Mecanismos de Transmisión Automotriz: Funcionamiento y Tipos de Embrague y Convertidor de Par

El Embrague: Fundamentos y Tipos de Transmisión

1. Misión del Embrague

El embrague es un mecanismo transmisor de par motor al conjunto de la caja de cambios. Su misión principal es transmitir la potencia del motor al cambio de una manera progresiva, permitiendo desplazar el vehículo sin que el motor se cale. En transmisiones manuales, debe permitir desacoplar el giro del motor de la caja para realizar el cambio de velocidad.

Requisitos de Fiabilidad y Seguridad

• Resistencia Mecánica: Debe poseer una buena resistencia mecánica para transmitir el par motor a las ruedas.
• Resistencia Térmica: Debe tener una elevada resistencia térmica para absorber el calor que se genera durante la fricción.
• Adherencia: Es fundamental que evite el patinaje, asegurando que el embrague no pierda fuerza de transmisión.
• Progresión y Elasticidad: Debe garantizar la transmisión del movimiento de forma suave y progresiva.

2. Clasificación de los Tipos de Embrague

Los embragues se clasifican según el principio físico que utilizan para la transmisión del par:

• EMBRAGUES DE FRICCIÓN
  • Seco (monodisco y cono)
  • Bidisco
  • Bañado en Aceite
• EMBRAGUES HIDRÁULICOS
  • Embrague Hidráulico (simple)
  • Convertidor de Par
• EMBRAGUES ELECTROMAGNÉTICOS

3. El Embrague Hidráulico

Es un mecanismo automático que permite acoplar y desacoplar el motor de la caja sin que el conductor actúe sobre ningún mecanismo. El acoplamiento se realiza a medida que el vehículo aumenta las revoluciones por minuto (rpm). No es posible su montaje en cajas manuales, ya que al no poder desacoplarse a voluntad, no permite realizar el cambio de marcha.

Funcionamiento

Transmite el movimiento y el par motor a través de la fuerza que ejerce la circulación de un fluido entre la bomba y la turbina. La bomba del embrague está unida al volante de inercia, y la turbina está unida al eje primario de la caja, formando un conjunto bañado en aceite.

• El número de álabes de la bomba es menor que el de la turbina para evitar vibraciones en el embrague por falta de alimentación de aceite.
• Durante el desplazamiento siempre existe deslizamiento (porcentaje de vueltas que la turbina pierde respecto a la bomba).
• Cuando las rpm del motor transmiten íntegramente el par motor, el deslizamiento no supera el 2% y la transmisión es prácticamente invariable.

4. El Convertidor de Par

El convertidor de par es un embrague hidráulico perfeccionado. Aprovecha las ventajas del acoplamiento de un circuito hidráulico a presión para mejorar el rendimiento a cualquier régimen de funcionamiento. Esto se logra mediante la inclusión del reactor (o estator) y la mejora del diseño de la bomba, la turbina y los álabes, que poseen una forma helicoidal.

Etapas de Funcionamiento

1. Multiplicación: Inicialmente, multiplica hasta por tres el valor del par motor que recibe.
2. Acoplamiento: A medida que aumenta el número de revoluciones, el convertidor reduce a una relación 1:1 el factor multiplicador de par.

Funcionalidad Detallada

Convertidor

Dependiendo de las revoluciones a las que gire, actúa como multiplicador de par o como embrague hidráulico.

Bomba

Unida solidariamente al volante mediante la carcasa, la bomba gira al mismo número de revoluciones del motor.

Turbina

Engranada en el eje de entrada de la caja, recibe el aceite impulsado por la bomba a través de los álabes, lo que la obliga a girar.

Reactor o Estator

Situado entre la bomba y la turbina, posee un mecanismo de rueda libre que gira libremente cuando las velocidades de la bomba y la turbina se aproximan. El aceite, al retornar de la turbina, choca contra el reactor. Al aumentar el número de revoluciones de la bomba, el aceite en su retorno a la turbina ya no choca contra el reactor, y la función de este queda anulada, girando libremente.

Multiplicador de Par

Gracias al diseño helicoidal de los álabes y a la canalización del retorno de aceite mediante el reactor, se evitan choques inútiles de aceite contra las paredes de la turbina. Esto consigue que el aceite retorne con fuerza, aplicando un par adicional a la bomba para aumentar el par motor.

Transmisor de Par (Acoplamiento 1:1)

Cuando la bomba gira a gran velocidad, la turbina es impulsada prácticamente a la misma velocidad. En este punto, el sistema transmite el par con una relación 1:1, actuando como un embrague acoplado.

Alimentación y Refrigeración

La alimentación se realiza de manera continua a través de un circuito hidráulico alimentado por una bomba de engranajes. Este circuito permite la refrigeración mediante un intercambiador refrigerante/aceite.

Parámetros de Regulación

El funcionamiento del convertidor se regula en base a los siguientes parámetros:

• Régimen del par motor
• Régimen de la turbina
• Temperatura (Tª)
• Régimen de la marcha

Embrague Anulador (Lock-up Clutch)

El embrague anulador se basa en el principio de embrague hidrodinámico. Su función es eliminar el patinaje del convertidor, que está causado por la diferencia de regímenes entre la bomba y la turbina. Con el anulador, el patinaje se elimina de forma regulada, ya que puede ser accionado a cualquier marcha, régimen y a partir de una temperatura de 40ºC.

Averías Comunes

Las fallas en el convertidor de par suelen manifestarse de la siguiente manera:

• Excesivo Resbalamiento: Causado por falta de aceite, aceite en mal estado, entrada indebida de agua, excesiva temperatura o fallos en el software de control.
• Excesivo Arrastre en Ralentí: Provocado por aceite muy denso o exceso de nivel de aceite.
• Fugas de Aceite: Generalmente debidas a fallos en el retén de salida de la caja o en las juntas de estanqueidad.