Tema 4 embragues
el conjunto d grupos mecánicos q tienen la misión d transmitir el giro del motor a las ruedas son:
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embrague,caja d cambios, ejes d transmisión, grupo reductor, conjunto del diferencial, palieres y bujes
Tipos d embrague –
1 d fricción (monodisco, bidisco, multidisco), 2 – centrífugos, 3- electromagnéticos, 4- hidráulicos.
1-embrague d fricción funcionamiento:
su función viene dada x la necesidad d acoplar y desacoplar el giro del motor a las ruedas , o para permitir q el motor permanezca en marcha cuando el vehiculo esta detenido 1 embrague acoplado- cuando el embrague no esta pisado, el par motor suministrado x el motor se transmite a la caja d cambios. 2- embrague desacoplado- embrague pisado en este paso se interrumpe la transmisión del par motor en los coches las ruedas giran libres o están detenidas y el motor puede continuar girando sin transmitir este par d giro a las ruedas. En las posiciones intermedias se restablece progresivamente el par motor mediante la fricción.
Constitución del embrague d fricción :
cigüeñal, volante d inercia, disco d embrague, plato d presión, muelle o diferencial, eje primario, cojinete d empuje, cubierta o tapa, anillos d apollo, tornillos y anillos
Disco d embrague-
su misión es transmitir al eje primario del cambio el movimiento q recibe del volante para ello este dispone d 1s forros d fricción q son los q generan la fuerza d transmisión mediante el rozamiento. Esta situado entre el volante d inercia y el plato d presión.
Partes disco d embrague –
1- forros ( material orgánico d metal/fibra tegida, kevlar, materiales carboceramicos, materiales metálicos sintetiza2, hibri2 (orgánicos una cara y segmentos d material d kevlar , carbono o cerámicos en la otra) , 2- disco d arrastre, 3-muelles torsionales, 4- buje, 5- contradisco, 6- pernos d fijación, 7- remaches.
Collarín-
es el dispositivo q se encarga d presionar el diagragma del embrague. Se denomina tb como cojinete axial o cojinete d desembrague. Cuando el conductor pisa el embrague este produce un desplazamiento q presiona el diafragma d la maza.
Embragues con volante bimasa:
este tipo d volante filtra las oscilaciones torsionales con su sistema integrado d resortes d amortiguación y las absorbe casi x completo, en su interior del volante tiene un sistema d amortiguación d muelles q separa la masa d inercia primaria con la secundaria, la masa primaria esta acoplada al motor y la secundaria en el lado d la transmisión.
ventajas ( aunmento confort d la marcha, absorción d las vibraciones,- rui2, ahorro d combustible, precisión en los cambios, – desgaste, protección en sobrecargas).
encambio en los embragues convencionales estas oscilaciones se transmiten a la transmisión cuando esta en relenti.
Embragues bidisco:
tiene 2 discos d fricción y se suele poner cuando la potencia y el par a transmitir son muy eleva2 existen varios sistemas d embrague vidisco (bidisco en seco, bidisco en seco para cajas d cambios automáticas, bidisco con mando separado para vehículos agrícolas.
Embrague multidisco:
este embrague está fabricado en función del tipo d motor a transmitir, ya q su tamaño y número d discos puede variar según la condición requerida.
está diseñado sobre una carcasa cilíndrica (tambor) unida al cigüeñal o al volante y ranurada longitudinalmente en su interior. En su interior hay un paquete d discos, 1s con dentado exterior q engranan en las ranuras del tambor y otros intercala2 con los anteriores con dentado interior q engranan con el eje del cambio mediante el buje. El conjunto está presionado cuando está en reposo x una serie d muelles helicoidales, con lo q la carcasa y el buje giran solidarios. La progresión del par transmitido entre disco y disco hasta q todo vuelve a ser solidario es muy progresiva.
