pista molhada (evita a aquaplanagem). Esse tipo de pneu exige mais regularidade na manuteno, para ambos os lados se desgastem por igual. Logo, ateno a algumas dicas: a calibragem precisa ser feita semanalmente e o rodzio a cada 10.000km, assim como o alinhamento e o balanceamento.

Banda de rodagem direcional (Unidirecional)A banda de rodagem direcional (tambm chamada de unidirecional) possui sulcos e ranhuras que apontam para uma mesma direo. Neste tipo de pneus, esto as banda de rodagem com desenhos em V, ou seja, o lado direito e o lado esquerdo da banda aponta para o centro do pneu, isso aumenta a estabilidade em curva e aumenta a capacidade de velocidade do pneu.

Banda de rodagem bidirecionalO pneu bidirecional possui desenhos que apontam em direes diferentes, por exemplo, o lado direito aponta para o centro e o lado esquerdo para a lateral do pneu. Geralmente, esse tipo de banda de rodagem combina tambm o padro assimtrico de desenhos.

2.2 RODASO art. 98 do Cdigo Brasileiro de Trnsito (CTB) diz que nenhum proprietrio ou responsvel pode, sem prvia autorizao da autoridade, fazer modificaes das caractersticas vindas de fbrica.A regra mais especfica no artigo 8 da resoluo 292 do Denatran que indica tanto aumentar quanto diminuir o dimetro externo do conjunto roda/pneus, so prticas proibidas. J o CTB probe que o dimetro das rodas ultrapasse os limites externos dos para-lamas do veculo, isso que dizer que o tamanho do roda/pneu no pode ser alterado. No respeitar esta regra uma infrao grave. O condutor perde cinco pontos na carteira, paga multa e pode ser o carro retido.Modificar o tamanho do conjunto de rodas pode afetar o desempenho do carro, alm de prejudicar a dirigibilidade e a segurana, e tambm provocar o desgaste de algumas peas do veculo. No aconselhvel colocar uma roda muito grande num carro com pouca potncia, j que o motor ter que fazer mais fora que o normal, o que faz com que o motor fique em risco de ser afetado negativamente. a perda de potncia prejudica o desempenho do veculo. Se as rodas rasparem no para-lamas, os pneus sofrem desgaste, o que compromete a dirigibilidade, e se forem muito fechadas podem prejudicar a refrigerao do sistema de freios.Entre rodas de ao com calota ou rodas de liga leve, a diferena no peso do conjunto. Seguindo as orientaes do fabricante, entre os dois materiais, no haver problemas na troca e nem alterao no consumo de combustvel. Se as rodas forem de liga leve, a mdia consumo pode at diminuir, alm de valorizar o veculo na hora da revenda.2.2.1 TRINCAS E AMASSADOS

Motoristas no sabem o risco que correm ao insistir em usar rodas amassadas ou trincadas. O perigo aumenta ao enviar essas rodas danificadas para a retfica, escondendo os problemas e no solucionando o defeito, pois o processo de recuperao deixa a roda bonita e limpa, como se fosse nova, mas muitas vezes maquia defeitos que podem provocar graves acidentes. Por isso, montadoras e fbricas de rodas recomendam sempre a troca em caso de rachaduras e torturas.

Os buracos, to encontrados nas ruas e estradas brasileiras, so os principais responsveis pelos danos a roda. O impacto em um buraco pode causar os mais diversos tipos de defeitos: trincas, amassados e at a quebra total.

Aps ser afetada pela ruptura, a estrutura da roda no tem a mesma resistncia e a qualidade do material no ser a mesma. Os procedimentos mais comuns so os de soldas nas rupturas e a utilizao de um torno mecnico para tirar o excesso da solda e em caso de amassados, aquecimento da rea com um maarico e um servio com martelo, desamassando a rea prejudicada.

O grande problema que nem sempre isso acaba com o problema. Muitas empresas no tm os equipamentos corretos para identificar se o problema foi solucionado. Nem sempre desamassar ou soldar so os procedimentos corretos. necessria uma profunda anlise na roda inteira para verificar se no existem outras micro fissuras que comprometem a estrutura.

