SISTEMA DE DIRECCION

SISTEMA DE DIRECCION

El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tienen la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.
Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las ruedas (a estas ruedas se las llama "directrices"), el vehículo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casos simples (coches antiguos), o de servomecanismo de asistencia (en los vehículos actuales).

Características que deben reunir todo sistema dirección
 

Siendo la dirección uno de los órganos mas importantes en el vehículo junto con el sistema de frenos, ya que de estos elementos depende la seguridad de las personas; debe reunir una serie de cualidades que proporcionan al conductor, la seguridad y comodidad necesaria en la conducción. Estas cualidades son las siguientes:

• Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado.
• Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase.
  La dureza en la conducción hace que ésta sea desagradable, a veces difícil y siempre fatigosa. Puede producirse por colocar unos neumáticos inadecuados o mal inflados, por un "avance" o "salida" exagerados, por carga excesiva sobre las ruedas directrices y por estar el eje o el chasis deformado.
• Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. La falta de precisión puede ser debida a las siguientes causas:
  - Por excesivo juego en los órganos de dirección.
  - Por alabeo de las ruedas, que implica una modificación periódica en las cotas de reglaje y que no debe de exceder de 2 a 3 mm.
  - Por un desgaste desigual en los neumáticos (falso redondeo), que hace ascender a la mangueta en cada vuelta, modificando por tanto las cotas de reglaje.
  - El desequilibrio de las ruedas, que es el principal causante del shimmy, consiste en una serie de movimientos oscilatorios de las ruedas alrededor de su eje, que se transmite a la dirección, produciendo reacciones de vibración en el volante.
  - Por la presión inadecuada en los neumáticos, que modifica las cotas de reglaje y que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehículo se desvíe a un lado.
• Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del terreno, no deben se transmitidas al volante. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que debe ser relativamente pequeña.

Como las trayectorias a recorrer por la ruedas directrices son distintas en una curva (la rueda exterior ha de recorrer un camino mas largo por ser mayor su radio de giro, como se ve en la figura inferior), la orientación que debe darse a cada una distinta también (la exterior debe abrirse mas), y para que ambas sigan la trayectoria deseada, debe cumplirse la condición de que todas las ruedas del vehículo, en cualquier momento de su orientación, sigan trayectorias curvas de un mismo centro O (concéntricas), situado en la prolongación del eje de las ruedas traseras. Para conseguirlo se disponen los brazos de acoplamiento A y B que mandan la orientación de las ruedas, de manera que en la posición en linea recta, sus prolongaciones se corten en el centro C del puente trasero o muy cerca de este.

Esta solución no es totalmente exacta, sino que existe un cierto error en las trayectorias seguidas por las ruedas si se disponen de la manera reseñada. En la practica se alteran ligeramente las dimensiones y ángulos formados por los brazos de acoplamiento, para conseguir trayectorias lo más exactas posibles. La elasticidad de los neumáticos corrige automáticamente las pequeñas variaciones de trayectoria.
Las ruedas traseras siguen la trayectoria curva, como ya se vio, gracias al diferencial (cuando el vehículo tiene tracción trasera), que permite dar a la exterior mayor numero de vueltas que a la interior; pero como estas ruedas no son orientables y para seguir su trayectoria debe abrirse más la rueda exterior, resulta de ello un cierto resbalamiento en curva, imposible de corregir, que origina una ligera perdida de adherencia, más acusada si el piso está mojado, caso en el que puede producirse el derrape en curvas cerradas tomadas a gran velocidad.

Un tipo de dirección es el que utiliza una barra de acoplamiento dividida en tres partes (1, 2, 3, en la figura inferior).
El engranaje (S) hace mover transversalmente el brazo (R) que manda el acoplamiento, a su vez apoyado por la palanca oscilante (O) en la articulación (F) sobre el bastidor.

Para transformar el giro del volante de la dirección en el movimiento a un lado u otro del brazo de mando, se emplea el mecanismo contenido en la caja de la dirección, que al mismo tiempo efectúa una desmultiplicación del giro recibido, para permitir al conductor orientar las ruedas con un pequeño esfuerzo realizado en el volante de la dirección. Se llama relación de desmultiplicación, la que existe entre los ángulos de giro del volante y los obtenidos en la orientación de las ruedas. Si en una vuelta completa del volante de la dirección (360º) se consigue una orientación de 20º en las ruedas, se dice que la desmutiplicación es de 360:20 o, lo que es igual 18:1. El valor de esta orientación varia entre 12:1 y 24:1, dependiendo este valor del peso del vehículo que carga sobre las ruedas directrices.

