Unidad 8: La rueda

ÍNDICE:
1. Parte metálica de las ruedas.
- 1.1. La llanta
- 1.2. Tipos de ruedas con neumáticos

2. Parte neumática de las ruedas.
- 2.1. Tipos de neumáticos
- 2.2. Constitución de la cubierta
- 2.3. Tipos de cubiertas según la aplicación
- 2.4. Materiales empleados en la composición de la cubierta
- 2.5. Características de los neumáticos
- 2.6. Inflado de neumáticos con nitrógeno 
- 2.7. Consecuencias de la presión de inflado

3. Anomalías de la rueda.
- 3.1. Alabeo
- 3.2. Excentricidad
- 3.3. Desequilibrios de la rueda
- 3.4. Shimy
- 3.5. Características mecánicas y direccionales del neumático

4. Consejos para el mantenimiento de las ruedas.

5. Diagnosis de anomalías del neumático.

6. Reciclado del neumático.
- 6.1. Trituración mecánica
- 6.2. Termólisis
- 6.3. Pirólisis
- 6.4. Incineración
- 6.5. Trituración criogénica
- 6.6. Producción de energía eléctrica
- 6.7. Usos tras el reciclado

__________________________________

1. Parte metálica de las ruedas

- 1.1. La llanta

Es la parte metálica de la rueda que, mediante un perfil adecuado, soporta el neumático y permite la solidaridad del mismo al buje del vehículo a través de la pieza o piezas de acoplamiento.

La característica fundamental de las llantas es su perfil, la forma de su sección transversal. En él se diferencian:

• Pestaña
• Asiento de talón
• Base
• Orificio

Tipos de llanta

Llanta de base honda

Es una llanta de una pieza en la que la base queda más profunda en su centro, con el fin de permitir el montaje y desmontaje de la cubierta. Generalmente, presenta los asientos de talón inclinados, según un ángulo determinado (aproximadamente 5º). Se dividen en:

1. Simétricas: aquellas cuyo plano longitudinal medio es también plano de simetría.
2. Asimétricas: el plano la divide por la mitad es diferente del de simetría.

Llantas desmontables

Se dividen en:

• Llanta semihonda.
• Llanta de base plana con asientos de talón inclinados.
• Llanta plana.
• Llanta en sectores.
• Llanta en dos mitades.

- 1.2. Tipos de ruedas con neumáticos

Los tipos fundamentales de ruedas con neumáticos son: de disco, de radio o portallantas.

Ruedas de disco

La llanta se hace solidaria al buje a través de un disco situado en su centro, unido a la llanta por medio de remaches, cordones de soldadura, etc.

Las partes de la llanta son:

• Superficie de apoyo
• Agujeros de fijación
• Diámetro de implantación
• Agujero central
• Bombeo
• Orificio de la válvula
• Ventanas de ventilación

Ruedas de disco de acero estampado

Ruedas de aleación ligera

Ruedas con radios de alambre de acero

2. Parte neumática de las ruedas

- 2.1. Tipos de neumáticos

Neumático con cámara

En este tipo de neumáticos, la llanta y la cubierta forman un conjunto resistente, mientras que la cámara, con su válvula, asegura la estanqueidad del aire comprimido en su interior.

Cámaras y protectores

La cámara es el elemento integrante de la rueda neumática encargado de retener el aire comprimido que da forma a la cubierta, permitiendo a esta resistir las cargas que se transmiten al suelo y absorber de forma elástica los impactos que recibe.

El protector es una pieza de goma que se utiliza para impedir el rozamiento de la cámara contra la llanta en las aceleraciones y frenadas, así como las mordeduras de sus paredes inferiores provocada por la basculación de los talones de la cubierta.

Neumáticos sin cámara 

Ejercicios Unidad 7

1.- ¿Que es el captador de desplazamiento de Carrocería?
Está basado en el mismo principio que el captador del volante. Señala el estado de la carretera. Si esta es irregular, el captador selecciona o no el paso al estado firme para conceder prioridad al confort.

