Circuitos de fluidos y dirección

300 Unidad 8

1. Parte metálica de las ruedas

a Figura 8.1. Perspectiva de la llanta. 1.1. La llanta

Asiento de talón Base Es la parte metálica de la rueda que, mediante un perfil adecuado, soporta el neu-
escalonada mático y permite la solidaridad del mismo al buje del vehículo a través de la pie-
za o piezas de acoplamiento.
Pestaña Asiento
de válvula La característica fundamental de las llantas es su perfil, es decir, la forma de su sec-
ción transversal. En él se diferencian:
Agujero
de válvula • Pestaña: es la zona de la llanta donde se apoya lateralmente el talón de la cu-
bierta.
Base
a Figura 8.2. Perfil de una llanta. • Asiento de talón: es la zona de la llanta sobre la que se apoyan los talones de
la cubierta.

• Base: corresponde a la zona de la llanta comprendida entre ambos asientos de
talón.

• Orificio para salida de válvula: la llanta presenta una abertura que permite el
montaje y salida de la válvula. La forma y posición es variable según los tipos.

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, presen-
ta los asientos de talón inclinados, según un ángulo determinado (aproximada-
mente 5°). Se dividen en:

1. Simétricas: aquellas cuyo plano longitudinal medio es también plano de sime-
tría.

2. Asimétricas: el plano que la divide por la mitad es diferente del de simetría.

• Con resalte (hump). Presenta un resalte en el asiento del talón para impedir
que este se salga.

Llanta de base honda Llanta de base honda Llanta de base honda
simétrica asimétrica simétrica con resaltes

a Figura 8.3. Tipos de llantas de base honda.

Llantas desmontables

Se dividen en:

• Llanta semihonda. Es de base menos profunda que las anteriormente citadas,
lo que implica tener una pestaña desmontable para permitir el montaje y des-
montaje de la cubierta.

La rueda 301

• Llanta de base plana con asientos de talón inclinados. Es aquella cuya base,
siendo fundamentalmente plana, presenta los asientos de talón inclinados se-
gún un ángulo determinado. Consta de varias piezas movibles que permiten el
montaje y desmontaje de la cubierta.

• Llanta plana. Los asientos de talón son planos y la base sensiblemente. Igual a
la llanta anterior lleva al menos una pestaña desmontable.

• Llanta en sectores. Es aquella que se desmonta en sectores para permitir el
montaje y desmontaje de la cubierta.

• Llanta en dos mitades. Es divisible en dos, según su plano longitudinal, que
suele ser el medio, para permitir el montaje y desmontaje de la cubierta.

Aro combinado cónico caso práctico inicial
de cierre y pestaña
En este párrafo puedes aprender a
interpretar la terminología de las
llantas.

Pestaña Pestaña

Aro Aro
combinado de cierre
cónico
de cierre

Terminología dimensional de las llantas
Anchura de la llanta

Pestaña Anchura de pestaña
Aro cónico Diámetro nominal
de la llanta
Aro de cierre

a Figura 8.4. Llantas desmontables. (J) Altura (4) Anchura interior
de la pestaña F
Terminología dimensional de las llantas
Las llantas se definen por su perfil y su diámetro, ambas siglas separadas por un H
guión (–) o por el signo por (x). El signo x, se utiliza para las llantas de base hon-
da y el signo – para las de base plana. (15) Diámetro nominal ø
Sigamos un ejemplo: 4J x 15 H2 ET37 4/100
• Anchura. Es la cota del perfil de la llanta comprendida entre la parte interior D
Bombeo
de las pestañas y se indica en pulgadas.
En el ejemplo sería: 4 = 4’’ (pulgadas) a Figura 8.5. Términos dimensiona-
• Altura de la pestaña. Es la altura máxima de la pestaña, medida desde el pun- les de la llanta.
to más próximo del asiento del talón.
Se mide en mm, pero su valor se indica mediante una letra, K, J, JK, etc., que
indican la conformación del mismo.
En el ejemplo sería: J

302 Unidad 8

• Diámetro nominal. Es el diámetro de la llanta medido sobre el asiento del ta-
lón en la parte más próxima a la pestaña y se indica en pulgadas.

En el ejemplo sería: 15 = 15” (pulgadas).

• Perfil de la llanta. Indica el tipo de perfil. Tubeless (H, H2, FH, FL, LP, FP,
TR, TD), no tubeless, llanta honda serie ancha, llanta honda serie estándar,
llanta honda pilote.

En el ejemplo sería: tubeless H2.

Bombeo positivo de 37 mm.

El número 4 indica el número de taladros para su fijación al disco de la rueda
y el 100 indica la distancia entre los taladros.

1.2. Tipos de ruedas con neumáticos

Los tipos fundamentales de ruedas con neumáticos son: de disco, de radio o por-
tallantas.

Estas últimas son ruedas que, fijas al vehículo, están dispuestas para recibir al neu-
mático fácilmente por su llanta y, con ayuda de bridas, cercos de fijación, etc., ha-
cerlo solidario al buje.

Ruedas de disco

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

Las partes de la llanta son:

• Superficie de apoyo: es la parte del disco que se apoya y acopla al buje de la
rueda.

• Agujeros de fijación: permiten el paso de los tornillos o espárragos de fijación
y disponen de asiento cónico para el correcto centrado.

• Diámetro de implantación de los agujeros de fijación: es el diámetro de la cir-
cunferencia que pasa por el centro de los agujeros de fijación.

• Agujero central: es un orificio realizado en el centro del disco para salvar el
cubo del buje.

• Bombeo: es la distancia entre la superficie de apoyo y el plano longitudinal
medio de la llanta

• Orificio de la válvula.

Llanta Bombeo
Disco Orificio de fijación

Orificio Orificio para
central centrado

d Figura 8.6. Tipos de llantas de Ventana de ventilación
base honda.

Ventana de válvula

La rueda 303

• Ventanas de ventilación. Existen dos tipos de ventanas de ventilación:
– Acero estampado.
– Aleación ligera.

Ruedas de disco de acero estampado

• Son rígidas, resistentes a los golpes y relativamente ligeras, así como fáciles de
producir en grandes cantidades. Su fijación al cubo se efectúa sobre la parte
central mediante tuercas y espárragos.

• Los agujeros para el paso de los espárragos de fijación presentan un asiento có-
nico para el correcto centrado de la rueda.

Ruedas de aleación ligera

Por presentar un menor peso en comparación con el acero, las aleaciones de alu-
minio y magnesio permiten mayores espesores, con lo cual aumenta la rigidez y la
distribución de tensiones tiene lugar sobre una zona más amplia.
En este tipo de ruedas, la llanta puede ser más ancha permitiendo el montaje de
neumáticos de mayor sección.
Debido a su buena conducción del calor, la refrigeración de los frenos y de los
neumáticos es mejor que en las ruedas de acero. Sin embargo, son muy sensibles
a las corrosiones de tipo salino y electrolítico.

Ruedas con radios de alambre de acero

Son ruedas muy ligeras a la vez que de gran fortaleza. Su empleo está práctica-
mente restringido a ciertos vehículos deportivos o de competición.
Todos los esfuerzos a que están sometidas las ruedas se transmiten desde la llanta al
cubo a través de sus radios, cuya resistencia a la tracción es mucho mayor que a la
compresión. Debido a la poca resistencia que ofrecen a la flexibilidad los radios por
separado, deben entrelazarse con el fin de conseguir la resistencia adecuada.
Puesto que los radios se fijan a la llanta de la rueda mediante tuercas no se consi-
gue una estanqueidad correcta; por esta razón no pueden montarse en ellas neu-
máticos sin cámara.
El coste de fabricación es muy elevado. La rueda se asienta en el eje a través de
las estrías de la mangueta y del cubo de la rueda, mediante una palomilla.

a Figura 8.7. Rueda de disco de acero es- a Figura 8.8. Rueda de disco de aleación li- a Figura 8.9. Rueda de radios de acero.

tampado. gera.

304 Unidad 8

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 compri-
mido en su interior.

En los neumáticos para turismos, los talones de la cubierta se ajustan de manera
perfecta a la llanta, no produciéndose, por lo tanto, basculaciones, con lo cual no
es necesario el empleo de elementos de protección.

En los neumáticos para vehículos pesados, dado que la cubierta se introduce en la
llanta por la parte lateral, que lleva una pestaña desmontable, y el ajuste no es tan
bueno, se necesita el empleo de unas piezas denominadas protectores.

d Figura 8.10. Tipos de neumáticos.

Corte esquemático Corte esquemático
de un neumático de un neumático
con cámara para turismo con válvula de seguridad

saber más Cámaras y protectores

Seguridad activa 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
Los neumáticos sin cámara, en caso se transmiten al suelo y absorber de forma elástica los impactos que recibe.
de pinchazo, pierden el aire más
lentamente, con lo cual se gana en La cámara está formada por un tubo de goma provisto de una válvula que permi-
seguridad activa. te la entrada de aire a presión, pero no su salida. El conjunto de piezas que forman
la válvula, propiamente dicha, recibe el nombre de obús.

En la actualidad las cámaras suelen fabricarse de caucho butilo dada la gran im-
permeabilidad que posee dicho material.

El protector, conocido también por el término inglés flap es una pieza de goma
que se utiliza para impedir el rozamiento de la cámara contra la llanta en las ace-
leraciones y frenadas, así como las mordeduras de sus paredes inferiores provo-
cadas por la basculación de los talones de la cubierta. Es muy importante em-
plear el protector adecuado a la medida de la cubierta para evitar reventones de
la cámara y mayor generación de calor, así como conseguir un buen rodaje del
neumático.

Neumáticos sin cámara (tubeless)

La cubierta se diferencia de la ordinaria únicamente por llevar en su interior un
forro de protección de caucho butílico –elástico e impermeable al aire–. Este fo-
rro (liner), se vulcaniza en el interior de la cubierta, de esta forma hace las veces
de agente obturador de pinchazos.

La rueda 305

Los neumáticos sin cámara están compuestos de la llanta, la cubierta (tubeless) y
una válvula.

La válvula va introducida directamente en el taladro de la llanta, formando un
conjunto estanco que impide la salida del aire a presión.

La llanta, en el caso de neumáticos para turismos, es idéntica a la de los neumá-
ticos con cámara. En el caso de los vehículos pesados, que emplea llantas des-
montables, son necesarias algunas guarniciones de goma para conseguir la estan-
queidad del conjunto.

Las ventajas de los neumáticos sin cámara son las siguientes:

• Pérdida lenta del aire en caso de pinchazo y, por lo tanto, mayor seguridad en
cuanto al control del vehículo.

• Mejor disipación del calor del aire por estar en contacto directo con la llanta.

• Menor peso.

• Mayor facilidad de montaje y desmontaje.

Bolsa c Figura 8.11 Neumáticos con cá-
de aire mara y sin cámara.

El aire bajo presión Revestimiento hermético
se escapa entre la cámara que sustituye a la cámara

y la cubierta

La pérdida de aire Válvula
es instantánea fija en
la llanta
Cubierta con cámara
Cubierta sin cámara (Tubeless)

Neumáticos con válvula de seguridad

Consiste en un neumático ordinario con cámara en el que la válvula de la cáma-
ra puede hacerse estanca mediante un dispositivo de apriete.

EJEMPLO

¿Cuáles son los defectos más frecuentes que pueden presentar las ruedas de radios?

Solución
• No se pueden montar en ellas neumáticos sin cámara.
• Resultan muy caras.

ACTIVIDADES

1. ¿Qué funciones cumple la llanta?
2. Enumera las partes del perfil de una llanta.
3. ¿Qué características definen una llanta?
4. Describe las ventajas e inconvenientes de las ruedas de aleación ligera.
5. Enumera las características de las ruedas de radios.

306 Unidad 8

2.2. Constitución de la cubierta

1,6 mm Indicadores de desgaste

Lonas de cubierta Escultura Cima o banda
Lonas de carcasa de rodadura

Hombro

Flanco

Interior de la
cubierta

Cordón Talón
de centrado
Revestimiento
de goma interior

Aro Punta de talón
a Figura 8.12. Constitución de la cubierta.

Banda de rodadura

Formada por:

• Banda de rodadura. Es la parte de contacto de la cubierta con el suelo. Situa-
da sobre las capas de rodamiento, está formada por una gruesa capa de goma,
aplicada al perímetro de la cubierta.