Existen varios tipos de mecanismos de la dirección, están los de tornillo sin fin y los de cremallera.

Mecanismos de dirección de tornillo sinfín

 
Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.

SISTEMA DE ENCENDIDO

SISTEMA DE ENCENDIDO

El encendido del motor es un sistema de producción y distribución, en el caso de más de un cilindro, de la chispa de alta tensión necesaria en la bujía para producir el encendido provocado en los motores de gasolina (ciclo Otto) ya sean de 2 o de 4 tiempos (2T y 4T)

Constitución

El sistema consta en esencia de:

• Bobina de encendido inductiva (s) de alta tensión, con circuito primario y secundario
• Dispositivo de interrupción del primario en sincronismo con el ciclo del/los cilindro/s
• Dispositivo de conexión y de distribución de la corriente de alta tensión del secundario a la(s)
• Bujía (s)

Funcionamiento

• Bobina: es un transformador inductivo con núcleo de hierro y dos devanados, uno de pocas espiras alimentado con el voltaje de batería (12V) desde el contacto o primario, y otro paralelo con 1000 veces más espiras, llamado secundario, genera en el devanado secundario una corriente de alta tensión, en este caso 12000 V, cuando se interrumpe bruscamente el circuito de primario.
• Dispositivo de interrupción del primario: antiguamente mecánico, los llamados "platinos" o ruptor, ha sido paulatinamente sustituido por dispositivos electrónicos, esencialmente transistores de potencia con sincronización electrónica mediante sensores en partes móviles del motor.

• Dispositivo de distribución de la corriente de alta a las bujías : se hacía antiguamente de forma mecánica mediante el Distribuidor, hoy día se hace de forma estática, ya que se agrupan las bujías por parejas en los cilindros cuyos pistones trabajan paralelos, es decir con un desfase de 360º en sus ciclos, y últimamente incluso acoplando una bobina por bujía, distribuyéndose únicamente la función de corte del primario desde la unidad electrónica de control o de mando (calculador de la gestión motor)
• En la(s) bujía s se produce entre sus electrodos, dentro de la cámara de combustión, un arco de plasma de unos 2 ms de duración, que enciende la mezcla previamente comprimida, generando un aumento de presión considerable el cual se aprovecha en la carrera útil de trabajo del pistón.

SISTEMA DE SUSPENSIÓN

SISTEMA DE SUSPENSION

La suspensión en un automóvil, camión o motocicleta, es el conjunto de elementos que absorben las irregularidades del terreno por el que se circula para aumentar la comodidad y el control del vehículo. El sistema de suspensión actúa entre el chasis y las ruedas, las cuales reciben de forma directa las irregularidades de la superficie transitada.

Tipos de suspensión 

En la actualidad las suspensiones que se emplean en los automóviles de turismo son muy variadas, si bien todas están basadas en unos pocos sistemas diferenciados. .

En primer lugar se diferencian las suspensiones en las que ambas ruedas de un eje están unidas por medios elásticos, de tal manera que el movimiento de una se transmite a la otra, de las suspensiones en las que, por el contrario, ambas ruedas cuentan con elementos de suspensión que no están unidos dinámicamente. Estas últimas se denominan "independientes".
 
Eje delantero 

En casi todos los turismos el eje delantero es independiente, desde hace ya bastantes años ya que permite un contacto mejor de las ruedas con el suelo al girar. La suspensión más utilizada en el eje delantero es la de tipo MacPherson y sus variantes más modernas basadas en ella. Asimismo en los vehículos de categorías superiores se emplea la suspensión de doble trapecio, más costosa de construcción y con más ventajas de cara a la estabilidad; antiguamente era la única que se conocía.