2.- Principio de funcionamiento de la suspensión neumática.
Cuando aumenta la carga del vehículo, el resorte de aire se comprime. Por tanto, baja la carrocería y resulta una suspensión más dura. El calculador electrónico detecta a través del sensor de nivel una disminución de altura de la carrocería y automáticamente ordena la apertura de la electroválvula correspondiente para que permita la entrada de aire comprimido al resorte y se pueda regular la posición de la altura.

3.- ¿Para qué sirve el deshidratador?
Para deshidratar el aire y evitar la condensación de agua y los problemas de corrosión y congelación.

4.- ¿Qué es el captador de recorrido del pedal del acelerador?
Este captador es una resistencia variable, cuyo cursor es accionado por el pedal del acelerador.

5.- ¿Qué misión tiene el regulador de altura?
El regulador de altura o corrector de altura, tiene la misión de mantener la carrocería a una altura determinada con respecto al plano del pavimento.

6.- Constitución de la electroválvula.
Está constituida por una electroválvula de amortiguación variable controlada por el calculador electrónico; puede adquirir dos condiciones de funcionamiento de ajuste, suave y rígido.

7.- ¿Qué es un regulador electro neumático?
Es una pieza clave en el sistema, está formado principalmente por un cuerpo que incorpora tres válvulas y tres electroválvulas.

8.- ¿Qué es un captador de presión de frenos?
Es un manocontacto accionado por la presión procedente de la bomba de freno. En una frenada en seco, informa al calculador, el cual impone el estado firme con el fin de evitar que la parte delantera del vehículo se hunda.

9.- ¿En que se basa el funcionamiento de la suspensión controlada?
Su funcionamiento está basado en el tarado variable del amortiguador. Este se consigue actuando sobre las válvulas electromagnéticas colocadas en el amortiguador, que modifican los pasos calibrados que de forma mecánica frenan el movimiento de aceite a su paso por los orificios, permitiendo hasta tres tipos de tarado variable. Cuanto más pequeño sea el orificio, más le cuesta pasar el aceite, oponiéndose al movimiento vertical de la rueda. De esta forma se obtienen distintas respuestas de amortiguación.

10.- El mando de balanceo, provisto de dos resortes, mide la diferencia de desplazamiento de las

bieletas provocada por la diferencia de posición Angular de los brazos de suspensión

delanteros.

A) Verdadero B) Falso

A) VERDADERO

11.- ¿Que es la amortiguación PDC y cual es su función?
Es una suspensión neumática independiente pilotada electrónicamente.
Su función es mantener constante el índice de amortiguación y conseguir un comportamiento de regulación constante de altura, de cuatro niveles.

Unidad 7: Suspensión pilotada electrónicamente

Suspensión pilotada electrónicamente

Índice:

1. Suspensión convencional pilotada

 - La suspensión controlada

1.1. Principio de funcionamiento

1.2. Estudio de los órganos constructivos

 - Funcionamiento del amortiguador de tarado variable

1.3. Captadores y calculador

 - Captador de ángulo y velocidad de rotación del volante

 - Captador de recorrido del pedal acelerador

 - Captador de presión de los frenos

 - Captador de velocidad

 - Captador de desplazamiento de carrocería

 - Interruptor de información suplementaria

 - Calculador

2. Suspensión convencional autonivelante

2.1. Circuito hidráulico

 - Bomba de aceite

 - Resonador

 - Acumuladores hidráulicos

 - Regulador de altura

2.2. Amortiguadores posteriores

 - Válvula de modulación

 - Electroválvula

3. Suspensión hidroneumática (hidractiva)

3.1. Principio de funcionamiento
 - Esfera adicional más por eje para obtener una flexibilidad            varible

- Principio de funcionamiento elástico
- Principio de funcionamiento rígido
- Dos amortiguadores por eje
- Reglaje elástico y laminado ligero
- Reglaje elástico y laminado intenso
- Amortiguación variable, antibalanceo activo
- Posición elástica
- Posición firme

3.2. Órganos contructivos
- Electroválvula
    - Posición de reposo y retorno al depósito
    - Posición activada y alimentación de alta presión
- Regulador de rigidez
   - Mando activado, respuesta elástica
    - Posición de reposo, respuesta firme

3.3. Suspensión hidractiva 3
- Depósito
- Bloque electrohidráulico
- Bloque de suspensión
- Captadores de altura

3.4. Suspensión hidractiva 3+
- Regulador de rigidez

1. Suspensión convencional pilotada

La situación ideal sería obtener una amortiguación variable de forma continua sin intervención del conductor.

