domingo, 28 de abril de 2013

SISTEMA DE TRANSMISIÓN EN VEHÍCULOS AUTOMÓVILES (PARTE II)

Hola a todos

En el anterior artículo ya os presenté las generalidades del sistema de transmisión de vehículos, el cual es el encargado de transmitir a las ruedas la potencia generada por el motor. Hoy vamos a ver cada elemento del sistema de transmisión y a estudiar sus particularidades.
Bien, vamos a empezar saliendo desde el motor hasta llegar a las ruedas y veremos que hace cada elemento con la potencia y el par transmitido. Y comenzamos con uno de los elementos más nombrados y conocidos, me estoy refiriendo al embrague:


Nombrando de izquierda a derecha de la imagen, tenemos la carcasa con el diafragma en el interior y la maza de empuje detrás. Cojinetes de accionamiento axiales y a la derecha el disco de embrague con los muelles antivibración. Bien, pero os adelanto que el embrague gira solidario a otro elemento importante en los motores de combustión, el volante de inercia:

Es un elemento el cual no expliqué en anteriores artículos, pero que vais a entender muy fácilmente su función. El volante de inercia debe su nombre al principio físico que lo hace funcionar, la inercia. Esta es la propiedad que tienen todos los cuerpos de permanecer en reposo mientras no se aplique fuerza alguna, o la resistencia de estos a variar su estado de reposo o movimiento. Este elemento es el encargado de hacer que todo el trabajo que se genera en la carrera de explosión del motor, se almacene en forma de energía cinética para utilizarla en las siguientes 3 carreras restantes (admisión, compresión y escape) gracias a su inercia. ¿Por qué necesitamos hacerlo así? Porque sino el funcionamiento del motor sería muy irregular, con variaciones de velocidad de giro (rpm) enormes según la carrera de cada cilindro. Es un método para equilibrar el funcionamiento del motor, haciéndolo más suave y regular.
Bien, ya explicado esto volvemos al embrague, el cual conecta el volante de inercia con la transmisión (el volante va conectado al cigüeñal a su vez). Embragues hay de muchos tipos pero vamos a comenzar por el que os he presentado al principio del artículo, el embrague de fricción o centrífugo, el cual transmite la potencia y el par motor a la transmisión por rozamiento entre discos (en realidad es uno sólo pero con dos caras para igualar velocidades de ejes de giro). Hay dos tipos fundamentales de embragues de fricción, veamos:

Es un tipo más antigüo de embrague de fricción, de muelles. En este caso el empuje del plato de presión cuando no pisamos el pedal de embrague se realizaba mediante muelles colocados simétricamente, que ejercían la fuerza necesaria para mantener unidos el disco de fricción y el volante de inercia.


Este sistema es el conocido como embrague accionado por diafragma, y es el sistema más usado en la actualidad. Aquí se sustituyen por un diafragma los muelles que hemos visto anteriormente y se realiza una presión mucho más uniforme, haciendo que el desgaste del disco de fricción sea mucho más regular.
El accionamiento del embrague de fricción se realiza de forma similar en los dos casos, veamos el esquema de funcionamiento:



Pues aquí veis las dos posiciones posibles que encontraremos en un embrague de fricción, la posición embragada es aquella en que el embrague está conectado al volante y en la cual no tenemos pisado el pedal de embrague, y en esta posición hay transmisión de potencia hacia las ruedas. Es muy importante recordar esto porque a veces se confunde las dos posiciones. La posición desembragada es aquella en la que pisamos el pedal de embrague para que se accione la maza de empuje y se desacople el disco de fricción. En este momento el motor queda desconectado de la transmisión y no transmitimos potencia.
Ahora vamos a ver los componentes principales importantes más pormenorizadamente:
  • Disco de embrague:


Este es el disco de fricción, el cual es un disco de acero al cual le superponemos capas de material de fricción (en sus dos caras) como fibras de latón (compuestos orgánicos), kevlar, carbocerámicos e incluso para competición de resistencia metal sinterizado. Dependiendo del uso y potencia del vehículo se escoge uno u otro material, o se hacen una mezcla de dos o más (aunque esto último no está comprobado que mejoren las prestaciones de cada uno por separado).  Como veis el material de fricción se superpone en forma de corona circular y sujeto mediante remaches. El contacto sólo se realiza en estas superficies de ambas caras del disco.
En la foto observareis además que el disco de fricción va unido a un cubo que contiene unos muelles, los cuales son los encargados de que la transmisión del esfuerzo torsor (par motor) se realice sin vibraciones y de la manera más suave posible.
  • Plato de presión 
 
Es un disco de acero, como el de la imagen, que va montado entre la carcasa del embrague centrífugo y el disco de fricción. Su función es acoplar el sistema al volante de inercia, y se coloca entre la carcasa y el disco de fricción, de manera que por una cara está en contacto con los muelles o el diafragma y por la otra cara con el disco de fricción. Habitualmente se le llama maza de embrague o de empuje.
  • Carcasa de embrague
 


Como su propio nombre indica, es la pieza que sirve de cubierta del mecanismo de embrague. Esta pieza se atornilla al volante de inercia, y contiene los elementos empujadores tales como muelles o diafragma (depende del sistema). En la foto se observa que el mecanismo es moderno, por medio de diafragma (recordad, reparto más uniforme de la presión).
  • Cojinete de embrague

En la foto observamos varios cojinetes, pero todos tienen en común que son cojinetes o rodamientos de empuje axial (en este caso su movimiento es de deslizamiento en la dirección del eje de trnasmisión). También se le denomina collarín de embrague y es el contacto entre el pedal de embrague y el mecanismo de embrague propiamente dicho. Por un lado está conectado al mecanismo del pedal de embrague a través de la horquilla y en su otra cara está permanentemente en contacto con los muelles de embrague o el diafragma. Sólo cuando el conductor acciona el pedal de embrague, este cojinete se desliza de manera que tira del mecanismo de embrague para desacoplar el sistema (desembragar). Veamos un despiece del mecanismo de embrague:


Es repetir lo anteriormente comentado, pero para que veais como se montaria el conjunto y de paso aprendemos vocabulario en inglés. En la imagen observamos los distintos componentes del embrague de diafragma que son el volante de inercia conectado al cigüeñal (flywheel connected to engine crank), el disco de fricción (clutch plates) con sus muelles antivibración (clutch anti-shock springs), el plato de presión (pressure plate), el diafragma (diaphragm springs), los pivotes del diafragma (springs pivots), el collarín de embrague o cojinete (throw-out bearing), la carcasa del embrague (clutch cover) y el eje primario de la caja de cambios (layshaft into gearbox).
En fin, por hoy ya está bien y hemos visto el mecanismo de embrague centrífugo y sus elementos. Recordaros que este es el mecanismo más extendido en la actualidad, aunque ahora se está empezando a sustituir por otros tipos más eficientes y eficaces que veremos en próximos artículos. 
Bien, me despido de vosotros no sin antes deciros que muchas gracias por las más de 40000 visitas que lleva este humilde rinconcito del saber automovilístico. Hasta pronto.

A continuación, la bibliografía consultada:

- http://8000vueltas.com/2008/07/17/sistema-de-embrague-de-friccion-parte-1
- http://html.rincondelvago.com/el-embrague.html
- http://www.mecanicavirtual.com.ar/p/todo-sobre-motores.html
- http://es.wikipedia.org/wiki/Volante_de_inercia

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