• Escultura o dibujo. Son los surcos o acanaladuras realizados sobre la banda de
rodadura.

La banda de rodadura y la escultura cumplen con las misiones de:

– Adherencia o agarre del neumático al suelo. Tanto longitudinal como trans-
versal.

– Resistencia a los choques, los cortes, al calor, al desgaste y, en general, a to-
dos los agentes externos.

– Buena evacuación del agua.

– Confort acústico (un alto porcentaje del ruido producido por un vehículo
durante su desplazamiento es debido a las ruedas).

• Indicadores de desgaste. Son bandas transversales en la banda de rodadura,
con una altura de 1,6 mm, que se sitúan en el fondo del dibujo. Su función es
la de indicar el momento del cambio de cubiertas.

La rueda 307

Talones saber más

Es la parte de la cubierta que hace contacto con la llanta, asegurando: Seguridad vial

• Un perfecto anclaje de la cubierta a la llanta. El código de circulación prohíbe la
circulación con neumáticos cuya
• La estanqueidad de la cámara de aire. profundidad en cualquier parte de
la banda de rodadura sea inferior a
• La transmisión de los esfuerzos en aceleración y frenada. 1,6 mm (véase la figura 8.13).

Los aros de talones son hilos de acero cableado de elevada resistencia a la trac-
ción, recubiertos de goma y tejido. Su función principal es asegurar la inestensi-
bilidad de los talones.

1,6 mm Indicadores de desgaste

Escultura

Cima o banda
de rodadura

a Figura 8.13.

Hombros
Son la unión entre la banda de rodadura y los flancos.
Su función es evitar a la carcasa los roces y choques laterales sufridos por el neu-
mático.

Costado o flancos
Son gomas situadas en el lateral de la cubierta, desde la banda de rodadura hasta
los talones.
Contiene los marcajes de identificación de la cubierta.
Deben poseer una elevada resistencia para soportar la carga y el constante esfuerzo
de flexión a que está sometido el neumático, además de poseer una elevada flexi-
bilidad para complementar la suspensión del vehículo.

Cordón de centrado
Es un resalte situado en la parte superior del talón que facilita el centrado de la
cubierta respecto de la llanta.

Revestimiento de goma interior (calandraje o liner)
Es una capa de goma impermeable al aire, que se encuentra vulcanizada en el in-
terior de la cubierta.
Cumple la función de asegurar la estanqueidad del aire en el interior de la cu-
bierta.

308 Unidad 8

Cuerdas en diagonal Carcasa o armazón
Cuerdas radiales
Es la parte de la cubierta que le confiere resistencia. Está formada por capas su-
perpuestas de tejidos de cuerdas engomadas.

La función que cumple es la de transmitir los esfuerzos verticales, longitudinales
y laterales de la banda de rodadura a la llanta.

Cintura

Está formada por lonas dispuestas bajo el perímetro de la banda de rodadura, en
varias capas, con forma de cinturón.

Sus funciones son:

• Evitar la deformación de la banda de rodadura por la acción de la fuerza cen-
trífuga.

• Atenuar la acción de los choques.

• Impedir la separación de los hilos de la carcasa.

Cuerdas en diagonal con fajas Tipos de cubiertas según su carcasa
a Figura 8.14.
Cubiertas diagonales
Presentan un armazón en el que la disposición de las cuerdas o cables es oblicua,
respecto a la dirección de máximo desarrollo circunferencial de la cubierta.

AB 34 56 7 A. Paquete de telas que forman
la carcasa
1 1 22
B. Banda de rodamiento
17 16 15 9 14 D 13 12 11 10 9 8 C. Flanco
a Figura 8.15. Constitución de una cubierta de tipo diagonal. D. Talón
1. Telas internas de la carcasa
2. Telas externas de la carcasa
3. Surcos de la banda

de rodamiento
4. Goma base
5. Relieves de la banda

de rodamiento
6. Capas de rodamiento
7. Canto de la banda

de rodamiento
8. Cordón de centrado
9. Tela del borde
10. Extremos vueltos de las telas

internas de la carcasa
11. Tela de refuerzo del talón
12. Goma de aislamiento

del cerco metálico (13)
13. Cerco metálico
14. Punta del talón
15. Extremos vueltos de las telas

externas (2) de la carcasa
16. Estribo del talón
C 17. Cavidad del talón

La rueda 309

Cubiertas radiales

Los cables de cada capa de tejido van de talón a talón, formando ángulo recto con
la banda circunferencial del neumático, es decir, en el plano de rodadura. Entre
la carcasa y la banda de rodadura se dispone un cinturón reforzador o faja (de ace-
ro, fibras de vidrio, etc.), cuyas cuerdas presentan un ángulo de 18° a 22° con el
plano de rodadura.

4 6 35 3 BA

A. Paquete de telas que forman
la carcasa

B. Banda de rodamiento

C. Flanco

D. Talón

1. Telas internas de la carcasa

2. Telas externas de la carcasa

3. Surcos de la banda
de rodamiento

4. Goma base

5. Relieves de la banda
de rodamiento

21 6. Capas de rodamiento
8. Cordón de centrado

9. Tela del borde

10. Extremos vueltos de las telas
internas de la carcasa

11. Tela de refuerzo del talón

12. Goma de aislamiento
del cerco metálico (13)

13. Cerco metálico

14. Punta del talón

16. Estribo del talón

17. Cavidad del talón

C 8 9 10 11 12 13 D 14 16 17

a Figura 8.16. Constitución de una cubierta de tipo radial. saber más

Características de la disposición radial Desgaste de la cubierta
Las flexiones no se transmiten a la banda de rodadura, lo que supone: El estado de la cubierta tiene una
• Independencia de trabajo entre flancos y banda de rodadura. incidencia directa en la seguridad
• Menor deformación de la superficie de contacto con el suelo o huella. activa del vehículo.
• Reducción de la fricción con el suelo.
• Gran flexibilidad vertical.

Radial Diagonal c Figura 8.17. Deformación del neu-
mático a su flexibilidad transversal.

310 Unidad 8

ESTRUCTURA DIAGONAL DEFORMACIÓN HUELLA BANDA DE RODADURA SOMETIDA A:

La carcasa está compuesta CARGA ESFUERZO LATERAL
de varias lomas cruzadas

entre sí

La cima no está
estabilizada

ESTRUCTURA RADIAL DEFORMACIÓN HUELLA BANDA DE RODADURA SOMETIDA A:

La cima está estabilizada CARGA ESFUERZO LATERAL
por una cintura compuesta

de varias lonas

La carcasa radial está compuesta
de cables dispuestos en arcos rectos

a Figura 8.18. Comparación de la cubierta diagonal con la radial.

Ventajas:
• Aumento del rendimiento kilométrico, por la reducción de la fricción con el

suelo.
• Menor consumo, por la reducción de la fricción.
• Mejor adherencia, por el aumento de la huella.
• Mejor estabilidad y mejor ángulo de deriva, por la menor deformación de la

huella.
• Aumento del confort, por la mayor flexibilidad de los flancos con una mejor

absorción de las irregularidades.
• Menor calentamiento durante el rodaje, por la reducción de la fricción con el

suelo.
• Menor temperatura de trabajo, por disminuir el roce entre las telas de la carcasa.

Nomenclatura de las cubiertas

Marcas de fábrica y comerciales
• Marca registrada del fabricante:

– Pirelli, Michelin, Good Year, etc.
• Marca registrada del neumático de estructura radial:

– Cinturato (Pirelli), Radial (Michelin), etc.
• Marca comercial del tipo de neumático y diseño de la banda de rodadura:

– P4 (Pirelli), TRX (Michelin), etc.

La rueda 311

Características dimensionales y de construcción
Ejemplo: Describimos el neumático de turismo de la figura 8.19 (derecha)

Anchura de sección 4 56
3 7
Indicación de la serie.
Relación altura/anchura 2

Carcasa radial 1

Diámetro nominal de la llanta 17 18
19
Código de carga nominativa
16
Código de carga 8
complementaria
15
2,5 154/150 M TUB 9

315/80 R 2 Indicaciones ELESS PR 10
neumáticos 14 11
retallables
13

12

Neumático sin cámara de aire

Ply rating, indicación Neumático para automóviles
de tipo de capacidad

Neumático para vehículo industrial

1. Marca comercial 8. País productor 14. Máximo carga y presión
2. Ancho del neumático 9. Homologación DOT 15. Composición de la estructura
3. Relación altura/anchura 10. Semana y año de producción 16. Posición de los indicadores de desgaste
4. Tipo de construcción 11. Homologación ECE 17. Mud+Snow. Preparado para invierno
5. Tamaño de llanta 12. Tread wear, tracción y temperatura 18. Montaje sin cámara de aire
6. Índice de carga 13. Tipo de estructura radial
7. Índice de velocidad (Tubeless, sin cámara)
y especificaciones básicas 19. Estructura reforzada

a Figura 8.19. Normas CEE. Marcas de utilización.

• Ancho de Sección 165. caso práctico inicial

Representa el ancho seccional expresado en mm. En la figura 8.19 se indican las
características dimensionales de los
• Serie/Perfil 70. Es la serie o perfil del neumático, llamada relación de aspecto. neumáticos.
Determina la altura del costado y se expresa de modo porcentual respecto del an-
cho seccional.

Ejemplo: en este caso la altura del costado es el 70% del ancho seccional
(215 mm).

• R indica que es de construcción radial.
– 13, diámetro de llanta en pulgadas.
– 83, índice de carga máxima, 83 corresponde a 487 kg (véase la tabla 8.1).
– H, símbolo de velocidad. H corresponde a 210 km/h, velocidad máxima
que se puede alcanzar con este neumático (véanse la tabla 8.2 y la figura
8.20).

312 Unidad 8

Otros datos aportados en el neumático son:

• Código de seguridad. Las letras DOT certifican el cumplimiento de todos
los estándares de seguridad aplicables, establecidos por el Departamento de
Transporte de EE UU (Department Of Transportation).

• Construcción. En uno de los sectores del costado se pueden observar los
elementos con los que está construido el neumático, por ejemplo, la canti-
dad de pliegos y cinturones y sus respectivos materiales (nailon, poliéster,
acero, etc.).

• Grados de calidad. A excepción de los neumáticos para nieve, el DOT re-
quiere que los fabricantes clasifiquen los neumáticos de automóvil en tres
factores de desempeño: desgaste, tracción y temperatura.

Desgaste: el grado de desgaste se expresa en el costado del neumático con
la palabra Treadwear.

Tracción: se expresa con la palabra Traction. Se mide en una escala de ma-
yor a menor con A, B y C y representa el agarre del neumático en superfi-
cies mojadas de concreto o asfalto, bajo condiciones controladas y defini-
das por el DOT. Según lo expuesto, un neumático marcado con Traction A
debe ofrecer mayor agarre que otro con Traction B.

Temperatura: se expresa con la palabra Temperature. Se mide también con
la escala A, B y C y se refiere a la generación de calor y la capacidad de di-
siparlo cuando se prueba el neumático bajo condiciones controladas en
pruebas de laboratorio. Un neumático marcado con Temperature B disipará
mejor el calor que otro calificado con Temperature C.

• Máxima carga y presión de inflado: La carga máxima admitida por el neu-
mático se expresa en lbs (libras) y en kg (kilogramos). La presión máxima
de inflado en frío se expresa en PSI (libras por pulgada cuadrada) y en kPa
(kilopascal).

• MFS. Máxima protección de la llanta (Maximum Flange Shield): esta mar-
ca indica que el neumático tiene una protuberancia que protege las llantas
de aleación contra los bordillos.

• Sin cámara o tubeless. La expresión «sin cámara» o «tubeless» se emplea
para distinguir los neumáticos que se montan sin cámara y de los «Tube
Type» o neumáticos con cámara.

• Fecha de fabricación. Indica cuándo se fabricó el neumático. Los dos pri-
meros números indican la semana de fabricación; el tercero y el cuarto, el
año de fabricación.