Esta se consigue con una suspensión pilotada e inteligente que ofrece distintos niveles de rigidez.

- La suspensión controlada

La suspensión controlada tiene un amortiguador convencional que incorpora dos electroválvulas accionadas por un calculador electrónico.

Su funcionamiento consiste en el tarado variable del amortiguador. Este se consigue actuando sobre las válvulas electromagnéticas colocadas en el amortiguador, que modifican los pasos calibrados que de forma mecánica frenan el movimiento de aceite a su paso por los orificios, permitiendo hasta tres tipos de tarado variable. Cuanto más pequeño sea el orificio, más le cuesta pasar al aceite, oponiéndose al movimiento vertical de la rueda, obteniendo así distintas respuestas de amortiguación.

La suspensión controlada electrónicamente permite al conductor la elección entre tres tipos de amortiguación: suave, media y firme. En suave, alcanzando una frecuencia de hasta 22 Hz/min, proporciona una gran comodidad.

Está compuesta por sensores colocados en distintos puntos del automóvil que proporcionan información a una centralita electrónica.

1.1. Principio de funcionamiento

El funcionamiento de la amortiguación de tarado variable se divide en dos partes:

• La electrónica.
• La parte mecánica, compuesta por los amortiguadores que incorporan dos electroválvulas.

La parte electrónica analiza las condiciones de la carretera y la forma de conducción.

Para ello utiliza la información proporcionada por unos sensores que analizan:

• El ángulo de giro y la velocidad de rotación del volante.
• La posición acelerador.
• La velocidad del vehículo.
• La frenada.
• El desplazamiento vertical de la carrocería.

1.2. Estudio de los órganos constructivos

Está formado por cuatro elementos de suspensión  McPherson con la única diferencia de que el amortiguador cambia su resistencia al movimiento del muelle. Para ello, incorpora dos electroválvulas y de esta forma se obtiene el amortiguador de tarado variable.

- Funcionamiento del amortiguador de tarado variable

El funcionamiento del paso de un tipo de suspensión a otra se realiza mediante el control de las electroválvulas que tienen los amortiguadores.

La comunicación entre las cámaras mediante las dos electroválvulas permite un tarado diferente:

• Suave gran confort.
• Medio o normal.
• Deportiva o firme.

1.3. Captadores y calculador

Cinco captadores proporcionan información al calculador.

- Captador de ángulo y velocidad de rotación del volante

Se trata de un captador de ángulo, de tipo óptico-electrónico colocado en la columna de dirección.

Su misión es medir en qué tiempo se produce el ángulo de rotación del volante.

El calculador determina la velocidad, el sentido de rotación y el punto de línea recta del volante y acciona el paso al estado firme en función de la amplitud de los giros, consiguiendo que el vehículo no adquiera excesivo balanceo.

- Captador de recorrido del pedal acelerador

Este captador es una resistencia variable, cuyo cursor es accionado por el pedal del acelerador.

Su misión es determinar las variaciones de la posición del acelerador. Los movimientos bruscos al pisar y soltar el acelerador indican al calculador el paso a estado firme, con el fin de limitar las oscilaciones del vehículo hacia arriba y hacia abajo.

-Captador de presión de los frenos

Es un manocontacto accionado por la presión procedente de la bomba de freno. En una frenada en seco, informar al calculador, el cual impone el estado firme con el fin de evitar que la parte delantera del vehículo se hunda.

-Captador de velocidad

Este captador está montado sobre el cable del velocímetro. Es de tipo de efecto Hall o generador de impulsos. Su misión es informar de las reacciones del vehículo en términos de confort y estabilidad en marcha, en función de la velocidad. Estas informaciones permiten al calculador realizar cambios de estado de suspensión.

-Captador de desplazamiento de carrocería

Está basado en el mismo principio que el captador del volante. Señala el estado de la carretera. Si esta irregular, el captador selecciona o no el paso al estado firme para conceder prioridad al confort.

