Rodas e Pneus - Aulas - PDF

SUSPENSÃO, DIREÇÃO E FREIOS AULA 1 Prof. Alvaro Antonio Danielsk  CONVERSA INICIAL Para ser conduzido com segurança e conforto, o automóvel precisa de elementos que garantam o contato e a transmissão de forças em relação ao piso onde trafega. Sistemas como a suspensão, a dire...

SUSPENSÃO, DIREÇÃO E FREIOS AULA 1 Prof. Alvaro Antonio Danielsk  CONVERSA INICIAL Para ser conduzido com segurança e conforto, o automóvel precisa de elementos que garantam o contato e a transmissão de forças em relação ao piso onde trafega. Sistemas como a suspensão, a direção e os freios do veículo, além da transmissão, dependem da qualidade do contato e da aderência com o solo proporcionadas pelo conjunto de rodas e pneus. Nesta etapa, vamos conhecer um pouco da história e do desenvolvimento desses componentes tão importantes para o perfeito funcionamento e a eficiência de sistemas vitais do veículo como a direção e os freios. Também veremos a contribuição de rodas e pneus para o conforto e a segurança proporcionados pelo sistema de suspensão. TEMA 1 – A UTILIZAÇÃO DA RODA 1.1 Histórico Os registros mais antigos da utilização da roda, encontrados na antiga Suméria, na Mesopotâmia (atual Iraque), remontam a cerca de 3500 a.C., Mas acredita-se que seu uso, a partir de troncos de árvores descascados, venha de períodos muito mais remotos. Os registros antigos (3000 a 2000 a.C.), encontrados em explorações arqueológicas em túmulos (na mesma Mesopotâmia), mostram as rodas compostas por três tábuas presas por suportes em forma de cruz. A tábua central aproveitava um furo natural do nó da madeira. Como a madeira em torno do nó costuma ser mais resistente, acredita-se que girava em torno de um eixo fixo. 2  Figura 1 – Roda antiga de madeira Crédito: Allen Penton/Shutterstock. Um aperfeiçoamento em relação aos modelos originais foi a colocação de um aro de madeira (madeira curvada ou segmentos emendados), tornando o desgaste da superfície da roda mais uniforme. Aros de metal surgiram cerca de quinhentos anos mais tarde. Na Mesopotâmia (região onde é a atual Turquia), também surgiram as rodas com raios, utilizadas em carros de guerra. Os egípcios passaram a dominar a tecnologia e, por volta de 1500 a.C., construíam rodas mais leves, com quatro raios. Ao longo dos séculos, a utilização da roda se difundiu, passando a ser empregada em moinhos d´água e sarilhos (espécie de mecanismo de lançamento ou de arrasto), além de diversas outras aplicações. Por volta do século XVI, houve a criação da roda com disco abaulado. Nesse modelo, os raios eram dispostos em forma de um cone achatado. 3  Figura 2 – Modelo de eixo com rodas de Leonardo da Vinci Crédito: Viktor Gladkov/Shutterstock. O surgimento das rodas com raios de arame em bicicletas ocorre por volta de 1870. Alguns anos mais tarde, foi desenvolvido o aro pneumático para as bicicletas (a patente desse sistema já existia há algumas décadas). Desde as aplicações mais elementares, a roda tornou-se elemento de importância fundamental para o desenvolvimento de nossa sociedade. Isso se aplica também aos automóveis, que inicialmente utilizavam rodas com aros de madeira, semelhantes aos das antigas carroças (Figura 3). Posteriormente vieram as rodas com raios de arame e também as chamadas rodas de artilharia, fabricadas em ferro fundido. 4  Figura 3 – Rodas com aros de madeira Crédito: Lux Blue/Shutterstock. As rodas em aço estampado passaram a ser utilizadas por volta de 1930, sendo mais leves e também mais baratas que as anteriores. Atualmente existe uma grande variedade de modelos para os automóveis, e as rodas de ligas leves (alumínio, magnésio) são as preferidas pelos consumidores. 5  Figura 4 – Evolução da roda Crédito: Vladimir1984/Shutterstock. TEMA 2 – CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DA RODA 2.1 Materiais e fabricação As rodas dos automóveis são produzidas atualmente em aço estampado (Figura 5.1) e em ligas de alumínio ou magnésio (Figura 5.2). Para estas últimas, geralmente o processo utilizado é a fundição e posteriormente a usinagem. Já as rodas em aço são produzidas com chapas estampadas em duas partes: o aro e o disco da roda. Posteriormente as duas partes são unidas por soldagem. 6  Figura 5 – Rodas em aço estampado e rodas em liga de alumínio Crédito: AlenKadr/Shutterstock; AptTone/Shutterstock. O aro da roda suporta a montagem do pneu, possuindo perfil adequado para o assentamento do talão. O disco da roda possui a superfície de apoio e a furação que permite a fixação da roda ao cubo. A roda deve ser dimensionada de maneira a suportar a carga (peso) do veículo, além de contribuir para a dissipação do calor produzido pelo sistema de freio. Para essa função, a roda possui furações no disco para facilitar a circulação do ar, ventilando o sistema de freio no cubo da roda. Figura 6 – Partes da roda Disco Aro Crédito: AlenKadr/Shutterstock. 