Funcionamiento y Características del Sistema de Embrague

Características Fundamentales del Embrague

Un embrague es un componente esencial del sistema de transmisión de un vehículo. Sus propiedades clave son:

• Resistencia mecánica: Le permite transmitir eficazmente el par motor a las ruedas.
• Resistencia térmica: Posee la capacidad de absorber y disipar el calor generado por la fricción durante su funcionamiento.
• Progresividad y elasticidad: Aseguran que el movimiento se transmita de forma suave y sin brusquedad, mejorando el confort de la conducción.

Esfuerzos y Cálculos Clave en un Embrague

Para entender su funcionamiento, es crucial conocer las fuerzas y presiones que soporta:

Fuerza de Empuje (F_e)

Es la fuerza que ejerce el plato de presión sobre el disco de embrague. Su magnitud depende de la fuerza de cada muelle o del espesor, acero y conicidad del diafragma.

Fuerza Transmitida (F_t)

Es la fuerza máxima que el embrague puede transferir. Es importante notar que cuando el embrague patina, la fuerza de empuje disminuye. Se calcula con la fórmula: F_t = F_e ⋅ (0,4 ⋅ n). (Nota: 10N ≈ 1daN).

Presión Máxima Admisible (P)

Es la presión que pueden soportar los materiales del forro del disco sin deteriorarse ni fatigarse. Se calcula como: P = F_e / s (kg/cm²).

Par Máximo Transmisible (C_m)

Es el resultado de aplicar la fuerza que el embrague puede transmitir en un punto determinado, conocido como radio medio.

• Radio Medio (r_m): Se calcula como (R₁ + R₂) / 2.
• Cálculo del Par Máximo: C_m = F_t ⋅ r_m.

Tipos de Embrague y Componentes Especiales

Embrague Bimasa

Es un dispositivo mecánico empleado para proporcionar una entrega de energía de rotación continua y suave en sistemas donde la fuente de energía (el motor) no es continua, absorbiendo vibraciones torsionales.

Juego de Inversión

Se refiere a la holgura existente entre las dos masas del volante bimasa, la cual es tal que pueden llegar a tocarse en sus extremos de recorrido angular.

Embragues de Competición (Fórmula 1)

En vehículos de alto rendimiento, como los de Fórmula 1, se utilizan embragues de carbono, conocidos por su ligereza y su excepcional resistencia a altas temperaturas y fricción.

Accionamientos del Embrague

El sistema que permite al conductor operar el embrague puede ser de dos tipos principales:

• Mecánico: Un cable flexible conecta el pedal del embrague con la horquilla de accionamiento.
• Hidráulico: Es un tipo de embrague automático que envía el par motor al alcanzar un número de revoluciones determinadas. En este tipo de embragues, la energía es transmitida mediante un líquido y una bomba centrífuga.

Mantenimiento y Componentes Relacionados

Elementos a Sustituir

Durante el mantenimiento o sustitución del embrague, los elementos que comúnmente se deben cambiar son:

• Disco de embrague
• Plato de presión (mecanismo de accionamiento)
• Collarín de empuje
• Retén del cigüeñal (recomendado)

Componentes Relacionados de la Transmisión

Anillos Sincronizadores

Son componentes, generalmente fabricados en bronce, que se alojan en los extremos de cada engranaje de marcha dentro de la caja de cambios.

Función de los Anillos Sincronizadores

Su presencia es necesaria, ya que se encargan de igualar las velocidades de rotación del eje y del engranaje que va a ser seleccionado. Reducen las RPM de giro de un engranaje al desplazarse a las mismas RPM del engranaje de la marcha que se va a seleccionar, permitiendo un cambio suave y sin ruidos.

Relación de Transmisión

Es el cociente que resulta de dividir la velocidad de rotación (o el número de dientes) de la rueda conducida entre la de la rueda conductora.

Características de los Rodamientos Cónicos

El ángulo de contacto de las pistas de rodadura de los rodamientos de rodillos cónicos es variable. Esto permite compensar en cada caso la relación de carga axial y radial de la aplicación. A mayor ángulo, mayor es la capacidad para soportar cargas axiales.

El Convertidor de Par: Funcionamiento y Elementos

Es un tipo de acoplamiento hidráulico que se utiliza en las transmisiones automáticas. Sus elementos principales son:

• Bomba (o impulsor): Conectada al motor, impulsa el fluido.
• Turbina: Conectada a la transmisión, recibe la fuerza del fluido.
• Reactor (o estátor): Situado entre la bomba y la turbina, redirige el flujo de aceite para multiplicar el par.

Su funcionamiento se basa en una corriente de aceite generada por la bomba que se envía a las palas de la turbina, transmitiéndole así su energía. Desde la turbina, el aceite se devuelve a la bomba, chocando contra el reactor, el cual desvía y canaliza el aceite nuevamente hacia la bomba de forma eficiente.

Función de Bloqueo (Lock-up)

A una velocidad o nivel de potencia constante, un mecanismo une las dos mitades del convertidor (bomba y turbina) como un embrague convencional, fijándolas para eliminar el deslizamiento y mejorar la eficiencia.