-Interruptor de información suplementaria

Está colocado en el salpicadero y permite al conductor imponer un estado permanente.

-Calculador

El calculador electrónico, a partir de los datos que recibe de los captadores, permite:

•  En la suspensión controlada, la elección de la amortiguación deseada por el conductor mediante un interruptor.
• En la suspensión inteligente, analiza las distintas circunstancias de marcha del vehículo y, de forma automática, modifica el tarado de los amortiguadores.

2. Suspensión convencional autonivelante
Este sistema solamente es utilizado en el tren trasero. La única diferencia respecto al sistema de suspensión convencional pilotada electrónicamente es la incorporación en los amortiguadores posteriores de un grupo de válvulas compuesto por:

• Una válvula de modulación diferenciada, accionada con mando hidráulico que regula la altura en función de la carga del vehículo.
• Una electroválvula de amortiguación variable con mando electromagnético accionada por el calculador electrónico.

En función del tipo de conducción impuesta por el conductor y de las señales procedentes de los sensores de frenado, aceleración vertical, ángulo de giro de la dirección, velocidad de rotación del volante y velocidad del vehículo, el calculador de electrónico gobierna la electroválvula que interviene cambiando la respuesta del amortiguador de tarado variable, rígido o suave.

2.1. Circuito hidráulico

Este sistema con funcionamiento exclusivamente hidráulico no permite que el conductor realice ningún tipo de elección, ya que se autorregula en función de las condiciones de carga y del ajuste del vehículo.

Las variaciones de ajuste son reconocidas por el eje posterior cuando existen variaciones de carga, el sistema reacciona solamente sobre los amortiguadores posteriores variando oportunamente su longitud, de forma que mantiene constante la altura del vehículo en cualquier condición de carga.

- Bomba de aceite

La bomba de accionamiento del sistema hidráulico es del tipo volumétrico, formada por dos pistones contrapuestos, Está accionada por el motor mediante una correa y, generalmente, va unida a la bomba de paletas de la servodirección.

- Resonador
Está formado por una cavidad cuya misión es atenuar los ruidos debidos a las pulsaciones de la bomba.

- Acumuladores hidráulicos
Los acumuladores sirven para equilibrar los volúmenes de aceite durante las fases de distensión y compresión de los amortiguadores.

-Regulador de altura
Tiene la misión de mantener la carrocería a una altura determinada con respecto al plano del pavimento.

2.2. Amortiguadores posteriores
Están constituidos por un amortiguador convencional formado por un cilindro unido al eje de ruedas en el que se desplaza un pistón mediante un vástago unido a la carrocería.
-Válvula de modulación
-Electroválvula

3. Suspensión hidroneumática (hidractiva)
Está formada por una suspensión hidroneumática cuyo funcionamiento de forma activa se denomina suspensión hidractiva.
El principio de una suspensión hidractiva permite al conductor la elección entre dos estados de suspensión: sport y auto.

3.1. Principio de funcionamiento
-Una esfera adicional más por eje para obtener una flexibilidad variable.

Suspensión

VÍDEOS

MONTAJE Y DESMONTAJE DEL AMORTIGUADOR

1. Exponer el amortiguador

1) Localiza la base de montaje del amortiguador. Los amortiguadores son pistones cilíndricos rellenos de líquido hidráulico y normalmente tienen la forma de un cono metálico con una envoltura alrededor.

• Abre el capó y busca los tornillos del amortiguador (un círculo de tres tornillos en una bandeja dentro del compartimento del motor) a cada lado del automóvil, próximo al parabrisas. En el centro de este anillo de tornillos se encuentra el propio amortiguador. No sueltes aún ninguno de estos tornillos, especialmente el central, sino que úsalo como tu punto guía.

2) Quita la rueda. Primero suelta los tornillos que fijan la rueda con una llave inglesa y eleva el automóvil con un gato mecánico, colocándolo de acuerdo a las instrucciones del manual del fabricante para cambiar un neumático. Una vez hayas elevado el automóvil, coloca un gato hidráulico debajo para darle estabilidad. Quita los tornillos que fijan la rueda y retírala.

