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Os pneus são essenciais para o funcionamento de tratores e máquinas agrícolas, e pode-se dizer que sua evolução foi considerável, especialmente nos últimos tempos, embora isto passe bastante despercebido para muitos usuários. O objetivo deste Especial é o de proporcionar uma informação técnica completa, que sirva de ajuda para decidir o tipo de pneu que convém para uma determinada forma de utilização do trator ou da máquina agrícola considerada.
Luis Márquez
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PNEUS AGRÍCOLAS Introdução Todos os usuários sabem que os tratores vêm equipados com rodas, mas nem sempre consideram as opções mais convenientes na hora de utilizar um determinado modelo de trator. Em geral, o usuário se preocupa de que sejam “grandes”, de que tenham boa aparência, que dure o maior tempo possível, mas sem se aprofundar muito no assunto, avaliando aquilo o que é oferecido, em função das características particulares do seu trabalho. Os primeiros tratores agrícolas utilizaram a roda metálica com garras como elemento de locomoção: a impossibilidade para circular nas estradas, o dano sobre os caminhos e seu afundamento em solo macio, fizeram com que fosse necessário buscar outros materiais para a roda do trator. As primeiras proteções de borracha maciça sobre as rodas metálicas foram substituídas, em 1930, ao trator agrícola com rodas com pneus. Esta foi uma verdadeira revolução do
trator, comparável com a incorporação do motor a Diesel ou do sistema Ferguson de controle do sistema hidráulico de três pontos. A roda com pneu, ao ser deformada, se adapta melhor às irregularidades do terreno e com isto aumenta a capacidade de tração, ao mesmo tempo em que dá conforto para o condutor. A diminuição do lastro, substituído por cargas dinâmicas induzidas pelos implementos, melhora ainda mais o comportamento da roda no campo e a converte num verdadeiro ponto de apoio da mecanização. Mas esta roda, que os anos melhoraram tecnicamente oferece algumas possibilidades que nem sempre se aproveitam. Nem todas as rodas oferecidas no mercado são apropriadas para qualquer aplicação. Seu tamanho, suas características técnicas, sua pressão de insuflagem, etc., determinam seu comportamento e duração. Uma roda sobrecarregada tem pouca vida útil e se a roda for super dimensionada, o produto se encarece e a falta de peso pode até prejudicar sua função, já que, por não
apoiar toda a banda de rolamento, o patinamento aumenta. Tudo isto é necessário para tomar cuidado na seleção da roda para uma determinada aplicação e procurar utilizá-la, em cada momento, nas condições que proporcionam diferentes usos e duração.
A roda com pneu É a invenção do pneu que converte a roda em algo mais adequado para a propulsão de qualquer veículo, inclusive sobre o terreno natural. Como acontecimentos históricos que marcam a progressão da roda com pneu se encontram a patente do primeiro pneu por Thomson, em 1845; o descobrimento da vulcanização da borracha, por Goodyear em 1848; e, na mesma época, o processo de emborrachamento do tecido para torná-lo impermeável à água e ao ar. Já em 1889, a Dunlop fabrica o primeiro pneu real, e, um pouco mais tarde, a Michelin inventa o primeiro pneu desmontável generalizando-se, então, o emprego da câmara de ar.
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PNEUS AGRÍCOLAS • Pela modificação da posição relativa entre aro e disco mediante o parafuso de união. • Pelo deslizamento sobre guias helicoidais colocadas na face exterior do aro.
Na fabricação do pneu, embora a princípio se utilizasse como base a borracha natural, o enxofre de mineração e o algodão, progressivamente foram substituídos por outros materiais, por derivados do petróleo, como a borracha sintética, e fibras como rayón, nylon e outros produtos têxteis de síntese, junto com outros materiais que lhe dão consistência e durabilidade. Assim, a roda com pneu é composta de duas partes essenciais: • Uma metálica, formada por um disco e um aro, e • Outra pneumática, formada pela câmara e pelo pneu. A parte metálica é presa, mediante parafusos e porcas, ao seu alojamento no eixo que recebe o acionamento do motor. Unido ao disco está o aro, que é um anel de chapa de ferro e que assegura a fixação do pneu. O perfil do aro pode ser separável, para facilitar a montagem e desmontagem do pneu. A borda do aro, fixa ou móvel, mantém lateralmente o talão do pneu. O talão apóia sobre uma superfície horizontal, ou inclinada 5 graus na horizontal, que assegura que o pneu fique centrado na roda. O aro, combinando com o disco, permitem o ajuste da bitola nos tratores agrícolas:
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É necessário destacar que o acoplamento do pneu com o aro se realiza porque o talão do pneu não tem elasticidade: o enchimento da roda se encarrega do ajuste. Normalmente se utiliza uma super pressão para que o pneu e o aro encaixem, e depois se baixa esta pressão até o nível de referência indicado pelo fabricante; no entanto, é freqüente encontrar tratores nos quais não se baixou a pressão de montagem, o que afeta negativamente as funções do pneu. Também se faz necessário que a pressão de insuflagem não baixe de um determinado nível, para que o pneu não tenda a girar deslocando-se sobre o aro que deve de retê-lo.
A câmara O pneumático inclui como elementos essenciais a câmara e o pneu. A câmara de ar é um tubo circular fechado, de borracha flexível e de baixa porosidade, por isso é capaz de manter a pressão no interior do pneu cheio. O material utilizado desde muitos anos é o butylo, muito superior quanto a vedação que a borracha natural, que é ligeiramente porosa ao ar. Unida à câmara se encontra a válvula de enchimento formada por um tubo metálico com rosca de saída de forma e medida padronizada e uma válvula interior para a retenção do ar. A válvula pode estar recoberta de borracha ou não. Em alguns casos podem ir simplesmente fixadas
por placa interior e uma porca exterior. A saída exterior é reta ou curvada, segundo as necessidades de projeto, e nas rodas motrizes dos tratores agrícolas deve estar adaptada para o enchimento do pneu com a água que serve de lastro. Cada vez é mais freqüente a presença na agricultura de pneus sem câmara (tubeless), já que com isto se consegue uma melhoria no comportamento dos pneus com maior nível de tecnologia, embora em alguns casos apareçam problemas derivados da forma de utilização. Assim, quando se trabalha com a roda no sulco (arados) pode entrar terra entre o aro e o talão, com o que se perde vedação, especialmente quando se trabalha com reduzidas pressões de insuflagem. Mais crítico é o enchimento dos pneus com água, prática habitual para aumentar, de modo econômico, o lastro dos tratores. O enchimento parcial até 75%, como costuma ser habitual, faz com que o contato da água e do ar com o aro ocasione nele fenômenos de corrosão. Se o enchimento com água é a 100%, a rigidez do pneu aumenta de una maneira excessiva, perdendo capacidade de adaptar-se ao terreno e aumentando as vibrações no posto de condução. Como conseqüência, na utilização de pneus sem câmara se recomenda a utilização de lastros metálicos, no lugar da água no interior dos pneus e também a utilização de um aro apropriado para este tipo de pneu sem câmara.
O pneu O pneu que rodeia esta câmara é formado por uma mistura de borracha sobre uma estrutura de fios em camadas.
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Nos primeiros pneus se utilizaram fios de algodão, que ofereciam uma boa aderência à borracha, mas sua resistência ao rompimento é pequena e também são sensíveis à umidade. Depois se utilizou o rayón, com maior resistência ao rompimento e menos sensível à umidade, mas que para facilitar aderência da borracha deve receber previamente um banho de formol e de látex. O rayón é uma fibra manufaturada produzida a partir de um polímero natural, que é a celulose, portanto não é fibra sintética. Os fios, formando camadas, se estendem de um lado a outro do pneu, enrolando-se a um resistente arame de aço recoberto de cobre, para facilitar a aderência da borracha ao arame que forma o talão que, com suas deformações fixa o pneu ao aro. As misturas de borracha, com cargas de reforço e plastificantes e a sua vulcanização dão as diferentes qualidades e resistências ao pneu. Algo que evoluiu significativamente no pneu foi a forma como se colocam as camadas ou telas com fios orientados em cada camada segundo uma direção principal. Este conjunto de camadas forma o que se conhece como “carcaça”, que suporta a carga e assegura a resistência e a flexibilidade. O número de camadas utilizadas e a natureza do material determinam o índice de re-
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FIGURA 1.-
ESTRUTURA DAS CAMADAS QUE FORMAM O PNEU
Estrutura de um pneu diagonal.
Estrutura de um pneu radial.
Área de contato do pneu sem e com carga.
sistência mecânica da roda e a carga que poderá suportar. A maneira de colocar as telas da carcaça condiciona a posição relativa dos fios que formam as diferentes camadas e caracteriza o comportamento do pneu, já que afeta a sua flexibilidade e o tamanho da “pegada” que deixa sobre o solo. As técnicas que se utilizam para colocar estas camadas levam a existência de diferentes tipos de pneus: convencionais ou diagonais, radiais, diagonais de ângulo reduzido, especialmente adaptados à utilização de campo.
gura do pneu superiores a 0,85. O raio de curvatura da banda transversal fica compreendido entre 0,5 e 1,0 vezes a altura do pneu e a dos flancos é ligeiramente inferior à da banda de rodagem. O apoio da roda é elíptico com um comprimento da área de apoio um pouco maior que sua largura. As pressões mínimas de utilização se situam acima de 80 kPa (100 kPa equivalem a 1 bar, e , aproximadamente, a 1 kg/cm2 e a 15 PSI - libras/polegada2), já que abaixo desta pressão de insuflagem há possibilidade de que se produza o giro do pneu sobre o aro.
Pneus convencionais ou diagonais
Pneus radiais
Cada camada é colocada de maneira que os fios que a compõem formem um ângulo de 40 a 45 graus com o plano médio do pneu e com simetria, portanto é necessário um número par de camadas. O conjunto assim construído tem resistência igual em toda a banda de apoio, conseguindo-se valores na relação altura/lar-
A Michelin foi o primeiro fabricante que utiliza outra forma de colocação dos fios nas camadas que formam o pneu e a aplica aos pneus de estrada. O “pneu X”, construído com fios de aço, estendidos perpendicularmente à banda de rodagem de um lado ao outro do talão, e outra “cintura” de fios, também de aço, colocados longitudinalmente sob a banda de rodagem, revoluciona o pneu para o uso automotivo.