7  Figura 7 – Rodas de liga leve Crédito: Vlad Kochelaevskiy/Shutterstock. 2.2 Características dimensionais As rodas dos automóveis possuem dimensões adequadas a cada aplicação. Características do veículo como peso, velocidade, tipo de uso, entre outros fatores, são considerados para determinar as dimensões adequadas do conjunto rodas e pneus. A seguir, trataremos dessas dimensões que caracterizam as rodas dos automóveis. 2.2.1 Diâmetro A medida de diâmetro da roda (Figura 8) compreende a circunferência externa (de assentamento do talão do pneu). Essa medida é normalmente expressa em polegadas. De acordo com as características do pneu, o conjunto apresentará um diâmetro externo total adequado a cada aplicação. 8  Figura 8 – Diâmetro da roda Diâmetro da roda Crédito: naKornCreate/Shutterstock. 2.2.2 Tala (largura) A tala da roda representa a distância entre as bordas (Figura 9) e também é expressa em polegadas. Essa característica da roda e o pneu determinam a área de contato com o solo, influenciando em aderência, estabilidade, frenagens e acelerações do veículo. 9  Figura 9 – Largura da roda Tala Crédito: Piotr Wytrazek/Shutterstock. As características dimensionais da roda geralmente estão gravadas no corpo da roda, com o objetivo de facilitar a identificação. Como exemplo, a roda pode apresentar a seguinte gravação: 6 JJ X 14, que significa: a roda possui um diâmetro de 6 polegadas; JJ identifica uma roda com aro de centro rebaixado (característica que facilita a montagem do pneu); o diâmetro da roda é de 14 polegadas; Um outro exemplo de gravação: 6,5 B X 15 H, onde: 6,5 é a largura do aro em polegadas; B é o código que identifica o tipo de perfil; 15 é o diâmetro nominal em polegadas; H – hump é uma saliência que existe no perfil do aro em toda sua circunferência, facilitando o assentamento dos talões do pneu. 10  Figura 10 – Perfil de roda com hump Hump Crédito: Arturs Laucis photography/Shutterstock. 2.2.3 Offset O chamado offset representa a distância entre a linha de centro imaginária da largura da roda e a face de assentamento da roda ao cubo. O valor dessa medida é expresso em milímetros. Geralmente vem gravado no corpo da roda (comumente na parte interna do aro), precedido pelas letras ET. O offset pode apresentar valores positivos, negativos ou mesmo ser nulo (igual a zero), definindo a projeção da roda para dentro ou para fora em relação ao cubo de fixação. O valor adequado dessa medida garante uma boa dirigibilidade e evita desgastes prematuros de pneus e componentes da suspensão. Esse valor pode ser obtido através do seguinte cálculo: Offset = B – (A/2) 11  Figura 11 – Medidas para cálculo do offset B A Crédito: Piotr Wytrazek/Shutterstock. Quando o resultado desse cálculo for maior que zero, o offset é positivo, projetando a roda para dentro em relação ao cubo. Resultado menor que zero resulta em offset negativo, com projeção da roda para fora. Resultado igual a zero representa a coincidência entre a face de assentamento e a linha de centro da roda. A imagem a seguir ilustra as possibilidades de valores de offset. Figura 12 – A) nulo; B) negativo; C) positivo 12  2.2.4 Backspace A medida de backspace representa a distância da borda interna da roda até a face de assentamento do disco ao cubo. Também é um valor expresso em milímetros. Na Figura 11 está indicada pela medida B. Essa medida permite que os componentes do sistema de freio e o cubo da roda fiquem alojados, sem a interferência da roda com elementos da suspensão ou do sistema de direção. 2.2.5 Furação Os fabricantes adotam padrões de fixação das rodas bem específicos para seus veículos. Diversos fatores influenciam essa escolha, como o peso do veículo, as dimensões das rodas, os esforços mecânicos durante a condução, entre outros. A quantidade de parafusos e a distância ao centro da roda seguem alguns padrões, de acordo com as características do veículo. Outra medida bastante específica de cada veículo é o diâmetro da furação central, responsável pela centralização da roda ao cubo. Na Figura 13 temos exemplos de furação da fixação da roda. Figura 13 – D = distância entre furos; CB = center bore (furação central) D CB Crédito: romvo/Shutterstock. 13  TEMA 3 – HISTÓRICO DOS PNEUS No início de sua criação, o automóvel possuía sistemas de suspensão precários e utilizava rodas de madeira, semelhantes às das carroças. Em termos de conforto, utilizar o automóvel para grandes distâncias e em pisos irregulares era, com certeza, bastante sofrível. A criação do pneu possibilitou ganhos bastante significativos de conforto e também de segurança na utilização do automóvel. Produzido com a borracha, o pneu veio garantir um rodar mais macio e uma aderência maior em relação ao solo, contribuindo para o desenvolvimento de automóveis mais rápidos, estáveis e com muito mais conforto para os ocupantes. 