• Marcas de homologación. Todos los neumáticos de turismo vendidos des-
de el 1 de julio de 1997 deben llevar la marca «E». La marca «E» o «e» con-
siste en una «E» o «e» seguida de un número dentro en un círculo de 12 mm
de diámetro o en un rectángulo. Este símbolo va seguido de otro número.
La «E» certifica que el neumático cumple los requisitos en materia de di-
mensiones, prestaciones y marcado del Reglamento CEE 30. La «e» certi-
fica que el neumático cumple los requisitos en materia de dimensiones,
prestaciones y marcado de la DIRECTIVA 92/23/CEE.

El número asociado a la letra «E» del círculo o «e» del rectángulo es el có-
digo numérico del Estado que ha concedido la homologación de tipo (nº 9,

La rueda 313

en el caso de España, y un número identificativo distinto para cada uno de
los demás países europeos). El número que figura fuera del círculo o rec-
tángulo es el número del certificado de homologación de tipo que se ha
emitido específicamente para esa medida/tipo de neumático.

• Sentido prescrito. Los neumáticos con dibujo direccional o asimétrico siem-
pre se deben montar de modo que giren en el sentido correcto, señalado por
una flecha marcada en el flanco del neumático. OUTSIDE, indica montar
hacia el lado exterior del vehículo.

• TWI. Indicador del grado de desgaste (Tread Wear Indicator) (1,6 mm).

• Reinforced. Extra LOAD (extra carga). Indicador adicional para los neu-
máticos reforzados.

• M+S (Mud and Snow). Referencia a los neumáticos para el invierno, especial
para barro y nieve.

Índice kg Índice kg Índice kg Índice kg Índice kg
60
61 250 86 530 112 1.120 138 2.360 164 5.000
62
63 257 87 545 113 1.150 139 2.430 165 5.150
64
65 265 88 560 114 1.180 140 2.500 166 5.300
66
67 272 89 580 115 1.215 141 2.575 167 5.450
68
69 280 90 600 116 1.250 142 2.650 168 5.500
70
71 290 91 615 117 1.285 143 2.725 169 5.800
72
73 300 92 630 118 1.320 144 2.800 170 6.000
74
75 307 93 650 119 1.360 145 2.900 171 6.150
76
77 315 94 670 120 1.400 146 3.000 172 6.300
78
79 325 95 690 121 1.450 147 3.075 173 6.500
80
81 335 96 710 122 1.500 148 3.150 174 6.700
82
83 345 97 730 123 1.550 149 3.250 175 6.900
84
85 355 98 750 124 1.600 150 3.350 176 7.100

365 99 775 125 1.650 151 3.450 177 7.300

375 100 800 126 1.700 152 3.550 178 7.500

387 101 825 127 1.750 153 3.650 179 7.750

400 102 850 128 1.800 154 3.750 180 8.000

412 103 875 129 1.850 155 3.875 181 8.250

425 104 900 130 1.900 156 4.000 182 8.500

437 105 925 131 1.950 157 4.125 183 8.750

450 106 950 132 2.000 158 4.250 184 9.000

462 107 975 133 2.060 159 4.375 185 250

475 108 1.000 134 2.120 160 4.500 186 9.500

487 109 1.030 135 2.180 161 4.625 187 9.750

500 110 1.060 136 2.240 162 4.750 188 10.080

515 111 1.090 137 2.300 163 4.875 189 10.300

a Tabla 8.1. Relación entre el índice de carga y la capacidad de carga.

314 Unidad 8

Códigos A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 B C D E F G
5 10 15 20 25 30 35 40 50 60 65 70 80 90
Velocidad
(km/h)

a Tabla 8.2. Código de velocidad en vehículos agrícolas.

F MAX. 80 km/h

G MAX. 90 km/h

J MAX. 100 km/h

K MAX. 110 km/h

L MAX. 120 km/h

M MAX. 130 km/h

N MAX. 140 km/h

P MAX. 150 km/h

Q MAX. 160 km/h

R MAX. 170 km/h

S MAX. 180 km/h

T MAX. 190 km/h

U MAX. 200 km/h
H MAX. 210 km/h
V MAX. 240 km/h

Z > MAX. 240 km/h

Y MAX. 270 km/h

a Figura 8.20. Código de velocidad.

• Clase de velocidad. Indica, según marca la ley, que el neumático es idóneo para
el cumplimiento de las prestaciones máximas que el vehículo donde se monte
pudiera alcanzar.

• Doble marcaje. Indica el cumplimiento de los dos requisitos anteriores, código y
clase de velocidad.
Son dos letras (Z, R), se sitúan entre las medidas dimensionales antes de la R
(Radial), sin indicar el código de velocidad (figura 8.21).
La clase indica el cumplimiento de las máximas prestaciones y el código que
estas cumplen además sin superar una determinada velocidad.
Ejemplo: 195/50 ZR 15 82W
Destinado a vehículos con velocidad máxima superior a los 240 km/h, pero sin
superar los 270 km/h.

La rueda 315

H MAX. 210 km/h VR > 210 km/h
VR
Reemplazada > 210 km/h
Obsoleta por V y W VR + Y

V > 370 km/h

ZR MAX. 240 km/h

ZR > 240 km/h
ZR + Y > 240 km/h
> 300 km/h

EJEMPLOS DE MARCAJES:
VR 185/60 VR 13

ZR 195/50 ZR 15

ZR + W 185/60 ZR 15 82 W

ZR + Y 195/50 ZR 15 82 Y
a Figura 8.21. Doble marcaje.

2.3. Tipos de cubiertas según la aplicación

Las cubiertas, según el uso a que se destinan, deben presentar características in-
ternas y de la banda de rodamiento diferentes, por cuyo motivo pueden agrupar-
se según su aplicación.

Cubiertas para carretera

Deben estar construidas de forma que sean capaces de resistir esfuerzos de tracción
constante, así como el calor generado en recorridos largos y a gran velocidad, y
presentar una buena adherencia para evitar deslizamientos. Estas características
deben completarse con otras, adecuadas al vehículo a que estén destinadas las cu-
biertas, tales como capacidad de carga (para los camiones) o capacidad de carga
y amortiguación (para los autobuses).

Cubiertas lisas

Especiales para competición en circuitos, con pavimentos secos, presentan una
excelente adherencia y son capaces de soportar grandes esfuerzos de aceleración
y frenada, así como velocidades muy elevadas. Por el contrario, tienen poca ca-
pacidad para evacuar el agua. Problema de aquaplaning.

316 Unidad 8

Cubiertas fuera de carretera

Deben poseer un gran poder de tracción con una carcasa muy resistente a los im-
pactos, así como una banda de rodamiento capaz de soportar el trabajo duro sin
que se produzcan cortes o desgarros importantes. Por ejemplo, se emplean en la
maquinaria de obras públicas.

Cubiertas para todo terreno

Son las que emplean los vehículos destinados a trabajos mixtos, dentro y fuera de
carretera. Deben de reunir las cualidades de tracción, resistencia a cortes e impac-
tos y poseer también una adecuada adherencia y capacidad de amortiguación. Para
algunos vehículos, es necesario contar también con una buena capacidad de carga.

Estas cubiertas son las más apropiadas, en general, para camiones, 4x4, vehículos
militares, etc.

Cubiertas para aplicaciones agrícolas

Para estas aplicaciones es necesario distinguir si las cubiertas son para las ruedas
motrices o bien para las restantes ruedas del vehículo. Para el primer caso, deben
presentar una gran capacidad de tracción y cierta flotabilidad, mientras que, para
las restantes ruedas, las cubiertas precisan de propiedades direccionales.

Cubiertas para terrenos desérticos

Deben elegirse de acuerdo con el tipo de suelo sobre el que deban rodar. En cu-
biertas para terrenos blandos y poco coherentes son necesarias grandes cualida-
des de flotación, mientras que las destinadas a terrenos duros deben presentar una
elevada resistencia a los cortes y desgarros.

A. Gran agarre y B. Elevado poder de
poder de tracción tracción y autolimpieza

Cubierta para carretera AB

Cubiertas características de los vehículos destinados
a trabajos en obras y fuera de carretera

Cubierta mixta para Cubierta para rueda directriz Cubierta direccional
todo terreno de tractor, remolque o carro de carretilla

a Figura 8.22. Tipos de cubiertas.

La rueda 317

2.4. Materiales empleados en la composición
de la cubierta

Componentes de la cubierta Materiales c Tabla 8.3.
Carcasa
Banda de rodadura Tejido en rayón, nailon o poliéster

Flanco Caucho natural
Caucho sintético
Talones Negro de humo
Revestimiento interior Sustancias de vulcanización y protección
Cintura contra el envejecimiento

Caucho natural
Caucho sintético
Negro de humo
Sustancias de vulcanización y protección
contra el envejecimiento

Goma dura, hilos de acero

Mezcla de goma a base de butilo
(caucho sintético)
Acero, nailon, rayón, kevlar

2.5. Características de los neumáticos

Rendimiento kilométrico del neumático

Son los kilómetros recorridos por el neumático hasta que se considera necesaria
su sustitución por haber llegado al límite del desgaste.

Desde el punto de vista legal, se considera que una cubierta con desgaste normal
de funcionamiento es inútil para la circulación cuando uno de los surcos de la
banda de rodadura alcanza el valor mínimo de 1,6 mm.

Sin embargo, si se va a utilizar sobre terreno mojado, el valor mínino aconsejable
será de 3 mm.

Rendimiento específico

Es el cociente entre el kilometraje recorrido, hasta un cierto punto de desgaste, y
los milímetros de banda de rodadura consumidos y se expresa en km/mm.

Previsión útil de vida (PVF)
Son los kilómetros que le restan a una cubierta calculados sobre la base de:

N: kilómetros recorridos.
h: altura de los surcos de la banda de rodadura con esos kilómetros.
H: altura que tenían los surcos con la cubierta nueva.
R: altura del surco cuando es necesario sustituirlo.

PVF = N (H – R)
(H – h)

318 Unidad 8

Evolución del desgaste

La previsión final de vida considera un desgaste proporcional durante todos los
kilómetros de rendimiento del neumático.

En la práctica, sucede que el desgaste es más rápido al principio, ya que la escul-
tura de la banda de rodadura tiene mayor movilidad por ser también de mayor lon-
gitud, pasando a ser más rígida a medida que se va desgastando.

Factores que influyen en la vida útil del neumático

• Presión de inflado (comprobar con neumáticos fríos).

• Condiciones de carga.

• Velocidad.

• Hábitos de conducción.

• Tipo y estado del pavimento (puede llegar a tener un 20 % menos de duración,
si, por ejemplo, se circula sobre piedras sueltas).

• Condiciones climatológicas y de ambiente.

• Condiciones mecánicas del vehículo (si se presentan desgastes comprobar co-
tas de dirección y si se producen vibraciones en la dirección, el equilibrado de
las ruedas).

160 160 200 200
140 140
120 180 180
100 120
% de vida normal 100 % de vida normal 160 160
80
60 80 140 140
40 60
20 40 120 120
20
0 100 100
40 0
80 100 120 140 160 180 200 80 80

% de carga 60 60

60 40 40
0 5 10 15 20 25 30 35 40

Temperatura exterior (°C)

% de vida normal 130 160 TIPO DE CARRETERA
120 140 Superficie asfalto liso

110 120 Asfalto rugoso
100 100 Superficie de cemento

90 80 Asfalto muy rugoso
80 60
70 40 Asfalto en malas condiciones
60 20
50 0 Caminos

30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 20 40 50 60 70 80 90 100

Velocidad media (km/h) Vida del neumático %

a Figura 8.23. Diagramas de duración en función de diversos factores.

La rueda 319

2.6. Inflado de neumáticos con nitrógeno saber más

El uso del nitrógeno en el inflado de los neumáticos tiene algunos beneficios, ta- Mantenimiento con nitró-
les como: geno

• Menor pérdida de la presión de inflado: el mayor tamaño de las moléculas de Si se inflan los neumáticos con
nitrógeno hace que las pérdidas sean menores, manteniendo la presión de in- nitrógeno, debe hacerse siempre el
flado del neumático durante un periodo más prolongado que el aire; disminu- mantenimiento de las presiones
yendo, así, la causa más frecuente de rotura de los neumáticos, que es una pre- con nitrógeno, de lo contrario se
sión de inflado deficiente. pierde su efecto.