Sin embargo, en el eje trasero las soluciones son mucho más variadas debido a que las ruedas suelen tener una dirección fija, por lo que no hay necesidad de que puedan rotar, además de que hoy día son mayoría los vehículos de turismo en los que tampoco soportan la transmisión. En esos casos se utilizan habitualmente soluciones más sencillas y baratas, sobre todo en los coches de gama más baja, en las que la suspensión en las ruedas traseras no es independiente. Estos tipos de suspensión, en principio, no tienen tan buen comportamiento como las independientes, pero su buen compromiso entre coste y comportamiento hace que sean ampliamente utilizadas. Las soluciones empleadas en los ejes delantero y trasero suelen ser diferentes debido, principalmente, a que sólo las ruedas delanteras tienen direccionalidad. También depende de si la transmisión se realiza a las ruedas delanteras, traseras o a las cuatro ruedas. 
 
Eje trasero 
La ausencia de direccionalidad en las ruedas traseras, además de que normalmente tampoco intervienen en la transmisión, hace que las soluciones empleadas en el eje trasero puedan ser más sencillas que las del delantero. 

Los primeros automóviles tenían transmisión a las ruedas traseras, y el eje consistía en una unión rígida entre ambas ruedas. Habitualmente se empleaban ballestas para amortiguar el movimiento del eje, un sistema sencillo y robusto que actualmente se usa en los vehículos industriales y todo terreno por su robustez, capacidad de soportar peso y gran recorrido entre topes.

Con la llegada de la tracción delantera las soluciones para el eje trasero se simplificaron. La solución más sencilla y evidente es mantener un eje rígido pero sin soportar la suspensión. A partir de ahí se desarrollaron las suspensiones semi-independientes. Este tipo de suspensión se denomina "de ruedas tiradas", porque las ruedas cuelgan del soporte del eje, presentando una suspensión por muelle y el amortiguador. En algunos casos el muelle no es el típico helicoidal o espiral, sino por barras de torsión, sistema aún más sencillo y económico, que además deja mucho espacio de carga libre por ejemplo Renault 4 y sus derivados posteriores (Renault 5, Renault 6). Este tipo de amortiguación, con diferentes variaciones, todavía se utiliza en gran medida en los vehículos que se venden actualmente debido a su difícil tarea.

En los vehículos modernos de gama media-alta se montan suspensiones totalmente independientes. Una de las soluciones más sencillas de las de este tipo, muy utilizada todavía en la actualidad, aunque con pequeñas variaciones según el diseño, es la de tipo MacPherson. Este tipo de suspensión es mucho más efectiva que las anteriormente mencionadas porque el movimiento de una rueda no afecta a las demás. Sin embargo, la suspensión MacPherson tiene el inconveniente de que no mantiene exactamente la geometría en todo el momento porque describe un movimiento ligeramente circular.

Componentes de la suspensión 

El sistema de suspensión esta compuesto por un elemento flexible (muelle o resorte, barra de torsión, muelle de goma, gas o aire) y un elemento de amortiguación (amortiguador), el cual debe neutralizar las oscilaciones de la masa suspendida ocasionadas por el elemento flexible al adaptarse a las irregularidades del terreno. 

Elementos de suspensiones simples: 

-Muelle o ballesta. 

-Resorte. 

-Barras de torsión. 

Estos elementos, tienen excelentes propiedades elásticas pero poca capacidad de absorción de energía mecánica, por lo que no pueden ser montados solos en la suspensión; necesitan de un elemento que frene las oscilaciones producidas en su deformación. Debido a esto, los resortes se montan siempre con un amortiguador de doble efecto que frene tanto su compresión como expansión.



-Ballestas: Las ballestas están constituidas por un conjunto de hojas o láminas de acero especial para muelles, unidas mediante unas abrazaderas que permiten el deslizamiento entre las hojas cuando éstas se deforman por el peso que soportan. La hoja superior, llamada hoja maestra, va curvada en sus extremos formando unos ojos en los que se montan unos casquillos de bronce para su acoplamiento al soporte del bastidor por medio de unos pernos o bulones. 

  -Resortes:   Estos elementos mecánicos se utilizan en sustitución de las ballestas, pues tienen la ventaja de conseguir una elasticidad blanda debido al gran recorrido del resorte ocupando poco espacio y peso. 

    Consisten en un enrollamiento helicoidal de acero elástico formado con hilo de diámetro variable; este diámetro varía en función de la carga que tienen que soportar; las últimas espiras son planas para facilitar el asiento del resorte sobre sus bases de apoyo.