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PNEUS AGRÍCOLAS CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS DOS PNEUS EM FUNÇÃO DA COLOCAÇÃO DAS CAMADAS QUE FORMAM A ESTRUTURA
TABELA 1.-
Características Relação altura/largura Pressão mínima em campo Movimento do perfil longitudinal transversal vertical Resistência ao rolamento Área de apoio
Diagonal 0,85 80 kPa
Tipo de pneu Radial 0,60 – 0,75 60 - 80 kPa
Diagonal 30º 0,50 – 0,70 60 kPa
alto alto alto média elíptica
nulo nulo fraco Muito baixa retangular
Fraco Fraco Alto baixa Retangular deformada
Posteriormente, outros fabricantes como Pirelli e Trelleborg, colocam no mercado o primeiro pneu agrícola radial para trator utilizando fios não metálicos, na estrutura das camadas, mas com os mesmos ângulos que o ‘pneu X’ original. Esta forma de construção faz com que a relação altura/largura do pneu se mantenha entre 0,60 e 0,65, dando com isto um pneu de um perfil mais baixo. O raio de curvatura transversal da banda de rodagem é muito maior que a altura do pneu e o dos flancos é ligeiramente inferior à altura do pneu. Na união entre a banda de rodagem e os lados se produz uma zona frágil que deve ser reforçada. A forma de construção faz com que a banda de rodagem fique totalmente rígida enquanto os flancos mantêm uma grande flexibilidade. As fracas deformações da banda de rodagem fazem que a resistência ao rolamento seja menor que com o pneu convencional, ou o que a potência perdida por resistência ao rolamento baixe significativamente. A pressão mínima de utilização fica estabelecida entre 60 e 100 kPa de acordo com fabricante. Abaixo de 80 kPa pode-se produzir o giro do pneu no aro, se neste não forem respeitadas de maneira rígida, os limites de dimensões e as tolerâncias de fabricação. A área de contato do pneu radial assume uma forma retangular,
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por ser muito plana a banda de rodagem. O comprimento da área de apoio está diretamente relacionado com a do raio em carga do pneu, enquanto que a largura se mantém praticamente constante, o que dá uma grande estabilidade no trabalho. As agarradeiras ou tacos que fazem parte do perfil dos pneus nas rodas motrizes são bloqueados por uma camada de malha indeformável e a sua movimentação durante o deslocamento somente depende da sua própria flexibilidade. A rigidez da banda favorece o rendimento energético do pneu e a diminuição do desgaste, porém esta rigidez pode limitar a capacidade do pneu para eliminar o barro que se introduz entre as agarradeiras consecutivas. Apesar disso pode-se considerar, na maioria dos casos, superior ao pneu convencional, tanto em relação à resistência ao desgaste, como do ponto de vista do aumento da aderência que proporciona, com perdas menores por resistência ao rolamento. Podem aparecer, no entanto, problemas nas laterais dos pneus que obrigariam a aumentar a pressão de insuflagem. Com a utilização destes pneus em tratores de alta potência, nos quais se transmite grande torque à roda, se produz um fenômeno de torção da lateral que pode deteriorar o pneu de maneira muito rápida, se isto não for levado em conta no projeto e fabricação do conjunto.
Pneu diagonal de ângulo reduzido Com o projeto do pneu Stabilia, da Dunlop, aparece outra forma construtiva do pneu, especialmente adaptada para o uso em solos agrícolas. As camadas que formam a carcaça são sobrepostas e seus fios formam um ângulo de aproximadamente 30 graus com o plano médio do pneu. A relação altura/largura do pneu se situa entre 0,6 e 0,7, com raio de curvatura da banda transversal próximo a 1,5 vezes a altura do pneu e o dos lados aproximadamente a metade desta altura. Na união entre lados e a banda se produz uma curvatura de raio menor que a altura do pneu, que deve ser reforçada, mas muito menor que no pneu radial. A forma da abóboda da secção do pneu possibilita trabalhar com pressão muito baixa, e as tensões, reduzidas em magnitude, se repartem de maneira muito uniforme entre a carcaça e o solo. O ângulo que formam os fios da flexibilidade do pneu, mas no sentido do rolamento impedem a deformação. A pressão mínima de utilização baixa até 60 kPa e o pneu não gira no aro desde que a pressão de insuflagem não baixe de 30 kPa. O equilíbrio para a carga nominal se consegue com o pneu cheio a 90 kPa de pressão. A própria forma do pneu facilita a união dele com o aro, inclusive com baixas pressões de insuflagem. A área de contato com o solo é retangular, ligeiramente ovalada, com largura constante e proporciona grande estabilidade no trabalho. Há baixa resistência ao rolamento, embora o movimento relativo das garras seja grande, com o qual o pneu solta o solo aderido com facilidade. A flexibilidade vertical do pneu reduz
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as vibrações e aumenta o conforto para o utilizador. No entanto, é menos apropriado que o pneu radial para operações de transporte por estradas e caminhos, o que limita sua utilização generalizada em tratores que se caracterizam por realizar parte do seu trabalho sobre estradas e superfícies estáveis, o qual faz que praticamente este tipo de pneu seja desconhecido na Europa. As características dos tipos de construção mencionados são resumidos na Tabela 1.
Marcação para identificação do pneu A evolução do pneu complicou o sistema inicialmente proposto para a marcação de identificação, colocada na lateral do pneu. Dois números foram a princípio suficientes: o diâmetro do aro e a largura do pneu. Com formas de construção diferentes, a área de contato se modifica no que se poderia chegar a rodas de
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dimensões diferentes, com uma marcação idêntica. A superfície de contato entre a roda e o solo depende do raio de curvatura da banda de rodagem do pneu. Nos primeiros pneus com a banda muito curvada em sentido transversal, a secção do pneu se aproximava a uma circunferência e a altura era praticamente igual que a largura do pneu. O pneu atual é muito mais plano e a largura dele supera amplamente a altura da secção. Com isto se pretende aumentar a superfície de contato com o solo e conseqüentemente a aderência na tração. Nas laterais dos pneus se coloca um conjunto de informação que serve para definir suas características técnicas, estabelecidas de acordo com as recomendações da ETRTO (European Tyre and Rim Technical OrgaFIGURA 2.-
nisation), aceitas pela ISO, que se referem a dimensões, capacidades de carga e velocidade máxima, tipo de aro em que devem ir montados, banda de rodagem, etc. A primeira parte da designação de um pneu se refere às dimensões dos elementos essenciais e a sua configuração de construção. Esta se complementa com outra informação que permite conhecer a capacidade de carga, pressões de insuflagem, limitações de velocidade, etc.
MARCAÇÃO DE UM PNEU
Trelleborg TM 800 600 65
❶ ❷ ❸ ❹
R
❺
38 157 A8 B
➏ ➐ ➑
TUBELESS
➒ ➓
750 – 16 8 PR
Nome do produto Nome da banda de rolamento Largura nominal de secção (em milímetros) Relação entre a altura do flanco (h) e a largura da secção (b) Esta relação indica a série técnica (80, 70, 65, 95) Indica a estrutura radial. No caso da estrutura diagonal, no lugar do R aparece um hífen (ex.: 23,1-26) Diâmetro do aro Índice da capacidade de carga da roda Código de velocidade. Velocidade máxima de emprego do pneu relacionada à carga correspondente ao índice de carga (ver tabela) Pneu sem câmara de ar. Nos pneus com câmara está escrito TUBE TYPE ou nada. A flecha indica o sentido de rotação do pneu com veículo em condições normais de marcha. OUTRO EXEMPLO: 7,50 - 16 8 PR Largura nominal de secção (em polegadas) Estrutura diagonal Diâmetro do aro Índice de resistência do pneu (em geral aparece nos pneus diagonais, enquanto que nos radiais se utiliza o índice da capacidade de carga).
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PNEUS AGRÍCOLAS FIGURA 3.-
DIMENSÕES DE UM PNEU
Largura de secção do pneu sem carga
Utilizando a informação que fornece esta designação, se pode chegar a calcular, numa primeira aproximação, as dimensões principais do pneu que seriam para o designado como 12,4/11-36:
Polegadas Milímetros Diâmetro equatorial do pneu sem carga Raio submetido a carga estática em referência à carga e à pressão nominal
As designações que se relacionam com as dimensões do pneu, devem ser tomadas como ponto de partida, já que é a base para realizar qualquer comparação. Com uma seção tórica, como a que tinha os pneus primitivos, uma designação de dois números era suficiente: o diâmetro do aro e a altura do pneu, que era igual a sua largura. À medida que se introduzem novas formas construtivas, a relação altura/largura do pneu fica menor que a unidade o que obriga a introduzir uma terceira cifra na designação da roda do pneu, com o que se incluiriam: • A largura do balão. • A altura do balão. • O diâmetro do aro no que se pode montar. Assim, num pneu designado por 12,4/11-36 será: 12,4 = a largura do pneu, em polegadas (x 2,54 = cm) 11 = a altura do pneu em polegadas 36 = o diâmetro do aro em polegadas
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Largura do pneu 12,4 315
Segundo estes dados, a relação altura/largura seria 279/315, que em termos de porcentagem é de 85%, aproximadamente, o que permite designar este pneu mediante a expressão: 12,4/85 - 36, na qual a segunda cifra corresponde com a relação de secções do pneu, também conhecida como perfil. Dado que a maioria dos pneus de utilização generalizada mantém esta relação enLargura do pneu Milímetros
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tre seções (perfil 85), é freqüente que não se inclua na designação, que se limitaria a duas cifras. Somente quando o perfil é diferente se incorpora de maneira explícita, separado por uma barra inclinada do número que corresponde à largura do pneu. Às vezes esta designação se simplifica utilizando somente os números extremos e uma letra “L” intermediária, indicativa de perfil baixo (Low section), com o qual para o exemplo levaria a marcação: 9,5L15. Assim, no momento atual, se recomenda como designação de dimensões para pneus agrícolas, como os que utilizam os tratores agrícolas em suas rodas motrizes, a primeira e última cifra dos anteriormente in-
dicados, separadas por um hífen no caso de pneus diagonais ou um R no caso de construção radial. Consequentemente, de acordo com as recomendações da ETRTO, a designação do pneu será: Altura do pneu 11 279
Diâmetro total 11x2+36 1508
12,4 – 36 Para pneu diagonal 12,4 R 36 Para pneu radial Em alguns casos a primeira das dimensões se expressa já diretamente em milímetros, sobretudo quando se consideram do tipo “largo” (relação de perfil menor de 85). Utilizando esta designação, um pneu com circunferência de rolamento similar ao 14,4 R36 seria o 480/70 R30, que teria como dimensões principais: Altura do pneu 480 x 0,70 336
Diâmetro total 336 x 2 + 36 x 25,4 1646
Para os pneus dianteiros do trator (roda não motriz) e de veículos leves às vezes se utiliza uma designação simplificada, como, por exemplo, 6,50-16. O primeiro número é a largura do pneu em polegadas (6,50) e o segundo o diâmetro do aro, também em polegadas (16) onde deve ser de montado. Também, é necessário assinalar que quando uma roda necessita uma câmara de ar, sua designação deve ser análoga à do pneu que deve ser montado nela. Os pneus que não precisam câmara têm gravada a denominação tubeless. Os pneus de pressão muito baixa, conhecidos internacionalmente como terratire®, oferecem uma largura de apoio muito superior à do pneu convencional. Todos são pneus sem câmara e sua
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TOLERÂNCIAS ESTABELECIDAS PARA AS DIMENSÕES DOS PNEUS
Estrutura
Largura do pneu (b)
Diâmetro total (d)
Raio sob carga (re)
Circunferência (Cr)
Diagonal Radial
-2% + 4% ± 2%
-1% +1.5% ± 0.5%
± 2% ± 1.5%
± 2% ± 1%
designação é diferente da dos pneus convencionais. Na mesma podem ser incluídos três números sucessivos: diâmetro total, largura total e diâmetro do aro. A designação 67 x 34.00 - 25 significa: 67 polegadas de diâmetro total, 34 polegadas de largura total e 25 polegadas de diâmetro do aro em que deve ser montado.