• Reducción del consumo de combustible: al mantenerse la presión de inflado
de los neumáticos, el consumo de combustible se reduce. Esto se debe a dos
factores: una menor resistencia a la rodadura por estar inflados los neumáticos
con la presión correcta y la reducción del calor de los neumáticos, ya que el ni-
trógeno dispersa el calor más rápidamente que el aire ambiente, mejorando la
eficacia del combustible.

• Aumenta la vida útil de la banda de rodadura: con una disipación del calor
más rápida se obtiene un neumático que trabaja más frío, lo cual alarga la vida
útil de la banda de rodadura y reduce la rotura del neumático. El nitrógeno
también impide la oxidación, la cual no sólo puede llevar a la separación de la
banda de rodadura y la rotura de las capas, sino que, cuando se combina con la
humedad, puede corroer las llantas. El aire contiene oxígeno y humedad que
facilitan la oxidación de las lonas de acero, la válvula y la llanta.

• Envejecimiento químico lento: al llenar un neumático de nitrógeno también
se retarda de forma significativa el proceso químico de envejecimiento de los
componentes de goma del neumático. Esto trae la ventaja de menor cantidad
de roturas catastróficas tales como los reventones, especialmente en neumáti-
cos con muchos años y pocos kilómetros.

Se aconseja el inflado con nitrógeno en los siguientes casos:

• Cuando el inflado o la verificación de las presiones de los neumáticos resultan
difíciles de realizar.

• Trabajo en atmósferas con riesgo de explosión.

• Trabajo sobre o en proximidad de materias incandescentes (fundiciones, ace-
rías, fábricas de vidrio, etc.).

• Trabajo con riesgos de arcos eléctricos (proximidad de líneas o cables de alta
tensión).

• En caso de calentamiento importante de los neumáticos debido a:

– Rodaje intensivo (velocidad, distancia).

– Transmisión importante de calor del motor, de los bujes, de los frenos...

El inconveniente del inflado de los neumáticos con nitrógeno es que no se dis-
pone de nitrógeno en todas las estaciones de servicio.

2.7. Consecuencias de la presión de inflado

La cubierta está estudiada para que se establezca un equilibrio entre:
• La presión de inflado.
• La carga.
• La resistencia de la carcasa.

320 Unidad 8

caso práctico inicial El aire contenido en el interior del neumático le permite soportar las deforma-
ciones a que está sometido bajo los efectos de la carga, velocidad, recorrido, etc.
En la figura 8.24, puedes observar
las zonas de desgaste de los neu- Si la presión no es correcta con arreglo a la carga, el neumático se deforma y la
máticos en función de la presión de banda de rodadura no se apoya correctamente sobre el suelo. Es entonces cuando
inflado. aparecen los desgastes característicos.

La presión debe controlarse y ajustarse siempre en frío.

Presión correcta Sobre-inflado Bajo-inflado

a Figura 8.24. Apoyo del neumático según la presión de inflado.

Efectos del exceso de presión de aire:
• Reducción de la huella de la banda de rodadura.
• Falta de flexibilidad.
• Desgaste más acusado por la parte central de la banda de rodadura.
• Pérdida de adherencia.
• Posibilidad de grietas en el fondo de la escultura.
• Mayor vulnerabilidad a los impactos por excesiva tensión del tejido de la carcasa.
• Excesiva fatiga de los talones.
• Posibilidad de dilatación permanente de los talones.
• Pérdida del confort por endurecimiento de la suspensión.
• Variación de las condiciones de maniobrabilidad del vehículo.

Efectos de la falta de presión de aire:
• Excesiva flexibilidad.
• Excesiva generación de calor y degeneración de los materiales.
• Mayor aplastamiento.
• Desgaste más acusado en los laterales de la banda de rodadura.
• Pérdida de adherencia.
• Fatiga de las zonas más sometidas a flexión con posible agrietamiento.
• Rotura de telas por posible pellizcamiento entre los obstáculos externos y la

pestaña de la llanta.
• Posibilidad de roturas con deformación excesiva por impacto.
• Incremento de la gelatinosidad u oscilaciones transversales con pérdida de es-

tabilidad.
• Variación de las condiciones de maniobrabilidad del vehículo.
• Mayor consumo de combustible.

La rueda 321

A continuación se presenta una tabla con las causas de desgaste prematuro y anor-
mal en la banda de rodadura del neumático.

Zona de desgaste Causas
Uniforme en toda su anchura
– Banda de rodadura blanda.
En una zona o arco periférico – Velocidades elevadas con aceleraciones y deceleracio-

nes frecuentes.
– Elevada temperatura exterior.
– Recorridos en muchas curvas.
– Revestimientos del piso de la carretera abrasivo y acci-

dentado.

– Rueda muy desequilibrada estáticamente.
– Frenada con bloqueo de las ruedas a alta velocidad.
– Neumático no centrado sobre la llanta.
– Tornillos de fijación de la rueda no bloqueados.
– Frenada irregular por ovalación del tambor de freno.

En un lado – Amplia variación de la inclinación de los montantes por
efecto de la marcha rápida en curva y de la carga.
En la zona media
De un borde a otro – Convergencia o divergencia excesiva.
progresivamente
– Presión excesiva con relación a la carga.

– Ángulos de inclinación de los montantes erróneos.

En un borde sin rebabas – Velocidad elevada en carreteras sinuosas.
– Ángulo de inclinación del montante de mangueta erró-

neo.
– Elementos de suspensión defectuosos.
– Deformación de los semiejes.

En ambos bordes laterales – Insuficiente presión de inflado.

En escalones y rebabas en un – Juego excesivo de los órganos de conducción.
borde o sobre toda su anchura – Valores de convergencia o divergencia excesiva.
– Ángulos de inclinación del montante de mangueta o de

ruedas erróneo.

Lado derecho e izquierdo alter- – Rueda desequilibrada dinámicamente.
nativamente
– Juego en los rodamientos de los bujes de ruedas, los
brazos de suspensión o los tirantes de la dirección o de
la mangueta.

c Tabla 8.4.

ACTIVIDADES

6. Enumera las diferencias entre una cubierta diagonal y una radial.
7. Identifica la nomenclatura de una cubierta.
8. ¿Qué importancia tiene el dibujo de la banda de rodadura?
9. ¿Qué materiales se emplean en la fabricación de las cubiertas?
10. Describe los tipos de cubiertas según la aplicación.

322 Unidad 8

3. Anomalías de la rueda

Eje de 3.1. Alabeo
giro
Es una deformación de la rueda sobre su plano longitudinal.
a Figura 8.25. Alabeo. Hace que la trayectoria de la rueda sea un zigzag (sinusoidal), que genera:
• Variaciones continuas de la convergencia y de la caída.
Redondez Excentricidad • Vibraciones en la dirección.
Causas:
a Figura 8.26. Excentricidad. • Llanta golpeada o deformada.
• Apriete desigual de los tornillos o tuercas de fijación de la rueda.
caso práctico inicial • Montaje defectuoso de la cubierta sobre la llanta.

Los desequilibrios de la rueda pro- 3.2. Excentricidad
vocan una dirección inestable, con
fuertes e incómodas vibraciones en • No se cumple que la rueda sea redonda.
el volante. En este caso, se haría ascender y descender la mangueta a cada vuelta, con lo que
se observaría:
• Vibraciones.
• Inestabilidad de marcha.
Causas:
• Excentricidad de la llanta.
• Desgaste circunferencial desigual del neumático.
• Montaje defectuoso de la cubierta sobre la llanta.
• Apriete desigual de los tornillos o tuercas de fijación de la rueda.

3.3. Desequilibrios de la rueda

Son el resultado de un desigual reparto de las fuerzas centrífugas originadas al gi-
rar la rueda, cuando esta no tiene su masa uniformemente repartida.
Causas:
• Distribución de las masas no uniforme respecto del eje de rotación.
• Desequilibrio entre los elementos que constituyen la rueda (llanta, cubierta).
• Descentrado lateral de la rueda.
• Descentrado radial o excentricidad de la rueda.
• Deformaciones de la llanta.
• Reparaciones defectuosas del neumático.
Tipos:
• Desequilibrado estático.
• Desequilibrado dinámico.

Desequilibrado estático
Se produce por una distribución desigual de las masas en relación al eje de rota-
ción de la rueda.

La rueda 323

El exceso o falta de peso se considera concentrado Resolución del
en un punto del plano medio de la rueda, perpendi- desequilibrio estático
cular al eje de rotación, vista de perfil.
Una masa (M) se añade en
La rueda, al girar, realiza un movimiento rectilíneo y
perpendicular al suelo. M el sentido diametralmente
opuesto al desequilibrio (P).
Su mayor amplitud se produce a los 80 km/h.
r2 La masa (M) creará una
Causas: fuerza centrífuga opuesta
(M · r2= P · r1)
• Un rápido desgaste irregular de la cubierta.
r1 => la resultante de las
• Rotura o fatiga de piezas vinculadas a la rueda. P fuerzas centrífugas es nula.

Desequilibrio dinámico a Figura 8.27. Desequilibrado estático. Entonces el centro de
gravedad de la rueda está
Se produce por una distribución desigual de las ma- recentrado en su eje de
sas en relación al eje vertical de la rueda en puntos rotación.
asimétricos respecto a este eje.
AF Resolución del
Provoca movimientos basculantes de la rueda a iz- desequilibrio dinámico
quierda y derecha. M
x r2 El peso P y la masa M
Provoca una vibración del volante de dirección que dan lugar a una fuerza
se incrementa a medida que aumenta la velocidad. r1 centrífuga F igual
y directamente opuesta
Causas: P a la engendrada por
A el desequilibrio pero que
• Un rápido desgaste irregular de la cubierta en bordes. se ejerce a una distancia x.
F
• Fatiga de piezas como rodamientos, elementos de la a Figura 8.28. Desequilibrado dinámico. El corte Fx provoca
suspensión y dirección. la vibración lateral de
la rueda.

Para anularla, habrá que
disponer de dos masas M1
y M2, una en el interior y la
otra al exterior de la llanta.

3.4. Shimy Operación equilibrado estático
y dinámico
Es el conjunto de movimientos oscilatorios mantenidos por las ruedas del ve- Consiste en repartir convenientemente
hículo. la masa.
Origen:
1. Oscilaciones de la rueda respecto del eje del montante de mangueta. (P = M1 + M2).
2. Oscilaciones verticales de las ruedas transmitidas por las suspensiones. (F = F1 + F2).
Estas oscilaciones están provocadas por: La mayoría de las equilibradoras
• Desequilibrios de las ruedas. ejecutan las operaciones "estático y
• Montaje incorrecto de los neumáticos. dinámico" en una sola fase
• Presión de inflado insuficiente.
• Ángulos de avance o caída excesivos. F1 F2
• Pesos excesivos en partes no suspendibles.
• Anomalías en la suspensión (muelles o amortiguadores). M1 M2
• Incompatibilidad entre los sistemas de suspensión y dirección.

3.5. Características mecánicas y direccionales del neumático P

Es la variación de la trayectoria (en línea recta o en curva) registrada en el roda- F
je del vehículo, como consecuencia de una deformación del mismo neumático a a Figura 8.29. Operación equili-
causa de un empuje lateral (viento, peralte, fuerza centrífuga en curva, etc.). brado estático y dinámico.

324 Unidad 8

Ángulo de deriva
Es el ángulo formado por el eje de la dirección teórica de la rueda y el eje de la
trayectoria real seguida por el neumático.

D
α

D M1 Z1
M2 Z2
α Z3 Fc
M3
D. Sentido de marcha M1 MM32
M. Puntos de contacto

del neumático
Z. Área de apoyo
α. Ángulo de deriva

a Figura 8.30. Ángulo de deriva de un neumático.

El ángulo de deriva depende de factores como:

• La carga. • La anchura del neumático.

• La fuerza lateral. • La velocidad.

• La presión de inflado. • El conductor y su forma de conducir.

a) Estabilidad del neumático

Viento Es la capacidad del neumático de restablecer la posición originaria de equilibrio
del vehículo cuando, por causas exteriores (peralte, viento lateral, etc.) o inte-
b) riores (maniobras de viraje, etc.), había sido modificada.

