comando de educaciÓn y doctrina del...
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I
COMANDO DE EDUCACIÓN Y DOCTRINA DEL EJÉRCITO
CARRERA PROFESIONAL TÉCNICA: MECÁNICA AUTOMOTRIZ
PLAN DE INVESTIGACION TECNOLOGICA
TEMA:
“Módulo del sistema de transmisión de potencia para la unidad didáctica de mecanismo
de embrague y caja de velocidades en el Instituto de Educación Superior Tecnológico
Publico Del Ejército –ETE Sgto.2do Fernando Lores Tenazoa , 2017”
INTEGRANTES:
ALO III Silva Vasquez Jewrry Alexander
ALO III Tapia Lozano Joseph
ALO III Uribe Ramirez Jimmy Jesus
ALO III Urupeque Arroyo Cristian Omar
ASESOR TÉCNICO:
Tco®: Vargas Dìaz Cesar
ASESOR METODOLÓGICO:
MG.Luis Durand Trujillano
Lima – Perú
2017
II
AGRADECIMIENTO
A Dios por habernos dado la vida y permitirnos
vivir en este lugar tan maravilloso, a nuestros
padres quienes son el apoyo moral a diario en
esta dura y emocionante carrera que hemos
decidido seguir
III
DEDICATORIA
A mis padres y a mis profesores que nos han
sabido inculcar valores y conocimientos en el
día, sin duda sus enseñanzas siempre formaran
parte de nosotros, por todo lo que nos han
brindado, para ellos ¨muchas gracias y que Dios
los bendiga.
IV
RESUMEN
En esta investigación titulada módulo de transmisión de potencia para la unidad didáctica
de mecanismo de embrague y caja de velocidades en el Instituto de Educación Superior
Tecnológico Publico Del Ejército –ETE Sgto.2do Fernando Lores Tenazoa, 2017
El estudio fue realizar la construcción de un módulo de transmisión de potencia para la
unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de velocidades de tal manera que
los estudiantes apliquen en la práctica lo aprendido en las aulas
El resultado señala que caracterizar un módulo de transmisión de potencia en la
unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de velocidades será de gran utilidad
ya que nos permitirá desarrollar habilidades y destrezas que nos permitan ser
competentes en el mantenimiento de las unidades existentes en el Ejército que cuenten
con este tipo der sistema .
V
INDICE
Pág.
Caratula
Agradecimiento
Dedicatoria
Resumen
CAPITULO I
MARCO REFERENCIAL
PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA
Introducción
I
II III IV
1. Planeamiento dell problema 3
1.1. Descripción de la realidad problemática 3
1.2. Formulación del problema 3
1.2.1.Problema general 3
1.2.2.Problema Especifico 3
1.3. Marco Teórico 4
1.3.1. Antecedentes 4
1.3.2. Bases Teóricas 5
1.3.2.1 Mecanismo de embrague 5
1.3.2.2 Funcionamiento del embrague 10
1.3.2.4 El embrague de diafragma 10
1.3.2.5 Accionamiento del embrague 15
1.3.2.6 Los embragues automáticos 17
1.3.2.7 El embrague hicraùlico 18
1.3.2.8 Caja de velocidades 23
1.3.2.9 Funcionamiento de las marchas de la caja de velocidades 23
1.3.2.10 Elementos que componen la caja de cambios 25
1.3.2.11 Los elementos de sincronización 26
1.3.2.12 Sincronizadores 27
1.3.3 Definición de términos 34
1.3.4 Marco legal 34
1.4 Justificación e importancia 34
1.5 Objetivos de la investigación 35
VI
1.5.1 Objetivo general 35
1.5.2 Objetivos específicos 35
1.6 Variables 35
1.6.1 Variable X 35
1.6.2 Operacionalización de la variable 35
CAPITULO II
DISEÑO METODOLOGICO
2. Aspectos metodológicos 36
2.1 Tipos de investigación 36
2.2 Nivel de investigación 36
2.3 Diseño de la investigación 36
2.4 Poblaciòn y muestra 37
2.5 Tècnicas e instrumentos de recolección de datos 37
2.6 Análisis e interpretación de resultados 37
CAPITULO III
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3.Conclusiones
38
4.Recomendaciones 39
