Fundamentos de la Tribología y Componentes Esenciales del Embrague de Fricción

Introducción a la Tribología

La tribología es la ciencia que estudia la interacción entre superficies en movimiento relativo, particularmente en lo que se refiere a la fricción entre dos cuerpos en movimiento y el desgaste como efecto natural de este fenómeno.

Constitución del Embrague de Fricción

El embrague de fricción consta de los siguientes elementos:

• Volante de inercia
• Disco de embrague
• Plato de presión
• Collarín
• Sistema de accionamiento

Se suele fabricar de fundición de hierro, aluminio o acero, y de aleaciones especiales de acero, titanio o carbono en aplicaciones deportivas.

Volante de Inercia

Es el elemento transmisor del par motor al conjunto del embrague. Va atornillado al cigüeñal del motor y actúa como un acumulador de energía cinética.

Disco de Embrague

Está situado entre el volante de inercia y el plato de presión. Tiene como misión transmitir al eje primario del cambio el movimiento que recibe del volante. Dispone de unos forros de fricción que son los que generan esa transmisión de fuerza mediante el rozamiento.

Tipos de Amortiguación del Revestimiento

La amortiguación del revestimiento (o forro) se clasifica en:

• De segmento simple

  Los revestimientos se remachan a ambos lados, sobre segmentos delgados y bombeados, que se remachan a su vez con el disco de arrastre.

• De segmento doble

  Se remachan sobre dos segmentos situados uno encima del otro y que actúan en sentido contrario. Al igual que en el de segmento simple, los segmentos están remachados al disco de arrastre.

• De láminas

  Es la opción más habitual. La chapa portante de los revestimientos se encuentra ranurada y ondulada en el borde exterior, donde se apoya el revestimiento.

Materiales de Fabricación de los Forros de Fricción

Los forros se fabrican con los siguientes materiales:

• Material orgánico de metal/fibra tejida

  Es el material más habitual, ya que permite una transmisión suave y uniforme, aunque con el uso intensivo puede sobrecalentarse. Está compuesto de fibras de metal entretejido compactado con aramida o fibra de vidrio, y aglutinado mediante resinas poliméricas.

• Kevlar

  Es un material muy duradero y resistente al uso intensivo. Suele tener un color amarillo/verde y presenta características similares a los materiales orgánicos, destacando principalmente su resistencia a tracción y a cizalladura.

• Materiales carbo-cerámicos

  Pueden encontrarse por separado formando forros o segmentos cerámicos o de carbono, o en forma combinada. Los materiales cerámicos resisten temperaturas muy altas y transmiten altas cifras de par motor, por lo que se suelen utilizar en sistemas multidisco.

• Materiales metálicos sinterizados

  Los segmentos del forro se fabrican mediante sinterización. Resisten temperaturas extremadamente altas porque presentan el mejor coeficiente de fricción a dichas temperaturas. Los embragues que usan este material suelen ser más bruscos en su funcionamiento e incluso en las aplicaciones deportivas se suprimen los muelles torsionales para obtener una elevada rapidez de respuesta.

• Híbridos (duales)

  Utilizan materiales orgánicos en una cara y segmentos de material de Kevlar, carbono o cerámico en la otra cara del disco. Con ello se pretende que la cara con material orgánico permita suavizar el embragado, reduciendo las vibraciones torsionales generadas sobre la cara segmentada, mientras que esta última se acoplará de forma más rápida para que sea este material el que primero actúe en situaciones de elevadas solicitaciones.