Viento Estabilidad en línea recta

a Figura 8.31. Estabilidad: a) deri- Si un vehículo que se desplaza en línea recta, se ve afectado por una fuerza late-
va en eje delantero en recta, b) de- ral y debido a ello:
riva en eje trasero en curva.
• La deriva es mayor en el eje delantero que en el trasero, entonces será el eje de-
lantero el que pierda con mayor facilidad la trayectoria. En este caso, bastará
corregir la trayectoria girando la dirección en sentido contrario. Se considera
que el vehículo es estable.

• La deriva es mayor en el eje trasero que en el delantero, entonces será el eje tra-
sero el que pierda con mayor facilidad la trayectoria. En este caso, bastará co-
rregir la trayectoria girando la dirección en el mismo sentido.

Esta última maniobra es para conductores más expertos y se considera que el ve-
hículo es inestable.

Estabilidad en curva

Al tomar una curva, en función de la velocidad, aparecen unas fuerzas laterales
(fuerza centrífuga) que empujan al vehículo lateralmente.

Cuando se ve afectado por esta fuerza lateral y debido a ello la deriva es mayor en
el eje delantero que en el trasero, será el eje delantero el que pierda con mayor fa-
cilidad la trayectoria o radio de giro.

La rueda 325

En este caso, bastará corregir la trayectoria, girando aún más la dirección en el
mismo sentido. Decimos en este caso que el vehículo es subvirador.

Si, en cambio, la deriva es mayor en el eje trasero que en el delantero, será el eje
trasero el que pierda con más facilidad la trayectoria.

En este caso, bastará con corregir la trayectoria girando más aún la dirección en
sentido contrario al de la curva.

Esta maniobra es para conductores más expertos y se considera que el vehículo es
sobrevirador.

Subvirador Sobrevirador

a Figura 8.32. Comportamiento de un vehícu- a Figura 8.33. Comportamiento de un vehícu-
lo subvirador. lo sobrevirador.

Deriva y derrapaje

La diferencia que existe entre ambas estriba en que, en el derrapaje, el resultado
de la fuerza lateral es la pérdida de adherencia.

Centrado en recta

Es la capacidad del neumático para mantener la direccionalidad, sin tener que re-
currir a frecuentes correcciones de dirección.

Capacidad de guía

Se denominará así a la capacidad del neumático para responder en un tiempo bre-
ve al movimiento de la dirección y seguir la trayectoria impuesta por el conduc-
tor sin excesivas correcciones del volante sobre una superficie mixta, recorrida a
una velocidad inferior al límite de adherencia.

Adherencia

Capacidad del neumático de mantener en todas las condiciones de funciona-
miento un buen contacto con la superficie del terreno.

Aquaplaning
Al circular sobre suelo con agua, la cubierta y, más exactamente, la escultura de
la banda de rodadura se comportan rompiendo la película de agua y evacuando
esta a través de los surcos como si fuese una bomba.
Este caudal aumenta en función de la velocidad del neumático y puede generar
una presión en el agua que se está evacuando.

326 Unidad 8

Cuando dicha presión, aplicada en los surcos de la escultura, iguala la presión es-
pecífica de la huella de la banda de rodadura sobre el suelo, la cubierta pierde el
contacto con este y, por tanto, también se produce una pérdida de tracción y de
dirección que depende de factores como:
• Escultura de la banda de rodadura.
• Capacidad de evacuación del agua de los surcos.
• Desgaste de la cubierta.
• Estado de la carretera.
• Velocidad del vehículo.
• Espesor de la capa líquida o semilíquida (nieve fundida).
• Presión de inflado, etc.

Marcha lenta

ADHERENCIA Velocidad Velocidad
elevada muy elevada
(aquaplaning)

VELOCIDAD

Película de agua Área de contacto reducida Pérdida de contacto

a Figura 8.34. Aquaplaning.

Mejora de la seguridad activa desde los neumáticos

El uso de neumáticos en mal estado, ya sea por desgaste, presión incorrecta, re-
ventones ocasionales, etc., es causante de un elevado número de accidentes, o, al
menos, un factor determinante. Para tratar de disminuirlos, los fabricantes han
desarrollado neumáticos especiales y detectores de subinflado que mejoran la se-
guridad activa del vehículo, mejor manejo en carretera, más confort y ahorro.

Por una parte, el desarrollo de nuevas tecnologías en el neumático, tales como
Run On Flat de Goodyear, basado en el concepto de laterales o flancos reforza-
dos que mantienen el neumático adherido a la llanta y logran soportar el peso del
coche durante 80 kilómetros después de un pinchazo con pérdida total de aire.

Para incrementar la seguridad, diversos neumáticos incorporan un Sistema de
Control de Presión (TPMS), o detector de subinflado, que permite avisar al con-
ductor de que un neumático ha perdido presión.

El sistema de detección de subinflado (véase la figura 8.35) consta, básicamente,
de un módulo emisor por rueda (1), que emite señales de alta frecuencia, captadas
por un receptor (2), alimentado por contacto, que recibe la información de motor
en marcha y está conectado, a través de un BUS, con la BSI (3), que analiza los

La rueda 327

datos y envía eventualmente a través de la red VAN mensajes de alerta hacia el
combinado (4) y la pantalla multifunciones (5), que permite ver al conductor los
mensajes de falta de presión, pinchazo o fallo en un emisor.

El módulo emisor está compuesto por la válvula de inflado, un circuito electró-
nico con captador de presión de tipo piezorresistivo y una pila de litio alojados en
una resina que los protege de los impactos que sufre la rueda. Para alargar la vida
de la pila, el circuito se activa mediante un interruptor de inercia que cierra el cir-
cuito por acción de la fuerza centrífuga cuando la rueda se pone en movimiento.

El cambio de un módulo conlleva necesariamente su inicialización a través de la
BSI del código identificativo del nuevo módulo, mediante un útil específico de
cada marca.

1 1

4

BUS RED VAN
23

5

1 1

1. Módulos emisores en rueda
2. Receptor de alta frecuencia
3. BSI
4. Combinado
5. Pantalla multifunción

a Figura 8.35. Sistema de detección de subinflado.

EJEMPLO

¿Cuáles son las causas que hacen que un vehículo derrape en curva?
Solución
El exceso de velocidad en la misma, que hace que la resultante de la fuerza centrífuga con la fuerza de impul-
sión que lleva el vehículo supere a la fuerza de adherencia que ejerce el neumático.

ACTIVIDADES

11. ¿Qué entiendes por aquaplaning?
12. ¿De qué factores depende el ángulo de deriva?
13. Enumera las diferencias entre el desequilibrio estático y el dinámico.
14. ¿A qué se debe el efecto del Shimy?
15. ¿En qué consiste la estabilidad en curva?

328 Unidad 8

4. Consejos para el mantenimiento
de las ruedas

• Verificar periódicamente (siempre en frío) la presión de inflado, incluida la
rueda de repuesto.

• Controlar los indicadores de desgaste (la profundidad mínima legal es de 1,6 mm).
• Vigilar los desgastes anormales o irregulares del neumático.
• Controlar los cortes y otras anomalías que pueda sufrir el neumático.
• Realizar el equilibrado de las ruedas siempre que se sustituyan neumáticos o

llantas o se realice alguna operación que implique el desmontaje de alguno de
los componentes de la rueda y cuando se perciban efectos de desequilibrados.
• Aplicar los pesos de equilibrado en función del tipo de llanta (acero o aleación)
y situarlos donde marque el fabricante.
• Es aconsejable sustituir la válvula cada vez que se desmonte el neumático.
• Verificar la alineación correcta del tren anterior y del tren posterior. Una mala
alineación provoca el deterioro prematuro de los neumáticos.
• Utilizar neumáticos iguales por eje. En algunos casos según el modelo del neu-
mático, es necesario que sean los cuatro iguales.
• No realizar intercambios de las ruedas en cruz. En vehículos con tracción de-
lantera, los neumáticos nuevos o menos gastados deben montarse detrás, que
es el eje que, en situaciones difíciles, pierde antes la adherencia.
• Respetar las condiciones de utilización del neumático.
• Emplear los neumáticos adecuados para la utilización que se les vaya a dar.
• Cuando se cambien los neumáticos o llantas, respetar siempre las especifica-
ciones indicadas por el fabricante del vehículo.
• Sustituir las llantas con deformaciones.
• No emplear cámaras en neumáticos del tipo tubeless.
• La rueda compacta (rueda de repuesto de uso temporal que incorporan varios
fabricantes, de características diferentes al resto) no se puede equilibrar y su du-
ración aproximada es de unos 3.000 km.

d Figura 8.36. Equipo de alineación.

La rueda 329

5. Diagnosis de anomalías
del neumático

Síntoma Causas posibles
Grietas en la banda de rodamiento
• Prolongada exposición a los rayos
solares.

• Contacto prolongado con hidro-
carburos (aceite, nafta, gasolina,
gasóleo).

• Pérdida de elasticidad debida al
envejecimiento.

• Almacenamiento en locales no ade-
cuados.

• Insuficiente presión de inflado.

Separaciones o despegado de la banda de roda- • Funcionamiento prolongado en
miento sobrecarga.

• Insuficiente presión de inflado.

• Utilización a velocidad elevada
(con recorridos excesivamente lar-
gos).

• Aceleraciones bruscas repetidas.

• Acumulación de humedad y cuer-
pos extraños en cortes o perfora-
ciones de la banda.

Separaciones en los flancos o bordes de la ban- • Frotamiento contra los bordes de
da de rodamiento las aceras o resaltes.

• Frotamiento de las cadenas de nie-
ve (no adecuadas, mal aplicadas o
por una utilización intensiva).

Cortes incisivos o desgastes circunferenciales • Rozamiento de la banda de roda-
Talones miento contra alguna parte de la
Rotura, corte o perforación de la carcasa carrocería.
a Tabla 8.5.
• Deslizamiento sobre objeto cor-
tante.

• Marchas sobre pistas en mal esta-
do.

– Insuficiente presión de inflado.
– Carga excesiva.
– Llantas deformadas, machacadas,

rotas, oxidadas o no adecuadas a
las dimensiones del neumático.
– Freno bloqueado que provoca el
recalentamiento de la llanta.

• Golpes contra objetos rígidos.
• Rodaje con presión nula.
• Insuficiente presión de inflado.
• Utilización de los neumáticos en

sobrecarga.

330 Unidad 8

caso práctico inicial 6. Reciclado del neumático

Este epígrafe aborda el proceso de La masiva generación de neumáticos usados y las dificultades para hacerlos desa-
reciclado de los neumáticos al final parecer constituye en los últimos años un grave problema medioambiental en
de su vida útil. todo el mundo.

En España se generan cada año 250.000 toneladas de neumáticos usados. El 45%
se deposita en vertederos controlados sin tratar, el 15% se deposita después de ser
triturado y el 40% no está controlado. Para eliminar estos residuos se usa con fre-
cuencia la quema directa, que provoca graves problemas medioambientales ya que
produce emisiones de gases que contienen partículas nocivas.

En 1999, la Unión Europea adoptó la Directiva 1999/31/CE, en la que se prohi-
bía la eliminación por depósito en vertedero de los neumáticos enteros a partir de
2003 y de los neumáticos troceados a partir de 2006. En la actualidad, se pueden
utilizar diversos métodos para la recuperación de neumáticos y la destrucción de
sus componentes peligrosos.

a Figura 8.37. Neumáticos en mal 6.1. Trituración mecánica
estado.
Es un proceso puramente mecánico y por tanto los productos resultantes son de
alta calidad, limpios de todo tipo de impurezas, lo que facilita la utilización de es-
tos materiales en nuevos procesos y aplicaciones. La trituración con sistemas me-
cánicos es, casi siempre, el paso previo en los diferentes métodos de recuperación
y rentabilización de los residuos de neumáticos.

Descripción del proceso

a) Sección de triturado.
b) Sección de granulado.
c) Sección de Pulverizado.
d) Sección de desmetalizado.
e) Sección compuesta de aireado y redes vibratorias intercambiables.
f) Sección de empacado.

El neumático va a través de una cinta transportadora, es enviado a una tron-
zadora, dejándolo en pedazos de aproximadamente 300 mm. Este material
cae en la cinta transportadora al siguiente paso del proceso, con una acción
análoga a la anterior, reduce las dimensiones del material hasta una medida
de 50 mm. El material obtenido, a través de una banda transportadora, entra en
una tercera máquina que, con un sistema similar, reduce el caucho a 16 mm, des-
tacando así la presencia de acero del interior de los neumáticos.