  Barras estabilizadoras:   Cuando un vehículo toma una curva, por la acción de la fuerza centrífuga se carga el peso del coche sobre las ruedas exteriores, con lo cual la carrocería tiende a inclinarse hacia ese lado con peligro de vuelco y la molestia para sus ocupantes.

    Para evitar estos inconvenientes se montan sobre los ejes delantero y trasero las barras estabilizadoras, que consisten esencialmente en una barra de acero elástico cuyos extremos se fijan a los soportes de suspensión de las ruedas; de esta forma, al tomar una curva, como una de las ruedas tiende a bajar y la otra a subir, se crea un par de torsión en la barra que absorbe el esfuerzo y se opone a que esto ocurra, e impide, que la carrocería se incline a un lado manteniéndola estable.   El mismo efecto se produce cuando una de las ruedas encuentra un bache u obstáculo, creando al bajar o subir la rueda, un par de torsión en la barra que hace que la carrocería se mantenga en posición horizontal.   En caso de circular en línea recta y en condiciones normales la acción de la barra es nula.

Rótulas:   Es un elemento de unión y fijación de la suspensión y de la dirección, que permite su giro manteniendo la geometría de las ruedas.   La fijación de las rótulas se realiza mediante tornillos o roscados exteriores o interiores.

    Su sustitución debe realizarse si existe algún daño como por ejemplo, si esta deformada a causa de algún golpe o cuando existen holguras.

   Mangueta y buje:   La mangueta es una pieza fabricada con acero o aleaciones que une el buje de la rueda y la rueda a los elementos de la suspensión; tirantes, trapecios, amortiguador, etc.   La mangueta se diseña teniendo en cuenta las características geométricas del vehículo.   En el interior del buje se montan los rodamientos o cojinetes que garantizan el giro de la rueda.

   Trapecios o brazos de suspensión:   Son brazos articulados fabricados en fundición o en chapa de acero embutida que soportan al vehículo.   Unen la mangueta y su buje mediante elementos elásticos (silentblocks) y elementos de guiado (rótulas) al vehículo soportando los esfuerzos generados por este.

SISTEMA DE TRANSMISIÓN

SISTEMA DE TRANSMISION

El sistema de transmision es el conjunto de elementos que tiene la misión de hacer llegar el giro del motor hasta las ruedas motrices.
Con este sistema también se consigue variar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas. Esta relación se varía en función de las circunstancias del momento (carga transportada y el trazado de la calzada). Según como intervenga la relación de transmisión, el eje de salida de la caja de velocidades (eje secundario), puede girar a las mismas revoluciones, a más o a menos que el cigüeñal.
El cigüeñal es una de las partes básicas del motor de un coche. A través de él se puede convertir el movimiento lineal de los émbolos en uno rotativo, lo que supone algo muy importante para desarrollar la tracción final a base de ruedas, además de recibir todos los impulsos irregulares que proporcionan los pistones, para después convertirlos en un giro uqe ya es regular y equilibrado, unificando toda la energía macanica uqe se acumulan en cada una de las combustiones.
Si el árbol de transmisión gira más despacio que el cigüeñal, diremos que se ha producido una desmultiplicación o reducción y en caso contrario una multiplicación o súper-marcha.

TIPOS DE TRANSMISIÓN

-Motor delantero y tracción
 
Sus ruedas delanteras son motrices y directrices y no posee árbol de transmisión. Este sistema es muy empleado en turismos de pequeña y mediana potencia.




-Motor delantero y propulsión
 
Las ruedas motrices son las traseras, y dispone de árbol de transmisión. Su disposición es algo más compleja, utilizándose en camiones y turismos de grandes potencias.





- Motor trasero y propulsión
 
Sus ruedas motrices son las traseras y tampoco posee árbol de transmisión. Este sistema apenas se emplea en la actualidad por problemas de refrigeración del motor

-Propulsión doble
 
Utilizado en camiones de gran tonelaje, donde la mayor parte del peso está soportado por las ruedas traseras y mejor repartido.Este sistema consiste en colocar dos puentes traseros y motrices evitando así colocar un solo grupo cónico de grandes dimensiones. De esta manera el esfuerzo a transmitir por cada grupo cónico se reduce a la mitad, reduciéndose las dimensiones sobre todo las del par-cónico.

