Pneus: Guia Completo sobre Definição, Aplicações, Componentes, Tipos e Materiais

A forma mais popular de reconhecer pneus (tyres em inglês britânico) é a visão no setor automotivo. Embora pneus possam ser projetados em aplicações que requerem transporte. É um componente em forma de anel que envolve a borda de uma roda para transferir a carga de um veículo do eixo através da roda para o solo. Proporciona tração na superfície sobre a qual as rodas viajam. Hoje você vai conhecer a definição, aplicações, materiais, componentes, diagrama, tipos, construção, características de desempenho de um pneu.

O que é um pneu?

Um PNEU (inglês americano) ou PNEU (inglês britânico) é um componente de formato circular projetado para transferir a carga de uma aplicação através da roda para o solo e proporcionar tração na superfície sobre a qual a roda viaja. As aplicações mais comuns de pneus são para fins de transporte, como automóveis e bicicletas. São estruturas infladas pneumaticamente que fornecem um amortecedor flexível que absorve choques conforme o pneu rola sobre uma superfície irregular. Pneus fornecem uma pegada chamada área de contato, projetada para combinar o peso do veículo com a resistência de rolamento da superfície sobre a qual rola. Alcança isso devido à sua pressão de rolamento que não deformará excessivamente a superfície.

Borracha sintética, borracha natural, tecido e arame, junto com negro de carbono e outros compostos químicos são materiais usados para pneus pneumáticos modernos. Consistem de uma banda de rodagem e um corpo. A banda de rodagem é o que proporciona tração, enquanto o corpo proporciona contenção para uma quantidade de ar comprimido.

Aplicações de pneus

Existem diferentes tipos de pneus por aí projetados para propósitos específicos. As aplicações de pneus estão no setor automotivo; de fato, todos os veículos usam pneus, mas diferem de acordo com o tipo de veículo. Podem ser distinguidos pela carga que transportam e por sua aplicação, por exemplo, veículo motorizado, aeronave ou bicicleta. Pneus de serviço leve-médio são usados em caminhões e vans para transportar carga de uma faixa específica, mas diferem de pneus de serviço leve usados em carros de passageiros em suas rodas motrizes. Além disso, pneus de serviço pesado são usados em caminhões grandes e ônibus.

Existem alguns outros pneus especiais usados para propósitos específicos, como pneus de neve, usados na neve ou no gelo. Pneus de alto desempenho, pneus para todas as estações, pneus para todos os terrenos e pneus para lama. Pneus metálicos são usados em locomotivas e vagões ferroviários. Borracha sólida ou outros polímeros são usados em várias aplicações não automotivas, como carrinhos, rodízios, cortadores de grama e carrinhos de mão.

Todos os tipos de pneus de veículos, incluindo carros, bicicletas, motocicletas, ônibus, caminhões, equipamentos pesados e aeronaves, são pneumáticos. Outras aplicações pesadas não automotivas podem ser projetadas para usar estes pneus. Embora variedades de aplicações industriais tenham requisitos de design distintos.

Materiais e componentes

A produção de um pneu começa com matérias-primas a granel, como borracha, negro de carbono e produtos químicos. Apresenta numerosos componentes especializados que são montados e vulcanizados. Muitos tipos de borracha podem ser usados na produção de pneus, mas o mais comum é um copolímero estireno-butadieno. Os materiais dos pneus pneumáticos modernos podem ser categorizados em dois grupos; Os Cordões que compõem a lona, e o Elastômero que os envolve.

Os cordões, que formam a lona e o talão, fornecem a resistência à tração necessária para conter a pressão de inflação. Podem ser compostos de aço, fibras naturais como algodão ou seda, ou fibras sintéticas como nylon ou Kevlar.

Por outro lado, o Elastômero forma a banda de rodagem e envolve os cordões para protegê-los da abrasão e mantê-los no lugar. Este é um componente chave do design de pneus pneumáticos. Pode compor vários compostos de material de borracha.

Componentes

Um pneu compreende vários componentes, incluindo banda de rodagem, talão, flanco, ombro e lonas.

Banda de rodagem – esta é a parte do pneu que entra em contato com a superfície da estrada. A porção em contato com a estrada em um dado instante é chamada de área de contato. A banda de rodagem é um composto de borracha grossa ou borracha/composto projetado para proporcionar um nível apropriado de tração que não se desgaste muito rapidamente.

Talão – é a parte do pneu que contacta a borda da roda. O talão é tipicamente reforçado com arame de aço e composto de alta resistência, borracha de baixa flexibilidade. Assenta firmemente contra as duas bordas da roda para garantir que um pneu sem câmara possa manter o ar sem vazamento. O ajuste do talão é apertado para garantir que o pneu não se desloque circunferencialmente conforme a roda gira.

Flanco – é a parte do pneu, frequentemente em um pneu de bicicleta, que faz a ponte entre a banda de rodagem e o talão. A maior parte de um flanco é borracha, mas reforçada com cordão de tecido ou aço que proporciona resistência à tração e flexibilidade. Contém a pressão do ar e transmite o torque aplicado pelo eixo motriz à banda de rodagem para criar tração, mas suporta pouco do peso do veículo.