Marcação para identificação dos aros O aro é o elemento metálico que suporta e fixa o pneu. Suas dimensões e tolerâncias de fabricação devem estabelecer-se de maneira precisa para que admitam pneus de diferentes procedências e fabricantes diversos. Além de suportar o pneu no trabalho, devem estar projetados para facilitar a montagem e desmontagem da roda e da câmara quando seja necessária a reparação ou substituição. A designação de um aro se realiza mediante dois números: o diâmetro, medido na zona onde se aloja o talão do pneu, e a garganta, ou separação entre as duas rebordas que suportarão o pneu cheio de ar. A designação se completa com referências à forma da base do aro: assim, a base fundida ou semi fundida, projetadas com esta forma para facilitar a saída do pneu na operação de desmontagem, inclui as designações W e DW, fazendo referência à grande largura da garganta que
comparativamente se oferece pelos fabricantes. Nas rodas de aro plano é necessário separar as duas metades do aro para proceder a reparação ou substituição do pneu. Em todos os casos o aro e um pneu compatível devem ter o mesmo diâmetro (última cifra na designação do pneu). Assim, o pneu 12.4-36, somente poderá ser montado sobre um aro de diâmetro 36. Além disso, a largura de garganta deve estar relacionada com a largura do pneu e em função desta largura a curvatura da secção do pneu se modifica, variando o comportamento da roda. Muitos dos problemas que aparecem no uso de pneus são conseqüências da utilização de um aro que não mantém as tolerâncias de fabricação, de maneira que se produz o giro do pneu sobre o aro, dando lugar, entre outros inconvenientes, como o corte da válvula, quando se realizam elevados esforços de tração em pneus com câmara.
Dimensões de referência do pneu A partir da marcação de identificação do pneu, é possível conhecer suas dimensões mais significativas, embora haja outras que deverão ser buscadas nos manuais, com as especificações de cada fabricante. Em qualquer destes manuais se encontra a informação correspondente ao diâmetro total do pneu sem car-
ga, ao raio quando o pneu for submetido à carga com o veículo parado, quando a pressão de insuflagem é a recomendada para a carga que suporta, e a circunferência de rolamento, equivalente ao caminho percorrido quando a roda dá uma volta sobre uma superfície asfaltada. Como primeira aproximação, num pneu identificado como 520/70 R38, a largura do pneu, com o pneu sem carga, deveria ser b = 520 mm. Tratando-se de um perfil 70 (relação altura/largura do pneu), logicamente a altura do balão seria h = 0,7 X 520 = 364 mm.
O diâmetro total poderia ser calculado somando o diâmetro do aro (38 polegadas = 38 x 25,4 = 965 mm) duas vezes a altura do pneu (h = 364 mm), pelo que: d = 965 + 520 x 2 = 1.693 mm. O raio submetido a uma carga logicamente será menor que a metade do diâmetro total, já que a roda ao apoiar-se se deforma entre o aro, sobre o qual vai montado e o solo. Para calcular a circunferência de rolamento, de maneira aproximada, se poderia utilizar o raio estático, com
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RAIO ÍNDICE DE PNEUS PARA TRATORES E MÁQUINAS AUTO PROPELIDAS
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o qual o seu comprimento seria 2 x p x re = 6,28 x re. Realmente haveria que realizar os cálculos no sentido inverso, já que a partir da circunferência de rolamento se pode calcular um raio, que seria o raio dinâmico (com a roda em movimento), o correspondente ao desenvolvimento do perímetro da roda em um terreno firme como o concreto, que seria diferente daquele que se encontraria com a roda trabalhando em um solo macio. Para o cálculo da velocidade de deslocamento teórica, que se utiliza como referência para determinar a velocidade máxima de um veículo, seria necessário para efeitos de homologação para circulação pelas vias públicas (homologação de ‘tipo’), se utiliza o que se conhece como raio índice, que se determina para cada pneu, com independência da marca, em função de sua dimensão, segundo a norma ISO 4251, que se corresponde com as recomendações da ERTRO. Quando um pneu é montado em um aro que tenha uma dimensão de garganta diferente da que é aconselhada como referência, a largura do balão aumenta ou diminui em proporção direta à diferença de largura do aro realmente utilizado. Esta variação é de 5 mm para as rodas diretrizes e 6 para as motrizes por cada 0,5 polegadas de variação da garganta do aro. Assim, no pneu designado como 520/70 R 38, para o qual se recomenda o aro W16L (16 polegadas de largura de garganta, equivalentes a 406,4 mm), se é montado sobre um aro W15L (15 polegadas de largura de garganta, equivalentes a 381 mm), a largura deste pneu passa de 520 a 514 mm, ou seja, 6 mm menor. As dimensões de um pneu variam na prática com respeito aos valores indicados, incluindo as dilatações que se produzem como con-
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seqüência da utilização. Como limites para esta variação se dão os que aparecem na Tabela 2.
Raio índice Como já se indicou, o raio índice é um valor destinado a cada pneu em função da sua marcação, independentemente da sua procedência de fabricação, que se utiliza para o cálculo da velocidade de deslocamento teórica. As Tabelas 3 e 4 incluem os valores correspondentes aos pneus para tratores e máquinas autopropelidas (agrupados em função do diâmetro do aro), assim como os que se utilizam para acionar os mecanismos das máquinas desde as rodas que se conhecem como ‘motrizes’. Embora se indique expressamente que em nenhum caso deve-se usar como raio dinâmico, correspondente à circunferência de rolamento em uma primeira aproximação proporciona uma referência para conhecer o que oferece cada pneu, que deverá ser contrastado com os valores que aparecem no manual de cada fabricante. Em países que fazem controles veiculares é inadmissível substituir pneus em rodas motrizes, do ponto de vista legal, se não se supera o valor do raio índice do maior pneu aceito na ficha de Inspeção Técnica do Veículo (ITV), já que este é o que se toma como referência, tanto para estabelecer a velocidade máxima de circulação, como para as provas de frenagem que exige a homologação de tipo. Em condições de trabalho de campo, os raios dinâmicos mudam significativamente, o que exige não somente considerar o valor que indica o fabricante para um determinado modelo, em função da pressão de insuflagem, mas também se devem fazer comprovações reais no campo,
principalmente quando se utilizam veículos de tração dupla, que seriam afetados em seu rendimento, pelas diferenças das velocidades periféricas das rodas de cada eixo motriz. Em muitos casos, as diferenças encontradas podem ser compensadas modificando as pressões de insuflagem dos pneus de cada eixo.
A banda de rodagem Nos pneus agrícolas, especialmente em rodas motrizes, a banda de roda dura dispõe de ressaltos, agarradeiras ou tacos, que permitem que a roda se crave num solo relativamente macio, com o qual aumenta a capacidade de tração, ao encontrar um ponto de apoio melhor. No entanto, estas agarradeiras dificilmente se cravam num solo duro, pelo que ao trabalhar nestas condições a superfície real de apoio do pneu se reduz. Diferentemente do que acontece nos veículos rodoviários, no qual o desenho basicamente se aproveita para eliminar a água que se encontra sobre o pavimento, no pneu agrícola interessa que as agarradeiras se adaptem dentro do possível à consistência do solo, reduzindo seu tamanho a medida que se endurece o solo pelo qual é preciso transitar. Em conseqüência, num pavimento, utilizar pneus lisos seria a melhor opção.
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PNEUS AGRÍCOLAS Rodas motrizes Não é freqüente indicar nos pneus uma forma de marcação que indique as características das agarradeiras na banda de rodagem, em parte como conseqüência de que a forma e dimensões das garras que se utilizam tendem a refletir aspectos comerciais dos pneus, e a maioria dos que se vendem formariam parte do grupo considerado como R1, ou de utilização generalizada. A marcação aparece para diferenciar aos pneus que saem do que se considera normal, de maneira que além do assinalado como R1, aparecem outras designações, como são R1W, R2, R3 e R4. Segundo esta diferenciação, as características das garras na banda de rodagem que caracterizam estes cinco grupos, adequados para rodas motrizes de tratores são:
• Tipo R1 Esta banda de rodagem se considera a mais apropriada para uma utilização normal, já que é a que se adapta melhor a diferentes tipos de solo e condições de umidade; tem capacidade de penetração em solos duros e o espaço entre as garras se limpa bem em condições de solos úmidos. A superfície não ocupada pelas garras é aproximadamente de 70% do total.