-Transmisión total
 
Los dos ejes del vehículo son motrices. Los dos puentes o ejes motrices llevan un diferencial cada uno. Con esta transmisión pueden, a voluntad del conductor, enviar el movimiento a los dos puentes o solamente al trasero. Este sistema se monta frecuentemente en vehículos todo terreno y en camiones de grandes tonelajes sobre todo los que se dedican a la construcción y obras públicas.






ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TRANSMISION

Para describir los elementos de transmisión, consideramos un vehículo con motor delantero y propulsión ya que en este el montaje emplea todos los elementos del sistema de transmisión:

-Embrague: Tiene la misión de acoplar y desacoplar, a voluntad del conductor, el giro del motor de la caja de cambios. Debe transmitir el movimiento de una forma suave y progresiva, sin que se produzcan tirones que puedan producir roturas en algunos elementos del sistema de transmisión.Se encuentra situado entre el volante de inercia (volante motor) y la caja de velocidades. Dentro de la gran variedad de embragues existentes, caben destacar los siguientes:

-Embragues de fricción.
-Embragues hidráulicos.
-Embragues electromagnéticos.
-Embrague de fricción monodisco de muelles
-Embrague de disco

-Caja de velocidades: es la encargada de aumentar, mantener o disminuir la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas, en función de las necesidades, con la finalidad de aprovechar al máximo la potencia del motor.

• Función de la caja de velocidades:
La misión de la caja de cambios es convertir el par motor. Es, pues, un convertidor o transformador de par.Un vehículo avanza cuando vence una serie de fuerzas que se oponen a su movimiento, y que constituyen el par resistente.El par motor y el resistente son opuestos.La función de la caja de cambios consiste en variar el par motor entre el motor y las ruedas, según la importancia del par resistente, con la particularidad de poder intervenir en todo momento y conseguir el desplazamiento del vehículo en las mejores condiciones.

• Tipos de caja de cambio de velocidades

-Cajas de cambios manuales
Son las utilizadas en la mayoría de los automóviles de serie, por su sencillez y economía. Es accionado manualmente mediante una palanca de cambio. Podemos considerar tres partes fundamentales en su constitución:
-Caja o cárter: donde van montadas las combinaciones de ejes y engranajes. Lleva aceite altamente viscoso.
-Tren de engranajes: conjunto de ejes y piñones para la transmisión del movimiento.
-Mando del cambio: mecanismo que sirve para seleccionar la marcha adecuada.Estudiamos tres tipos de cajas de cambio manuales:

-Caja manual de toma variable desplazable: 
 Actualmente las cajas de velocidades de toma variable apenas se usan, pues han sido desplazadas por las de toma constante, que presentan los engranajes tallados con dientes helicoidales, permitiendo que los piñones del eje primario o intermediario y secundario estén siempre en contacto.Las de toma variable, al ser los dientes rectos, tienen más desgaste y producen más ruido.La palanca tiene tantas posiciones como velocidades, más la de punto muerto.

-Caja de cambios manual de toma constante normal silenciosa: Es éste un montaje que nos permite la utilización de piñones helicoidales.Los piñones helicoidales se caracterizan por la imposibilidad de ser engranados estando en movimiento. Es preciso, por tanto, que estén en toma constante.Al existir distintas relaciones de engranajes es necesario que los piñones del árbol secundario giren libres sobre dicho árbol.Al ser una necesidad el girar libres los piñones en el árbol secundario , para realizar la transmisión es preciso fijar el piñón correspondiente con el árbol secundario.

-Caja de cambios manuales de toma constante simplificada sincronizadas: Muy empleada en la actualidad, ya que hay gran cantidad de vehículos de tracción delantera. Las tracciones delanteras se emplean por su sencillez mecánica y su economía de elementos (no tienen árbol de transmisión).El secundario de la caja de cambios va directamente al grupo cónico diferencial y, además, carece de eje intermediario por la que el movimiento se transmite del primario al secundario mediante sincronizadores . En el eje secundario va montado el piñón de ataque del grupo cónico . Se suelen fabricar con una marcha multiplicadora de las revoluciones del motor (superdirecta), que resulta muy económica.