Una banda transportadora posterior recoge lo procesado para pasarlo debajo de un
imán permanente, recogiendo cualquier material ferroso presente, y el caucho es
colocado en los silos. En este punto del ciclo, el caucho, ya sin presencia de ace-
ro, puede iniciar el proceso de refinación.

Los granos de goma, a través de un vertedor, son enviados a la máquina de pul-
verizado, la cual, con la acción de embrague entre dos discos rotatorios en senti-
dos inversos, reduce el grano a las dimensiones deseadas, agregando o quitando
discos según se requiera.

Una vez terminado el procesado del material, es llevado mediante transporte neu-
mático para su separación y almacenado.

La rueda 331

6.2. Termólisis a Figura 8.38. Planta de reciclaje
de neumáticos.
Se trata de un sistema en el que se somete a los materiales de residuos de neumá-
ticos a un calentamiento en un medio en el que no existe oxígeno. Las altas tem-
peraturas y la ausencia de oxígeno tienen el efecto de destruir los enlaces quími-
cos. De esta forma, se obtiene la recuperación total de los componentes originales
del neumático, tales como metales, carbones e hidrocarburos gaseosos, que pue-
den volver a las cadenas industriales, ya sea de producción de neumáticos o de
otras actividades.

6.3. Pirólisis

Se trata de la descomposición química que se obtiene por acción del calor. Aún
está poco extendido, debido a problemas de separación de compuestos carbona-
dos que ya están siendo superados.

Los productos obtenidos después del proceso de pirólisis son principalmente: gas
similar al propano que se puede emplear para uso industrial, aceite industrial lí-
quido que se puede refinar en diésel, coke, acero.

6.4. Incineración

Es un proceso costoso y, además, presenta el inconveniente de la diferente velocidad
de combustión de los diferentes componentes y la necesidad de depuración de los re-
siduos, por lo que no resulta fácil de controlar y, además, es contaminante. Genera
calor que puede ser usado como energía, ya que se trata de un proceso exotérmico.

Con este método, los productos contaminantes que se producen en la combustión
son muy perjudiciales para la salud humana. También conlleva el peligro de que
muchos de estos compuestos son solubles en el agua, por lo que pasan a la cade-
na trófica y de ahí a los seres humanos.

6.5. Trituración criogénica

Este método necesita unas instalaciones muy complejas, lo que hace que tampo-
co sea rentable económicamente. Además, el mantenimiento de la maquinaria y
del proceso es difícil.

6.6. Producción de energía eléctrica

Los residuos se introducen en una caldera donde se realiza su combustión. El ca-
lor liberado provoca que el agua existente en la caldera se convierta en vapor de
alta temperatura y alta presión que se conduce hasta una turbina, que, acoplada
a un generador, produce la electricidad.

6.7. Usos tras el reciclado

Los materiales que se obtienen tras el tratamiento de los residuos de neumáticos,
una vez separados los restos aprovechables para nuevos neumáticos, pueden ser
usados en diversas aplicaciones tales como parte de los componentes de las capas
asfálticas que se usan en la construcción de carreteras, espacios deportivos (cam-
pos de juego, suelos de atletismo o pistas de paseo y bicicleta), alfombras, aislan-
tes de vehículos o losetas de goma, materiales de fabricación de tejados, masillas,
aislantes de vibración y otras muchas aplicaciones.

332 Unidad 8

ACTIVIDADES FINALES

1. ¿Qué funciones cumplen las ruedas en los vehículos?
2. Indica las características de la llanta: 4J x 14 LH ET37 5/125.
3. Describe los tipos de llantas.
4. ¿Qué es una rueda de disco?

5. Indica qué significa: 165/70 R 81 H.
6. ¿Cuáles son las ventajas de un neumático radial?
7. ¿Cuál es el límite de desgaste de los neumáticos?, ¿por qué?
8. ¿Qué inconvenientes tiene la falta de presión en los neumáticos?
9. ¿Por qué en los vehículos con tracción se deben poner los neumáticos más gastados en el eje delantero?
10. ¿Cuándo se debe mirar la presión en los neumáticos y por qué?
11. ¿Por qué es necesario reciclar los neumáticos?

La rueda 333

EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS

Resuelve en tu cuaderno o bloc de notas

1. En los neumáticos, la palabra «tubeless» indica: 6. El efecto subvirador consiste en que
a) Formados por un tubo. a) La deriva es mayor en el eje trasero.
b) Que tiene una cámara tubular. b) La deriva es mayor en el eje delantero, tendiendo
c) Neumático sin cámara. a abrirse en la curva.
d) Que no se pincha. c) El vehículo tiende a cerrarse en la curva.
d) El morro tira hacia abajo.
2. El índice de carga y el código de velocidad se indi-
can mediante 7. En qué casos se recomienda especialmente el infla-
a) Dos letras seguidas. do de los neumáticos con nitrógeno
b) Dos números, el 1º indica la carga y el 2º, la velo- a) Vehículos muy pesados.
cidad. b) Vehículos de servicio público.
c) Dos números separados por –. c) Se trabaja en proximidad a materias incandescen-
d) Un número para el índice de carga y una letra para tes o con riesgo de explosión.
el código de velocidad. d) Zonas con riesgo de lluvia.

3. Cuando en una curva el vehículo tiene efecto 8. El exceso de presión en los neumáticos produce:
sobrevirador, para contrarrestarlo giraremos el a) Mayor desgaste en la parte central de la banda de
volante. rodadura.
a) En sentido contrario al de la curva. b) Mayor desgaste en los flancos.
b) En el mismo sentido de la curva. c) Excesiva flexibilidad.
c) No hay que girarlo. d) Mayor aplastamiento.
d) En cualquier sentido, da igual.
9. ¿Qué es el Shimy?
4. El aquaplaning aumenta con a) El efecto por el equilibrado estático.
a) El peso sobre la rueda. b) El efecto por el desequilibrio dinámico.
b) La velocidad y el desgaste del dibujo. c) El conjunto de movimientos oscilatorios manteni-
c) La frenada. dos por las ruedas.
d) La presión del neumático. d) Efecto producido por el viento en los F-1.

5. La profundidad mínima de la huella es de 10. En las ruedas con sistema de control de presión,
a) 1,6 mm. la información desde el módulo emisor se man-
b) 1,6 cm. da al receptor mediante:
c) 3 mm.
d) 16 mm. a) Un cable eléctrico.
b) Un BUS.
c) La red VAN.
d) Señales de alta frecuencia.

334 Unidad 8

PRÁCTICA PROFESIONAL

HERRAMIENTAS Sustitución de neumáticos
en un vehículo
• Equipo de herramientas (pistola neu-
mática con boca de impacto, alicates, OBJETIVOS
llave de obús, llave dinamométrica)
Saber cambiar los neumáticos de un vehículo, realizando la interpretación correcta de
• Máquina de desmontaje y montaje datos, utilizando los útiles adecuados y cumpliendo las normas de seguridad.
de neumáticos
PRECAUCIONES
• Máquina de equilibrado
• Colocar el vehículo en un elevador adecuado, respetando los puntos de apoyo
MATERIAL indicados por el fabricante.

• Vehículo con ruedas • Prever los riesgos de golpes, cortes, proyección de partículas, atrapamientos, inha-
• Documentación técnica lación de partículas, pinchazos con alambres de la cubierta, quemaduras e irritacio-
nes y sobreesfuerzos que durante la realización de la práctica pueden producirse.

• Utilizar los equipos de protección y seguridad adecuados (zapatos, guantes, etc.).
• Utilizar las herramientas adecuadas y en buen estado.

DESARROLLO

Desmontaje de la rueda del automóvil

Quitar los embellecedores o tapacubos (véase la figura 8.39), y las tuercas o tornillos de sujeción de la rueda, utili-
zando el útil adecuado para los tornillos antirrobo (véase la figura 8.40).

Desmontaje de la cubierta

Quitar el obús (véase la figura 8.41) y esperar a que salga todo el aire, quitar los plomos sin dañar la llanta, (véase la fi-
gura 8.42) despegar las dos caras de la cubierta (véase la figura 8.43), quitar la cubierta (véase la figura 8.44) y quitar
la válvula vieja (véase la figura 8.45).

a Figura 8.39. a Figura 8.40. a Figura 8.41.

La rueda 335

a Figura 8.42. a Figura 8.43. a Figura 8.44. a Figura 8.45.

Montaje de la cubierta

Controlar el estado de la llanta, montar la válvula nueva (si el neumático lleva detector de subinflado, este va in-
corporado con la válvula y deberá ser codificado para que la BSI pueda interpretarlo), engrasar abundantemente los
talones del neumático, montar el neumático en la llanta, respetando las indicaciones del fabricante (véase la figu-
ra 8.46), hinchar a 3,5 bares, poner el obús y dejar a la presión indicada por el fabricante (véase la figura 8.47).

Equilibrado de la rueda

Montar la rueda sobre la equilibradora (véase la figura 8.48), comprobar la descompensación de masas existente (véa-
se la figura 8.49), equilibrar la rueda con plomos adaptados a la rueda en los lugares indicados (véase la figura 8.50)
y verificar el equilibrado (véase la figura 8.51).

Montaje de la rueda

Colocar la rueda y poner manualmente los tornillos (véase la figura 8.52), apretar sin par utilizando la llave de impac-
to, apretar con la llave dinamométrica dando el par de apriete correspondiente (véase la figura 8.53), prestando aten-
ción a los tornillos antirrobo, y colocar los tapacubos o embellecedores.

a Figura 8.46. a Figura 8.47. a Figura 8.48. a Figura 8.49.

a Figura 8.50. a Figura 8.51. a Figura 8.52. a Figura 8.53.

336 Unidad 8

MUNDO TÉCNICO

Michelin reinventa el futuro del neumático
con el Michelin Active Wheel

Michelin Sistema de Rueda Activa

Michelin ha elegido el Salón Internacional del Auto- neumático al cabo de 45.000 km… Este es el ba-
móvil de París, que se celebra del 4 al 19 de octubre lance en cifras de lo que MICHELIN Energy Saver
del 2008, para mostrar el nuevo neumático MICHELIN ofrece.
Energy Saver y presentar el Michelin Active Wheel y el
WILL. Por su parte, Michelin Active Wheel inaugura una
nueva era en el mundo del automóvil, donde las pres-
Ahorrar casi 0,2 l de carburante cada 100 km... Re- taciones en seguridad, energía y medio ambiente
duciendo así las emisiones de CO2 hasta 4 gramos alcanzan unos niveles sin precedentes. Este es el re-
por kilómetro... Ahorrar casi 2 euros cada vez que sultado de una motorización en miniatura y de un sis-
se llena el depósito… Y amortizar el precio de un tema de suspensión eléctrica incorporados dentro de
la rueda. Estas tecnologías desarrolladas por Michelin
han hecho posible un replanteamiento completo del
automóvil.

En el Salón del Automóvil de París, Heuliez, Michelin
y Orange desvelan WILL, el primer vehículo eléctrico
que integra la tecnología Michelin Active Wheel.
Bajo un exterior familiar y amigable, WILL represen-
ta una nueva manera de contemplar el diseño del au-
tomóvil. Todo en este coche –desde el chasis, la
transmisión y la suspensión a la conectividad y servi-
cios de comunicación– muestra que existen solucio-
nes tangibles a los mayores problemas de transporte
a los que nos enfrentamos hoy en día, como encon-
trar alternativas a la gasolina, reducir las emisiones
de CO2 y el consumo de energía, resolver la conges-
tión de tráfico, eliminando el ruido y las emisiones
tóxicas y convirtiendo el viaje en un tiempo divertido
y productivo.

http://www.actualidadmotor.com/2008/10/04/salon-de-paris-mi-

chelin-active-wheel/

La rueda 337

EN RESUMEN

RUEDAS

Parte metálica Parte neumática
Llantas
Neumáticos

• Con cámara
• Sin cámara

ANOMALIAS
EN LAS RUEDAS

Alabeo Excentricidad Desequilibrios Shimy

entra en internet 3. En la página siguiente puedes encontrar infor-
mación de noticias, productos, fichas técnicas,
1. En la siguiente página puedes encontrar infor- reportajes, foros y blog, eventos y recursos so-
mación sobre los residuos y reciclaje del auto- bre ruedas.
móvil.
• http://www.goodyear.es
• http://www.invenia.es

2. Busca en la siguiente dirección catálogos, pro-
ductos, fichas técnicas, noticias y eventos so-
bre los neumáticos.

• http://www.michelin.com

338 Unidad 4

9 La dirección

vamos a conocer...