• Tipo R1W Esta banda de rodagem é similar à R1, mas com uma altura de gaFIGURA 4.-
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rra 20% maior. Pode-se considerar que sua origem é européia, especialmente projetada para tratores que uma parte importante de seu trabalho é realizada circulando sobre estradas pavimentadas. A maior altura da garra faz que aumente a vida útil do pneu, mas também a forma da garra na parte central é mais grossa para que se adapte ao solo pavimentado.
• Tipo R2 Este tipo de banda é a que se aconselha quando se deve trabalhar sobre solos embarrados e com água superficial, como é o caso dos arrozais. A altura da garra é duas vezes maior que a que se utiliza na R1. O ângulo da garra com o plano médio do pneu chega a ser inferior a 45º para aumentar o efeito de limpeza da zona entre as garras ao trabalhar em solos embarrados. No entanto, por sua grande altura de garra não resulta adequado para trabalhar em solos normais, já que aumenta a resistência ao rolamento e podem produzir-se rupturas das garras por torção.
• Tipos R3 Nestes casos se utilizam garras pouco agressivas, de maneira que a carga sobre a roda se distribua muito uniformemente no solo. Este tipo de banda de rodagem é a que se necessita para transitar sobre campos esportivos com gramado (maquinaria de espaços verdes, áreas urbanas,
etc.), mas também em reboques agrícolas pesados, como os distribuidores de esterco. A superfície que fica entre as garras não supera 30% da superfície de contato.
• Tipo R4 As bandas de rodagem de tipo R4 se utilizam em maquinaria para obras de terra e equipamento industrial. A profundidade das garras é aproximadamente 70% da que se utiliza nos pneus tipo R1 e a superfície ocupada pelas agarradeiras é de 50% do total da área de contato. Recomenda-se para trabalhar sobre pavimento e proporciona tração razoável em obras de terra.
Rodas diretrizes e para outros usos Para rodas que tem somente função diretriz, as garras costumam ser paralelas ao plano médio das rodas, de maneira que ajudam a manter o veículo na trajetória, na reta ou em curva. Nestes casos a letra utilizada para indicar este tipo de aplicação é a F. Assim as designadas como F1 dispõem de uma banda circunferencial, enquanto que a F2 se aplicam às rodas com duas ou mais bandas circunferenciais. O marcado F3 indica que dispõem de bandas superficiais. A generalização da tração dupla nos tratores agrícolas retirou importância do mercado das rodas exclusivamente diretrizes. Se durante longos
TIPOS DE BANDAS DE RODAGEM PARA RODAS MOTRIZES
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períodos de tempo se utilizará a tração dianteira desconectada (em transporte ou trabalhando em operações de baixa exigência), ou quando se trabalha em solos encharcados, quando a flutuação é mais necessária que a tração, pode ser conveniente montar as rodas dianteiras com o desenho das garras invertido, para reduzir a agressividade e para melhorar a estabilidade direcional do veículo. Cada vez é mais freqüente encontrar pneus motrizes com bandas de rodagem especialmente projetadas para o eixo dianteiro dos tratores de dupla tração com rodas desiguais. No caso dos pneus para implementos e máquinas agrícolas as banTABELA 6.-
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TABELA 5.-
CLASSIFICAÇÃO DAS RODAS PELO TIPO DE BANDA DE RODAGEM
MAQUINARIA AGRÍCOLA I1 – multibanda I2 – tração normal I3 – tração de acessórios pesados I4 – rodas de arados I5 – rodas diretrizes I6 – com garras superficiais
das de rodagem se indicam com a letra I seguida do número de referência seqüencial (1 a 6); de maneira similar nos pneus para motocultores que se utiliza a letra G, conforme aparecem na Tabela 5.
Índice “RCI” Alguns fabricantes de pneus no mercado dos EUA começaram a uti-
MOTOCULTORES G1 – tração normal G2 – para tração com desenho pouco marcado G3 – com desenho muito superficial
lizar, como complemento da marcação tradicional, outra referência conhecida como RCI, ou “índice de circunferência de rolamento” (Rolling Circunference Index), que pode ajudar a selecionar os pares de pneus que se necessitam nos tratores de dupla tração com rodas de diâmetro desigual. Este índice, que foi definido em concordância com a metodologia que se aplica para as tolerâncias industriais,
EQUIVALÊNCIAS ENTRE PNEUS EM FUNÇÃO DO RCI
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PNEUS AGRÍCOLAS
indica a posição dos termos de uma progressão geométrica que proporciona a circunferência de rolamento do pneu. O primeiro termo desta progressão é 500 mm e a razão desta progressão é a raiz de ordem 44 de 10. Assim, um pneu com 500 mm de circunferência de rolamento teria RCI = 0. Tendo em conta que o valor de 101/44 = 1,0537, os termos sucessivos desta série se obterão multiplicando o anterior por esta quantidade. Para o termo que ocupe a posição ‘n’ da série, seu valor será: Cn = Cn-1 x 1,0537 = C0 x 1,0537n, sendo RCI = n Assim, para RCI = 44, a circunferência de rodagem C44 será: C44 = 500 x 1,053744 = 500 x 10 = 5.000 mm A circunferência de rolamento correspondente a RCI = 45, calculada desta maneira será de 5.269 mm, com um acréscimo de 5,37%, como era de esperar pelo procedimento de cálculo utilizado, e este acréscimo, expresso em porcentagem, se mantém constante para todos os pares de RCI considerados. Como conseqüência disto, todos os pneus cuja circunferência de rolamento esteja compreendida entre 5.000 e 5.269 mm se consideram com RCI = 44, e se podem intercalar, na prática, sem que se modifique a velocidade de deslocamento do trator.
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Poderia ter sido feito algo similar utilizando os raios índices, mas a diferença está em que o raio índice se define de maneira genérica em função da marcação e o RCI se baseia na circunferência de rolamento real que indica o fabricante, para um determinado modelo de pneu. O procedimento para a agrupação de pneus segundo seu RCI está definido na norma SAE J2523. Utilizando o RCI se facilita o “acasalamento” de pneus para rodas dianteiras e traseiras em tratores de dupla tração, já que, da mesma maneira que ocorre com o sistema de tolerâncias industriais se mantém o número de unidades de diferença no RCI nas rodas, junto com a relação mecânica entre as rodas do eixo dianteiro e as do traseiro, as velocidades periféricas de ambos os eixos são similares, dentro das tolerâncias que garantem uma boa eficiência em tração.
Índice e capacidade de carga A capacidade de carga de um pneu é função de suas dimensões, mas também da forma de construção e da pressão de insuflagem. Que um pneu agrícola tenha uma alta capacidade de carga não
significa que possa levar esta carga sobre solo natural, em qualquer estado e condição. Será preciso saber se o solo é capaz de suportar esta carga. Em nenhum caso a pressão de insuflagem do pneu pode superar a pressão que o solo pode admitir, já que em caso contrário se produziria o afundamento do propulsor. Ao estabelecer, numa primeira etapa, a capacidade de carga das rodas dos pneus para uso extraviário, somente se considera a capacidade de resistência do pneu para suportar uma determinada carga sobre ele. Nos primeiros pneus era o número de camadas, ou de lonas utilizadas em sua construção, o índice que definia a carga que podiam suportar em relação com a pressão de insuflagem que utiliza. Logicamente, a capacidade de carga de um pneu aumenta com a pressão de insuflagem, mas há um limite de resistência que não se deve ultrapassar. Outra coisa diferente é que o solo por onde circula tenha capacidade para suportar esta carga máxima, ou será preferível reduzi-la, ao mesmo tempo que se baixa a pressão de insuflagem, para que o pneu tome a forma para o qual foi projetada. A designação direta do “número de lonas” foi derivando progressivamente para índices que relacionados com uma capacidade de resistência equivalente, embora o número de lonas se reduza à medida que se introduzem materiais de maior resistência. O ply rating ou PR do pneu definiam esta capacidade de carga e os limites máximos de pressão de utilização. Ao aumentar o pneu pelo incremento do número de camadas, ou por que estas são fabricadas com materiais que proporcionam maior resistência, se pode aumentar a pressão de insuflagem, e com isso a capacidade de carga do
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PNEUS AGRÍCOLAS TABELA 7.-
ÍNDICES DE CARGA E CÓDIGOS DE VELOCIDADE
Correspondências entre índices de carga (IC) e capacidade de carga por roda (kg) kg IC kg IC kg IC 250 93 650 126 1 700 159 257 94 670 127 1 750 160 265 95 690 128 1 800 161 272 96 710 129 1 850 162 280 97 730 130 1 900 163 290 98 750 131 1 950 164 300 99 775 132 2 000 165 307 100 800 133 2 060 166 315 101 825 134 2 120 167 325 102 850 135 2 180 168 335 103 875 136 2 240 169 345 104 900 137 2 300 170 355 105 925 138 2 360 171 365 106 950 139 2 430 172 375 107 975 140 2 500 173 387 108 1 000 141 2 575 174 400 109 1 030 142 2 650 175 412 110 1 060 143 2 725 176 425 111 1 090 144 2 800 177 437 112 1 120 145 2 900 178 450 113 1 150 146 3 000 179 462 114 1 180 147 3 075 180 475 115 1 215 148 3 150 181 487 116 1 250 149 3 250 182 500 117 1 285 150 3 350 183 515 118 1 320 151 3 450 184 530 119 1 360 152 3 550 185 545 120 1 400 153 3 650 186 560 121 1 450 154 3 750 187 580 122 1 500 155 3 875 188 600 123 1 550 156 4 000 189 615 124 1 600 157 4 125 190 630 125 1 650 158 4 250 191
IC 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92
kg 4 375 4 500 4 625 4 750 4 875 5 000 5 150 5 300 5 450 5 600 5 800 6 000 6 150 6 300 6 500 6 700 6 900 7 100 7 300 7 500 7 750 8 000 8 250 8 500 8 750 9 000 9 250 9 500 9 750 10 000 10 300 10 600 10 900
CÓDIGOS DE VELOCIDADE (km/h e mph) A1
A2 A3 A4 A5
A6
A7
A8
B
C
D
E
F
G
km/h
5
10
15
20
25
30
35
40
50
60
65
70
80
90
mph
3
6
9
12
16
19
22
25
31
37
40
43
50
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pneu. Em ocasiões, a indicação de que o pneu pode suportar maior pressão de insuflagem se marca com uma ou duas estrelas, marca que se pode considerar como equivalente ao ply rating ou PR do pneu.