-Caja de velocidades de cambio automático
 
Con el fin de hacer más cómodo y sencillo el manejo del automóvil, despreocupando al conductor del manejo de la palanca de cambios y del embrague y para no tener que elegir la marcha adecuada a cada situación, se idearon los cambios de velocidades automáticos, mediante los cuales las velocidades se van cambiando sin la intervención del conductor. Estos cambios se efectúan en función de la velocidad del motor, de la velocidad del vehículo y de la posición del acelerador.El cambio está precedido de un embrague hidráulico o convertidor de par.Aunque carece de pedal de embrague, sí tiene palanca de cambios, o más bien palanca selectora de velocidad, que puede situarse en distintas posiciones .

-Árbol de transmisión: transmite el movimiento de la caja de velocidades al conjunto par cónico-diferencial. Está constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por uno de los extremos al secundario de la caja de cambios, y por el otro al piñón del grupo cónico.

-Mecanismo par-cónico diferencial: mantiene constante la suma de las velocidades que llevan las ruedas motrices antes de tomar la curva. Desmultiplica constantemente las vueltas del árbol de transmisión en las ruedas motrices y convierte el giro longitudinal de éste, en giro transversal en las ruedas.

-Función:
 
El puente trasero, con su grupo de piñón y corona (par cónico) , constituye la transmisión final y su misión es conseguir que la transmisión del movimiento que viene desde el motor, pasando por el embrague, caja de cambios y árbol de transmisión , cambie en ángulo recto para transmitir la fuerza motriz a las ruedas. Es decir, que transforma la fuerza motriz que llega del árbol de transmisión en sentido longitudinal, en transversal en los palieres. Existen varias formas de engranaje que permiten transmitir el esfuerzo de un eje a otro en ángulo recto y sin pérdida apreciable de potencia.

ÁRBOL DE TRANSMISIÓN

ARBOL DE TRANSMISION

En los vehículos con motor delantero y tracción trasera es el órgano que transmite el movimiento del cambio al diferencial o del motor al cambio en el caso de que la caja de cambio esté colocada en la parte posterior. En los vehículos de tracción delantera y en los de motor trasero, el árbol de transmisión no existe y sus funciones son desarrolladas por el árbol secundario del cambio.
La unión entre el diferencial y las ruedas, ya sea con tracción delantera o trasera, se realiza por medio de dos semiejes denominados palieres.
El árbol de transmisión gira con un número de vueltas siempre más elevado que el de las ruedas (de tres a cinco veces), pero es más lento que el cigüeñal en I, II y III marchas; en IV y en directa es cuando el número de vueltas es igual al del cigüeñal (esta condición se produce siempre y cuando el cambio esté acoplado al diferencial); con la IV o la V sobremultiplicada el árbol de transmisión gira en un número de vueltas mayor que el correspondiente al cigüeñal.
Por consiguiente, el árbol siempre deberá estar perfectamente equilibrado, para evitar vibraciones y ruidos, ha de ser capaz de transmitir el par motor y a la vez ligero, para reducir la inercia, así como las solicitaciones derivadas de las aceleraciones y de las sacudidas. A tal fin, el árbol se construye con tubo laminado y soldado eléctricamente. Cuando las dimensiones del tubo son capaces de impedir que se produzcan vibraciones por flexión, son también más que suficientes para transmitir el par motor. El árbol puede estar formado por una sola pieza o bien por dos según la longitud y posición del cambio respecto al diferencial.
En los extremos del tubo o de los tubos se encuentran las horquillas de fijación de la cruceta a las juntas cardánicas o las bridas de unión a las juntas elásticas, o bien un simple perno estriado para el acoplamiento con un manguito, que permite pequeños movimientos axiles.
Los automóviles veloces o con distancia entre ejes bastante larga tienen casi siempre el árbol construido en dos piezas: esta solución, además de reducir el peso de las masas oscilantes, es indispensable para impedir que se produzcan vibraciones por flexión peligrosas, y evitan los árboles de una sola pieza, que requerirían un diámetro demasiado grande. El soporte intermedio del árbol va anclado a la carrocería por medio de un sistema elástico. Tiempo atrás, sobre el árbol de transmisión iba colocado un freno que actuaba a la vez sobre los frenos de las ruedas, mientras que a finales de 1955 era común el freno de mano de cinta, que actuaba siempre sobre el árbol de transmisión. Hoy, las disposiciones legales no permiten la adopción del freno de mano sobre la transmisión.
En algunos vehículos con cambio acoplado al diferencial y motor delantero han sido introducidos los árboles de transmisión de barras de torsión hasta el grado de poder soportar elevados regímenes sin vibraciones.
En este caso la unión se realiza sin la interposición de juntas elásticas.
Los inconvenientes que se pueden presentar en el árbol de transmisión obedecen en general a ruido y vibraciones. Al formarse juegos en los manguitos estriados, en las juntas car-dánicas o en las flexibles, la falta de lubricación en los cojinetes de agujas o en las juntas deslizantes crea condiciones de funcionamiento peligrosas para la integridad del árbol mismo. En la actualidad, con la introducción de juntas y articulaciones for Ufe (permanentes), o sea autolubricantes, estos inconvenientes han sido casi totalmente eliminados.