1. La dirección
2. Geometría de la dirección
3. Orientación de las ruedas traseras
4. Intervención en la dirección
PRÁCTICA PROFESIONAL

Comprobar la alineación de la dirección
en un vehículo
MUNDO TÉCNICO
Innovaciones para el automóvil

y al finalizar esta unidad...

Analizarás los distintos sistemas de dirección
y sus diferencias constructivas.
Conocerás e identificarás los elementos
que integran las direcciones convencionales
y asistidas.
Analizarás la geometría de dirección y ruedas.
Interpretarás la documentación técnica
y los manuales de funcionamiento necesarios
para realizar el mantenimiento o reparación
conservando las condiciones de seguridad
activa.

La dirección 339

CASO PRÁCTICO INICIAL

situación de partida obedezcan fácilmente al volante de la dirección y no se altere su
orientación por las irregularidades del terreno o al efectuar una
Jesús trabaja como profesional autónomo en una empresa dedica- frenada, resultando así la dirección segura y de suave manejo. Tam-
da al mantenimiento y reparación de vehículos autopropulsados. bién debe retornar a la línea recta y mantenerse en ella al soltar el
Los trabajos que tiene que realizar implican: volante después de realizar una curva.
• Mantenimiento, reparación y diagnosis de la dirección.
• Interpretar la documentación técnica y manuales de funciona- Para realizar este trabajo, efectúa una inspección visual de los neu-
máticos observando su desgaste, comprueba que la presión es
miento necesarios para realizar el mantenimiento o reparación, correcta y observa que no existen posibles holguras o agarrota-
manteniendo las condiciones de seguridad activa. mientos de algún elemento de dirección.
• Comprobar los valores de los parámetros obtenidos en las com-
probaciones con los dados en la documentación técnica para Los desgastes anormales son siempre producidos por frote de la
determinar los elementos que se deben reparar, ajustar o sustituir. cubierta con el pavimento y es muy difícil establecer con exactitud
• Reparar, ajustar o sustituir los elementos de dirección. la causa que puede producirlo, pues pueden ser una o varias a la
• Cumplir las normas de seguridad, salud laboral y medioam- vez. Para evitar los desgastes irregulares la dirección debe de cum-
biental para las reparaciones y/o mantenimiento de los distintos plir unas condiciones denominadas geometría de la dirección. Ade-
sistemas de dirección. más de los desgastes anormales producidos por frote de la cubier-
Llega a la empresa un vehículo. El conductor percibe que el auto- ta con el pavimento por defecto de las cotas, influyen también, de
móvil no mantiene la trayectoria al circular y tiende a desviarse de una forma muy acusada, el shimmy, presión de inflado, deforma-
la ruta deseada por el usuario, en un caso tiende a invadir el carril ción del chasis, etc. Para determinar la causa del desgaste irregu-
contrario o en otro caso a salirse del carril, resultando esta sensa- lar se procede a realizar el control de los ángulos, para ello es nece-
ción más pronunciada durante la frenada y los giros. sario antes realizar unas verificaciones preliminares: llevar a cabo
Además se produce un desgaste rápido e irregular de los neumá- un equilibrado de las ruedas y verificar que los órganos de sus-
ticos, mostrando un aspecto visual de desgaste excesivo en la ban- pensión, dirección y frenos, se encuentren en perfecto estado.
da de rodadura interior o exterior.
Para que el funcionamiento de la dirección resulte adecuado, es Una vez superadas las verificaciones preliminares se procede a veri-
preciso que los elementos que la forman cumplan unas determi- ficar las cotas de dirección para realizar un alineado de dirección,
nadas condiciones, mediante las cuales, se logra que las ruedas ajustando la cota que esté fuera de tolerancia o bien sustituyen-
do la pieza que se encuentre defectuosa.

estudio del caso

Durante el estudio de la unidad, analiza cada punto del tema, con el objetivo de contestar a las preguntas de este caso
práctico inicial.

1. ¿Cómo está formada la dirección? 4. ¿Qué se consigue con la geometría de ruedas?
2. ¿Qué condiciones debe de cumplir la dirección? 5. ¿Cómo afecta al vehículo un mal reglaje de paralelismo?
3. ¿Qué se consigue con la geometría de giro?

340 Unidad 9

caso práctico inicial 1. La dirección

Aquí encontrarás los órganos capa- La dirección está formada por un volante unido a un extremo de la columna de
ces de orientar el vehículo. dirección. Esta a su vez se une por el otro extremo al mecanismo de dirección alo-
jado en su propia caja.

Su misión consiste en dirigir la orientación de las ruedas, para que el vehículo
tome la trayectoria deseada. Para ello utiliza una serie de elementos que transmi-
ten el movimiento desde el volante hasta las ruedas.

R1 F1 1.1. Principio de funcionamiento

F2 Relación de esfuerzos a transmitir

R2 El par de giro es el producto de la fuerza por una distancia, en este caso el radio
P = F · R. Por tanto, la desmultiplicación está en función de los diámetros del vo-
a Figura 9.1. Relación de esfuerzos lante y el piñón de dirección (figura 9.1).
que se transmiten desde el volante
a las ruedas. Las fuerzas aplicadas y obtenidas son inversamente proporcionales a los radios de
giro, ya que el momento de esfuerzo del volante es igual al momento resistente en
la caja de dirección.

F1 · R1 = F2 · R2

B F = R
F 1 2
B
FR
21

A Relación de transmisión

B Está determinada por la relación que existe entre el ángulo descrito por el volan-
te y el ángulo obtenido en las ruedas (figura 9.2).
a Figura 9.2. Relación de transmi-
sión. En esta relación, también denominada desmultiplicación, influyen fundamental-
mente el mecanismo ubicado en la caja de la dirección y el varillaje encargado de
transmitir el movimiento de las ruedas.

EJEMPLOS

En un vehículo, el conductor ejerce un esfuerzo de 5 kgf sobre el volante de 50 cm de diámetro. A tra-
vés de la columna de dirección, transmite el movimiento al piñón de dirección, que tiene un diámetro de
5 cm. Calcula el esfuerzo transmitido a las ruedas.

Solución

F = R ; 5 = 5; F = 5 · 50 = 50 kgf
1 2 F 50 25

FR 2
21

En un giro completo del volante se obtiene un ángulo de giro en las ruedas de 30°. ¿Cuál es la relación
de desmultiplicación?

Solución

R = 360 = 12
30 1

La dirección 341

1.2. Disposición de los elementos sobre el vehículo

El conjunto de elementos que intervienen en la dirección está formado por los
elementos siguientes:
• Volante.
• Columna de dirección.
• Caja o mecanismo de dirección.
• Timonería de mando o brazos de acoplamiento y de mando.
• Ruedas.
En la figura 9.3 se muestra una dirección de cremallera, la cual está unida a las rue-
das mediante las barras de acoplamiento. En la figura 9.4 se muestra una caja de
dirección de tipo sinfín y sector dentado que necesita más timonería de mando
para establecer la unión con las ruedas.

Soporte unido
a la carrocería

a Figura 9.3. Elementos de una dirección de a Figura 9.4. Elementos de una dirección de

cremallera. tornillo sinfín y sector.

En funcionamiento, cuando el conductor acciona el volante unido a la columna
de dirección transmite a las ruedas el ángulo de giro deseado. La caja de dirección
y la relación de palancas realizan la desmultiplicación de giro y la multiplicación
de fuerza necesaria para orientar las ruedas con el mínimo esfuerzo del conductor.

Los brazos de mando y acoplamiento transmiten el movimiento desde la caja de
dirección a las ruedas.

En la tabla siguiente se desarrolla un ejemplo de características constructivas de
una dirección mecánica, en este caso de cremallera:

Características Dirección mecánica
Piñón de mando
Diámetro del volante 7 dientes
Número de cardans en la columna 370 mm
Recorrido de la cremallera 1 (2 con airbag)
80 mm (neumáticos de 155)
Relación de desmultiplicación 72 mm (neumáticos de 165)
Número de vueltas entre topes 1/22
4,10 (recorrido de 80 mm)
Diámetro de giro entre paredes 3,68 (recorrido de 72 mm)
39°4 (recorrido de 80 mm)
Ángulo de giro de rueda interior 34°2 (recorrido de 72 mm)
34° (recorrido de 80 mm)
a Tabla 9.1. 30°40 (recorrido de 72 mm)

342 Unidad 9

1.3. Estudio de los órganos constructivos

Volante

Está diseñado con una forma ergonómica con dos o tres brazos, con la finali-
dad de obtener mayor facilidad de manejo y comodidad (figura 9.5). Su mi-
sión consiste en reducir el esfuerzo que el conductor aplica a las ruedas. En los
vehículos con mayor equipamiento, generalmente está dotado de tres brazos
para incorporar el dispositivo de seguridad pasiva de protección del conduc-
tor (airbag).

saber más

Elementos de mando
de dirección

El mando de la dirección está for-
mado por un conjunto de elemen-
tos que acciona el mecanismo o
caja de dirección.

a Figura 9.5. Volante.

b Figura 9.6. Esquema de la co- Columna de dirección
lumna de dirección.
Está constituida por un árbol articulado que une el mecanismo de dirección con
el volante (figura 9.6).

La columna de la dirección tiene una gran influencia en la seguridad pasiva. To-
dos los vehículos están equipados con una columna de dirección retráctil, forma-
da por dos o tres tramos con el fin de colapsarse y no producir daños al conduc-
tor en caso de colisión. Estos tramos están unidos mediante juntas cardan y
elásticas diseñadas para tal fin.

1. Eje intermedio de la dirección
2. Carrocería
3. Casquillo de apoyo de plástico
4. Muelle sometido

a tensión previa
5. Tubo de la columna

de la dirección
6. Elemento aislante de nailon
7. Sección ondulada del tubo

de la columna de la dirección
8. Soporte de la columna

de la dirección
9. Cojinete de apoyo inferior
10. Anillo de tolerancia del cojinete
11. Eje de la columna

de la dirección telescópico
12. Junta universal del eje

de la columna de la dirección
13. Pasadores de plástico
14. Anillo de tolerancia
15. Tornillo de fijación
16. Volante

La dirección 343

Excéntrico

Motor eléctrico con reductora Palanca
Consola Basculante tipo caja
Husillo
Caballete de reglaje Mando de dirección

Caja guía

a Figura 9.7. Columna o árbol de dirección.

La columna de dirección permite la regulación del volante en altura y, en algu-
nos casos, también la profundidad, para facilitar la conducción.

Caja o mecanismo de dirección

El movimiento giratorio del volante se transmite a través del árbol y llega a la caja
de dirección, que transforma el movimiento giratorio en otro rectilíneo transver-
sal al vehículo.

A través de las barras, articuladas con rótulas, el mecanismo de dirección alojado
en la caja transmite el movimiento transversal a las bieletas o brazos de acopla-
miento que hacen girar las ruedas alrededor del eje del pivote (figura 9.8).

Sentido de la marcha

Mangueta

Eje del pivote

Brazo de Barra Ángulo
acoplamiento de dirección de giro

Columna
de dirección

Caja
de dirección

a Figura 9.8. Conjunto de dirección.

344 Unidad 9

Existen los siguiente tipos de cajas o mecanismos de dirección:
• Cremallera.
• Cremallera de relación variable.
• Tornillo sinfín y sector dentado.
• Tornillo sinfín y rodillo.
• Tornillo sinfín y dedo.
• Tornillo sinfín y tuerca.
• Tornillo sinfín y tuerca con bolas circulantes o recirculación de bolas.
En la mayoría de los turismos, se utiliza la dirección de cremallera; sin embargo,
en vehículos todo terreno y camiones, la más utilizada es la caja de tornillo sin-
fín y tuerca con bolas circulantes, también llamada de recirculación de bolas.

Cremallera

Este tipo de dirección se caracteriza por su mecanismo desmultiplicador (piñón-
cremallera) y su sencillez de montaje. Elimina parte de la timonería de mando.