el conjunto está sumergido en aceite q además del efecto lubricante, absorbe el calentamiento originado x el rozamiento y transmite + suavidad d transmisión, son muy comunes en motocicletas
øembragues multidisco en baño d aceite para cajas d cambio automáticas
el sistema dsg equipa 2 embragues gemelos en baño d aceite, con control hidráulico d presión. 1 d ellos conecta las marchas impares, + la marcha atrás y el otro las relaciones d cambio pares, se trata d un sistema el cual mientras una d las marchas esta engranada y activada, ya está preparada la siguiente marcha, aunque no activada, llegado el momento, se desactivara una d las marchas para activas la siguiente. Con esta estructura dispone d 2 cajas d cambio paralelas. Su ventaja principal es la d no tener una interrupción entre marcha y marcha. Este embrague presenta las siguientes ventajas con respecto al convertidor d par:
-menor peso
-dimensiones compactas
-adaptación del inicio d las marchas según las condiciones d conducción
-función d protección contra la sobrecarga o uso indebido
uni2 al volante d inercia giran solidarios los siguientes componentes del embrague doble:
-el buje d entrada y el disco d arrastre
-los portadiscos exteriores, tanto del embrague exterior k1 como el interior k2 (corresponden a los 2 embregues), los cuales a su vez arrastran los discos metálicos correspondientes
-el buje principal, donde los conductos d distribución d aceite hacia los embragues
el flujo d transmisión del par motor se transmite del cigüeñal al volante d inercia bimasa y d este al embrague doble. La transmisión del cambio se realiza mediante arboles primarios huecos inserta2 1s dentro del otro y corresponden cada 1 d ellos a los embragues k1 para el interior y k2 para el exterior. Dependiendo d cuál d ellos este activado transmitirá la fuerza a 1 d los árboles. En el interior d ambos ejes se encuentra la bomba q acciona el aceite al sistema hidráulico.
el sistema mecatronic controla y regula la presión y el flujo d aceite d refrigeración d los embragues, asimismo autoadapta las posiciones d los embragues, las posiciones d los actuadores d cambio al estar engranada una marcha y regula la presión principal. La presión d aceite regula la activación d un embrague u otro, básicamente cuando tengamos presión en 1 d los embragues, significara q este está activado, ya q este ejer100do presión sobre los platos y discos d embrague, cuando esta presión cesa, se libera el espacio entre discos y giran libremente x lo q el embrague se ha desactivado
4.2.6 embrague autoajustable
este tipo d embragues tienen la función d alargar la vida útil del disco d embrague en hasta un 50% tan solo con 1s sistemas mecánicos q modifican notablemente la relación entre el par máximo del giro del motor q ha d transmitir y la máxima fuerza q se va a aplicar sobre el pedal. Este tipo d compensación puede ser mecánico o utilizar un sensor d fuerza, los 2 mediante un 2º diafragma y un anillo d ajuste entre el diafragma y la carcasa del plato. El 2º diafragma consta d 1s sistemas d cuñas q conforme se acelera el desgaste del disco d embrague, aumenta d forma proporcional la acción del diafragma principal, lo q hace q con – esfuerzo y recorrido siga teniendo un acople efectivo hasta el final d su vida útil, q coincide con el final d carrera d la cuña del 2º diafragma para evitar averías innecesarias
4.3 sistema d accionamiento
es el encargado d desplazar el collarín para presionar el diafragma d la maza del embrague. Este accionamiento puede ser manual o automático
4.3.1 accionamiento mecánico x varillaje
la fuerza q se ejerce sobre el pedal se transmite hasta la palanca d desembrague mediante varillas la presión q se ejerce sobre el pedal en relación al accionado es entre 3 y 4 a 1
4.3.2 accionamiento mecánico x cable
en este caso se sustituye las varillas x un cable tipo bowden (usado para la transmisión mecánica del movimiento x tracción. Cable flexible, camisa flexible) entre el pedal y la palanca q desplaza el collarín. En posición d reposo con el pedal suelto tenemos un recorrido libre d embrague q puede ajustarse para tener siempre un accionamiento del embrague a la hora d accionar el pedal.