EMBRAGUE

EMBRAGUE

El embrague es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par motor desde el motor hacia las ruedas.

Funcionamiento 

Está constituido por un conjunto de piezas situadas entre el motor y los dispositivos de transmisión, y asegura un número de funciones:
En posición acoplado (o "embragado") transmite el par motor suministrado por el motor . En un automóvil, cuando el embrague gira, el motor está vinculado a la transmisión.
En posición desacoplado (o "desembragado") se interrumpe la transmisión. En un automóvil, las ruedas giran libres o están detenidas, y el motor puede continuar girando sin transmitir este par de giro a las ruedas.
En las posiciones intermedias restablece progresivamente la transmisión de par, mediante rozamiento o fricción.

Si consideramos la ecuación que define la potencia de un motor:
Potencia = Par x RPM = 2 · π · F · D · n, en la que
D = radio de la muñequilla del cigüeñal
F = fuerza media de la biela sobre la muñequilla
n = revoluciones por minuto del motor

Según la cual, en la transmisión de fuerza mediante giro (la definición misma de momento de fuerza o par) toda disminución de la velocidad de giro (RPM) implica un aumento de par en la misma proporción. Esta es la razón de ser de las desmultiplicaciones de la caja de cambio y del grupo, reducir la velocidad de giro para ganar par. Disco de embrague. 

Por tanto una disminución a la mitad del régimen del primario con respecto al del motor, implica un aumento al doble del par transmitido al primario, conservándose el producto, o sea la potencia, sin tener cuenta las pérdidas por calor debidas al rozamiento.

Esto se entiende fácilmente si se imagina intentando subir una cuesta muy pronunciada, hasta el punto de hacer "patinar" el embrague durante un período prolongado: de esta manera se obtiene el par que el motor no puede dar, mediante reducción de su régimen al entrar la fuerza al cambio.

Asimismo, permite moderar los choques mecánicos evitando, por ejemplo, que el motor se detenga o que los componentes de los sistemas se rompan por la brusquedad que se produce entre la inercia de un componente que se encuentra en reposo y la potencia instantánea transmitida por el otro.



UBICACIÓN DEL EMBRAGUE 

El embrague se sitúa entre el volante motor y la caja de cambios y es accionado por un pedal que maneja el conductor con su pie izquierdo (menos en los automáticos que el pedal se suprime). Con el pedal suelto el giro del motor se transmite directamente a las ruedas, es decir, el motor está embragado. Y cuando el conductor pisa el pedal de embrague el giro del motor no se transmite a las ruedas, y se dice que el motor está desembragado. 


MECANISMO DE EMBRAGUE 

El acoplamiento del disco de embrague contra el volante de inercia del motor se realiza por medio de un conjunto de piezas que recibe el nombre de mecanismo de embrague. De este conjunto forma parte el plato de presión (plato opresor), que es un disco de acero en forma de corona circular, que se acopla al disco de embrague por la cara opuesta al volante motor. Por su cara externa se une a la carcasa con interposición de muelles helicoidales que ejercen la presión sobre el plato para aplicarlo fuertemente contra el disco.

La carcasa de embrague constituye la cubierta del mismo, y en ella se alojan los muelles y las patillas de accionamiento, a través de los cuales se realiza la unión con la carcasa y el plato de presión. Dicha carcasa se une al volante motor por medio de tornillos.