• Siempre es importante usar un soporte para gatos hidráulicos para fijar el automóvil. No intentes hacer este trabajo sin el soporte. Los gatos pueden caerse de repente, dejar caer el automóvil y atraparte bajo él. Los gatos usan fuerza hidráulica que puede perderse de repente y necesitan fijarse con soportes para hacer el trabajo de forma segura. Invierte en un par de soportes para gatos.

3) Quita el soporte de las líneas de frenado si es necesario. Es posible que necesites quitar los soportes de las líneas de frenado de la base de montaje del amortiguador. No están presentes en todos los automóviles, así que salta este paso si no ves un enganche pequeño sujetando las líneas de frenado al amortiguador.

• Si lo ves, desatornilla el enganche con el destornillador adecuado y mueve las líneas de frenada para poder quitar el amortiguador.

4) Retira la barra estabilizadora si fuera necesario. La barra estabilizadora trabaja junto a la base de montaje del amortiguador para estabilizar el automóvil bajo condiciones irregulares del asfalto o saltos. Para hacerlo, quita el gancho que lo fija con una llave inglesa y quita la barra estabilizadora.

• Busca un pequeño enganche de metal que una una barra metálica (normalmente negra) al amortiguador y quítalo. De nuevo, no siempre es un obstáculo en todos los automóviles; quizá solo necesitas soltar el amortiguador de la dirección para liberarlo. Una vez hayas retirado todos los obstáculos, estarás listo para cambiar el amortiguador.

2. Quitar el amortiguador

1) Quita los tornillos de la dirección. Suele haber dos o tres tornillos largos que sujetan el amortiguador a la dirección. Quítalos retirando las tuercas de la base de montaje y soltando el amortiguador.

• Este suele estar oxidado y ser difícil de quitar. Puedes vaporizar un poco de WD-40 en los tornillos antes de soltarlos. Prueba a "martillear" unas cuantas veces la propia dirección para soltar un poco los elementos antes de dar directamente a los tornillos que fijan la dirección. Quizá necesitarás también un poco de aceite o lubricante.
• Dependiendo del modelo del automóvil, quizá tendrás que colocar el gato debajo de la dirección para elevarlo ligeramente y ver los tornillos.

2) Abre el capó y busca las torres del amortiguador para quitar los tornillos. Suelen encontrarse en la mitad del guardabarros y parecen cilindros. Suelen estar sujetos por tres tornillos. Quita estos tornillos.

• Al haber quitado los tornillos de la dirección, el amortiguador puede caerse. Puede ser de ayuda tener un compañero que sujete la base de montaje del amortiguador mientras tú sueltas los tornillos.

3) Tira del amortiguador. No desatornilles el tornillo central de la parte superior de la bandeja del amortiguador hasta que hayas comprimido los muelles (si lo haces). Si tienes una base de montaje de amortiguador, puedes tirar el amortiguador viejo y pasar a montar la nueva base de montaje del amortiguador.

• Se recomienda que las primeras veces que se intenta comprimir los muelles se use un compresor o abrazadera.

4) Si puedes conseguir un compresor de muelles, considera quitar el muelle. Asegúrate de que el compresor es seguro y no apunta en la dirección de cualquier cosa que no quieras que se dañe, comprime el muelle o pide a alguien con experiencia que lo haga.

• En la parte más superior del amortiguador se encuentra una tuerca grande similar a un disco que en realidad es la relación del amortiguador. Quita esta tuerca con un trinquete y una junta, y sujeta la barra del amortiguador con una llave inglesa justo debajo de la relación del amortiguador.

5) Monta el amortiguador nuevo. Pon el muelle sobre el amortiguador nuevo. Asegúrate de incluir todas las partes de goma del amortiguador viejo. Instala la relación del amortiguador sobre el muelle y cambia la barra siguiendo el par de torsión especificado por el fabricante.

3. Montar el amortiguador nuevo

1) Monta la base de montaje del amortiguador nueva en la dirección. Coloca de nuevo los tornillos, bien fijos pero que permitan al montaje moverse con libertad.

2) Coloca la base de montaje en la torre del amortiguador y pon sus tornillos. Ahora sí aprieta los tornillos con una llave inglesa, fijando la base de montaje a la dirección siguiendo el par de torsión especificado por el fabricante.