3.1 O látex A borracha utilizada na fabricação dos pneus é oriunda do látex. Trata-se de um fluido aquoso, que é extraído de alguns tipos de árvores e também de flores. A extração desse produto no Brasil é feita com a seiva da árvore chamada seringueira, muito comum na região Norte do país. Para se extrair a seiva da seringueira são feitos sulcos no tronco da árvore, de onde a seiva escorre, sendo recolhida em recipientes fixados nele (Figura 14). 14  Figura 14 – Coleta do látex Crédito: Watchares Hansawek/Shutterstock. Para a utilização dessa seiva, são adicionados produtos para a sua conservação (como amônia, ácidos e alguns sais), resultando em uma massa branca. Essa borracha, extraída de forma natural, é um polímero composto por moléculas de isopreno (1,3 metilbutadieno). Suas condições de resistência mecânica e química não são muito favoráveis e, com variações de temperatura e pressão, sofre alterações de consistência e a degradação química ocorre por contato com oxigênio e solventes orgânicos. 3.2 Desenvolvimento da borracha Segundo relatos históricos, quando o inventor Charles Goodyear realizava seus estudos com a borracha natural (por volta de 1824), acidentalmente misturou magnésio a ela. Observou então que a mistura apresentava um aspecto mais rígido e estável. Em temperatura ambiente apresentava baixa aderência (ficava menos grudenta), mas quando aquecida a aderência aumentava novamente e também a ductilidade. Outros pesquisadores também estudavam esse material e, conhecendo 15  esse comportamento observado por Goodyear, o alemão Friederich Ludersdorfe e o americano Nathaniel Hayward fizeram a adição de enxofre à borracha natural, juntamente ao magnésio. Perceberam que a borracha adquiria aspecto rígido e estável em temperatura ambiente, mas também quando aquecida a temperaturas próximas dos 60º C mantinha-se mais firme e uniforme, com baixa ductilidade. Novamente os relatos dizem que por acaso, em 1839, Goodyear esqueceu uma bolsa que estava fazendo perto de um forno quente. Percebeu que a borracha ficou mais rígida e estável após ter sido aquecida. Dessa forma descobriu o processo de vulcanização da borracha. Esse processo demonstra que, quando se mistura enxofre à borracha e se aquece a aproximadamente 150º C, a estrutura molecular se modifica sem, no entanto, alterar as características de elasticidade e impermeabilidade do composto, com mínimas alterações em diferentes temperaturas ambiente. 3.2.1 Alterações após a adição de enxofre e vulcanização Na estrutura dos polímeros, as cadeias de meros são feitas através de ligações covalentes. Com a adição de enxofre na estrutura cristalina do polímero, ocorre o aumento da resistência mecânica da borracha. O enxofre adicionado à estrutura torna a molécula do polímero mais estável eletronicamente, aumentando também sua resiliência. Com isso, são percebidas as seguintes alterações: modificação da estrutura cristalina do polímero, inclusive seu fator de empacotamento atômico; reorganização dos meros, com intertravamento da unidade molecular com os átomos de enxofre nos interstícios da estrutura cristalina; as cadeias moleculares possuem menor grau de liberdade, com as ligações estabelecidas pelos átomos de enxofre restringindo os movimentos; as cadeias moleculares se deformam, mas quando cessa a força de deformação, retornam às posições iniciais; aumento da resiliência da borracha, que se traduz em aumento da elasticidade; 16  redução da histerese, termo utilizado para definir o tempo de retorno à forma original, após cessada a força de deformação; o enxofre também melhora a tenacidade da borracha, sendo necessário maior força para quebrar a estrutura cristalina; como aspecto desfavorável, o enxofre pode gerar a redução da ductilidade da borracha; na prática, a vulcanização proporciona a passagem da borracha de um estado “plástico” para um estado “elástico”. O comportamento final da borracha dependerá do percentual de enxofre adicionado à mistura. Geralmente, esse percentual pode variar de 1,8% (borrachas laminadas para pisos) até 24% de enxofre (pneus maciços usados em equipamentos fora de estrada). O aumento do percentual de enxofre permite o aumento de dureza do composto, tornando-o mais resistente ao atrito. Porém, ocorre a redução da ductilidade e da aderência. 