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Atualmente nos pneus agrícolas se utiliza para designar a capacidade de carga um índice que foi fixado tendo em conta a velocidade máxima de circulação. No caso de que se circule a uma velocidade inferior ou
superior à tomada como referência, se poderá modificar a capacidade de carga, aumentando ou diminuindo segundo o caso. Na Tabela 7 se apresentam as relações entre o índice de carga e a carga máxima que pode suportar o pneu, cheio com a pressão de referência, que é de 1,6 bar para tratores agrícolas. Esta capacidade de carga se estabeleceu considerando uma velocidade máxima de circulação, mas se ao estabelecer um limite mais baixo, a capacidade de carga pode aumentar. Assim mesmo, um aumento da velocidade máxima significa reduzir a capacidade de carga estabelecida pelo índice de carga. Pode-se observar, comparando entre si os valores da Tabela 7, que passando de um valor de índice de carga a um imediatamente superior, o aumento de carga varia de forma progressiva (12 kg passando do índice 80 ao 81,e 300 kg passando de 188 a 189). Isto obriga a comparar sempre o valor que aparece marcado sobre o pneu com os valores da tabela, embora matematicamente pode-se ajustar uma função exponencial que permitiria o cálculo direto da capacidade de carga com a carga máxima admissível, que se representa na Figura 5.
Código de velocidade Nos pneus, junto ao índice de carga, inclui-se seu código de velocidade, que indica a velocidade máxima na qual se deve circular com a carga máxima correspondente ao índice de carga. Os símbolos utilizados para indicar a limitação da velocidade são letras maiúsculas do A até o G (Tabela 7). Quando se utiliza a letra A, esta se complementa com números que vão do 1 ao 8.
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FIGURA 5.-
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ÍNDICE DE CARGA DO PNEU
ria superar os valores indicados com baixas pressões de insuflagem.
Ajuste da carga máxima
Contando que os 40 km/h são o limite que atualmente se estabelece para a circulação nas estradas para os tratores agrícolas (classificados como T1), de acordo com a homologação de tipo européia, os pneus para trator deveriam ser do tipo A8. Se junto com o índice de carga se inclui a referência A8, se está indicando que se pode levar uma carga correspondente ao índice deslocando-se a 40 km/h. É freqüente que nos manuais de pneus apareçam duas referências de índice de carga e de velocidade máxima. Assim, para o pneu TM700 da Trelleborg, com marca 520/70 R38, parecem as indicações 150 A8 e 147 B. Isto significa que a capacidade de carga máxima, a 1,6 bar de pressão de insuflagem, seria de 3.350 kg, pa-
ra velocidade máxima de 40 km/h, e somente de 3.075 kg se o veículo que o utiliza pudesse circular a 50 km/h (em alguns países da UE já se admite que os tratores agrícolas podem circular a dita velocidade – classificados como T5 na normativa européia equivalente que se encontra em estudo). De outro modo, é necessário levar em conta que se a pressão de insuflagem do pneu é reduzida, como se recomenda para trabalho no campo, até valores entre 0,8 e 1,0 bar, a carga total (dinâmica) que deve suportar este pneu deve estar compreendida entre 2.440 e 2.670 kg, sempre sobre a base dos 40 km/h, velocidade que, por outro lado, não se alcança em trabalhos de campo, pelo qual a capacidade de carga pode-
É freqüente que se confunda ‘peso máximo autorizado’ com as cargas máximas que pode suportar os pneus das máquinas agrícolas nas condições de trabalho de campo. Este peso autorizado é o que estabelece a homologação, levando em conta a circulação do veículo por uma superfície pavimentada, a velocidade máxima autorizada e a capacidade dos freios para deter o veículo na distância fixada pelos regulamentos correspondentes. Para os trabalhos de campo, em primeiro lugar, a pressão de insuflagem deve ser mais baixa, já que a capacidade suporte do solo costuma ser reduzida, e desta maneira se melhora o comportamento da roda no solo. Por outro lado, há que levar em conta que as velocidades de trabalho vão ser muito mais lentas, na maioria dos casos abaixo dos 10-15 km/h, ou inclusive muito menores quando se trabalha com um carregador frontal. Também há que considerar que a carga que gravita sobre as rodas não somente procede da massa do veículo, mas que se modifica como conseqüência de que direta ou indiretamente induzem os implementos, por isso é necessário le-
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PNEUS AGRÍCOLAS TABLA 8.-
VARIACIÓN PORCENTUAL DE LA CAPACIDAD DE CARGA DE UN NEUMÁTICO EN FUNCIÓN DE LA VELOCIDAD DE UTILIZACIÓN (PORCENTAJE DE LA CARGA INDICADA POR EL ÍNDICE CORRESPONDIENTE) Velocidad (km/h) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70
A2 0 -6 -11 -16 -20 -24
Símbolo de categoría de velocidad A6(+) A8(+) d(+) +70 +70 +70 +40 +50 +50 +30 +34 +34 +20 +23 +23 +7 +11 +18.5 0 +7 +15 -10 +3 +12 -10 0 +9.5 -4 +7 -9 +5 +3 +1.5 0 -9
(+) Cuando los neumáticos se utilizan en el campo transmitiendo elevados pares de fuerza de manera sostenida, se recomienda utilizar los valores de 30 km/h
var em conta a seleção do tamanho dos pneus. Como referências para estimar as variações admissíveis na carga máxima de um pneu quando mudam a velocidade e as condições de utilização, tanto em rodas radiais como diagonais, podem ser as que aparecem na Tabela 8. No caso de máquinas de colheita, que realizam operações cíclicas de enchimento do depósito de grãos, sempre que sua velocidade de trabalho esteja abaixo dos 10 km/h, se admitem sobrecargas de até 170%. A pressão de insuflagem deve aumentar nestas circunstâncias até 25% sobre a que se aplicaria nas condições de trabalho de campo. Na tabela anterior se manifesta claramente as sobrecargas que podem admitir os pneus quando se trabalha numa velocidade muito baixa, como é o caso das pás frontais incorporadas aos tratores agrícolas. Assim, para o caso de um pneu com marcação de velocidade A8, se admitiria uma sobrecarga de até 50%, sempre que no trajeto efetuado com a pá
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cheia não se ultrapassasse a velocidade de 10 km/h. Para estes casos se costuma recomendar aumentar a pressão de insuflagem das rodas que suporta a sobrecarga em 25%.
Deformação do pneu submetido à carga No momento em que se realiza a montagem do pneu no aro e se procede o enchimento, este alcança as dimensões que por projeto foram esFIGURA 6.-
tabelecidas. Basicamente um diâmetro total (d) e uma largura de pneu (b). No entanto, quando se instala no trator, a carga que gravita sobre ele faz que se deforme, produzindo-se um achatamento de 5 a 10 cm, conhecido como flecha, de maneira que a superfície de contato aumenta tomando forma elíptica (pneus diagonais) ou quase retangular (pneus radiais). Nos catálogos dos fabricantes, entre as características dimensionais de cada pneu, aparecem seu diâmetro máximo, a largura do apoio, o raio em carga e a circunferência de rolamento. Além disso, de maneira genérica, se informa sobre o raio índice estabelecido como referência para todos os pneus com esse tipo de marca. A partir destas dimensões se pode calcular a área de contato em solo pavimentado, embora em alguns casos é o próprio fabricante que inclui este valor na tabela correspondente. Um dado que precisa ser levado em conta é que quando se equipa um trator deve-se saber que os pneus podem ter diferentes procedências e há um acordo entre fabricantes para que as dimensões de referência se mantenham dentro de tolerâncias que são estabelecidas no manual
CÁLCULO DA DEFLEXÃO DE UM PNEU CARREGADO
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FIGURA 7.-
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VARIAÇÃO DO COMPRIMENTO DA ZONA DE APOIO EM FUNÇÃO DO ACHATAMENTO DO PNEU.
derar que a deformação deve ser aproximadamente, 20% da altura do pneu. Por outro lado, utilizando a circunferência de rolamento se pode calcular o raio dinâmico da roda, ligeiramente diferente do raio em carga e do raio índice que se toma como referência para todos os modelos com o mesmo tipo de marcação. Neste último caso se pode apreciar que no pneu 14,9 R28, o valor médio do raio dinâmico é similar ao raio índice, embora apareçam pequenas diferenças no caso do pneu 18,4 R38.
O achatamento recomendado deve produzir uma deflexão no pneu ao redor de 20%. COMPRIMENTO DA ZONA DE APOIO EM FUNÇÃO DO TAMANHO DA RODA PARA DIFERENTES NÍVEIS DE ACHATAMENTO (FLECHA EM MM)
Superfície de apoio
de normas da ETRTO, em correspondência com as normas ISO. Na figura 6 se observa que a flecha ou achatamento variam em função do tamanho do pneu, mas que a deformação (em porcentagem da altura do pneu) sempre se encontra ao redor de 20%. A medida que é maior a porcentagem de deformação, como acontece no pneu Bib’ x M18 TABLA 9.-
de Michelin, aumenta o comprimento do apoio, e, consequentemente, a superfície de apoio, embora não resulte recomendável aumentar a deformação se o pneu não está projetado para isso. Na Figura 7 se reflete a variação do comprimento de apoio em função do diâmetro da roda e da deformação produzida no pneu. Deve-se consi-
Em algumas ocasiões, aparece nos catálogos de pneus a superfície de apoio em solo pavimentado, calculada a partir das dimensões do pneu, já que se trata de una figura geométrica. No caso de pneus convencionais o rastro toma forma elíptica, enquanto que nos radiais, esta elipse se deforma para um apoio retangular. Em conseqüência, a superfície do rastro será: Rodas diagonais: S = 0,97 L x b Rodas radiais: S = 0,85 L x b
CÁLCULO DO COMPRIMENTO E DA SUPERFÍCIE DE APOIO EM FUNÇÃO DAS DIMENSÕES DO PNEU
18.4 R38 Firestone Radial 7000
secção
diâmetro
raio (d/2)
raio_c
deform.