La dirección de cremallera está constituida por una barra en la que hay tallada un
dentado de cremallera, que se desplaza lateralmente en el interior de un cárter apo-
yada en unos casquillos de bronce o nailon (figura 9.9). Está accionada por el piñón,
montado en un extremo del árbol del volante, engranando con la de cremallera.

Es la más utilizada en los vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y trac-
ción delantera, porque disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Es
suave en los giros y tiene rapidez de recuperación, resultando una dirección esta-
ble y segura.

La cremallera se une directamente a los brazos de acoplamiento de las ruedas a tra-
vés de dos bielas de dirección, en cuyo extremo se sitúan las rótulas que, a su vez,
son regulables para modificar la convergencia.

1 2 3 4 56 9 1. Barra de dirección
a Figura 9.9. Dirección cremallera. 7 874 6 3 2. Rótula barra de dirección
3. Guardapolvos cremallera

de dirección
4. Cremallera
5. Casquillo cremallera

de dirección
6. Fijación guardapolvos
7. Taco elástico
8. Caja de dirección
9. Sinfín de la dirección

Dirección de cremallera de relación variable

En las direcciones mecánicas de cremallera con relación constante, se realiza el
mismo esfuerzo sobre el volante tanto en maniobras de aparcamiento como en ca-
rretera.

Sin embargo, en las maniobras de aparcamiento, es necesaria una dirección con
relación de reducción elevada para disminuir el esfuerzo en el volante, lo que im-
plica una disminución de la sensibilidad en la conducción durante la marcha.

La dirección 345

Con una relación de reducción inferior se evita la falta de sensibilidad, pero la ma-
niobrabilidad en parado resulta más difícil.
Estos problemas se resuelven con la adopción de la dirección cremallera de rela-
ción variable (figura 9.10).
La principal característica constructiva de esta dirección es la cremallera, la cual
dispone de unos dientes con:
• Módulo variable.
• Ángulo de presión variable.

a Figura 9.10. Dirección cremallera de relación variable.

Está accionada por un piñón normal.
En la parte central de la cremallera, los dientes tienen un módulo variable, de tal
forma que permite:
• Una relación corta ideal, para la conducción durante la marcha en línea recta.
• El módulo se reduce progresivamente cuando la cremallera se desplaza hacia sus

extremos, reduciendo así el esfuerzo de maniobrabilidad en el estacionamiento.
Tornillo sinfín
Es un mecanismo basado en un tornillo sinfín. Puede ser cilíndrico o globoide (fi-
gura 9.11). Está unido al árbol del volante para transmitir su movimiento de rota-
ción a un dispositivo de traslación que engrana con el mismo, generalmente un sec-
tor, una tuerca, un rodillo o un dedo, encargados de transmitir el movimiento a la
palanca de ataque y ésta a su vez a las barras de acoplamiento.

a Figura 9.11. Tornillo sinfín: a) cilíndrico; b) globoide.

346 Unidad 9

1 Tornillo sinfín y sector dentado
2
4 Está formado por un sinfín cilíndrico, apoyado en sus extremos sobre dos cojine-
3 tes de rodillos cónicos (figura 9.12). El movimiento se transmite a la palanca de
mando a través de un sector dentado, cuyos dientes engranan con el tornillo sin-
1. Eje de la biela de mando fín en toma constante.
hacia la biela de mando
de la dirección Tornillo sinfín y rodillo

2. Segmento de dirección Está formado por un sinfín globoide apoyado en cojinetes de rodillos cónicos
o sector dentado (figura 9.13). Un rodillo está apoyado en el tornillo sinfín, que al girar desplaza
lateralmente el rodillo produciendo un movimiento angular en el eje de la pa-
3. Tornillo sinfín cilíndrico lanca de ataque.
4. Eje de la columna
Tornillo sinfín y dedo
de la dirección
a Figura 9.12 Tornillo sinfín y sector. Como muestra la figura 9.14, está formado por un sinfín cilíndrico y un dedo o te-
tón. Al girar el sinfín, el dedo se desplaza sobre las ranuras del sinfín transmi-
tiendo un movimiento oscilante a la palanca de ataque.

2 1. Tornillo sinfín 2
1 de la dirección 3
1
6 4 2. Eje de la columna 1. Dedo de rodadura
5 de la dirección 4
2. Tornillo sinfín
3 3. Rodillo de dirección a Figura 9.14. Tornillo sinfín y dedo.
4. Casquillo excéntrico 3. Eje de la biela
5. Palanca de ajuste para de mando
el juego de flancos
4. Biela de mando
6. Tornillo de ajuste para de la dirección
el eje de la columna
de la dirección

a Figura 9.13. Tornillo sinfín y rodillo.

Tornillo sinfín y tuerca

Está formada por un sinfín cilíndrico y una tuerca (figura 9.15). Al girar el sinfín
produce un desplazamiento longitudinal de la tuerca. Este movimiento es trans-
mitido a la palanca de ataque unida a la tuerca.

Tornillo sinfín y tuerca con hilera de bolas

Este mecanismo consiste en intercalar una hilera de bolas entre el tornillo sinfín
y una tuerca (figura 9.16). Esta a su vez dispone de una cremallera exterior que
transmite el movimiento a un sector dentado, el cual lo transmite a su vez a la pa-
lanca de ataque.

Tornillo de dirección 1 1. Segmento de dirección
Tuerca de dirección
Eje de 2. Eje de la columna
Elementos la columna
deslizantes de la dirección 6 de la dirección
2 3. Tubos de retorno
Caja de Eje de la biela
dirección de mando 5 de las bolas
a Figura 9.15. Tornillo sinfín y tuerca.
Biela de mando 4 4. Tornillo de dirección
de la dirección
3 5. Tuerca de dirección
6. Eje de la biela
de mando

a Figura 9.16. Tornillo sinfín y tuerca con bolas circulares.

La dirección 347

Tirantería de dirección b
La tirantería de dirección está constituida por un conjunto de elementos que
transmite el movimiento desde el mecanismo de dirección a las ruedas. General-
mente se utilizan dos sistemas, uno aplicado a la dirección de cremallera (figura
9.17 a) y otro aplicado a la dirección de tornillo sinfín (figura 9.17 b).

a

53 2 13 5

7 1. Biela o palanca
de mando
64 6
2. Barra de mando
3. Brazos o palancas

de acoplamiento
4. Barra de acoplamiento
5. Manguetas
6. Rótulas
7. Abrazaderas

a Figura 9.17. Tirantería de mando: a) De una dirección de tornillo sinfín. b) dirección de cre-
mallera.

Palanca de ataque

También llamada palanca o biela de mando, va unida a la salida de la caja de di-
rección mediante un estriado fino. Recibe el movimiento de rotación de la caja
de dirección para transmitirlo, en movimiento angular, a la barra de mando.

Barra de mando

El movimiento direccional se transmite por medio de una barra de mando unida,
por un lado, a la palanca de ataque y, por el otro, a las barras de acoplamiento de
la dirección.

En otros sistemas, el mecanismo de la dirección ataca directamente los brazos de
acoplamiento de las ruedas, como ocurre en las direcciones de cremallera.

Brazos de acoplamiento

Estos elementos transmiten a las ruedas el movimiento obtenido en la caja de la
dirección y constituyen el sistema direccional para orientar las mismas.

Este sistema está formado por unos brazos de acoplamiento montados sobre las
manguetas de forma perpendicular al eje de las ruedas y paralelos al terreno.

Estos brazos llevan un cierto ángulo de inclinación para que la prolongación de
sus ejes coincida sobre el centro del eje trasero y tienen por misión el desplaza-
miento lateral de las ruedas directrices.

Barras de acoplamiento

También se llaman bieletas de dirección. Realizan la unión de las dos ruedas por
medio de una o varias barras de acoplamiento, según el sistema empleado. Las ba-
rras de acoplamiento realizan la unión de los dos brazos para que el movimiento
en las dos ruedas sea simultáneo y conjugado, al producirse el desplazamiento la-
teral en una de ellas.

348 Unidad 9

Están formadas por un tubo de acero en cuyos extremos van montadas las rótu-
las, cuya misión es hacer elástica la unión entre los brazos de acoplamiento de las
ruedas y adaptarlas a las variaciones de longitud producidas por las incidencias del
terreno. Sirven además para la regulación de la convergencia de las ruedas, acor-
tando o alargando la longitud de las barras.

saber más Rótulas

Manipular la dirección Como se muestra en la figura 9.18, está constituida por un muñón cónico en
cuyos extremos tiene, por una parte, la unión roscada que permite su desmon-
En cualquier intervención sobre la taje y, por otra, una bola o esfera alojada en una caja esférica que realiza la
dirección es conveniente observar unión elástica.
con especial atención el estado de
desgaste de la rótula. Su misión consiste en realizar la unión elástica entre la caja de dirección y los bra-
zos de acoplamiento de las ruedas, además de permitir las variaciones de longitud
para corregir la convergencia de las ruedas.

Tuerca autoblocante Arandela
Tuerca Muñón cónico
Cabeza de la rótula
Protección de goma

Camisa de apoyo Muñón de la bola
Tapa Muelle de presión

a Figura 9.18. Rótula de dirección.

EJEMPLO

¿Cuál es la característica principal de una dirección de cremallera de relación variable?
Solución
En la parte central de la cremallera los dientes tienen un módulo variable.

ACTIVIDADES

1. Cuando el conductor ejerce un esfuerzo de 4 kgf sobre el volante de 40 cm de diámetro a través de la colum-
na de dirección, transmite el movimiento al piñón de dirección, que tiene un diámetro de 6 cm.
Calcula el esfuerzo transmitido a las ruedas.

2. En un giro completo del volante se obtiene un ángulo de giro en las ruedas de 20°. ¿Cuál es la relación de des-
multiplicación?

3. Enumera los elementos que componen la dirección.
4. ¿Qué tipos de sinfín se emplean y qué diferencia existe entre ellos?
5. ¿Cuál es la misión de la columna de dirección?

La dirección 349

2. Geometría de la dirección

Para determinar la posición de las ruedas en movimiento, tanto en línea recta caso práctico inicial
como en curva, todos los órganos que afectan a la dirección, suspensión y ruedas
tienen que cumplir unas condiciones geométricas, que están determinadas por la El conjunto formado por la direc-
geometría de giro y la geometría de ruedas. ción, suspensión, ruedas y frenos
son los encargados de la seguridad
Estas condiciones permiten la orientación de las ruedas delanteras con seguridad activa.
y precisión para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.

La suspensión desarrolla el control de dos parámetros fundamentales:

• Posición de la rueda respecto al pavimento.

• Movimientos longitudinales de la rueda.

En la figura 9.19 se muestran los sistemas de suspensión más comunes.

ESQUEMA ESQUEMA McPHERSON ESQUEMA
CUADRILÁTERO BRAZOS PARTIDOS

Brazo transversal
superior

Brazo transversal Sentido
inferior C de la marcha

A

B

a Figura 9.19. A, B, C son los puntos de apoyo o articulación comunes a los tres tipos de suspen-
siones.

2.1. Geometría de giro

Cuando el vehículo toma una curva, la trayectoria recorrida por cada una de las
ruedas es diferente, porque tienen distinto radio de curvatura. Por tanto, la orien-
tación que hay que dar a cada una de ellas es distinta.

Como se muestra en la figura 9.20, este efecto director está dado por las dos rue-
das directrices y resulta evidente que deben de funcionar de manera simultánea.

La geometría de giro se consigue dando a los brazos de acoplamiento una incli-
nación determinada de forma que, cuando el vehículo circula en línea recta (fi-
gura 9.21), la prolongación de los ejes de los brazos de mando debe coincidir con
el centro del eje trasero.

Para conseguir que cada una de las ruedas delanteras tome la posición adecuada
para que sus ejes de giro se corten en el punto (O) es necesario disponer de un tra-
pecio articulado llamado trapecio de dirección o de Ackerman, el cual está for-
mado por el propio eje delantero (AB), dos brazos de acoplamiento (AC y BD),
y una barra de acoplamiento (CD).

Los brazos de acoplamiento están unidos a las manguetas de las ruedas sobre las
que giran estas y también están articulados sobre la barra de acoplamiento.