3.3 A borracha nos pneus Mesmo com as melhorias proporcionadas pela adição dos compostos e pela vulcanização, para poder ser utilizada na produção de pneus a borracha ainda precisou passar por aperfeiçoamentos. Em 1845, o inglês Robert Thompson criou a primeira câmara de ar. Utilizando a borracha, deixou-a bem fina e a encheu de ar, tentando aplicá-la em uma carruagem, mas não obteve sucesso. Em seu primeiro projeto, Thompson criou uma estrutura compósita, que consistia em um tubo formado por várias camadas de tela impregnada com solução de borracha e um revestimento exterior em couro. Um sistema de pneu mais parecido com os utilizados atualmente foi criado por um veterinário escocês chamado John Boyd Dunlop. Ele aperfeiçoou o tubo cilíndrico criado por Thompson inserindo na borracha uma estrutura em formato de tela, feita de linha de algodão. Essa estrutura aumentou a resistência da câmara. Inseriu também uma válvula para permitir seu enchimento. Na parte externa, colocou mais um tubo de borracha, criando uma estrutura toroidal, permitindo a montagem do conjunto no aro de uma bicicleta. Dunlop patenteou o sistema que desenvolveu e criou a Companhia de Pneus e Pneumáticos 17  Dunlop. 3.4 Criação e desenvolvimento dos pneus Ao longo da história, diversas foram as contribuições feitas por pesquisadores e inventores para o desenvolvimento do pneu, até chegar aos modelos que temos hoje. Em 1888, os irmãos franceses Edouard e André Michelin criaram o pneu desmontável depois da reclamação de um ciclista sobre a dificuldade de consertar o pneu quando este furava. Em 1898, Frank Seiberling criou sulcos nos pneus, o que melhorou a aderência e a tração tanto em pisos secos quanto em pisos molhados. Em 1900, Harvey Firestone foi procurado por Henry Ford para criar um pneu mais durável, pois os pneus de bicicletas usados por Ford não resistiam ao peso do veículo. Fez estudos sobre componentes de borracha dos pneus e conseguiu fazer um componente que funcionou. Em 1903, P. W. Lichfield realizou a patente do pneu sem câmara para a Goodyear. Em 1904, foram inseridos os pneus desmontáveis nas rodas, baseados nos pneus criados pelos irmãos Michelin. Além disso, os pneus ganharam maior número de lonas sobrepostas, com reforço de algodão em formato de tela inserido internamente a essas lonas. E ainda, com a finalidade de dar maior resistência, as lonas foram dispostas angularmente entre si, no momento da sobreposição, daí a denominação pneu diagonal. Em 1910, por meio de seus pesquisadores, a empresa B. F. Goodrich iniciou estudos para aumentar a vida útil do pneu, inserindo carbono na mistura, o que lhe conferiu a coloração preta, sendo esse carbono inserido por meio do fumo misturado à borracha. Com esses estudos sendo amplamente desenvolvidos, em 1937 a mesma empresa criou e patenteou a borracha sintética. Em 1938, a empresa Goodyear substituiu a estrutura em formato de tela, feita de algodão, concebida por Dunlop, por elementos químicos derivados da mistura de ácidos adípicos e diaminas (nylon) ou por fibras celulósicas unidas, sobrepostas, prensadas e jateadas (raion). Esses materiais são conhecidos como fibras sintéticas, tendo o rayon sido 18  concebido por volta de 1885, porém com pouca difusão. Já o nylon foi criado em meados de 1937. Em 1949, pesquisadores da empresa Michelin criam o pneu radial. Removeram as múltiplas camadas de lonas sobrepostas de talão a talão do pneu, colocando uma lona apenas ligando os talões, sendo essa lona mais espessa. Foram inseridas lonas de reforço apenas na região da banda de rodagem. As lonas de reforço passam a utilizar fibras metálicas em substituição às fibras de algodão ou sintéticas. Essa nova concepção de emprego de novos materiais, além do aumento da espessura da lona base do pneu, conferiu melhor estabilidade do pneu em curvas e maior resistência ao rodar, permitindo significativo aumento da vida útil do pneu, além de menor risco de estouro. Devido a essas razões, atualmente os pneus radiais são os mais comercializados. Figura 15 – As partes do pneu Crédito: Atomic Roderick/Shutterstock. 3.5 A produção de pneus no Brasil No final da década de 1930, teve início a fabricação de pneus no Brasil. Em 1939, foi inaugurada a primeira fábrica no país: a Goodyear. No ano seguinte chegou a Firestone e, em 1941 foi a vez da Pirelli, que já tinha instalada aqui 19  uma fábrica de cabos elétricos. Atualmente, no que se refere à produção mundial, o Brasil ocupa a sétima posição na categoria de pneus para automóveis e o quinto lugar em pneus para caminhões/ônibus e caminhonetes. TEMA 4 – PNEU: MATERIAIS E ESTRUTURA 4.1 Materiais utilizados Para se chegar às características ideais de composição para a borracha de cada parte da estrutura do pneu, são utilizados diversos produtos aditivos e materiais componentes. A seguir são listados alguns desses componentes e produtos aditivos: látex (borracha natural, base do composto); enxofre (para melhorar resiliência e histerese); óxido de zinco (estabilizador); negro de fumo (carbono, para aumentar dureza); sílica (para melhorar dureza e resistência ao atrito); benzeno, éter, aldeído, nitroalcano (catalisadores); magnésio e potássio (antioxidantes); fenilenodiaminas e diureia de etileno (antiozonantes); borracha sintética estireno butadieno (compõe a estrutura do pneu); borracha sintética polibutadieno (utilizada na banda de rodagem); borracha sintética halobutyl (utilizada no liner do pneu); telas de fibras têxteis, sintéticas e metálicas (utilizadas como reforço da estrutura do pneu). 