3) Coloca la rueda. Aprieta los tornillos con los dedos antes de bajar el automóvil. Elévalo ligeramente para quitar el soporte del gato hidráulico, después el gato en sí y baja el automóvil. Fija la rueda siguiendo las instrucciones del fabricante, así como los tornillos de la torre del amortiguador.

4) Realiza una comprobación final para asegurarte de que todo está correctamente colocado. Haz una prueba a baja velocidad para evaluar con seguridad el automóvil. Evita conducir a alta velocidad o las zonas con mucho tráfico. Es posible que el automóvil necesite algunos ajustes.

5) Repite el proceso con todos los amortiguadores que vayas a cambiar. Es más barato cambiar los amortiguadores según sea necesario, pero lo más común es cambiarlos todos de una vez, así que hazlo si piensas invertir en 2 o 4 amortiguadores nuevos. El proceso es básicamente el mismo para todos los amortiguadores independientemente de la posición.

Suspensión convencional

1. Principios Físicos

Parte de los mecanismos del automóvil están soportados por la carrocería y se denominan pesos suspendidos. Estos configuran el conjunto chasis: carrocería grupo, motor-propulsor. Otros mecanismos están apoyados directamente en el firme, como son: el eje y las ruedas, y se denominan pesos no suspendidos.

La suspensión consiste en interponer entre el chasis-carrocería y las ruedas ciertos elementos deformables capaces de absorber las irregularidades del pavimento.

Su misión es la de evitar al máximo que las incidencias de la carretera se trasmitan a los órganos del vehículo y que se mantenga siempre el contacto del neumático con el pavimento, a fin de:

• Proteger a los ocupantes y al vehículo de las irregularidades.
• Mejorar el funcionamiento de la dirección permitiendo una buena estabilidad.
• Contribuir a la seguridad activa del vehículo.

2. Elementos de suspensión

2.1. Resortes

Son unos elementos construidos de acero especial para resortes, a los que se le aplican diferentes tratamientos térmicos para mejorar sus propiedades, tales como elasticidad, resistencia mecánica...

Muelles

Están constituidos por una varilla cilíndrica (10 a 14 milímetros de diámetro) de acero especial, arrollado en hélice. El muelle helicoidal trabaja a torsión retorciéndose con los esfuerzos exteriores que soporta. Esta torsión se traduce en una disminución de la longitud del muelle al ser cargado, volviendo a su posición primitiva, por su elasticidad, cuando cesa la fuerza que actúa sobre él.

Ballestas

Están compuestas por una serie de láminas superpuestas, de diferentes longitudes, construidas en acero elástico para muelles. Este tipo de resorte tiene un rendimiento bastante débil en elasticidad.

Las láminas son unidas por un perno central que las atraviesa, y unas abrazaderas que permiten que las láminas se deslicen al cargar un peso sobre ellas.

Las ballestas se montan en los vehículos de forma longitudinal o transversal respecto al sentido de marcha.

Barras de torsión

Son barras macizas fabricadas de un material elástico que le confiere una elasticidad excepcional.

2.2. Amortiguadores

Su funcionamiento se basa en un pistón que se desliza en un cilindro. El cilindro está lleno de aceite. Es necesario permitir el paso del aceite entre un lado y otro del pistón para que este pueda moverse.

Amortiguador de doble efecto

Este amortiguador constituye una válvula de doble efecto a un determinado nivel de aceite. Esta válvula dispone de agujeros calibrados provistos a su vez de válvulas, dispuestas en sentido opuesto. La mitad de ellas funciona a expansión y la otra mitad a compresión.

2.3. Tirantes

También llamados estabilizadores longitudinales, son brazos de acero muy resistentes, con articulaciones elásticas en sus extremos, colocadas entre la estructura del vehículo y los sistemas de suspensión. Tienen la misión de unir longitudinalmente la suspensión al chasis para absorber los desplazamientos longitudinales y esfuerzos de reacción en las frenadas y aceleraciones del vehículo.

2.4. Barras estabilizadoras

Para evitar que el vehículo se incline con el consiguiente peligro de vuelco, sobre todo al tomar una curva, se montan barras estabilizadoras sobre los trenes delantero y trasero.