5.Referncias bibliográficas 39
6. Anexos 40
1
INDICE DE FIGURAS
Figura n°1 - Mecanismo de embrague
Figura n°2 – Partes del sistema de embrague
Figura n°3 – Disco de embrague
Figura n°4 – Cubierta de embrague
Figura n°5 – Resorte de diafragma
Figura n°6 – Plato opresor
Figura n°7 – Cojinete de embrague
Figura n°8 – Sistema de accionamiento de las marchas
Figura n°9 – Sistema de transmision
Figura n°10 – Posiciones de embrague y desembrague
Figura n°11 – Disco de embrague
Figura n°12 – Despiece de la caja de cambios
Figura n°13 – Despiece del conjunto diferencial
Figura n°14 – Sistema de mando de las marchas
Figura n°15 – Esquema de mando de las caja de cambios
Figura n°16 – Funcionamiento de la caja de cambios en 1° velocidad
Figura n°17 - Funcionamiento de la caja de cambios en 2° velocidad
Figura n°18 - Funcionamiento de la caja de cambios en 3° velocidad
Figura n°19 - Funcionamiento de la caja de cambios en 4° velocidad
Figura n°20 - Funcionamiento de la caja de cambios en 5° velocidad
Figura n°21 - Funcionamiento de la caja de cambios en marcha atras
Figura n°22 - Esquema interno de la caja de cambios en 2 ejes y 4 velocidades
Figura n°23 - Sistema de accionamiento de las marchas
2
INTRODUCCIÓN
El objetivo de este trabajo es crear un módulo de sistema de transmisión de
potencia para la unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de
velocidades en el Instituto de Educación Superior Tecnológico Público Del
Ejército – ETE Sgto2° Fernando Lores Tenazoa
Este propósito se lograra de forma eficiente con el esfuerzo y dedicación de cada
uno de los integrantes y con el asesoramiento de los docentes de la especialidad
de mecánica automotriz.
Se observa que durante el proceso de aprendizaje, de nosotros los estudiantes
carecemos de un módulo de instrucción donde realizar nuestras prácticas de la
unidad didáctica mecanismos de embrague y caja de velocidades, en referente
al sistema de transmisión de potencia, los que nos llevó a realizar este módulo
de instrucción.
El presente trabajo de investigación está dividido por capítulos, en el capítulo I
se plantea, el problema, marco teórico, se establece los objetivos y la hipótesis.
En el capítulo II se desarrolla los aspectos metodológicos, .En el capítulo III se
trata sobre las conclusiones y recomendaciones .
3
CAPITULO I
MARCO REFERENCIAL
1. Planeamiento del problema
1.1 Descripción de la realidad problemática
En el año 2017 en la instalaciones del Instituto de Educación Superior
Tecnológico Público del Ejercito-ETE SGTO 2°Fernando Lores Tenazoa
los alumnos de mecánica automotriz, observamos que en el taller de
mecánica automotriz no existía un módulo de sistema de transmisión de
potencia, donde pudiéramos practicar lo aprendido en el aula, de tal forma
que nos permita desarrollar habilidades y destrezas en el manejo de
herramientas e instrumentos aplicables al mecanismo de embrague y caja
de velocidades. Todo esto ocasiona dificultad en el aprendizaje de
nosotros los estudiantes, por lo que optamos en diseñar un módulo
educativo aplicable a este sistema.
1.2 Formulación del problema
1.2.1 Problema general
¿Cuáles son las características del módulo del sistema de
transmisión de potencia para la unidad didáctica de mecanismos de
embrague y caja de velocidades en el instituto de educación superior
tecnológico público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando lores
Tenazoa en el año 2017?
1.2.2 Problemas específicos
(Pe1)¿Cuáles son las características del embrague para la unidad
didáctica del sistema de mecanismo de embrague y caja de
velocidades?