cuando se pisa el pedal d embrague, produce el movimiento del cable q provoca el desplazamiento d la palanca d desembrague y a su vez el collarín contra el diafragma. Al soltar el pedal todo vuelve a su posición inicial gracias a un muelle d retorno y la presión d recuperación del diafragma.
pueden establecerse 2 sistemas diferentes: el d empuje con recorrido libre, q es el descrito anteriormente, y el apoyo constante del cojinete d empuje q suprime todo el recorrido libre d desembrague. Este último absorbe d manera automática el juego d acoplamiento con cables autoajustables (ajuste cónico con tope) o pedales dota2 d sectores denta2 (trinquetes) q a media q el disco d embrague se desgasta el recorrido del cable se acorta para q sea efectivo el proceso
4.3.3 accionamiento hidráulico
este sistema actúa sobre un embolo emisor (bomba) q desplaza el fluido hidráulico a través d una tubería enviándolo al cilindro receptor (bombín) q desplazara su embolo y a su vez provoca el deslizamiento del cojinete d empuje mediante un sistema d palancas. Con este sistema se consigue una desmultiplicación + adecuada a la presión q se ejerce sobre el pedal. El fluido utilizado es el mismo q el del sistema d frenos y en alg1s casos utiliza el mismo deposito. En ocasiones el cilindro receptor es el propio cojinete d embrague
4.3.4 accionamiento automático del embrague
estos sistemas no precisan d pedal d embrague. Cuando el conductor desea cambiar d velocidad, una unidad d control recibe la información d un sensor situado en la palanca d cambios y d una serie d sensores q interpretan las intenciones del conductor, en esta situación, la unidad d control envía una señal eléctrica a un elemento actuador q empuja el collarín contra el diafragma d la maza realizando el embragado. Para controlar el embragado se utiliza un potenciómetro q envía señal d posición d embrague a la unidad d control. El objetivo es conseguir una respuesta rápida durante el cambio d marchas y agilizar el proceso.
otros sistemas como el ekm d luk utilizan como base un embrague autoajustable junto con estrategias d control inteligentes como la d seguimiento d par q hace posible la utilización d un motor eléctrico para la operación del desembrague. Puesto q el pequeño motor genera poco calor es posible agrupar el actuador y su unidad d control.
el sistema está en desuso ya q produce muchas pérdidas d potencia en vehículos con poca potencia en relación a su peso o en industriales
4.4 embrague centrifugo
este tipo d embrague realiza las operaciones d embrague y desembrague d forma automática. Consta d 1s contrapesos q, cuando el motor alcanza unas revoluciones determinadas, la fuerza centrífuga los empuja hacia la periferia ha100do q las palancas q van unidas a ellos basculen y hagan presión sobre el tambor d embrague. Consiguién2e el embragado. Cuando las revoluciones caen, los contrapesos ocupan su posición d reposo gracias a la acción d 1s muelles consiguiendo el desembragado del motor la acción d embragado es proporcional al régimen d giro del motor. Este sistema es utilizado en motocicletas.
4.5 embrague electromagnético
este sistema aprovecha las carácterísticas d los campos magnéticos para su funcionamiento
está formado x un elemento conductor (corona d acero) fijado al volante d inercia en cuyo interior se encuentra un polvo metálico y un elemento conducido ensamblado (rotor) sobre el primario d la caja d cambios con una bobina alimentada eléctricamente a través d unas escobillas q originan el campo magnético.
los q realiza este sistema es aglomerar mediante una carga eléctrica el polvo metálico q se encuentra en la cámara hermética y produce la conexión necesaria para producir la inducción al rotor, cuando esto ocurre se produce el embragado, ya q este polvo se aglomera progresivamente para evitar acoplamientos muy bruscos. El eje primario d la caja d cambios y el rotor están uni2 mediante un estriado x lo q la inducción progresiva del rotor es la única forma d suavizar el proceso.
