Balança de pneus - Tire balance
O equilíbrio do pneu , também chamado de desequilíbrio do pneu ou desequilíbrio do pneu , descreve a distribuição de massa dentro de um pneu de automóvel ou de toda a roda (incluindo o aro ) na qual está montado.
Quando a roda gira, assimetrias em sua distribuição de massa podem fazer com que ela aplique forças e torques periódicos ao eixo, o que pode causar distúrbios de direção , geralmente como vibrações verticais e laterais, e isso também pode fazer com que o volante oscile. A frequência e a magnitude dessa perturbação do passeio geralmente aumentam com a velocidade, e as suspensões do veículo podem ficar excitadas quando a frequência de rotação da roda é igual à frequência de ressonância da suspensão.
O equilíbrio do pneu é medido em fábricas e oficinas de reparo por dois métodos: com balanceadores estáticos e com balanceadores dinâmicos. Pneus com grandes desequilíbrios são rebaixados ou rejeitados. Quando os pneus são montados nas rodas no ponto de venda, eles são medidos novamente em uma máquina de balanceamento e pesos de correção são aplicados para neutralizar seu desequilíbrio combinado. Os pneus podem ser reequilibrados se o motorista perceber vibração excessiva. O equilíbrio do pneu é diferente do alinhamento das rodas .
Equilíbrio estático
O equilíbrio estático requer que o centro de massa da roda esteja localizado em seu eixo de rotação, geralmente no centro do eixo no qual está montado. O equilíbrio estático pode ser medido por uma máquina de equilíbrio estático, onde o pneu é colocado em um fuso vertical não giratório. Se o centro de massa do pneu não estiver localizado neste eixo vertical, a gravidade fará com que o eixo se desvie. A quantidade de deflexão indica a magnitude do desequilíbrio e a orientação da deflexão indica a localização angular do desequilíbrio. Nas fábricas de pneus, os balanceadores estáticos usam sensores montados no conjunto do fuso. Em lojas de varejo de pneus, os balanceadores estáticos geralmente são balanceadores de bolha não rotativos, onde a magnitude e o ângulo do desequilíbrio são indicados pela bolha central em um medidor de visor de vidro cheio de óleo. Embora algumas oficinas muito pequenas que carecem de máquinas especializadas ainda façam esse processo, elas foram amplamente substituídas em oficinas maiores por máquinas.
Equilíbrio dinâmico
O equilíbrio dinâmico requer que um eixo principal do momento de inércia do pneu esteja alinhado com o eixo em torno do qual o pneu gira, geralmente o eixo no qual está montado. Na fábrica de pneus, o pneu e a roda são montados em uma roda de teste de máquina de balanceamento, o conjunto é girado a 100 RPM (10 a 15 mph com sensores recentes de alta sensibilidade) ou superior, 300 RPM (55 a 60 mph com baixa sensibilidade típica sensores), e as forças de desequilíbrio são medidas por sensores. Essas forças são resolvidas em valores estáticos e acoplados para os planos interno e externo da roda e comparadas com a tolerância de desequilíbrio (os limites máximos de fabricação permitidos). Se o pneu não for verificado, pode causar vibração na suspensão do veículo em que está montado. Em lojas de varejo de pneus, os conjuntos pneu / roda são verificados em um balanceador giratório, que determina a quantidade e o ângulo de desequilíbrio. Os pesos de equilíbrio são então colocados nas flanges externa e interna da roda.
Embora o equilíbrio dinâmico seja teoricamente melhor do que o equilíbrio estático, porque os desequilíbrios dinâmico e estático podem ser medidos e corrigidos, sua eficácia é contestada por causa da natureza flexível da borracha. Um pneu em uma máquina de giro livre pode não apresentar a mesma distorção centrífuga, distorção por calor, nem peso e curvatura que sentiria em um veículo. O equilíbrio dinâmico pode, portanto, criar novos desequilíbrios não intencionais.
O balanceamento dinâmico tradicionalmente requer a remoção da roda do veículo, mas sensores instalados em carros modernos, como os freios antibloqueio , podem permitir estimar o desequilíbrio durante a direção.
A física do equilíbrio dinâmico
Para uma primeira aproximação, que despreza as deformações devido à sua elasticidade, a roda é um rotor rígido que é forçado a girar em torno de seu eixo. Se um eixo principal do momento de inércia da roda não estiver alinhado com o eixo, devido a uma distribuição de massa assimétrica, então um torque externo, perpendicular ao eixo, é necessário para forçar a roda a girar em torno do eixo. Este torque adicional deve ser fornecido pelo eixo e sua orientação gira continuamente com a roda. A reação a esse torque, pela Terceira Lei de Newton, é aplicada ao eixo, que o transfere para a suspensão e pode fazer com que vibre. Os técnicos automotivos podem reduzir essa vibração a um nível aceitável ao equilibrar a roda, adicionando pequenas massas aos aros interno e externo da roda que alinham o eixo principal com o eixo.
Vibração do veículo
A vibração em automóveis pode ocorrer por vários motivos, como desequilíbrio da roda, pneu ou formato de roda imperfeito, pulsação do freio e linha de transmissão, suspensão ou componentes de direção desgastados ou soltos. Materiais estranhos, como alcatrão, pedras, gelo ou neve, que estão presos na banda de rodagem do pneu ou de outra forma aderidos ao pneu ou à roda também podem causar um desequilíbrio temporário e subsequente vibração.
Consequências ambientais
Todos os anos, milhões de pequenos pesos são colocados nas rodas por técnicos automotivos que as equilibram. Tradicionalmente, esses pesos são feitos de chumbo ; estima-se que até 500.000 libras de chumbo, tendo caído das rodas do carro, acabaram no meio ambiente. De acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos , em todo o mundo totalizam mais de 20.000 toneladas de chumbo anualmente e, portanto, o uso de materiais menos tóxicos é incentivado. Na Europa, os pesos de chumbo foram proibidos desde 2005; nos Estados Unidos, alguns estados também os baniram. Alternativas são pesos feitos de ligas de chumbo que incluem zinco ou cobre, ou pesos que não contêm chumbo. Além disso, produtos de balanceamento interno de pneus são uma alternativa viável para balanceamento de pneus. São produtos que são inseridos no pneu quando este é montado no aro, dispensando o uso de pesos de martelo ou de fita.