TRANSMISION
EL EMBRAGUE
El embrague es el sistema encargado de transmitir o interrumpir el movimiento del
motor a través del cigüeñal a la caja de velocidades.
El accionamiento se realiza mediante un pedal por el propio conductor desde el
interior del vehículo, en su puesto de conducción. Cuando el pedal está sin pisar, el
movimiento de giro se transmite íntegramente y decimos que está embragado; cuando
es accionado totalmente, el desacople es completo y decimos entonces que está
desembragado.
Las características que ha de reunir el sistema de embrague son:
Resistencia
mecánica: para transmitir todo el par motor a las ruedas.
Resistencia
térmica: para poder absorber el calor generado por la fricción.
Progresividad
y elasticidad: para que su movimiento se transmita sin brusquedad ni
tirones.
Adherencia:
para que no pueda patinar y pierda fuerza de transmisión.
Rapidez
de maniobra: que permita embragar y desembragar con facilidad.
Existen diferentes tipos de embragues, el más utilizado es el de fricción, aunque
podemos encontrar automóviles que incorporen sistemas electromagnéticos o
hidráulicos.
EL EMBRAGUE DE FRICCIÓN
El conjunto de embrague está formado por tres subconjuntos. El conjunto (A) tenemos
el plato de presión formado por un plato fijo solidario al volante motor y uno móvil que
comprime el disco de embrague. El disco está unido mediente un estriado al árbol
de entrada de la caja de velocidades(B). La compresión del disco es asegurada por
medio de muelles helicoidales o un resorte único en forma de diafragma. El
accionamiento (C) se realiza mediante el desplazamiento de un cojinete bajo la
acción de una horquilla sobre las patillas de mando o en su caso diafragma, dejando
libre el disco de embrague de la acción del plato de presión. Esta acción de
desembrague provoca un esfuerzo axial sobre el cigüeñal, razón por la cual es
aconsejable no estar mucho tiempo en esta posición para no provocar un
sobreesfuerezo en los cojinetes axiales del cigüeñal.
Al soltar el pedal del embrague, se va trasmitiendo el par motor a través del disco al
árbol de transmisión.
El par de transmisión depende:
del
coeficiente de rozamiento
de
la presión de contacto
de
la superficie de contacto
del
diámetro del disco.
EL EMBRAGUE DE DIAFRAGMA
Este tipo de embrague utiliza en sustitución de los muelles y las patillas de
desembrague un diafragma de acero en forma de disco cónico, con unas hendiduras
radiales. Sus características de presión dependerán esencialmente de:
su
espesor
su
conicidad
la
longitud de su parte activa
El embrague de diafragma permite obtener mayores ventajas respecto al de muelles:
ocupa
menor espacio
reparte
mejor la presión
necesita
menor esfuerzo de maniobra
en el pedal
mejora
el equilibrado
permitir
aumentar el número de revoluciones
al eliminar los muelles y no estar sometidos
a fuerzas centrífugas.
Disposición de cada uno de los componentes que integran el conjunto de este tipo de
embrague. El diafragma unido a la periferia de la maza del embrague y fijado
mediante remaches, por varios puntos de su circunferencia, a la carcasa. El disco de
embrague permanece presionado al volante, que indica la posición de reposo.
Cuando se procede a desembragar, el cojinete de empuje se desplaza por la acción
de la horquilla de la palanca de mando que irá presionando al diafragma hasta liberar
de la presión al disco.
EL CAMBIO DE VELOCIDADES CONCEPTOS PREVIOS
PAR MOTOR Y POTENCIA
El valor del par en los motores alternativos esta determinado por el valor de la fuerza
de expansión de los gases, multiplicado por la distancia entre el eje de la biela y el del
cigüeñal.
El valor del par motor depende, pues, de la fuerza expansiva de la combustión,
independientemente del número de revoluciones, si bien al disponer de un mayor par,
también se podrá realizar un mayor trabajo por unidad de tiempo. El producto del par
por el número de revoluciones representa la potencia.
Por tanto, para aumentar la potencia es preciso aumentar o bien el par o la velocidad
de rotación del motor. Es también factible mantener la potencia aumentando el valor
del par y disminuyendo las revoluciones; esto se consigue a través del cambio de
velocidades.
El par máximo se alcanza a un determinado régimen del motor, a partir del cual su
valor disminuye, como consecuencia de disminuir el rendimiento volumétrico, y al
aumentar las pérdidas por rozamiento, lo que determina el rendimiento mecánico.
A partir del par máximo, el valor de éste disminuye a pesar de aumentar el número de
revoluciones, pero el valor de la potencia aumenta hasta un determinado valor a partir
del cual disminuye.
Para que se aproveche al máximo el rendimiento del motor, es preciso que su giro se
realice entre los valores comprendidos de par máximo y potencia máxima.