(Pe2)¿Cuáles son las características de la caja de velocidades para
la unidad didáctica del sistema de mecanismos de embrague y caja
de velocidades?
4
1.3 Marco teórico
1.3.1. Antecedentes
David Rodolfo Esquivel Tapia (2012): Diseño mecanico de una
transmisión según la graduación de volociddes de una caja
mecánica. Una transmisión es un mecanismo que como su
nomebre la indica transmite movimiento y potencia desde el lugar
donde se genera esta ya sea de un motorelectrico o de combustión
interna hasta el lugar donde se requiere ocupar , la cual es una
maquina conducida que puede ser , un ventilador , una bomba o
hacia las llantas de un automóvil. El propósito de este trabajo de
investigación es de mejorar la eficiencia en transmisiones e
incrementar la comodidad del usuario.
Roger Huatay Gonzales (2012): Analisis cinemático, diseño y
construccion de una transmisión didáctica de engranajes de tres
velocidades realizar un análisis cinemático por el método de
vectores de posicion de una caja de engranajes de tres
velocidades y reserva, comenzando por un repaso a los conceptos
cinemáticos y posteriormente se analiza paso a paso las
velocidades existentes en este tipo de mecanismos, para que el
estudiante pueda comprender por que y como se generan las
relaciones de transmisión usadas en el medio automotriz y los
métodos para obtenerlas. Para comprender el funcionamiento de
las cajas de velocidades es necesario conocer el elemento
indispensable que las integra: los trenes de engranajes
5
1.3.2 Bases teóricas
MECANISMO DE EMBRAGUE
Es el elemento mediante el que gobernamos la transmisión del par
motor al disco deembrague. En la actualidad podemos encontrarnos
con dos tipos de mecanismos deembrague, uno tipo accionado por
muelles, y el otro tipo accionado por un diafragma. Losdos tipos
están formados por un plato de presión, y una carcasa, y
dependiendo del tipo,unos muelles y patillas de accionamiento, o un
diafragma.
Figura n°1 Mecanismo de embrague
TIPOS DE EMBRAGUE
Existen diferentes tipos de embrague, que se agrupan básicamente
en tres:De fricción:El embrague de fricción está formado por una
parte motriz (volante motor), que transmite el giro a la
parteconducida, usando el efecto de adherencia de ambos
componentes, a los cuales se les aplica una fuertepresión que los
acopla fuertemente.El eje primario de la caja de velocidades se
apoya en el volante de inercia del motor por medio de uncasquillo de
bronce. Sobre este eje se monta el disco de embrague que es
aplicado fuertemente contra elvolante motor por el palto de presión,
también conocido como maza de embrague. La maza de
embraguees empujada por los muelles que van repartidos por toda
su superficie. Al pisar el conductor el pedal deembrague, un
6
mecanismo de palanca articulada desplaza el cojinete de embrague
que mueve unaspatillas que, basculando sobre su eje, tiran de la
maza de embrague que libera al disco impidiendo que elmotor le
transmita movimiento, haciendo que tampoco llegue a la caja de
velocidades aunque el motor esté en funcionamiento
Partes del embrague.
El mecanismo de embrague consiste en la unidad del embrague
propiamente, la cual transmite la potencia del motor y desengancha
éste desde la trasmisión. La unidad de embrague puede dividirse en
el disco, que transmite la potencia por medio de la fuerza de fricción
y la cubierta de embrague, que es integrada con la placa de presión
(plato opresor) y el resorte. EI mecanismo de operación consiste en
una horquilla/rodamiento de desembrague que transmite el
movimiento del pedal del embrague al resorte interior de la cubierta
del embrague.
Figura n°2 Partes del sistema de embrague
7
Discos de embrague.
Este es un disco redondo posicionado entre el volante en el lado del
motor y la placa de presión interior de la cubierta del embrague. El
material de fricción es fijado al exterior de la circunferencia y a ambos
lados y una muesca es provista en el centro para fijar el eje de la
transmisión. Además, resortes o jebes son provistos para absorber
y suavizar el impacto cuando la potencia es transmitida al centro.
