O balanceamento é a maneira de restabelecer o equilíbrio estático e dinâmico do conjunto roda/pneu.
No equilíbrio estático, tal como a própria palavra indica, o conjunto roda/pneu deve estar equilibrado quando parado. Por exemplo, se um conjunto estiver centrado num eixo e não apresentar movimento de rotação, estará equilibrado estaticamente (Fig.10).
Fig.10: O desequilíbrio estático faz o conjunto vibrar verticalmente
À medida que a massa gira são geradas forças centrífugas, provocando vibração vertical no conjunto que pode ser sentida na carroceria (com ou sem vibração do volante), desgaste irregular do pneu e aumento do ruído de rolagem do mesmo.
O desequilíbrio dinâmico, de um modo geral, é definido como um ou mais pontos mais pesados no conjunto roda/pneu, causando força de desequilíbrio lateral. A Figura 11 mostra um conjunto com dois pontos mais pesados de igual peso localizados 180 graus um do outro e em lados opostos. À medida que o conjunto gira, as forças centrífugas provocam um grande desequilíbrio lateral, mas a força de desequilíbrio estático será zero. Um conjunto nesta condição provocará trepidação, que será sentida no volante. O desequilíbrio dinâmico excessivo gera trepidação que será transferida através dos componentes de suspensão e de direção até o habitáculo, principalmente a altas velocidades.
Fig.11: O desequilíbrio dinâmico faz o conjunto vibrar horizontalmente
As máquinas de balanceamento convencionais giram o conjunto para medir as forças de desequilíbrio para cima e para baixo e a trepidação lateral. Após as medições, indicam ao operador onde colocar os pesos de correção, seja por dentro e/ou por fora da roda, de modo a eliminar as forças de desequilíbrio estático e dinâmico (Fig.12).
Fig.12: As máquinas de balanceamento indicam para o operador os pontos onde devem ser instalados os pesos para compensar os desequilíbrios estático e dinâmico
Fatores que Influenciam no Balanceamento
Pode acontecer de, após um preciso processo de balanceamento na máquina, quando o conjunto roda/pneu é reinstalado no veículo, algumas vibrações ainda serem percebidas pelo cliente. Isso acontece porque o conjunto balanceado na maioria das máquinas não é submetido às forças de rodagem experimentadas quando o conjunto está no veículo, e também não gira solidariamente com os outros componentes do veículo, como exemplo, os semi-eixos, discos/tambores de freio e cubos de roda.
Para saber se o problema é do serviço de balanceamento ou de outro fator, alguns diagnósticos podem ser realizados no conjunto.
As superfícies de apoio da roda devem ser limpas minuciosamente, tanto na própria roda como no veículo. Sujeiras nestas regiões podem provocar desvios laterais e verticais no conjunto, o que causará vibração. Caso existam, examinar os anéis centralizadores quanto a deformações (excentricidade) e o encaixe sem folgas, tanto na roda como no cubo de roda. Os parafusos de roda devem ser apertados com chave manual e torquímetro, sempre começando pelo parafuso mais baixo (Fig.13).
Fig.13: As superfícies de apoio da roda devem ser limpas rigorosamente
O conjunto roda/pneu não pode apresentar desvios lateral e vertical excessivos. Uma roda empenada ou um pneu danificado podem permitir o balanceamento na máquina, mas quando estão submetidos à carga do veículo acabam revelando seus problemas. Um método para detectar isso é medir, com um relógio comparador, esses desvios (Fig.14). Os limites para desvios lateral e vertical, medidos no pneu, são de 1,3 mm e 1,0 mm, respectivamente. Caso esses desvios sejam pouco maiores do que os limites, pode-se tentar reduzi-los mudando a posição de montagem do pneu na roda, fazendo o seu giro sistemático em etapas de 180º, 90º e 180º. Se mesmo assim não for possível, deve-se verificar os desvios lateral e vertical na roda para se determinar se o problema é a roda ou o pneu. Para rodas de aço, os limites de desvio lateral e vertical são de 0,5 mm (ambos) e para rodas de liga leve são 0,8 mm e 0,5 mm (respectivamente), sempre medindo internamente em suas abas laterais, onde se apoiam os talões do pneu.
