1.- Misión de la transmisión:
a/ Transmitir el movimiento del motor a las ruedas.
b/ Separar el giro del motor a la caja de cambios (meter velocidades,coche parado con el motor
arrancado).
c/ mover el coche hacia atrás (marcha atrás).
d/ Aumentar y adecuar el par motor a la marcha del vehículo en todo momento.
2.- Elementos de la transmisión:
Embrague, caja de cambios, árbol de transmisión, grupo cónico diferencial, palieres, ruedas.
3.- Resistencias que debe vencer un vehículo para ponerse en movimiento:
a/ Resistencia por rodadura. Es la resistencia debida al rozamiento de las ruedas con el suelo.
Depende sobre todo del tipo de terreno por el que se mueve (no es igual un terreno de arena,que hormigón, asfalto, grave ,tierra...), de la superficie de contacto de la rueda
con el suelo (tamaño de la huella), masa (peso) del vehículo, de la masa del vehículo.
b/ Resistencia por inercia. La inercia es la resistencia de cualquier cuerpo al cambio de estado. Si está parado, a moverse, y si se está moviendo, a acelerar o decelerar.
Depende de la masa del vehículo y de la velocidad.
c/ Resistencia al aire. Depende sobre todo de la velocidad del vehículo, de la forma que tiene el vehículo y sobre todo del CX o coeficiente aerodinámico. Es una cifra que se consigue de forma práctica en el túnel de viento, y va del 0 al 1. Los turismos suelen tener alrededor de 0,3 y los camiones de 0,5.
Cualquier elemento externo que añadamos al coche, influirá en el CX, sobre todo aumentándolo (ventanillas abiertas, bacas, portaesquíes, etc...).
Los alerones que se ponen encima de las cabinas de los camiones, sirven para mejorar este Cx.
d/ Resistencia por pendiente. El elemento principal de esta resistencia es la gravedad, por lo tanto, lo que más influye es el porcentaje de la pendiente. Al subir una pendiente, la gravedad tira en sentido contrario al avance, tanto más, cuanto mayor sea la inclinación. Y al revés ocurre cuando la pendiente es en el sentido de la marcha, es decir, ayuda al avance del vehículo. También influye y bastante, la masa del vehículo.
e/ Resistencia a los rozamientos internos. Todas las piezas de movimiento de la transmisión provocan rozamiento a pesar de los rodamientos y lubricación, este rozamiento hace que el motor tenga que emplear parte de su potencia en vencer estas resistencias. En los turismos se pierde alrededor del 10% y en los todo terreno o 4×4 alrededor del 15% de su rendimiento
4.- Tipos de transmisión según su ubicación.
b/ Motor trasero y propulsión. Se utilizó sobre todo en turismos utilitarios, es decir de gama baja (Seat 600, 850, Renault 8, VW "Escarabajo"...) y en deportivos (Ferrari, Porsche,...). Se dejó de utilizar por los problemas de estabilidad y de refrigeración del motor.
c/ Motor delantero y tracción delantera. Se utiliza en la actualidad en los turismos de gama media y baja. Se está utilizando mucho por economía, al estar todo el grupo propulsor en un mismo conjunto.
La orientación del motor suele ser transversal, salvo en algún vehículo de media gama, como Audi, que es longitudinal.
d/ motor delantero o trasero y tracción total o 4×4. Reparte el par motor a las 4 ruedas solucionando en muchos casos el agarre del vehículo sobre el asfalto, sobretodo en situaciones de lluvia, barro, etc... El par es transmitido, por regla general de forma desigual a los dos ejes, dando más par la delantero que al trasero.
No todos los vehículos utilizan el mismo sistema, existiendo el 4×4 permanente, tracción 4×2 y 4×4 acopla le manualmente y el 4×4 acoplable con gestión electrónica. La ubicación del motor, suele ser delantera y en algunos casos central.
5.- Misión del embrague.
El motivo principal de la existencia del embrague es el de desacoplar y acoplar (este acoplamiento debe ser suave y progresivo,para que a bajas revoluciones pueda circular sin calarse) el giro del motor a la caja de cambios. Además tiene que ser capaz de transmitir toda la potencia del motor a la caja de cambios de forma progresiva, sobre todo a bajas revoluciones.