Figura n°3 Disco de embrague
8
Cubierta de Embrague
La cubierta de embrague empuja la placa de presión contra el disco
de embrague para transmitir la potencia y para desenganchar el
embrague. Un tipo usa varios resortes en espiral y otro tipo usa
resorte de diafragma simple (resorte de placas).
Figura n°4 Cubierta de embrague
Resorte de Diafragma
Este es un resorte de placas que tiene que empujar al disco de
embrague contra el volante. Comparado a un resorte espiral, este
tipo tiene las siguientes características:
Puede aligerar la fuerza requerida para presionar al pedal del
embrague.
Empuja contra la placa de presión uniformemente.
Su fuerza no disminuye durante el manejo a alta velocidad.
Figura n°5 Resorte de diafragma
9
Plato opresor.
Este es un anillo de hierro que presiona el disco de embrague
contra el volante usando el resorte en la cubierta de embrague. La
superficie que pega contra el disco de embrague es plana. Esta
placa es hecha de un material que tiene excelente resistencia al
calor y resistencia al desgaste.
figura n°6 plato opresor
Cojinete de Desenganche del Embrague (collarín)
Collarín.
El cojinete de desenganche del embrague es movido atrás y
adelante, por la horquilla de desembrague, que recibe el
movimiento del pedal del embrague. Este opera el resorte interior
de la cubierta del embrague, luego causa el desenganche del
embrague.
figura n°7 cojinete de desenganche
10
FUNCIONAMIENTO DE EMBRAGUE:
El movimiento de giro necesario para poner en movimiento el
vehículo es transmitido a las ruedas por medio de un conjunto de
mecanismos hasta el motor. Es imprescindible acoplar un
mecanismo capaz de interrumpir o conectar suavemente la
transmisión de movimiento entre el motor y las ruedas. Este
mecanismo lo constituye el embrague.
El embrague se sitúa entre el volante motor y la caja de cambios y
es accionado por un pedal que maneja el conductor con su pie
izquierdo (menos en los automáticos que el pedal se suprime). Con
el pedal suelto el giro del motor se transmite directamente a las
ruedas, es decir, el motor está embragado. Y cuando el conductor
pisa el pedal de embrague el giro del motor no se transmite a las
ruedas, y se dice que el motor está desembragado.
El embrague debe tener la suficiente resistencia como para lograr
transmitir todo el par motor a las ruedas y lo suficientemente rápido
y seguro como para realizar el cambio de velocidad en la caja de
cambios sin que la marcha del vehículo sufra un retraso apreciable.
Figura n°8 Sistema de accionamineto de las marchas
11
También debe ser progresivo y elástico para evitar que se produzcan
tirones ni brusquedades al poner en movimiento al vehículo,
partiendo desde la situación de parado, ni tampoco cuando se varíe
la velocidad del motor en las aceleraciones y retenciones.
Existen diversos tipos de embrague, aunque todos ellos pueden
agruparse es tres grandes grupos. Los de fricción basan su
funcionamiento en la adherencia de dos piezas, cuyo efecto produce
una unión entre ellas y equivalen a una sola. También están los
hidráulicos, cuyo elemento de unión es el aceite. Y por último los
embragues electromagnéticos, que son los que menos se utilizan,
que basan su funcionamiento en la acción de los campos
magnéticos.
Figura n°9 Sistema de transmision
12
El embrague de fricción
El embrague de fricción está formado por una parte motriz (volante motor), que transmite el giro a la parte conducida, usando el efecto de adherencia de ambos componentes, a los cuales se les aplica una fuerte presión que los acopla fuertemente.