4.2 A produção do pneu O processo de produção do pneu se inicia com a preparação do composto de borracha que servirá de base para sua construção. Faz parte desse composto o látex (produto base da borracha), ao qual se adicionam o enxofre, o óxido de zinco, a sílica, o magnésio, o potássio e o negro de fumo. Além desses, são adicionados os solventes, como o benzeno, o éter, o aldeído e os nitroalcanos. 20  Figura 16 – Produção do pneu Crédito: SGr/Shutterstock. Com a mistura de todos esses componentes, chega-se a um composto com características próprias, adequadas ao modelo e tipo de aplicação do pneu. As propriedades físicas e químicas da borracha obtida atenderão aos requisitos de cada modelo, de acordo com o processo de manufatura do pneu. Borrachas sintéticas farão parte de outros compostos, elaborados para serem aplicados em partes específicas do pneu, nas quais são necessárias características diferentes e específicas da borracha de composição. São exemplos partes como a banda de rodagem, em que a resistência ao atrito e ao desgaste é bastante importante. Já para a região da parede lateral do pneu, a flexibilidade é um fator importante. Percebe-se que cada parte do pneu exige da borracha características bem distintas para atender adequadamente à função e à aplicação do pneu. 4.3 Banda de rodagem A chamada banda de rodagem (Figura 17) é a área do pneu que entra em contato com o solo. Deve possuir um coeficiente de atrito adequado para garantir a aderência do pneu, além de boa resistência ao desgaste. É na superfície da 21  banda de rodagem que o pneu apresenta os sulcos para a drenagem da água no contato com o pavimento. Também atuam na ejeção de lama, gelo, cascalho ou outros materiais que possam se interpor entre o pneu e o solo. Figura 17 – Banda de rodagem do pneu, com sulcos para diferentes aplicações Crédito: GVLR/Shutterstock. A forma e a disposição desses sulcos podem apresentar variações, de acordo com as aplicações dos pneus. Cada tipo de aplicação visa garantir o melhor desempenho do pneu, tanto na transferência de torque da transmissão como nas frenagens e no controle direcional do veículo. Algumas informações sobre as características e os tipos de uso de pneus (on road, off road, entre outros) podem estar gravadas na lateral (Figura 18), facilitando a identificação do pneu correto para cada tipo de uso, no momento da escolha. 22  Figura 18 – Gravações de identificação na lateral do pneu Crédito: KsanderDN/Shutterstock. 4.4 Cintas e talão 4.4.1 Cintas Cintas ou lonas é o nome dado às lâminas formadas pela borracha mais a tela de fibras orgânicas, fibras sintéticas ou fibras metálicas. Essas lonas, sobrepostas, são utilizadas na construção do pneu. Normalmente são de quatro tipos. 1. Cintas de corpo. Fazem parte da carcaça do pneu. Normalmente se utilizam fibras de poliéster ou nylon, de uma a duas camadas sobrepostas para pneus radiais (veículos leves). A estrutura de pneus diagonais pode 23  contar com até 36 cintas sobrepostas. Nessa estrutura se aplicam o flanco, o ombro, a banda de rodagem e os talões do pneu. 2. Cintas de estanqueidade. São laminadas de um composto de borracha extremamente macio. Não contêm nenhuma tela de fibras orgânicas, sintéticas ou metálicas. Inseridas na parte interna do pneu, têm a função de fazer a vedação caso o pneu seja perfurado por algum objeto. Evitam o estouro do pneu ou que o ar saia de uma vez, causando rápido esvaziamento e perda de controle veículo. Conhecidas como liners do pneu, são unidas às cintas de corpo por meio de calandragem. 3. Cintas de reforço. Presentes na maioria dos pneus, utilizam as telas de nylon (uma ou duas) para reforçar a carcaça. 4. Cintas estabilizadoras. Utilizadas em pneus radiais, as cintas estabilizadoras, como o nome sugere, são cintas de estabilização. As cintas de corpo e as cintas de reforço são posicionadas de forma a ligar o talão interno ao talão externo. Já as cintas estabilizadoras são colocadas apenas sob a região da banda de rodagem. Isso possibilita maior resistência e estabilização à região da banda de rodagem, principalmente em curvas. Pneus diagonais não possuem esse tipo de cinta. Por conta disso, possuem maior inclinação da banda de rodagem nas curvas, o que provoca desgaste acentuado nessa região do pneu. Nas cintas estabilizadoras são aplicados cordonéis de aço (cordonel é a nomenclatura dos fios empregados), dispostos angularmente ao sentido radial dos cordonéis das cintas de corpo. 