Los muelles realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de embrague entre el volante motor y la maza de embrague. Normalmente se disponen de seis muelles helicoidales dispuestos de manera circular consiguiendo así una presión uniforme sobre toda la superficie de la maza de embrague.


TIPOS DE EMBRAGUE 

Existen diferentes tipos de embrague, que se agrupan básicamente en tres:

De fricción: 

El embrague de fricción está formado por una parte motriz (volante motor), que transmite el giro a la parte conducida, usando el efecto de adherencia de ambos componentes, a los cuales se les aplica una fuerte presión que los acopla fuertemente.

El eje primario de la caja de velocidades se apoya en el volante de inercia del motor por medio de un casquillo de bronce. Sobre este eje se monta el disco de embrague que es aplicado fuertemente contra el volante motor por el palto de presión, también conocido como maza de embrague. La maza de embrague es empujada por los muelles que van repartidos por toda su superficie. Al pisar el conductor el pedal de embrague, un mecanismo de palanca articulada desplaza el cojinete de embrague que mueve unas patillas que, basculando sobre su eje, tiran de la maza de embrague que libera al disco impidiendo que el motor le transmita movimiento, haciendo que tampoco llegue a la caja de velocidades aunque el motor esté en funcionamiento.

Electromagnéticos 

El sistema de embrague electromagnético esta constituido por una corona de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor. En el interior de esta corona va alojada una bobina, que al pasar la corriente eléctrica a través de ella produce un campo magnético en la zona del entrehierro formado entre la corona y el disco de acero. 

Dicho disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional. El espacio existente en el interior de la corona se cierra con chapas de acero, y se rellena con polvo magnético, que se aglomera en el entrehierro por la acción del campo magnético creado por la bobina, haciendo solidarios a la corona con el disco. De esta forma, cuando pasa corriente por el arrollamiento de la bobina se produce la aglomeración del polvo magnético consiguiendo el embragado del motor. Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina el polvo magnético no se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vacío a la corona sin arrastrar el disco. Con lo cual el motor permanece desembragado. 

En el instante en que comienza a pasar corriente por la bobina se inicia la aglomeración del polvo magnético, que tarda un cierto tiempo en completarse, además del retardo a la aparición del flujo magnético que se produce en todas las bobinas. Este efecto consigue que el embrague sea progresivo. 

Hidráulicos 

El funcionamiento de un embrague hidráulico es parecido a dos ventiladores, uno enchufado y otro no, la corriente de aire creada incide en las aspas del desenchufado y lo gira. Así se logra transmitir el movimiento sin que haya rozamiento, y con ello se evitan los desgastes. 

En los embragues hidráulicos el medio de transmisión del movimiento es el aceite. Una bomba centrífuga recibe el giro del motor y envía el aceite a presión hacia una turbina en la que está acoplado el eje primario de la caja de velocidades. La energía cinética de cada partícula choca contra las aletas de la turbina, que produce una fuerza que tiende a hacerla girar. El aceite resbala por las aletas de la turbina y es devuelto hacia la bomba centrífuga, donde esta lo envía hacia la periferia, volviéndose a repetir el ciclo. 

Cuando el motor gira a poco régimen la velocidad con que salen las partículas de la bomba es muy pequeña, y por tanto la energía cinética transmitida a la turbina es muy débil para vencer todo el par resistente opuesto por el peso del vehículo. En esta situación la turbina permanece sin girar y hay un resbalamiento total entre la bomba y la turbina. 

Conforme se va aumentando el régimen de giro del motor el aceite va tomando velocidad e incide con mayor energía cinética sobre la turbina, lo que produce que el resbalamiento entre bomba y turbina consiga hacer progresivo al embrague. 

Cuando el motor desarrolla su par máximo, el aceite impulsado por la bomba incide con gran fuerza sobre la turbina y ésta es arrastrada a gran velocidad, sin que apenas exista resbalamiento entre ambas. Por supuesto, la turbina entra en acción cuando el par transmitido por la bomba es superior al par resistente. Siempre existe un pequeño resbalamiento entre bomba y turbina que, con el motor con régimen alto, debe estar aproximadamente en el 2%.

Funcion del embrague