El eje primario de la caja de velocidades se apoya en el volante de
inercia del motor por medio de un casquillo de bronce. Sobre este
eje se monta el disco de embrague que es aplicado fuertemente
contra el volante motor por el palto de presión, también conocido
como maza de embrague. La maza de embrague es empujada por
los muelles que van repartidos por toda su superficie. Al pisar el
conductor el pedal de embrague, un mecanismo de palanca
articulada desplaza el cojinete de embrague que mueve unas patillas
que, basculando sobre su eje, tiran de la maza de embrague que
libera al disco impidiendo que el motor le transmita movimiento,
haciendo que tampoco llegue a la caja de velocidades aunque el
motor esté en funcionamiento.
Figura n°10 Posiciones de embrague y desembrague
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Como el disco de embrague debe transmitir a la caja de cambios y a
las ruedas todo el esfuerzo de rotación del motor sin que se
produzcan resbalamientos. Se intuye que sus forros deban de ser de
un material que se adhiera fácilmente a las superficies metálicas y
que sea muy resistente al desgaste y al calor. El más empleado es
el formado en base de amianto impregnado de resina sintética y
prensado en armazón de hilos de cobre, a este material se le llama
ferodo. Los forros de ferodo se sujetan al disco mediante remaches,
cuyas cabezas quedan incrustadas en el mismo ferodo por medio de
avellanados practicados en él, ya que si rozasen con el volante motor
y con el plato de presión, podrían dañarlos.
El dimensionado del disco de embrague es un factor primordial que
va en función del par a transmitir y del esfuerzo resistente, es decir,
del peso del vehículo en cuestión para otorgar flexibilidad al
acoplamiento y conseguir una unión progresiva en las maniobras de
embragado y desembragado, evitando los tirones, se dispone el
disco de forma que el cubo estriado o núcleo (A), que se monta sobre
el eje primario de la caja de cambios, se une al plato (B) al que se
fijan los forros, por medio de los muelles (C). El plato (B) está provisto
de unos cortes radiales (D) por toda su periferia y cada una de la
lengüetas (E) formadas se doblan en uno u otro sentido, como se
muestra en la figura de al lado.
Además, los discos de ferodo se unen al plato, que se enlaza con el
cubo por medio de los muelles que están repartidos por toda la
circunferencia de unión. De esta forma, la transmisión del giro desde
el ferodo al núcleo se realiza de forma elástica, mediante los muelles.
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Sin embargo, a pesar de este dispositivo de elasticidad del disco, se
debe embragar progresivamente y con lentitud, para que exista
resbalamiento al principio con el fin de que el movimiento del motor se
transmita progresivamente a las ruedas. Ya que si se pretende acoplar
bruscamente dicho movimiento se produciría el calado del motor,
debido a que es mucha la potencia que debe de desarrollar para
vencer la inercia y poner en marcha el vehículo.
Figura n°11 Disco de embrague
El disco de embrague debe girar cada vez más rápido hasta alcanzar
la velocidad de giro del motor. Si al terminar la maniobra de embraga
y al soltar el pedal el disco sigue patinando se quemaría por el calor
producido en el rozamiento, diciéndose entonces que el embrague
patina.
Mecanismo de embrague
El acoplamiento del disco de embrague contra el volante de inercia del
motor se realiza por medio de un conjunto de piezas que recibe el
nombre de mecanismo de embrague. De este conjunto forma parte el
plato de presión, también llamado maza de embrague, que es un disco
de acero en forma de corona circular, que se acopla al disco de
embrague por la cara opuesta al volante motor. Por su cara externa se
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une a la carcasa con interposición de muelles helicoidales que ejercen
la presión sobre el plato para aplicarlo fuertemente contra el disco.
La carcasa de embrague constituye la cubierta del mismo, y en ella se
alojan los muelles y las patillas de accionamiento, a través de los cuales
se realiza la unión con la carcasa y el plato de presión. Dicha carcasa
se une al volante motor por medio de tornillos.
Los muelles realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de
embrague entre el volante motor y la maza de embrague. Normalmente
se disponen de seis muelles helicoidales dispuestos de manera circular
consiguiendo así una presión uniforme sobre toda la superficie de la
maza de embrague.