L=2xl
apoio
mm
mm
mm
mm
%
mm
cm2
0.85 b x ri cm2
467
1 742
871
797
19
703
3 183
3 255
Good Year Standard
487
1 744
872
797
18
708
3 343
3 394
Kleber Super 50
465
1 748
874
801
18
699
3 154
3 241
Michelin Bib' x M 18
467
1 750
875
782
23
785
3 556
3 255
Pirelli TM 300
466
1 745
873
800
18
696
3 148
3 248
Valores medios
470
1 746
873
795
19
718
3 277
3 279
14.9 R28 Firestone Radial 7000
373
1 346
673
613
19
556
2 010
2 029
Good Year Standard
387
1 344
672
609
19
568
2 133
2 105 2 089
Kleber Super 50
384
1 348
674
616
18
547
2 038
Michelin Bib' x M 18
378
1 350
675
616
18
552
2 024
2 056
Pirelli TM 200
375
1 340
670
608
19
563
2 048
2 040
Valores medios
379
1 346
673
612
19
557
2 050
2 064
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PNEUS AGRÍCOLAS Sendo, b a largura do apoio, geralmente equivalente à largura do pneu, e L o comprimento do apoio, que se calcula como o dobro da raiz quadrada das diferenças dos quadrados do raio livre e do raio em carga, ou seja: L = 2 x √ r2 – rc2 Na Figura 6 se representa o esquema do pneu deformado que permite o cálculo do comprimento do apoio. Utilizando como referência alguns modelos de pneus com marcação 18,4R38 e 14,9R28, na Tabela 10 se calcula o comprimento do apoio e a superfície correspondente, sempre sobre solo firme, com a carga nominal e enchimento na pressão de referência. Mesmo assim, se aprecia que o cálculo da superfície de apoio se pode realizar de uma maneira genérica
para uma determinada marcação de pneu utilizando o raio índice de referência para a marcação correspondente, já que 85% de produto da largura do pneu pelo raio índice dá um valor para a superfície próximo ao calculado, de maneira mais precisa, a partir da deformação do pneu.
Influência das variações da secção do pneu Considerando três pneus diferentes de diâmetro de aro 38 polegadas, que se caracterizam pelo mesmo raio índice, se podem realizar algumas comparações que permitam deduzir as vantagens que oferecem em relação com o aumento de sua superfície de apoio. Com raio índice de 840 mm aparecem os pneus 18.4R38, 520/70R38
e 600/65R38, cada um deles com largura (b) diferente e relação de altura/largura de 0,85; 0,70 e 0,65 respectivamente. Desta maneira se consegue aumentar a largura de apoio sem que mude a circunferência de rolamento, pelo qual poderiam intercalar-se sem mudar a velocidade máxima de circulação. Com os dois primeiros poderia se utilizar o mesmo aro (W16), mas com o último haveria que mudar também o aro utilizando um de maior largura (DW20A). A partir das dimensões da secção e da relação altura/largura se pode calcular a altura do perfil (h) e a partir dela, sobre a base de uma deflexão de 20%, a deformação do pneu (flecha), o raio em carga, e a superfície de apoio. O raio em carga será igual ao raio do pneu sem carga (d/2) menos a fle-
TABLA 10.- CÁLCULO DA SUPERFÍCIE DE APOIO DO PNEU EM FUNÇÃO DE SUAS DIMENSÕES CARACTERÍSTICAS (ETRTO), PARA PNEUS COM EQUIVALENTE RAIO EM CARGA (820 MM), COM SECÇÕES DE PNEUS DIFERENTES (DEFLEXÃO DE 20%)
Marcação: 18,4 R 38
ETRTO - projeto ETRTO - max Trelleborg TM600
secção mm 467 504 475
Raio índice: 820 diâmetro mm 1 750 1 780 1 747
raio (d/2)altura (h) mm mm 875 397 890 428 873.5 403
Aro: W16L
flecha mm 79 86 79
raio_c mm 796 804 795
L=2xl mm 728 762 724
apoio cm2 3 299 3 725 3 335
0,85 L x b cm2 3 255 3 513 3 331
520/70 R 38Raio índice: 820 Aro: W16L ETRTO - projeto ETRTO - max Trelleborg TM700
516 542 520
1 693 1 723 1 740
847 862 870
361 379 364
72 76 78
774 786 792
684 707 720
3 425 3 717 3 632
3 597 3 778 3 647
384 404 384
77 81 79
796 807 794
716 740 723
4 105 4 457 4 140
4 119 4 328 4 137
600/65 R 38Raio índice: 820Aro: DW20A (DW18L) ETRTO - projeto ETRTO – max. Trelleborg TM700
591 621 590
1 745 1 776 1 745
873 888 872.5
Tomando como referência as dimensões correspondentes às estabelecidas por projeto (ETRTO): Pneu Superfície de apoio (cm2) Incremento (cm2) (%)
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18.4 R 38 3 299 -
520/70 R 38 3 425 126 3.8
600/65 R 38 4 105 806 24.4
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cha. O comprimento do apoio (L) e a superfície do mesmo se calculariam utilizando o mesmo procedimento que se utilizou no parágrafo anterior. Na Tabela 10 se encontram os resultados obtidos em cada um dos três casos considerados, comparados estes valores com os que se encontram nos catálogos para os pneus Trelleborg TM600 e TM700. Pode-se observar que ao passar do pneu 18.4R38 ao 520/70R38 se produz um aumento da superfície de apoio de somente 3,8%, enquanto que ao passar ao 600/65 R38 o aumento chega a ser de 24,4%, pelo que se pode trabalhar com uma considerável redução da pressão de insuflagem, tornando possível uma menor compactação do solo, embora se necessite utilizar um aro diferente do original.
Distribuição das pressões Do ponto de vista teórico, contando com pneus lisos e com o veículo parado, a pressão sobre o solo poderia ser calculada dividindo a carga que gravita sobre o pneu pela superfície de apoio. No entanto, se a pressão de insuflagem não se ajusta ao que a estrutura do pneu exige, para que a carga se reparta sobre toda a superfície do rastro, dão-se distribuições de cargas anômalas, além de produzirem-se outros efeitos que aceleram a deterioração do pneu. Assim, baixa-se a pressão de insuflagem (ou se sobrecarrega o pneu), embora do ponto de vista teórico teria que aumentar a superfície de apoio, o que resulta é que se reduz a pressão no centro do rastro e aumenta nas bordas. A coisa se complica ainda mais quando o pneu, como ocorre nos tratores agrícolas, está dotado de garras de grande tamanho.
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A presença das agarradeiras reduz a superfície efetiva de contato do pneu em solo duro, ao mesmo tempo em que provoca a descontinuidade da banda de rolamento, com a conseguinte influência na distribuição das pressões, produzindo máximos muito acentuados abaixo das garras. No entanto, quando as agarradeiras se cravam completamente no solo, a carga se distribui sobre toda a superfície de contato, e as pressões sobre o terreno se fazem quase uniformes a 10-15 cm abaixo do nível inicial. De outra parte, quando o pneu avança, a parte anterior do mesmo se comprime, enquanto que a posterior se estira. Este fenômeno se encontra menos intenso na roda arrastada e se inverte na roda freada. Além de que na deformação não influi somente a carga sobre o pneu, e sim o torque motor que chega à roda e faz avançar o veículo. E se isso fosse pouco, a ação simultânea das rodas do eixo dianteiro e traseiro nos tratores de dupla tração, provoca fenômenos dinâmicos complexos que obrigam a tratá-los de maneira específica em cada conjunto trator-pneus/implemento para evitar a perda de eficiência em tração. Em consequência, a seleção do pneu apropriado é o ponto de partida. Logo há que mantê-lo à pressão que demanda o tipo de trabalho que se realiza, ajustando-o de maneira precisa ao longo do ano agrícola. Não se pode esquecer que os pneus em veículos de competição se trocam, adaptando-os, em cada momento, ao estado do pavimento. O solo agrícola muda continuamente e muito mais drasticamente que em uma estrada; além de que, se devem resolver todos os problemas que aparecem, e que reduzem a eficiência, utilizando sempre os mesmos pneus.
Critérios para dimensionamento dos pneus Com uma análise detalhada das características essenciais dos tratores que competem num segmento de potência, se pode observar que além de ter motores similares, os pneus também são parecidos. O adequado dimensionamento dos pneus pode ter uma importância decisiva, já que uns pneus “pequenos” impedem a conversão da potência do motor em potência de tração, especialmente em operações lentas que demandam um elevado esforço de tração, embora também atuam como dispositivo de segurança que permite proteger as transmissões quando o motor do trator lhes fornece um torque mais elevado do que estas podem suportar, sobretudo na parte final do percurso do motor às rodas. Tampouco a utilização de pneus muito grandes é uma boa solução, já
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PNEUS AGRÍCOLAS que a superfície de apoio do pneu é uma conseqüência da carga sobre a roda e a pressão de insuflagem, ou o mesmo, a superfície de apoio é menor, já que uma parte da banda de rolamento não toca o solo. A relação que existe entre a força tangencial que chega a cada uma das rodas motrizes com a potência disponível no motor para uma determinada velocidade de deslocamento e a capacidade do solo para resistir o esforço cortante em função da carga vertical que gravita sobre a roda, permite calcular a massa do trator e dimensionar as rodas dos pneus a partir da potência do motor.