ELASTICIDAD DEL MOTOR
Un motor es elástico cuando su par aumenta al disminuir el régimen de rotación, ya
que al encontrar el motor una resistencia, su velocidad disminuye y a la vez aumenta
su par. Por ello, es preciso que la relación entre par máximo y potencia máxima sea lo
más amplia posible, así, un motor elástico requiere un número de velocidades menor.
VELOCIDAD DE RÉGIMEN
Se denomina así al régimen de giro del motor comprendido entre el máximo par y la
máxima potencia, franja en la cual el rendimiento del motor se aprovecha al máximo.
Cuando el vehículo sube una cuesta su velocidad tiende a disminuir, si disminuye su
velocidad también lo hace la potencia desarrollada por el motor, con lo que el vehículo
tiende a pararse. Debe disponerse pues de un mecanismo que permita girar al motor
a la velocidad de régimen, sin que ello signifique necesariamente un aumento de
velocidad del vehículo, ya que lo que se pretende es aprovechar al máximo la energía
desarrollada por el motor. Disponemos para ello del cambio de velocidades.
MISIÓN DE LA CAJA DE CAMBIOS DE VELOCIDADES
La caja de cambios es el elemento de transmisión que se interpone entre el motor y el
resto de los elementos de transmisión en un vehículo para modificar el número de
revoluciones en las ruedas, e invertir el sentido de giro cuando lo requieran las
necesidades de circulación.
Como el par motor y las revoluciones de éste se transmiten a las ruedas originando en
ellas una fuerza de impulsión, capaz de vencer la resistencia del vehículo al
movimiento, la potencia transmitida en todo momento deberá ser igual al par
resistente en las ruedas y la velocidad de éstas.
Si no se dispusiera de la caja de velocidades, el número de revoluciones del motor se
transmitiría íntegramente a las ruedas, con lo que el par desarrollado por el motor
debería ser igual al par resistente en las ruedas. Así pues, tanto habría que aumentar
la potencia del motor, en cualquier circunstancia de marcha, como lo hiciera el par
resistente, contando para ello con un motor de una potencia tal, que fuera capaz de
absorber los diferentes regímenes de carga que se originarán.
Como no se dispone de motores que cubran la anterior circunstancia, se dispone en
los vehículos de las cajas de cambios de velocidades, con el fin de obtener el par
motor necesario en las diferentes condiciones de marcha, aumentando el par de
salida en detrimento del número de revoluciones en las ruedas.
Con las cajas de velocidades se logra mantener, dentro de unas condiciones
favorables, la potencia desarrollada por el motor. Actúan, pues, como transformador
de velocidad y convertidor mecánico de par, amén de inversor de giro.
RELACIÓN DE TRANSMISIÓN
El par desarrollado por el motor es inversamente proporcional al número de
revoluciones de éste, asimismo, el par resistente de las ruedas lo es al número de
revoluciones de éstas.
Por tanto, el número de revoluciones del motor partido por el número de revoluciones
en las ruedas, será la desmultiplicación que ha de aplicarse en la caja de cambios
para obtener el par necesario en las ruedas, que está en función del diámetro o el
número de dientes de los elementos engranados entre sí.
Las distintas relaciones de desmultiplicación que han de acoplarse en una caja de
cambios, se establecen en función del par máximo transmitido por el motor y el
número máximo de revoluciones del motor. Con ello se determina una franja que
comprende el par máximo que se transmite a las ruedas y la velocidad máxima a que
puedan girar.
EL DIFERENCIAL
EL GRUPO DIFERENCIAL
El grupo diferencial está formado básicamente de dos sistemas: un grupo cónico y
una caja diferencial. El grupo cónico es el encargado de reducir, transmitir y convertir
el movimiento que recibe de la caja de cambios. El diferencial tiene como misión
adoptar un giro independiente a las ruedas, según el recorrido que efectúe cada una
de ellas.
EL GRUPO CÓNICO
El grupo cónico está formado por el conjunto piñón y corona que se encarga de
realizar las funciones de reducción de la velocidad y de transmisión entre ejes. En el
caso de los vehículos con motor longitudinal el piñón de ataque y la corona son
cónicos, en el caso de los transversales son cilíndricos.
El piñón de ataque recibe el movimiento de la caja de cambios, y lo transmite a la
corona, dispuesta en posición trasversal para transmitir el movimiento a las ruedas.
La reducción de la velocidad, se consigue al disponer el piñón de un menor número
de dientes que la corona, con lo que también se consigue por ello un aumento del par.
La relación de desmultiplicación está comprendida entre 3:1 y 6:1, que dependerá del
tamaño de las ruedas y de la potencia del motor.
Los grupos cónicos más utilizados son los de engranajes helicoidales, y de
engranajes hipoides.
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