24  Figura 19 – Diferença entre as estruturas do pneu radial e do pneu diagonal Crédito: Amitali/Shutterstock. 4.4.2 Talão Nos talões são inseridos os cordonéis de aço trefilado. Esses cordonéis são enrolados e misturados com um composto de borracha mais macio e aderente que as demais partes do pneu. O objetivo é possibilitar o travamento do pneu na roda, através do atrito entre eles no momento de inflar o pneu. Os cordonéis atuam como molas, permitindo a montagem e a desmontagem do pneu na roda, mas, ainda assim, garantindo força de contato suficiente do talão com a roda, após o inflamento do pneu. 4.5 Ombro do pneu Chama-se ombro do pneu a região lateral da banda de rodagem, onde ocorre o apoio durante as curvas. Devido aos esforços sofridos por essa região do pneu, ela recebe a adição de compostos diferenciados de borracha, atendendo à condição de trabalho. Pode-se dizer que o ombro do pneu delimita a banda de rodagem. 25  4.6 Flanco (parede lateral) Os flancos, ou paredes laterais do pneu, possuem a função de dissipar boa parte do calor produzido no pneu (atrito da banda de rodagem com o solo). Também as paredes laterais definem o perfil do pneu (altura), que tem influência direta na capacidade de absorção das irregularidades do piso (efeito que auxilia a suspensão do veículo). Pneus de perfil mais alto absorvem melhor os impactos e dissipam mais calor, mas apresentam maiores deformações, gerando mais instabilidade. Figura 20 – Partes do pneu 1 – Banda de rodagem 2 – Sulco 3 – Liner 4 – Ombro 5 – Parede lateral ou flanco 6 – Cintas estabilizadoras 7 – Carcaça (cintas de corpo) 8 – Talão Crédito: Atomic Roderick/Shutterstock. TEMA 5 – APLICAÇÕES DOS PNEUS 5.1 Introdução Conforme vimos anteriormente, existem várias características que diferenciam os pneus, como materiais, dimensões e tipos construtivos. Para atender aos mais diferentes usos, suportando diferentes cargas, tipos de pavimento, características climáticas, tipos de veículo, haverá sempre um modelo de pneu adequado a cada situação de aplicação. 26  5.2 Tipos de pneus Considerando as características dos automóveis de passeio, os pneus são desenvolvidos para atender de forma satisfatória a maioria das situações de utilização, já que não é possível um mesmo pneu apresentar desempenho ótimo para todos os limites do uso do automóvel. Assim, os pneus apresentarão bom desempenho tanto em pavimento asfáltico seco com em pisos molhados, suportando velocidades e cargas medianas e ainda apresentando uma boa durabilidade. Várias dessas informações das características do pneu estarão gravadas em sua lateral. 5.2.1 Pneu adirecional simétrico É o tipo de pneu mais comum encontrado no mercado. Por apresentar simetria nos desenhos dos sulcos da banda de rodagem, não requer posição específica de montagem. Isso traz a vantagem da possibilidade de rodízio em qualquer das rodas, o que aumenta a vida útil do pneu. Como vantagens adicionais, apresenta baixo nível de ruído, durabilidade mais elevada e menor custo em relação a outros tipos de pneus. Uma desvantagem é o desempenho limitado, principalmente em pavimentos molhados. Figura 21 – Pneu adirecional simétrico Cédito: Aleksandar Grozdanovski/Shutterstock. 27  5.2.2 Pneu direcional simétrico Esta configuração de pneu teve origem nos carros de fórmula 1. Tinha como objetivo remover o máximo de água possível da superfície de contato do pneu com o solo em dias de chuva, permitindo ao veículo andar em altas velocidades. É comercializado para veículos de passeio desde a década de 1970. Como característica da banda de rodagem, apresenta o mesmo desenho para os dois lados, partindo do centro. O desenho dos sulcos busca ejetar a água para os lados do pneu, possuindo angulação que favorece esse efeito, quando o pneu está em rotação. Essa grande vantagem de desempenho em pistas molhadas nos carros de corrida não se repete com a mesma intensidade em veículos de passeio, pois a água ejetada para o lado interno do pneu acaba colidindo com a caixa de rodas, voltando para o pneu em forma de névoa (spray), prejudicando a eficiência. Também existe a desvantagem de sentido único de rotação, o que prejudica a liberdade de rodízio. Se for montado para girar em sentido contrário, irá concentrar mais água sob o pneu, aumentando o risco de aquaplanagem. A troca de lado do pneu no veículo exige a desmontagem e remontagem na roda. Seu custo é maior que os adirecionais simétricos, sendo recomendado o uso rodoviário para esse tipo de pneu. Em pavimento seco apresenta maiores desgaste e nível de ruído. Figura 22 – Pneus direcionais simétricos Crédito: cherezoff/Shutterstock. 