6.- Características de un embrague.
a/ Resistencia mecánica que permita transmitir el par motor al cambio.
b/ Resistencia térmica, para absorber el calor que se genera en la fricción.
c/ Gran adherencia que evite que el embrague patine y pierda fuerza de transmisión.
d/ Progresión y elasticidad, para transmitir el movimiento sin tirones.
7.- Tipos de embrague.
a/ Embrague de fricción
a.1/ En seco
a.1.1/ Monodisco
a.1.2/ Bidisco
a.1.3/ De cono
a.2/ Multidisco bañado en aceite
b/ Embrague hidráulico
b.1/ Embrague hidráulico
b.2/ Convertidor de par
c/ Embrague electromagnético.
8.- Esfuerzos de un embrague.
.Par motor soportado
.Fuerza de empuje
.Fuerza transmitida
.Presión máxima admitida en el disco
.Par máximo transmitido
PARTES DEL EMBRAGUE
9.- Disco de embrague.
Es un disco de metal situado entre el volante motor y el plato de presión.
En realidad son dos piezas: una que forma la parte exterior del disco, en la que se encuentra los ferodos, y otra que forma parte del mandril o cubo, donde engrana el eje primario de la caja de cambios
10._ Plato o maza. Es un disco metálico de acero con forma de corona circular unido a la carcasa mediante muelles o diafragma que oprime el disco de embrague contra el volante de inercia.
11.- Resortes elásticos. Es el elemento que ejerce la fuerza del plato contra el disco y transmite el giro. Puede ser diafragma o muelles helicoidales.
El diafragma es un disco cónico de acero con unos cortes radiales que permiten hacer presión sobre el plato y libera presión cuando se pisa el pedal de embrague. En la mayoría de los casos, el collarín empuja el diafragma y en un porcentaje pequeño tira del diafragma.
Los vehículos de alta potencia no suelen montar diafragma y si, muelles helicoidales repartidos alrededor del plato de presión. Suelen llevar tres patillas para realizar el desembrague y la regulación es más complicada.
12.- Cubierta o carcasa. Es la pieza que sujeta al plato y sirve de alojamiento a todo el conjunto. Va atornillada al volante de inercia.
13.- Collarín de empuje. Es una pequeña corona metálica unida a un rodamiento para permitir el giro sin dañar el diafragma ni las palancas. En el interior está hueco para permitir el paso del primario de la caja de cambios. Se encarga de oprimir o tirar del diafragma o empujar a las palancas y así separar el plato del disco, consiguiendo así el desembrague
14.- Volante de inercia. Aún cuando el volante pertenece al motor, también forma parte del embrague, pues su parte exterior, es la superficie de contacto del disco de embrague. Debe estar libre de rayas e irregularidades.
En los vehículo que se quiere amortiguar al máximo las vibraciones, se montan volantes bimasa, formado por una masa primaria, atornillada al cigüeñal, y una secundaria en contacto con el disco de embrague. Forman un conjunto separado por un mecanismo amortiguador, debidamente calculado y equilibrado, absorbiendo así las vibraciones.
Los discos de embrague de este volante de inercia no necesitan, por tanto, mecanismos de amortiguación, pudiendo ser de una sola pieza unida a los ferodos.
15.- Embragues bidisco y multidisco. Como la transmisión de par, va en función directa de la superficie de contacto del disco, para grandes potencias requiere discos muy grandes. Para evitar estos tamaños, se divide la superficie en dos o más discos, siendo los de dos discos, normalmente en seco y los multidiscos, bañados en aceite.
En las cajas DSG y en general, las de dos secundarios,suelen llevara también, dos embragues multidiscos bañados en aceite.