Ombro – é a parte do pneu na borda da banda de rodagem, fazendo a transição do flanco.

Lonas – são camadas de cordões relativamente inextensíveis embutidos na borracha para manter sua forma, impedindo que a borracha se estique em resposta à pressão interna.

Diagrama de um pneu:

Tipos de pneus

Existem diferentes tipos de pneus por aí adequadamente projetados para várias aplicações. Pneus podem ser categorizados em dois; pneu com câmara e pneu sem câmara (tubeless). A primeira versão de pneus eram simplesmente bandas de metal ajustadas ao redor de rodas de madeira para evitar desgaste. Pneus de borracha iniciais eram sólidos e não pneumáticos. Hoje, os tipos de pneus mais comuns e populares que servem em veículos são pneus pneumáticos classificados como pneus com câmara. Estes pneus são de diferentes graus, começando do serviço leve a médio e depois serviço pesado. No entanto, são projetados para proporcionar tração, resistir ao desgaste e absorver irregularidades da superfície. Também são projetados para conforto do condutor, ruído, economia de combustível, frenagem, etc.

Pneus sem câmara (tubeless) também são pneus pneumáticos que não requerem uma câmara de ar separada. Pneus semi-pneumáticos têm um centro oco, mas não são pressurizados. São leves, de baixo custo, à prova de furos e proporcionam amortecimento. Mais frequentemente, estes pneus são projetados com a roda e até rolamentos de esferas integrais. Pneus semi-pneumáticos são usados em cortadores de grama, cadeiras de rodas e carrinhos de mão. Também podem ser usados em aplicações industriais.

Pneus sem ar (airless) são pneus não pneumáticos que não são suportados por pressão de ar. São comumente usados em veículos pequenos, como carrinhos de golfe, e em veículos utilitários em situações onde o risco de furo é alto, como em equipamentos de construção. Pneus usados em aplicações industriais e comerciais são não pneumáticos.

Pneus sólidos são aqueles usados para cortadores de grama, skates, carrinhos de golfe, patinetes e muitos outros veículos industriais leves, carrinhos e reboques. Pneus sólidos são frequentemente usados em equipamentos de manuseio de materiais como empilhadeiras.

Características de desempenho de um pneu

Um pneu deve atender às seguintes características de desempenho:

Dinâmica:

• Equilíbrio – uma distribuição uniforme de massa ao redor de sua circunferência para manter o equilíbrio do pneu, enquanto gira em velocidade. Fabricantes verificam desequilíbrio estático excessivo e desequilíbrio dinâmico em pneus usando máquinas automáticas de balanceamento de pneus.
• Crescimento centrífugo – pneus desenvolvem um diâmetro maior devido a forças centrífugas de rotação em velocidades mais altas. Isso força a borracha da banda de rodagem para longe do eixo de rotação.
• Trilha pneumática – é o efeito semelhante a uma trilha gerado por pneus flexíveis rolando em uma superfície dura e sujeitos a cargas laterais, como em uma curva.
• Ângulo de derrapagem ou ângulo de derrapagem lateral – é o ângulo entre a direção real de viagem de uma roda rolante e a direção para a qual ela está apontando.
• Comprimento de relaxamento – é o atraso entre quando um ângulo de derrapagem é introduzido e quando a força de curva atinge seu valor de estado estacionário.
• Taxa de mola – é a razão entre força vertical e deflexão vertical do pneu, e contribui para o desempenho geral da suspensão do veículo.
• Distância de frenagem – pneus orientados para desempenho têm um padrão de banda de rodagem e compostos de borracha projetados para aderir à superfície da estrada, e geralmente têm uma distância de frenagem ligeiramente menor.

Forças:

• Empuxo de cambagem
• Círculo de forças
• Área de contato
• Força de curva
• Tração em seco
• Vibração de força
• Resistência ao rolamento
• Torque de auto-alinhamento
• Tração em molhado.

Carga:

• Sensibilidade à carga – é o comportamento dos pneus sob carga
• Carga de trabalho – a carga de trabalho de um pneu é monitorada para que não seja submetida a estresse indevido, o que pode levar à sua falha prematura.

Desgaste:

Desgaste da banda de rodagem – ocorre através do contato normal com estradas ou terreno. Mau alinhamento das rodas pode causar desgaste excessivo das costelas mais internas ou externas. Além disso, estradas de cascalho, terreno rochoso e outros terrenos acidentados podem causar desgaste acelerado.

Conclusão

As aplicações mais comuns de pneus são para fins de transporte, como automóveis e bicicletas. São estruturas infladas pneumaticamente que fornecem um amortecedor flexível que absorve choques conforme o pneu rola sobre uma superfície irregular. É um componente de formato circular projetado para transferir a carga de uma aplicação através da roda para o solo e proporcionar tração na superfície sobre a qual a roda viaja. É tudo para este artigo, onde a definição, aplicações, materiais, componentes, diagrama, tipos, construção, características de desempenho de um pneu estão sendo discutidos.

Espero que você tenha aproveitado a leitura; se sim, compartilhe com outros estudantes. Obrigado por ler, até a próxima!