Variación de la fuerza radial

La variación de fuerza radial o variación de fuerza de rodadura ^{[ 1 ]} (RFV) es una propiedad del neumático que afecta la dirección , la tracción , el frenado y la capacidad de carga. Valores altos de RFV para un neumático determinado reflejan un alto nivel de variaciones de fabricación en la estructura del neumático, lo que provoca perturbaciones en la conducción del vehículo en la dirección vertical. La RFV se mide según los procesos especificados por ASTM International en la norma ASTM F1806 – Práctica estándar para pruebas de neumáticos.

El fenómeno RFV se explica mejor con un ejemplo. Imaginemos un neumático perfectamente uniforme montado sobre una rueda perfectamente redonda , sometido a una fuerza constante contra una rueda de prueba también perfectamente redonda. Al girar la rueda, el neumático también gira, y la carcasa del neumático sufre repetidas deformaciones y recuperaciones al entrar y salir de la zona de contacto. Si medimos la fuerza radial entre el neumático y la rueda, observaremos que no hay variación al girar el neumático. Si ahora probamos un neumático de producción típico, veremos que la fuerza radial varía al girar el neumático. Esta variación se debe a dos mecanismos principales: la variación en el espesor del neumático y la variación en sus propiedades elastoméricas .

Consideremos un buen neumático con una fuerza de rotación de 6 libras (27 N) . Este neumático ejerce una fuerza de 6 libras hacia arriba en el vehículo con cada rotación. La frecuencia de esta fuerza aumenta en proporción directa a la velocidad de rotación. Los fabricantes de neumáticos los someten a pruebas en el punto de fabricación para verificar que la fuerza de rotación se encuentre dentro de los límites de calidad permitidos. Los neumáticos que superan estos límites pueden desecharse o venderse en mercados que no exigen una calidad tan estricta. 

El RFV se suele explicar modelando el neumático como un anillo compuesto por resortes de compresión cortos . A medida que el neumático gira, un elemento del resorte entra en contacto con la carretera y se comprime. ^{[ 2 ]} Al salir de la zona de contacto, el resorte recupera su longitud original. En la práctica, estos resortes presentan ligeras diferencias en su longitud y constante elástica. Estas variaciones dan lugar al RFV.

Los neumáticos son estructuras compuestas complejas formadas por muchos componentes diferentes que se ensamblan en un tambor y se curan en un molde. Como resultado, existen muchas condiciones que dan lugar a variaciones en la longitud del resorte. Estas incluyen variaciones en: el espesor y la simetría de la extrusión de la banda de rodadura, el empalme de la banda de rodadura, los empalmes de las capas de la carrocería, el empalme del revestimiento interior, la simetría del talón, la simetría del borde superior, la alineación del tambor de fabricación, la alineación del anillo de transferencia, el asentamiento del talón en la prensa de curado, la alineación y el control de la vejiga de conformación, la excentricidad del molde y la alineación del molde. Todos estos factores pueden dar lugar a variaciones en la distribución y el espesor del material, que se modelan como longitud del resorte. Los distintos componentes del neumático también están hechos de diferentes materiales, cada uno de los cuales presenta variaciones en sus propiedades elásticas. Estas variaciones están influenciadas por las propiedades viscoelásticas del caucho , la dispersión y uniformidad de la mezcla y el historial de calor de curado, entre otros factores.

La RFV es una forma de onda compleja . Se expresa mediante varios métodos estándar, como el de pico a pico, el primer armónico, el segundo armónico y los armónicos de orden superior. En las pruebas de RFV en producción, estos valores se reportan tanto en magnitud como en ángulo.