16.- Accionamiento del embrague de fricción.
a/ Accionamiento manual por palancas y varillas. Es un accionamiento muy simple, utilizado principalmente en maquinaria agrícola. La fuerza la realiza el conductor y se transmite por medio de palancas y varillas. Se debe tener especial cuidado en lubricar bien las articulaciones y puntos de apoyo.
b/ Accionamiento manual por cable. Es muy parecido al anterior, con menos mantenimiento y más sencillo, se suprime todo el varillaje por un cable de acero que se desplaza dentro de una camisa especial. Se utiliza sobre todo en motocicletas y vehículos ligeros (turismos). Se multiplica el esfuerzo del conductor, también por medio de palancas.
c/ Accionamiento hidráulico. Consiste en un circuito hidráulico, compuesto por una bomba y un bombín, que suele ser el propio collarín de embrague. El pedal de embrague actúa directamente sobre la bomba, que por medio de un líquido, transmite el esfuerzo al collarín, que a su vez, empuja al diafragma, realizando así el desembrague.
El líquido empleado es el mismo que se usa en el circuito de frenos, compartiendo en algunos casos el mismo depósito.
d/ Accionamiento hidroneumático. Se utiliza sobre todo en los vehículos pesados que llevan frenos neumáticos y que requieren un gran esfuerzo para desembragar.
El circuito hidráulico se acciona con el pedal por parte del conductor y la fuerza de accionamiento principal la realiza el circuito neumático.
e/ Accionamiento automático o pilotado. Se utiliza en vehículos con cambio automatizado o secuencial, que no suelen tener pedal de embrague. El cambio y el desembragado se realiza automáticamente por medios hidráulicos o con motores eléctricos.
17.- Recorrido nulo del pedal de embrague. Es un recorrido de seguridad que tiene el pedal para que no desembrague cuando simplemente se apoya el pie en el pedal (algunos conductores están acostumbrados a conducir de esta forma), suele ser de 2 o 3 cm, aunque no en todos los coches es igual.
Si un vehículo carece de este recorrido, es posible que el cable esté muy tensado y el embrague patine. Al contrario, si este recorrido es excesivo, lo es a costa del recorrido efectivo, lo que provoca un desembrague incompleto, por lo tanto, la marchas rascarían al meter las velocidades.
18.- Mantenimiento del embrague de fricción. No existe un programa específico, pero sí que hay unos puntos que se deben tener en cuenta, a saber:
a. Regular la tensión del cable o varillas, para que tenga un recorrido libre (2 o 3 cm) y pisando a fondo el pedal, quede totalmente desembragado.
b. Lubricar bien los ejes y articulaciones de mando.
c. Si es de accionamiento hidráulico, cambiar el líquido cada dos o tres años. Si comparte depósito con los frenos, cuando se realice el mantenimiento de éstos.
d. En los embrague multidisco, se debe sustituir el aceite y filtros anualmente o bien cuando lo indique el fabricante.
Esta es una página de Valeo, donde explica las posibles averías que se pueden producir en el embrague
20.- Verificación de las piezas
a. Disco de embrague. Comprobar estriado del eje y los muelles.
.espesor de los forros del disco
.alabeo del disco ( 0,02 mm)
b. Volante de inercia. Disco no debe estar rayado, ni fisuras, ni desgastes irregulares
. rodamiento de apoyo del primario
c. Masa o plato de presión. Plato de presión sin rayas desgastes...
. diafragma comprobamos conicidad y elasticidad, desgaste en la zona de ataque del collarín. Con los tornillos apuntados en el volante, la separación entre este y el plato, será de unos 4 mm
. los muelles se comprueban con dinamómetros y teniendo los datos del fabricante
d.- collarín. Comprobar que gira suave y sin ruidos
. los anclajes no desgastados ni rotos
e.- mecanismos de accionamiento. Depende sobre todo del tipo de accionamiento. Por ejemplo, si es hidráulico, comprobar fugas o pérdidas de fluido. Si es de palancas y varillas, las articulaciones. Si es de cable, polvo arrugas , aplastamiento...
21.- Embrague hidráulico
Es un mecanismo automático, que permite el acoplamiento del motor en función de las revoluciones del motor. Consiste en una caja redonda donde se ubican dos juegos de álabes, uno (bomba) unido al volante de inercia y el otro (turbina) a la caja de cambios, bañados en un aceite, que hace de impulsor de estos últimos álabes. Ya no se utiliza, porque lo ha sustituido el convertidor de par.
22.- Convertidor de par.