Capacidade de carga do pneu A capacidade de carga de um pneu está relacionada com suas dimensões e com a pressão de insuflagem. Na marcação de um pneu, além do que permite conhecer suas dimensões principais, como a largura do pneu e o diâmetro do aro, aparece uma indicação sobre a capacidade de carga, utilizando-se um índice -IC- conhecido como “índice de carga”. Este índice foi padronizado e se estabeleceu a partir das capacidades de carga a partir de acordos de diferentes instituições de normalização mediante degraus (parâmetros) que aumentam com a capacidade de carga. A relação entre a carga que pode suportar o pneu e o índice correspondente se apresenta na Figura 7. Estes valores de capacidade de carga correspondem à roda cheia de ar a uma pressão de referência de 1,6 bar, que é a que se estabeleceu para os pneus de uso agrícola por se entender que é um valor limite para as rodas que irão trabalhar no campo. Também se relaciona com a velocidade máxima admitida, que se to-
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ma geralmente como 40 km/h (marca de velocidade A8). No entanto, ao trabalhar num solo agrícola convém reduzir a pressão de insuflagem, limitando assim a compactação do solo. Mas, uma roda com uma menor pressão de insuflagem que a roda de referência reduz sua capacidade de carga. O pneu escolhido deve dispor de uma capacidade de carga suficiente para suportar a que se deriva da massa do trator e das cargas dinâmicas que aparecem com o trabalho (massas e reações dos implementos). É preciso levar em conta que as cargas máximas de referência, indicadas nos pneus, são muito superiores às que se podem aplicar no solo agrícola, dado que refletem a resistência do pneu a uma elevada pressão de insuflagem, somente admitida quando se circula sobre pavimento. Numa primeira aproximação se podem estabelecer as cargas máximas que receberão as rodas de cada eixo durante a utilização, em função do tipo de trator considerado, como se indica na Tabela 11. A capacidade total de carga do conjunto dos pneus deve ser 30% maior que a de referência do trator, como conseqüência de que durante o trabalho há transferências de carga variáveis que devem suportar os pneus de cada eixo. De outro lado, a massa de referência pode ser obtida juntando lastros em função do tipo de trabalho que se realiza para aproveitar eficientemente a potência disponível (minimizando perdas por rolamento e patinamento).
A massa necessária de um trator para trabalhos de tração em função de sua potência se pode calcular com a seguinte expressão matemática: P = N (CV) x 0.75 x ηt x 270 / (vt x μ x cTR) sendo: P = massa necessária (incluído lastro) em kg. N = potência do motor utilizada (se considera que se utiliza 75% da máxima). ηt = Eficiência na transmissão (90%; equivalente a 10% de perdas). vt = velocidade teórica de deslocamento em km/h (sem descontar patinamento). μ = coeficiente de aderência (tipo de solo: 0,5 a 0,9). cTR = coeficiente de tipo de trator (1,00 em tratores do tipo tração integral e TDA; 0,85 em tratores de tração em 2 rodas). Aplicando esta expressão matemática em diferentes tratores com potências crescentes, as massas de referência necessárias para cada caso aparecem calculadas na Tabela 12. Considera-se que a potência utilizada é 75% da potência máxima disponível no motor. Isto significa que em um trator de tração dupla com 100 CV de potência, os pneus deveriam suportar, em seu conjunto, uma massa de 6.750 kg, que, segundo o indicado na Tabela 12, se aconselha escolher
TABELA 11.-
MASSA EM CADA EIXO EM PERCENTAGEM SOBRE A MASSA DE REFERÊNCIA DO TRATOR (SEM IMPLEMENTOS) Tipo
Simples tração Tração dupla (rodas desiguais) Tração dupla (rodas iguais)
Dianteiras
Traseiras
30% 50% 70%
100% 80% 60%
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TABELA 12.-
MASSA TOTAL NECESSÁRIA NO TRATOR (KG) EM FUNÇÃO DA POTÊNCIA DO MOTOR QUE VAI SER UTILIZADO EM TRABALHOS DE TRAÇÃO, PARA DIFERENTES VELOCIDADES DE TRABALHO SOBRE RESÍDUOS VEGETAIS (μ=0.6) Velocidade Coef._TR Potência (CV) 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
4.5 km/h 2 RM 2+2 RM 0.85 1.00
6.5 km/h 2 RM 2+2 RM 0.85 1.00
8.5 km/h 2 RM 2+2 RM 0.85 1.00
3 971 4 765 5 559 6 353 7 147 7 941
2 749 3 299 3 848 4 398 4 948 5 498 6 048 6 597 7 147 7 697
2 102 2 522 2 943 3 363 3 784 4 204 4 625 5 045 5 465 5 886 6 306 6 727 7 147 7 567 7 988
3 375 4 050 4 725 5 400 6 075 6 750 7 425 8 100 8 775 9 450 10 125 10 800 11 475 12 150 12 825 13 500
2 337 2 804 3 271 3 738 4 206 4 673 5 140 5 608 6 075 6 542 7 010 7 477 7 944 8 412 8 879 9 346
1 787 2 144 2 501 2 859 3 216 3 574 3 931 4 288 4 646 5 003 5 360 5 718 6 075 6 432 6 790 7 147
Notas: - A massa pode ser do próprio trator ou induzida pelos implementos utilizados, mas em ambos casos serve de referência para o dimensionamento dos pneus. - As velocidades utilizadas são teóricas, e não consideram o patinamento.
pneus dianteiros e traseiros com as seguintes capacidades de carga: A partir destes valores se pode escolher o índice de carga do pneu, mas se deve estabelecer previamente as pressões de insuflagem aconselháveis para o trabalho de campo, já que os valores de carga admissível aos que se refere o índice de carga do pneu são para pressões de insuflagem de 160 kPa.
Variação da capacidade de carga com a pressão de insuflagem O projeto de qualquer pneu se realiza de maneira que sua estrutuPneus Dianteiros Traseiros
ra alcance uma forma determinada quando a carga que gravita sobre ele se equilibra com a pressão de insuflagem. Se a carga sobre a roda é reduzida se deve baixar a pressão de insuflagem para que a superfície de apoio se mantenha constante, já que caso contrário se reduz a capacidade de tração do pneu, ao mesmo tempo em que aumenta seu desgaste. Pelo mesmo critério, um aumento da carga resulta possível aumentando a pressão de insuflagem, embora isto possa afetar a resistência do pneu e reduzir sua vida útil, exceto se esta sobrecarga se produza com uma velocidade de deslocamento in-
Total (kg)
Por roda (kg)
6 750 x 50 / 100 = 3 375 6 750 x 80 / 100 = 5 400
3 375 / 2 = 1 688 5 400 / 2 = 2 700
ferior ao código de velocidade do pneu. Isto se aplica à escolha dos pneus do eixo dianteiro quando se utiliza pás frontais, ou máquinas que produzem um efeito similar. Nos catálogos dos fabricantes de pneus em determinadas ocasiões se encontram tabelas que relacionam a pressão de insuflagem com a capacidade de carga do pneu. Em outros casos somente se indica a capacidade de carga máxima (para a velocidade admitida como referência) e a pressão de insuflagem correspondente, assim se deverá calcular a pressão de insuflagem mais apropriada, quando a carga real sobre a roda esteja abaixo da carga de referência. A este respeito, se pode observar (ver Figura 8) que a relação entre a capacidade de carga e a pressão de insuflagem se mantém linear, pelo qual resulta simples o cálculo da pressão de insuflagem, a partir de referência de carga nominal do pneu. Em conseqüência, se partimos de um pneu com uma capacidade de carga de 3.000 kg a 1,6 bar, a capacidade de carga para a pressão de insuflagem de 1,1 bar será: C1.1 = 3.000 x (1.1 + 1.0) / (1.6 + 1.0) = 2.423 kg O que se pode expressar de maneira genérica como: Cpi = Cmax x (pi + 1) / (pmax + 1) Na Tabela 13 se indicam as capacidades de carga de um pneu, por cada 1.000 kg de carga nominal a 1,6 bar de pressão de insuflagem, à medida que se reduz a pressão de insuflagem. Deve ser levado em conta que se a pressão de insuflagem for inferior a um determinado valor, dependente do tipo de pneu e das características do aro utilizado, o pneu ten-
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PNEUS AGRÍCOLAS TABELA 13.-
VARIAÇÃO DA CARGA ADMITIDA EM FUNÇÃO DA PRESSÃO DE INSUFLAGEM
Pressão de insuflagem Carga por cada 1 000 kg
0.5 577
0.6 615
0.7 654
0.8 692
0.9 731
1.0 769
1.1 808
1.2 846
1.3 885
1.4 923
1.5 1.6 962 1 000
Aplicação: um pneu de 3 000 kg de carga admitida a 1,6 bar suportaria 769 x 3 = 2 307 kg quando se enche a 1 bar, sem que mude sua secção, e, portanto, a superfície de apoio do mesmo. FIGURA 8.-
VARIAÇÃO DA CAPACIDADE DE CARGA EM FUNÇÃO DA PRESSÃO DE INSUFLAGEM
Sendo o 270 o fator para relacionar estas magnitudes utilizando as unidades de medida do Sistema Técnico. Se considerarmos como velocidade de referência, para trabalhos agrícolas nos quais a demanda de potência de tração é elevada, a de 6,5 km/h (velocidade real), a potência de tração do trator deverá ser: N [CV] = 3.465 [kg] x 6,5 [km/h] / 270 = 83 CV
Potência no motor de a girar no aro, por isso os fabricantes limitam a pressão mínima de enchimento. Aplicação: um pneu de 3 000 kg de carga admitida a 1,6 bar suportaria 769 x 3 = 2 307 kg quando se enche a 1 bar, sem que mude sua secção, e, portanto, a superfície de apoio do mesmo.
Aplicação para tratores de tração dianteira auxiliar (TDA) Estima-se que um trator de tração dupla com rodas desiguais (tipo TDA) deve dispor de uns pneus com uma capacidade de carga igual a 130% da massa necessária para poder converter uma determinada porcentagem da potência de seu motor em potência de tração, para as velocidades de trabalho habituais das operações agrícolas. Desta massa total, 80% deveria estar sobre as rodas do eixo traseiro e 50% sobre as do eixo dianteiro.