28  5.2.3 Pneu direcional assimétrico Similarmente ao direcional simétrico, o pneu direcional assimétrico também tem suas origens nos carros de fórmula 1. Nesse tipo de pneu, a ejeção da água é mais acentuada para o lado externo. Na fórmula 1, tinha como objetivos aumentar o efeito de asa frontal do veículo e também reduzir a projeção de água sobre o piloto. A capacidade de ejetar água é superior no pneu direcional assimétrico. Passou a ser comercializado para veículos de passeio no início da década de 1990. Na banda de rodagem, apresenta desenhos de sulcos diferenciados entre lados (interno e externo), exigindo, além de sentido de rotação, o lado específico de montagem (esquerdo e direito). Se comparado aos simétricos direcionais e adirecionais, apresenta menor ruído e vibração. É o modelo de maior custo em relação aos anteriores e seu uso é indicado especificamente para aplicações rodoviárias. Figura 23 – Pneus direcionais assimétricos Crédito: NewFabrika/Shutterstock. 29  5.3 Informações de características dos pneus 5.3.1 Data de fabricação O prazo de garantia para defeitos de fabricação de pneus é normalmente de cinco anos, a partir da data de comercialização. Na falta da comprovação da data de comercialização, pode ser utilizada a data de fabricação do pneu. Essa informação está gravada no pneu com quatro dígitos, sendo os dois primeiros referentes à semana de fabricação e os dois últimos referentes ao ano. O código aparece junto à sigla DOT (Department of Transportation), órgão americano que regulamenta informações para comercialização de pneus, como o estabelecimento de produção, o tipo de pneu, além da data de produção. No exemplo da Figura 24, temos o código 0720: semana de produção: 07; ano de produção: 20; pneu fabricado na sétima semana do ano 2020. Figura 24 – Identificação da data de produção do pneu Crédito: supergenijalac/shutterstock. 30  5.3.2 Posição de montagem na roda Para os pneus direcionais, a posição de montagem do pneu na roda deve ser observada corretamente. Na lateral do pneu (flanco) estão gravadas as inscrições interno ou externo. A montagem incorreta pode trazer riscos à segurança de direção, no caso dos pneus direcionais simétricos e assimétricos. Figura 25 – Indicação do lado de montagem do pneu na roda Crédito: Smile Fight/Shutterstock. 5.3.3 Sentido de rotação do pneu Assim como o lado de montagem, na lateral do pneu aparece a inscrição com a palavra rotação (rotation), ou setas indicativas do sentido de rotação do pneu. Essa informação aparece nos pneus direcionais simétricos. Da mesma forma, a montagem incorreta pode trazer riscos para a aderência e o controle direcional do veículo. 31  Figura 26 – Indicação do sentido de rotação do pneu Crédito: Chatchai Kritsetsakul/Shutterstock. 5.3.4 Treadwear, traction e temperature 5.3.4.1 Treadwear Esta indicação é um número que representa a duração de um pneu em pista de teste padronizada. Apresenta valores variando de 8 a 1.000 e como ponto de referência o número 100. Pneus que apresentem valor igual a 100 terão a mesma durabilidade do pneu padrão de teste. Para valores maiores que 100, o pneu apresentará durabilidade maior que o pneu padrão. Na prática, essa informação representa a dureza do composto da borracha do pneu. A durabilidade maior indica que o composto tem maior dureza, mas isso acaba interferindo também na aderência do pneu. Valores mais altos 32  que o padrão de teste não significam necessariamente pneus de melhor qualidade, mas sim de maior dureza e duração da borracha. O valor mais adequado depende sempre do tipo de aplicação do pneu. 5.3.4.2 Traction Esta informação, representada por letras, identifica a capacidade do pneu de parar quando em locomoção sobre pavimento molhado (asfalto ou concreto). Essa capacidade está relacionada com a banda de rodagem (formato, sulcos) e também com a característica de dureza do composto da borracha. Classificação AA: representa excelente capacidade de parada em pavimento molhado. Classificação A: representa boa capacidade de parada em pavimento molhado. Classificação B: representa média capacidade de parada em pavimento molhado. Classificação C: representa capacidade regular de parada em pavimento molhado. 5.3.4.3 Temperature Essa classificação indica a capacidade do pneu em dissipar o calor produzido na banda de rodagem, pelo atrito com o solo. O calor é dissipado pelos flancos do pneu. A indicação também é feita utilizando letras. Classificação A: representa excelente capacidade de dissipação térmica. Classificação B: representa boa capacidade de dissipação térmica. Classificação C: representa média capacidade de dissipação térmica. 5.3.5 Quantidade de cintas e materiais aplicados A informação com o número de cintas (lonas) que compõem o pneu e também a sua composição aparecem gravadas na lateral do pneu. Na Figura 28 podemos ver essa informação no número 16. 