la unidad d control alimenta a la bobina con una corriente d intensidad variable para transmitir el movimiento del motor a la caja d cambios. La magnitud d esta corriente la determina en función d la información q recibe d los siguientes sensores:
-revoluciones del motor
-velocidad del vehículo
-posición del pedal del acelerador
-posición d la palanca selectora d velocidades
4.6 embrague hidráulico
se utiliza en vehículos con caja d cambios automática y funciona como un embrague automático. Este tipo d embrague utiliza la fuerza centrífuga del aceite no newtoniano (al agitarlo endurece, es + viscoso) para transmitir la energía desde el motor a la caja d cambios.
el embrague hidráulico está construido x una bomba solidaria al volante d inercia y una turbina solidaria al primario d la caja d cambios. Todo el conjunto va cerrado y bañado en aceite. La bomba al girar proyecta el aceite paralelamente al eje d las aletas d la turbina, q tiende a girar debido a la energía cinética d las partículas d aceite proyectadas produce en ella un par d fuerzas. El aceite es devuelto d las aletas d la turbina hacia la bomba centrifuga lo q provoca una turbulencia, pero con pérdidas q le evitan tener una asociación 1:1 conocido como resbalamiento. Esto provoca un aumento d la temperatura del aceite a altas cargas, x lo q se le hace pasar x un radiador o un intercambiador d aceite
4.7 convertidor hidráulico d par
el principio d funcionamiento del convertidor d par es similar al hidráulico con ligeras diferencias:
-incorpora un tercer elemento situado entre la bomba y la turbina denominado estátor o reactor. El objetivo es modificar las carácterísticas d trabajo entre la bomba y la turbina en la zona d trabajo con deslizamiento + grande
-el par q entra al embrague y se aplica a la bomba, para el caso del embrague hidráulico siempre será ligeramente menor en la turbina d salida (x efecto deslizamiento), mientras q, en el convertidor d par resulta aumentado, y puede dar un par d salida en la turbina mayor, dependiendo d la velocidad d giro
-los alabes d estos elementos tienen un diseño helicoidal, para mejorar el torbellino tórico q se establece en dichos componentes
tiene varias funciones principales:
-proporcionar una transmisión suave del par motor a la caja d cambios, permitiendo detener el vehículo sin q se cale el motor
-multiplicar el par transmitido desde el motor
-proporcionar un accionamiento directo del motor a la transmisión (mediante el uso del embrague anulador)
la bomba se encuentra acoplada al primario d la caja d cambios y la turbina al volante motor. El reactor tiene un sistema d rueda libre y solo tiene un sentido. Al girar la bomba proyecta el aceite sobre la turbina provocando movimiento, el aceite q sale d la turbina tropieza con los alabes del reactor q tiene una curvatura opuesta a la d la turbina y bomba. Este flujo d aceite intenta empujar al reactor en un giro d sentido contrario al d la bomba y la turbina, pero como el reactor está fijado x el mecanismo d rueda libre, el flujo se frena y el empuje se realiza a través del aceite sobre la bomba. D esta forma cuanta + diferencia exista entre el giro d la bomba y la turbina, mayor será el par en la turbina, llegando a ser hasta 3 veces superior. Al aumentar las r.P.M la bomba disminuye la diferencia y la desviación d la corriente del aceite. El suministro d aceite se realiza mediante una bomba d alimentación.
4.7.1 embrague anulador
para poder aumentar el poder d multiplicación d fuerza en el sistema d convertidor d par existe un sistema q al igualarse la velocidad entre bomba y turbina acopla un disco d embrague q acopla directamente el motor con el árbol primario d la caja d cambios.
alg1s tipos d embragues anuladores disponen d amortiguadores d torsión integra2 para reducir las oscilaciones torsionales cuando esta acoplado el embrague anulador. El embrague cierra d forma regulada x la unidad d control. En su funcionamiento se distinguen los siguientes esta2 operativos:
-abierto, cerrado, en modo de regulación