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Em conseqüência, contando com duas rodas traseiras de 3.000 kg de capacidade de carga nominal, que se convertem em 2.310 kg a uma pressão de insuflagem de 1,0 bar, a massa do trator que poderia ser montada sobre estas rodas no eixo traseiro poderia ser: 2.310 x 2 / 0,8 = 5.775 kg
Potência de tração Supondo que se lastrou o trator até conseguir esta massa, mediante contrapesos ou mediante as forças que os implementos podem transferir durante o trabalho, a força de tração que pode proporcionar o trator num solo agrícola com 0,6 de coeficiente de aderência (ao tratar-se de um trator de dupla tração) será: 5.775 x 0,6 = 3.465 kg Dado que potência de tração é igual à força pela velocidade real de deslocamento, a potência de tração será: N [CV] = 3465 [kg] x velocidade [km/] / 270
Para que um trator com os pneus indicados, lastrado de acordo com as possibilidades dos mesmos e trabalhando nas condições anteriormente fixadas, possa desenvolver esta potência líquida em tração, necessita una potência de motor um pouco maior. Supondo que se trabalhe num solo de palha, com um patinamento entre 9 e 12%, a eficiência em tração, considerada como a relação entre a potência de tração e a potência do motor pode ser de 73%, de maneira que, para o exemplo do parágrafo anterior, com uma potência de tração de 83 CV se necessitaria, pelo menos, 83/0,73 = 114 potência de motor. No entanto, não é conveniente que o motor do trator trabalhe de maneira contínua à sua potência máxima, por isto convém aumentar o valor calculado de maneira que seja 7580% da potência máxima disponível. Desta maneira se aproveita a investimento realizado, ao mesmo tempo em que se mantém baixo o con-
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TABELA 14.-
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MASSA DO TRATOR E POTÊNCIA MÍNIMA DE SEU MOTOR EM FUNÇÃO DAS DIMENSÕES DE SEUS PNEUS TRASEIROS (RADIAIS SÉRIE NORMAL)
Hipótese: Pressão de insuflagem de 1,0 bar/ coeficiente redutor 0,77 • Carga de referência sobre o eixo traseiro: 0,8 da massa do trator • Coeficiente de aderência: 0,6 • Velocidade real: 6,5 km/h • Eficiência em tração: 0,73 (patinamento (9-12%)
Raio Índice 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 Raio Índice 600 625 650 675 700 725 750 775 800 825 850 875 900 925 950
Aro R24 R26 R28 R30
IC 1.6 bar 126 127 128 129
R38
133
14.9 (378 mm) Roda Massa Pot._Tr Pot_min Aro [kg] [kg] [CV] [CV] 1 700 3 273 47 65 1 750 3 369 49 67 R24 1 800 3 465 50 69 R26 1 850 3 561 51 70 R28 R30 2 060
3 966
57
18.4 (467 mm) Roda Massa Pot._Tr Pot_min [kg] [kg] [CV] [CV]
IC 1.6 bar
R24 R26 R28 R30
139 140 141 142
2 430 2 550 2 575 2 650
4 678 4 909 4 957 5 101
68 71 72 74
93 97 98 101
R34
144
2 800
5 390
78
107
R38
146
3 000
5 775
83
114
R42
148
3 150
6 064
88
120
Com pneus radiais de série normal A partir da informação disponível no manual de pneus de ERTRO (European Tyre and Rim Technical Organisation) foram selecionados pneus radiais de série normal com raio índice entre 600 e 925 mm, o que se corresponde com circunferências de rolamento teóricas (para efeitos de cálculo da velocidade máxima de
134 135 136 137
2 120 2 180 2 240 2 300
4 081 4 197 4 312 4 428
59 61 62 64
81 83 85 88
R34
139
2 430
4 678
68
93
R38 R42
141 143
2 575 2 745
4 957 5 284
72 76
98 105
Aro
IC 1.6 bar
R34
151
3 450
6 641
96
131
R38 R42
153 155
3 650 3 875
7 026 7 459
101 108
139 148
78
Aro
sumo de combustível. Em conseqüência, estes pneus seriam apropriados para um trator entre 140 e 150 CV de potência no motor.
16.9 (429 mm) IC Roda Massa Pot._Tr Pot_min 1.6 bar [kg] [kg] [CV] [CV]
deslocamento) entre 3.770 e 5.812 mm. Foram analisados de maneira separada, agrupando-os pela secção do pneu, de maneira que o índice de carga correspondente (manual ERTRO com pressão de insuflagem de 1,6 bar) irá aumentando a medida que aumenta o diâmetro do aro. Aplicando a metodologia anteriormente desenvolvida se chega a calcular a massa adequada para o trator (em trabalhos de tração que demandam elevada potência a velocidade real de 6,5 km/h) que está equipado com pneus traseiros, e os va-
20.8 (528 mm) Roda Massa Pot._Tr Pot_min [kg] [kg] [CV] [CV]
lores de potência de tração e potência mínima do motor que atenda esta possibilidade. Na Tabela 14 são apresentados os valores calculados, que se representam graficamente na Figura 9, para as diferentes secções de pneu e com cada dimensão de aro em polegadas, segundo aparece na marca do pneu radial de série normal. Os valores de potência mínima indicados necessitam ser aumentados, como já se indicou, incrementando-os em 20-25%, mas nada mais, se queremos aproveitar adequadamente a potência que foi compra-
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da, mantendo um baixo consumo de combustível. Por outro lado, convém revisar a marca dos pneus dianteiros, de maneira que o índice de carga correspondente admita pelo menos 50% da massa de referência calculada para o trator. Neles pode-se admitir uma pressão de insuflagem de 1,6 bar, de maneira que não seria necessário aplicar um fator de correção. O modelo de cálculo utilizado, que aparece na Tabela 6 permite chegar a uma recomendação de tipo prático: dividindo por 36 a capacidade de carga nominal de um pneu traseiro para um trator de dupla tração com tração dianteira auxiliar (TDA), se conhece a potência de tração que poderia desenvolver o trator que as usa, sobre a base de trabalho a 1,0 bar de pressão de insuflagem e com o adequado equilíbrio do lastro. Para isso, a potência que se aconselha no motor se pode calcular dividindo a capacidade de carga por 21. Isto significa dispor um motor que supere em 20% a potência mínima necessária para trabalhar nas condições estabelecidas.
FIGURA 9.-
PNEUS AGRÍCOLAS
Com pneus radiais de série métrica Cada vez é mais freqüente que o mercado dos pneus se comporte de uma forma diferente, mudando o primeiro termo (largura do pneu em polegadas) por duas cifras, a primeira das quais é a largura do pneu em milímetros e a segunda a relação entre a altura e a largura do perfil. Assim, uma marca 600/65R38 indicaria que se trata de um pneu de construção radial, com 600 mm de largura do pneu e uma relação altura largura igual a 0,65 (de 65%), para um aro de 38 polegadas de diâmetro.
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MASSA DO TRATOR E POTÊNCIA MÍNIMA EM SEU MOTOR PARA DIFERENTES PNEUS
Esta marca, que coexiste com a marca em polegadas, utiliza como larguras de referência valores de centenas (400, 500…) e também outros com intervalos menores, como 420, 440, 480…, em relações de perfil entre 50 e 95, embora as séries que incluem mais modelos são as de perfil 65, 70 e 85. Esta última inclui os modelos que mais se aproximam em dimensão aos de marca tradicional, já que estas mantém una relação de perfil similar. É freqüente relacionar os pneus com marca métrica com a ‘baixa pressão’. Isto pode considerar-se como válido em alguns casos, já que se trata de modelos com uma grande largura de pneu, mas a pressão de insuflagem é a que marca a pressão sobre o solo, ao mesmo tempo em que se reduz a capacidade de carga; o valor mínimo de pressão de insuflagem que se pode utilizar depende do fabricante considerado, sendo habituais as pressões entre 0,5 e 0,7 bar. Em todos os casos a capacidade de carga de referência corresponde a 1,6 bar de pressão de insuflagem (embora em alguns casos se utiliza como referência a de 1,2 bar). Em conseqüência, se consideramos que se vá utilizar pneus trasei-
ros a uma pressão de 1,0 bar, durante o trabalho tudo o foi indicado
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para os pneus com marcação em polegadas é válido para os de marca métrica. Se o desejado é trabalhar a 0,8 bar, a massa do trator se reduz em 10% com respeito à calculada com pressão de insuflagem de 1,0 bar, e por isso a potência de tração a 6,5 km/h de velocidade real de deslocamento seria menor. O valor da potência máxima de tração a 6,5 km/h neste caso é possível calcular dividindo por 40 a capacidade de carga nominal do pneu, e a potência do motor dividindo este mesmo valor por 23 (ao invés de utilizar os valores de 36 e 21, anteriormente indicados).
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O lógico, se o que se quer é trabalhar com pneus calibrados a baixa pressão, sobre um trator com uma potência determinada e calculada a partir de pneus convencionais, seria fazer contrário, ou seja, baseados em um pneu com marca normal de 3.000 kg de capacidade de carga (IC=146), se obterá, quando se enche a 1,0 bar, uma potência de tração de 3.000/36 = 83 CV, com uma potência de motor recomendada de 3.000/21=143 CV. Equipa-se um pneu para trabalhar a 0,8 bar de pressão de insuflagem de sua capacidade de carga (a 1,6 bar) deveria ser de 143 x 23 = 3.290 kg, ou seja IC igual a 149 – 150.
Nos dois casos os pneus escolhidos devem ter o mesmo raio índice para que não modifiquem a velocidade máxima de deslocamento, melhor dizendo, estarem incluídos no mesmo grupo RCI (classificação dos pneus por suas circunferências de rolamento para efeitos de compatibilidade das rodas dianteiras e traseiras em tratores de tração dupla).
Conclusões A potência em trabalhos de tração que dará um trator de maneira eficiente pode ser calculada, de maneira bastante aproximada, dividindo por 36 a capacidade de carga nominal (a 1,6 bar) dos pneus colocados nas rodas traseiras. Nestas condições, a potência do motor que se exige é calculada dividindo por 21 este mesmo valor de capacidade de carga dos pneus traseiros. Assim fica disponível no motor de uma reserva de potência de 20% com relação à mínima necessária com uma adequada eficiência de tração. A massa do trator em trabalhos de tração, com 6,5 km/h de velocidade real, deve ser igual à capacidade de carga do pneu traseiro multiplicada por 1,925. Assim, relação peso potência do trator será: 1,925 x 21 = 40 kg/CV. Nestas condições o patinamento se manterá entre 9 e 12%. Se estiver disponível um motor de mais potência da que se deduz aplicando esta metodologia, não se poderá utilizar para transformá-la em potência de tração, com os pneus disponíveis, de maneira eficiente a baixa velocidade (6,5 km/h). Poderia-se fazê-lo trabalhando mais depressa, se isto é possível (menor esforço de tração) utilizando a tomada de potência.❏
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