El embrague de diafragma
En la actualidad, los embragues convencionales del tipo de muelles y
patillas han sido sustituidos por los embragues de diafragma. Estos
embragues están constituidos por la carcasa, la maza de embrague que
presiona al disco contra el volante motor y por el diafragma, que sustituye
a los muelles helicoidales.
El diafragma los constituye un disco delgado de acero con forma de
cono, provisto de unos cortes radiales, en el cual puede apreciarse una
corona circular exterior y varios dedos elásticos, que hacen la función de
las patillas en los embragues de muelles, transmitiendo la presión
aplicada a sus extremos de la corona, que actúa sobre el plato de presión
sustituyendo a los muelles de los embragues convencionales.
El plato de presión va unido a la carcasa de embrague mediante unas
láminas elásticas que lo mantienen en posición y al mismo tiempo
permiten el desplazamiento axial necesario para las acciones de
embragado y desembragado.
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A la carcasa también se le une el diafragma por medio de remaches y
aros de acero, emplazados ambos en la zona media del anillo circular
que conforma el diafragma.
En otros modelos, la fijación del diafragma a la carcasa se realiza por
medio de un engatillado, en el cual el diafragma se fija a la carcasa por
medio de un engatillado que hace de punto de apoyo para los
movimiento que realiza el diafragma durante las acciones de embragado
y desembragado.
Las principales mejoras del embrague de diafragma frente al embrague
convencional de muelles son:
Resulta más sencilla su construcción.
La fuerza ejercida sobre el plato de presión está repartida de manera más uniforme.
Resulta más fácil de equilibrar.
Se requiere un menor esfuerzo en la acción de desembragado.
Accionamiento del embrague
Para realizar las maniobras de embrague, se dispone de un sistema de
mando cuyo accionamiento puede ser puramente mecánico o bien
hidráulico.
Los sistemas de accionamiento mecánico consisten en un cable de acero
que va unido desde el pedal de embrague por un extremo, hasta la horquilla
de mando del embrague en el otro extremo. Con este sistema se consigue
que al pisar el pedal de embrague se tire de la horquilla, desplazando el
tope de embrague produciéndose así el desembragado.
En posición de reposo, es decir, con el pedal suelto, el tope de pedal y el
muelle del que va provisto determinan la altura de dicho pedal.
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En estas condiciones, la horquilla se mantiene retirada, junto con el tope,
a una cierta distancia que se conoce como guarda de embrague y puede
ser regulada con un tornillo.
En el sistema clásico de mando del embrague mediante cable, pueden
establecerse dos tipos: los de apoyo constante del cojinete de empuje y los
de guarda en el cojinete de empuje, como el sistema mencionado
anteriormente, en los cuales el cojinete de empuje se mantiene retirado del
diafragma en la posición de reposo. Esto sucede gracias a un muelle
antagonista acoplado a la horquilla de desembrague.
En el sistema de mando con apoyo constante del cojinete de empuje, se
suprime la guarda de desembrague, con lo cual el recorrido en vacío del
pedal se elimina.
Un sistema muy usado actualmente es el de mando del embrague con
recuperación automática del juego de acoplamiento. Este sistema va
provisto de un trinquete que se mantiene enclavado en un sector por la
acción de un muelle, de manera que cuando se pisa el pedal, el trinquete
obliga al sector a seguir su movimiento tirando del cable. El cable va unido
por su extremo opuesto a la horquilla de desembrague, que hace bascular
aplicando el tope de embrague contra el diafragma para ejecutar la
maniobra de desembrague. Al soltar el pedal, la acción del muelle sobre el
sector dentado, tiende a mantener el cable tensado por resbalamiento del
trinquete en los dientes de sierra del sector. Con este sistema se consigue
que el juego de acoplamiento entre el cojinete de empuje y el diafragma
quede absorbido de forma automática de manera que se va produciendo el
desgaste del disco de embrague.
Las longitudes de la horquilla de desembrague y del pedal, con respecto a
sus correspondientes ejes de giro, están determinadas de forma que el
accionamiento del embrague resulte cómodo y el conductor no tenga un
esfuerzo excesivo para ejecutar las maniobras.