5.3.6 Tipo de pavimento Inscrições na lateral do pneu também podem identificar a aplicação para 33  condições severas de pavimentos como, por exemplo, para neve (no caso de regiões em que a ocorrência é comum). Normalmente, quatro letras são utilizadas para identificar essas aplicações: T – tarmac (ou asfalto); G – gravel (ou cascalho); M – mud (ou lama); S – snow (ou neve). 5.3.7 Índice de carga e velocidade Os índices de carga indicam a capacidade máxima de carga que um pneu pode suportar. Esses valores, expressos em Kg, são tabelados e utilizados como padrão por todos os fabricantes de pneus. Números gravados no pneu são associados ao valor em Kg apresentados pela tabela. De maneira semelhante, são utilizados caracteres gravados no pneu para representar o índice de velocidade. Esse índice representa a velocidade máxima (em Km/h) que o pneu pode suportar, sendo também um valor padronizado e adotado pelos fabricantes de pneus. A tabela associa as letras gravadas nos pneus com um valor limite de velocidade. Como exemplo, temos a Figura 27, que mostra índices de carga e velocidade com os caracteres 96 H. 96 indica capacidade máxima de carga de 710 Kg; H indica velocidade máxima suportada de 210 Km/h. 5.3.8 Dimensões do pneu As dimensões dos pneus são apresentadas por caracteres gravados nos flancos, seguindo também a padrões internacionais adotados pelos fabricantes de pneus. Existem duas formas adotadas para identificar as dimensões dos pneus, sendo uma delas utilizada para a maioria das aplicações. Essa forma mostra, através de números, a medida da largura de banda de rodagem (de ombro a ombro) em milímetros, a sua altura (distância da banda de rodagem até a ancoragem do pneu na roda, como percentual da largura) e também a característica de construção do pneu, além do diâmetro da roda em que deve ser instalado. Vejamos um exemplo. 34  Figura 27 – Indicações no flanco do pneu Crédito: Roman Vyshnikov/Shutterstock. Na Figura 27 temos um pneu com as inscrições 215/60 R 17. As dimensões representadas são as seguintes: 215: largura da banda de rodagem (em mm); 60: percentual da altura em relação à largura, nesse caso 60% de 215, igual a 129 mm; a letra R indica que o pneu tem construção radial; 17: indica o diâmetro da roda a ser usada (em polegadas). A segunda forma utilizada para representação das dimensões do pneu é menos frequente. É empregada normalmente em pneus de veículos fora de estrada, pneus de competição e em alguns modelos de pneus de caminhonetes. Também nesse caso as dimensões do pneu são mostradas através de números gravados no flanco do pneu. 35  Figura 28 – Informações no flanco do pneu Crédito: Media Guru/Shutterstock. Diferentemente da forma anterior, nessa representação as duas primeiras informações se referem ao diâmetro externo total do pneu e à largura da banda de rodagem, expressas em polegadas. Na sequência, aparecem a característica de construção do pneu e o diâmetro da roda em que deve ser instalado, similarmente à forma anterior de representação. 1 – Department of Transportation – Órgão regulamentador americano 2 – M+S (Mud+Snow) – aplicação para lama e neve 3 – Código para local de fabricação 4 – Símbolo do fabricante 5 – Tipo de aplicação P (automóvel de passeio) 6 – Código de fabricação (D.O.T. Code) 36  7 – Largura do pneu em mm 8 – Data de fabricação 9 – Códigos de treadwear, traction e temperature 10 – Homologação para União Europeia 11 – Altura do pneu (% da largura) 12 – Número de homologação 13 – R: construção radial 14 – Diâmetro da roda (em polegadas) 15 – Índices de carga e velocidade 16 – Quantidade de lonas e composição FINALIZANDO Nesta etapa, pudemos conhecer um pouco da evolução de aplicação das rodas nos meios de transporte, desde os primeiros registros de sua invenção. Conhecemos detalhes e características construtivas das rodas, importantes para a identificação e correta aplicação nos veículos, cumprindo funções não só estruturais e funcionais, mas também estéticas. Também conhecemos um pouco da história de utilização dos pneus, desde que foram concebidos, até os dias atuais. Conhecemos sua estrutura e processo de fabricação, reconhecendo a importância dos pneus para a utilização dos automóveis, suas contribuições para a segurança, no consumo de combustível, na dirigibilidade e no conforto oferecido pelo veículo. Por fim, destacamos sua importância para a frenagem do veículo, objeto de estudo de nossa próxima etapa. 37  REFERÊNCIAS BOSCH, R. Manual de tecnologia automotiva. São Paulo: Edgard Bücher, 2005. COSTA, P. G. A bíblia do carro. 2001. SANTIAGO, E. Roda. InfoEscola. Disponível em:. Acesso em: 19 set. 2022. MILLIKEN, W. F. Race Car Vehicle Dynamics. Warrendale: SAE Inc., 1995. 38