Mecánica del Vehículo: Embrague y Caja de Cambios Esenciales

El Embrague: Función y Características Esenciales

La principal misión del embrague es transmitir la potencia del motor a la caja de cambios de manera progresiva. Para ello, un embrague debe cumplir con las siguientes características:

• Buena resistencia mecánica.
• Elevada resistencia térmica.
• Progresión y elasticidad.

Tipos de Embragues

Existen diversos tipos de embragues, pero los más empleados en la automoción son los embragues de fricción. Estos se clasifican principalmente en:

Embragues de Fricción

• Secos:
  • De disco (monodisco, bidisco)
  • De cono
• Bañados en aceite:

Embragues Hidráulicos

• Embrague hidráulico (propiamente dicho)
• Convertidor de par (anteriormente utilizado, ahora más común en transmisiones automáticas modernas bañadas en aceite).

Componentes Principales del Embrague de Fricción

• Volante de inercia.
• Disco (con los ferodos).
• Plato de presión (se acopla con el cojinete de empuje).

Definiciones de Componentes

Ferodos

Material resistente al calor y al rozamiento, que recubre el disco de embrague.

Forros

Parte exterior del disco donde se sitúan los ferodos.

Muelles de Progresión

Situados en la parte central del disco, unen el ferodo con el disco metálico mandrilado para el eje primario, permitiendo una conexión suave.

Plato de Presión

Pieza que oprime el disco de embrague contra el volante motor.

Resorte Elástico

Elemento que ejerce la fuerza de empuje sobre el plato de presión, formando un conjunto con este y la carcasa exterior.

Cubierta o Carcasa del Embrague

Pieza que sujeta exteriormente al plato de presión.

Collarín de Empuje

Pieza que oprime el centro del diafragma para desacoplar el embrague.

Volante de Inercia

La cara exterior de este es la superficie de contacto donde el disco de embrague asienta.

Accionamiento del Embrague

Al pisar el pedal del embrague: Se desembraga el disco, interrumpiendo la transmisión de potencia.

Al soltar el pedal del embrague: Se embraga el disco, restableciendo la transmisión de potencia.

Fórmulas y Unidades Relevantes

Algunas relaciones y fórmulas útiles en mecánica:

10 N/cm² = 1 bar

Fuerza (F) = Presión (P) x Superficie (S)

Presión (P) = Fuerza (F) / Superficie (S)

Donde: P = bar; S = cm²; F = N/cm²

La superficie de una circunferencia (S) se calcula como:

S = π * (Diámetro)² / 4

Fórmula de la Palanca:

F1 x d1 = F2 x d2

Donde F es la fuerza y d es la distancia al punto de apoyo.

Vida Útil del Disco de Embrague

Como regla general, el cambio del disco de embrague suele realizarse entre los 150.000 y 200.000 km. Sin embargo, esta cifra es orientativa, ya que la vida útil del embrague puede variar significativamente según el estilo de conducción y el tipo de vehículo. Hay coches que no requieren el cambio del disco de embrague en toda su vida útil.

Averías Comunes del Embrague

• Síntoma: Vehículo sin fuerza y se acelera.
  • Causa: Patina el embrague.
  • Diagnóstico: Forro del disco desgastado.
• Síntoma: Vehículo sin fuerza y se acelera.
  • Causa: Patina el embrague.
  • Diagnóstico: Disco engrasado.
• Síntoma: Ruido al pisar el pedal.
  • Causa: Defecto en el collarín.
  • Diagnóstico: Collarín deteriorado.
• Síntoma: Rascan todas las velocidades.
  • Causa: El disco no desacopla correctamente.
  • Diagnóstico: Mala regulación del cable o varillas.
• Síntoma: No transmite bien la potencia / El embrague da tirones.
  • Causa: Embrague presiona torcido.

La Caja de Cambios: Función y Componentes

La caja de cambios es un conjunto mecánico que se intercala entre el embrague y el diferencial. Su función principal es transmitir y transformar el par motor, permitiendo que el motor trabaje en un régimen óptimo de revoluciones para cada situación de conducción.

Eje Primario y Secundario

El eje primario es donde el motor transmite la fuerza. Está compuesto por una serie de piñones dentados. La corona desplazable del sincronizador transmite el giro al eje secundario, produciendo una relación de transmisión que depende del número de dientes del piñón.

Relación de Transmisión

La relación de transmisión es fundamental para entender cómo la caja de cambios adapta el par motor. Se puede expresar como:

Relación entrada y salida; Relación de desmultiplicación de giro.

  Piñón Conducido

--------------------- = Relación Eje Entrada y Salida

  Piñón Conductor