Os riscos de utilizar uma roda reformada so os danos a outras partes de veculo (suspenso, freio) alm do principal e mais perigoso, a quebra da roda em movimento. Mantenha em dia o alinhamento das rodas e aproveite para verificar se existe algum dano, rachaduras ou torturas evitam que o pneu mantenha a calibragem correta.

Esses nmeros esto relacionados s especificaes dos pneus. Dadas em milmetros, so as medidas das larguras. importante observar que conforme muda a estrutura do pneu, algumas caractersticas de dirigibilidade mudam tambm.

A tendncia de que quanto mais largo o pneu for, mais duro ele ser. Quanto maior a largura, maior estabilidade. A escolha de um pneu pelas montadoras baseada na relao conforto e estabilidade.

A medida ideal para os pneus tem relao direta com as caractersticas tcnicas do automvel. Um carro mais pesado requer pneus mais largos. O aumento de potncia e torque tambm justifica maior largura, para que sejam transmitida a fora ao solo sem perda de trao.

Neste aspecto, carros de trao traseira ou integral podem usar medidas mais estreitas do que os de trao dianteira e mesma potncia. Lembre-se que um pneu com medidas exageradas traz sempre mais desvantagens ao consumidor do que benefcios.

2.2.2 BALANCEAMENTOAlgumas montadoras recomendam mais de uma medida para o mesmo carro, mas isso precisa ser consultado no manual do proprietrio ou por um especialista.

Balanceamento o equilbrio ideal do conjunto pneu e roda atravs de contrapesos de chumbo. A sua funo melhorar a dirigibilidade e otimizar a estabilidade do veculo.

As rodas desbalanceadas provocam:

Vibraes no volante do veculo;

Desconforto ao dirigir;

Perda de trao, estabilidade e dirigibilidade;

Dificuldade em manter o veculo na trajetria;

Desgaste prematuro dos rolamentos, amortecedores e terminais de direo;

Os pneus so danificados e tem sua vida til reduzida, provocando extremo desconforto ao dirigir.

Para que seu veculo no saia do balano voc deve ficar por dentro dos dois tipos de balanceamento existentes: o esttico e o dinmico. Podemos dizer que uma roda estaticamente balanceada quando cada ponto da circunferncia da roda tiver o mesmo peso de seu ponto oposto. Tambm podemos dizer que uma roda est dinamicamente balanceada quando os pontos opostos de cada lado dela tiver o mesmo peso.O proprietrio deve fazer o balanceamento quando:

A cada troca de pneus;

Em condies normais, a cada 5.000km;

Por ocasio do rodzio de pneus;

Aps ter efetuado reparo no pneu ou na cmara de ar;

Ao primeiro sinal de vibrao no volante ou desgaste irregular da banda de rodagem dos pneus.

O balanceamento das rodas traseiras to importante para o veculo, como o das todas dianteiras.2.2.3 ALINHAMENTO

O alinhamento um trabalho que consiste em ajustar os ngulos do sistema de suspenso do carro. Essa uma tarefa complexa e que influencia significativamente no funcionamento do veculo.Um carro desalinhado pode consumir mais combustvel, pneus e ainda apresentar vibraes e impreciso na direo.

O desalinhamento acontece com o uso natural do veculo (em decorrncia de vibraes) e tambm quando as rodas sofrem o impacto de cair em um buraco ou bater contra o meio-fio. Em carros rebaixados que tem a suspenso alterada o desalinhamento tende a acontecer mais precocemente.

2.2.3.1 TIPOS DE ALINHAMENTOCmber:

O ngulo de cmber identifica o quo longe o pneu se inclina para longe da vertical quando visto diretamente de frente ou de trs do veculo. Cambagem medida em graus e se divide em duas: negativa e positiva. A cambagem negativa aquela que a parte superior do pneu se inclina para dentro, na direo do veculo, e a positiva a que o topo do pneu se inclina para longe do veculo.