No deja de ser un embrague hidráulico mejorado con un estator y mecanismo de rueda libre, que hace que el aceite choque con los álabes de la turbina en un ángulo más adecuado en cada momento y que sobre todo cuando hay mucho resbalamiento, provoca un aumento de par, lo que hace que en bajas revoluciones el par motor es mayor, como corresponde al inicio de movimiento del vehículo. También lleva un embrague de fricción, que cuando se aproxima al resbalamiento nulo, entra en funcionamiento este embrague de fricción, anulando el embrague hidráulico, consiguiendo así una transmisión del 100%.
23.- Averías del convertidor de par.
Básicamente, estas son las averías que nos podemos encontrar.
24.- Misión de la caja de cambios.
a. Transmitir el par adecuado a las circunstancias del tráfico. Mucho par al iniciar la marcha, y velocidad al seguir circulando, con un régimen relativamente bajo de revoluciones del motor.
b. Realizar la marcha atrás cundo sea necesario
c. Tener el motor arrancado y el vehículo parado en punto muerto.
25.- Relación de transmisión. Las distintas velocidades o marchas, se consiguen por parejas de ruedas dentadas, por lo tanto, la relación de transmisión es la relación que hay entre los dientes de las ruedas de la misma pareja, siendo las veces que se desmultiplican o multiplican las revoluciones del motor.
Por ejemplo, en la 1ª velocidad de una caja de cambios, intervienen una rueda en el primario de 12 dientes y en el secundario una de 36 dientes, entonces la relación de transmisión de esa velocidad, será de 3, es decir, disminuye la velocidad en el secundario tres veces (de 3000 a 1000 RPM) a la vez que aumenta tres veces el par motor.
26.- Velocidad del coche. La velocidad de un vehículo, irá lógicamente en función de las revoluciones del motor, de la relación de transmisión, del grupo reductor y del perímetro de las ruedas.
Ejemplo: pareja de ruedas dentadas 1ª velocidad: Z1:12 dientes, Z2: 36 dientes. Grupo reductor, Z13: 9 dientes, Z14: 36 dientes. Tamaño de las ruedas: 175/60 R 14 ¿velocidad a 3000 RPM del motor?
Relación de transmisión de la 1ª velocidad: 3 (36/12). Relación del grupo reductor: 4 (36/9) Relación total:12. RPM de las ruedas: 250 (3000/12). Perfil del neumático: 105 mm (175x60/100). Diámetro de la llanta:355,6 mm (25,4 mm x14). Diámetro de la rueda: 565,6 (355,6+105+105). Perímetro de la rueda:1775 mm (565,6 x 3,1416)
Velocidad de la rueda:444 metros por minuto (250 RPM x1,775 m): 26,64 km/hora (444 x 60/1000)
27.- Escalonamiento del cambio. El momento del cambio de marchas lo decide el conductor, teniendo en cuenta las revoluciones del motor, la carga, la pendiente...
a. Las máximas prestaciones se obtienen al realizar el cambio a altas revoluciones (línea 2).
b. El momento ideal para el menor consumo, sería en el punto de máximo par (línea 1).
c. Para conseguir potencia y consumo optimizado, nos debemos mover en la franja comprendida entre las líneas 1 y 2.
Aunque, si queremos reducir el consumo de combustible, debemos circular a las mínimas revoluciones que nos permita el motor.
28.- Formas de las cajas de cambio. Las cajas de cambio se construyen de dos formas básicas: para vehículos de tracción, que se componen de primario, secundario y llevan incorporado el conjunto cónico diferencial
y las cajas para vehículos de propulsión o 4x4, que se componen de primario, intermediario y secundario y el conjunto cónico diferencial, va situado fuera de la
caja de cambios, concretamente en el eje trasero.
29.- Caja reductora.- Se emplea sobre todo en vehículos 4x4 y agrícolas. Consiste en una caja con engranajes, situada detrás de la caja de cambios, que reduce todas las velocidades. Se emplea para andar por caminos y senderos de difícil acceso
A pesar de que los distintos rodamientos están en prácticamente muchos elementos del automóvil, es en la transmisión donde se encuentran estos cuatro ejemplos.
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Estos elementos son los retenes.
Son anillos de caucho sintético sobre una carcasa metálica,
que encaja exteriormente en la caja de cambios y el interior,
un muelle y un labio anular de goma que se adapta al eje,
evitando así la pérdida de aceite.
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