Fig.14: O conjunto roda/pneu não pode apresentar desvios verticais e laterais excessivos
Podemos considerar o pneu como uma sequências de “molas” (Fig.15). Quando o pneu gira, estas molas vão sequencialmente tocando o solo e sendo submetidas à carga do veículo. O ideal é que o pneu tenha todas essas “molas” com a mesma constante elástica para que o mesmo rode com suavidade. Caso um pneu tenha um defeito de fabricação na sua estrutura, poderá apresentar uma região com “molas” mais duras ou mais macias. Quando essa região defeituosa toca o solo, o pneu experimentará um impacto diferente, causando uma vibração vertical como se fosse um desequilíbrio estático. Porém, como já mencionamos, na maioria das máquinas de balanceamento o pneu não é submetido à carga e, por esse motivo, o defeito não se apresenta.
Fig.15: Um pneu com defeito de fabricação não é detectado no processo de balanceamento da maioria das máquinas
Um pneu cônico, seja por defeito de fabricação ou desgaste irregular, também não é detectado no processo de balanceamento da maioria das máquinas. Se esse pneu for instalado, o veículo poderá apresentar problemas de alinhamento, devido às forças laterais geradas no sentido do cone (Fig.16).
Fig.16: Um pneu cônico provoca forças laterais de rodagem que influenciam no alinhamento do veículo
Tecnologia a Favor do Balanceamento
Existem no mercado máquinas de balanceamento que submetem o pneu à força de rodagem como se estivesse no veículo, e outras que analisam a superfície do pneu com câmeras para detectar desgastes irregulares antes que sejam vistos a olho nu.
Essas máquinas “sentem“ o que o pneu sentirá quando estiver rodando no veículo, e assim conseguem diagnosticar pneus com os defeitos de fabricação que mencionamos.
Dependendo do caso, se o problema for uma leve conicidade dos pneus, a máquina pode sugerir os locais de instalação no veículo para que as forças laterais sejam anuladas ou atenuadas e, desta forma, se obter maior sucesso no resultado do serviço de alinhamento do veículo (Fig.17).
Fig.17: Modelo de máquina de balanceamento que submete o pneu à força de rodagem como se estivesse no veículo
Outras máquinas de balanceamento possuem uma tecnologia de câmeras de alta resolução para a detecção de defeitos ou desgastes irregulares na banda de rodagem. Estas máquinas fazem um escaneamento da banda de rodagem do pneu e detectam as suas diferenças de altura antes que possam ser vistas a olho nu. Com essa informação o operador também pode fazer uma montagem otimizada no veículo para favorecer o resultado do alinhamento (Fig.18).
Fig.18: Tela de modelo de máquina de balanceamento que analisa a superfície do pneu com câmeras de alta resolução para detectar desgastes irregulares antes que possam ser vistos a olho nu
Outros fatores que influenciam no balanceamento
Muitos profissionais atuantes nesta área passaram por experiências nas quais a causa do desbalanceamento de um conjunto roda/pneu era a presença de água, ou estopas, panos, lixas e até outros pedaços de borracha dentro do pneu (Fig.19). Um sistema de ar comprimido sem manutenção ou tratamento do ar acumula água no compressor, a qual acaba entrando no pneu durante a calibração. Dependendo da quantidade de água, a velocidade de rotação da máquina de balanceamento promove a sua distribuição uniforme no interior do conjunto roda/pneu e não provoca desequilíbrios. Quando o conjunto é colocado no veículo, passará a girar nas mais variadas rotações possíveis, e assim o desequilíbrio aparece. Já as estopas, panos, lixas e pedaços de borracha encontrados dentro do conjunto podem ser oriundos de uma tentativa amadora, ou caseira, de pintura da roda com o pneu montado, porém esvaziado e destalonado da roda para facilitar o trabalho. Esses itens caem para dentro do pneu e são esquecidos lá. A lição que tiramos disso é que nos casos estranhos em que o balanceamento não é bem sucedido e aparentemente sem explicação, antes de condenar a máquina de balanceamento, procure retirar completamente os pneus da roda para examinar melhor. Até a próxima!
Fig.19: Sistemas de ar comprimido sem o devido tratamento do ar podem gerar uma grande dor de cabeça na hora do balanceamento
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