Um motorista entusiasmado, que explora mais a alta velocidade do que um motorista pacato, ter mais benefcios em alinhar as rodas do seu veculo em um ngulo negativo. Com isso, o carro ganha mais aderncia nas curvas e maior vida til dos pneus. No entanto, um automvel com esse ngulo de alinhamento das rodas nas mos de um motorista pacato, ou seja, que faz curvas em baixa velocidade, faria com que as bordas internas dos pneus se desgastassem mais rapidamente do que as bordas externas, comprometendo assim a durabilidade dos pneus. Em resumo, a dica : inclinao positiva para quem aposta em uma direo mais tranqila e ngulo negativo para quem curte alta velocidade.Cster

O ngulo de cster identifica a inclinao da roda, para a frente ou para trs, quando visto a partir do lado do veculo. Esse tipo de alinhamento tambm se divide em positvo e negativo. O cster positivo quando a roda inclinada para a parte traseira do veculo e a linha negativa quando a inclinao para a parte da frente.

Um modo mais fcil de visualizar um ngulo cster positivo observar a lateral de uma bicicleta. O garfo que segura a roda dianteira claramente inclinado para a frente. Esse um ngulo cster positivo. O mesmo acontece com as rodas do carro, porm, o ngulo de inclinao menor do que nas bicicletas.

A configurao de ngulo de cster permite equilibrar o esforo de direo, estabilidade em curvas e alta velocidade.

O cster positivo aumenta o esforo da direo, porm, melhora a estabilidade em alta velocidade e curvas.

Em geral, os efeitos do cster positivo so muito "positivos", especialmente nas retomadas (sadas) de curvas em alta velocidade.

2.2.3.2 NGULOS DE CONVERGNCIA E DIVERGNCIA

Os ngulos de convergncia e divergncia identificam o sentido exato para o qual os pneus so direcionados, quando visualizamos a partir de cima do veculo.Convergncia quando os pneus so direcionados para dentro, ou seja, apontam levemente um na direo do outro. A divergncia adota posio contrria a esta, formando um V, quando vista de cima.

Veculos de trao traseira empurram os pneus do eixo dianteiro para que rolem ao longo da estrada. Esse movimento criar a chamada resistncia ao rolamento, resultando em movimento de recuo dos braos de suspenso contra suas buchas. Por causa disso, a maioria dos veculos de trao traseira utiliza ngulo de divergncia para compensar o movimento, permitindo que os pneus corram em paralelo uns dos outros.

Por outro lado, um veculo de trao dianteira puxa o veculo atravs do eixo dianteiro, resultando em movimento para a frente dos braos de suspenso contra suas buchas. Portanto, veculos de trao dianteira usam mais comumente o ngulo de convergncia para compensar o movimento, novamente permitindo que os pneus corram em paralelo uns dos outros.3 OBJETIVO GERALPesquisa sobre pneus e rodas como requisito parcial para obteno de aprovao na disciplina Optativa Introduo a Engenharia Automobilstica, no Curso de Engenharia Mecnica, na Faculdade Pitgoras.

3.1.1 OBJETIVOS ESPECFICOS

A pesquisa tem como objetivo saber como e quando deve realizar a manuteno preventiva nas rodas e pneus dos carros para garantir um bom desempenho do veculo e segurana das pessoas.3.2 METODOLOGIA

Trabalho feito atravs de reviso bibliogrfica.4 CONCLUSESConclumos que os veculos devem ter uma manuteno peridica nas rodas e pneus conforme manual do proprietrio ou recomendado por um especialista da rea, afim de garantir a segurana das pessoas e um bom desempenho do veculo realizando as trocas quando necessrio como tambm o alinhamento e balanceamento.

REFERNCIAS

ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - NBR 14040, Inspeo de Segurana Veicular - Veculos leves e Pesados - Parte 1-12, 1998.

ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas - NBR 14180, Inspeo de Segurana Veicular - Motocicletas e assemelhados, 1998.

BRASIL. Ministrio das Cidades. Conselho Nacional de Trnsito. Departamento Nacional de Trnsito. Cdigo de Trnsito Brasileiro e Legislao Complementar em vigor. Braslia: DENATRAN, 2008.FONSECA CARDOSO, Hlio. Veculos Automotores - Identificao, Inspeo, Vistoria, Avaliao, Percia e Recall. So Paulo: LEUD,2012.