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Para facilitar las maniobras de embragado y desembragado, en algunos
vehículos se adopta un sistema de mando hidráulico. En este sistema el
pedal de embrague actúa sobre el émbolo de un cilindro emisor, para
desplazarlo en su interior impulsando fuera de él el líquido que contiene,
enviándolo al cilindro receptor, en el que la presión ejercida producirá el
desplazamiento de su pistón que, a su vez, provoca el desplazamiento del
tope de embrague mediante un sistema de palancas. Si disponemos de los
cilindros emisor y receptor de las medidas adecuadas, podemos lograr la
multiplicación más adecuada del esfuerzo ejercido por el conductor sobre
el pedal.
Los embragues automáticos
Los embragues automáticos efectúan las maniobras de embragado y
desembragado de forma autónoma sin necesidad de que el conductor
deba accionar el pedal de embrague, que se suprime en este tipo de
embragues. El cambio de velocidad en la aja de cambios puede lograrse
manejando únicamente la palanca del cambio gracias a este tipo de
embragues.
El embrague hidráulico
Los embragues convencionales de fricción tienen el inconveniente de que
su funcionamiento es un poco ruidoso y se producen desgastes. Estos
pequeños defectos se evitan con el uso de embragues hidráulicos.
El funcionamiento de un embrague hidráulico es parecido a dos
ventiladores, uno enchufado y otro no, la corriente de aire creada incide en
las aspas del desenchufado y lo gira. Así se logra transmitir el movimiento
sin que haya rozamiento, y con ello se evitan los desgastes.
En los embragues hidráulicos el medio de transmisión del movimiento es el
aceite. Una bomba centrífuga recibe el giro del motor y envía el aceite a
presión hacia una turbina en la que está acoplado el eje primario de la caja
de velocidades. La energía cinética de cada partícula choca contra las
aletas de la turbina, que produce una fuerza que tiende a hacerla girar.
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El aceite resbala por las aletas de la turbina y es devuelto hacia la bomba
centrífuga, donde esta lo envía hacia la periferia, volviéndose a repetir el
ciclo.
Cuando el motor gira a poco régimen la velocidad con que salen las
partículas de la bomba es muy pequeña, y por tanto la energía cinética
transmitida a la turbina es muy débil para vencer todo el par resistente
opuesto por el peso del vehículo. En esta situación la turbina permanece
sin girar y hay un resbalamiento total entre la bomba y la turbina.
Conforme se va aumentando el régimen de giro del motor el aceite va
tomando velocidad e incide con mayor energía cinética sobre la turbina, lo
que produce que el resbalamiento entre bomba y turbina consiga hacer
progresivo al embrague.
Cuando el motor desarrolla su par máximo, el aceite impulsado por la
bomba incide con gran fuerza sobre la turbina y ésta es arrastrada a gran
velocidad, sin que apenas exista resbalamiento entre ambas. Por supuesto,
la turbina entra en acción cuando el par transmitido por la bomba es
superior al par resistente. Siempre existe un pequeño resbalamiento entre
bomba y turbina que, con el motor con régimen alto, debe estar
aproximadamente en el 2%.
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Principales fallas del embrague
1.- Cojinete trabajó con poca pretensión, (debe ser de 80-100 NM). 2.- Cojinete destruido.
3.- Tapa -buje del collarín y balero
destruidos.
Causa: Muelle tensor vencido.
Causa: Horquilla descentrada. Causa: Falto precarga en el cojinete (debe ser de 80-100 NM).
Causa: Collarín trincado. Causa: Horquilla y o bujes desgastados o rotos.
4.- Lengüetas desgastadas.
5.- Estriado de la maza destruido.
6.- Amortiguador roto, rondana lateral
destruida.
Causa: Desalineamiento entre motor y transmisión. Causa: Estriado de
Causa: Manejo inadecuado, bajas RPM y altas velocidades (3ra; 4ta. y 5ta.). Causa: Flecha de mando descentrada.
21
flecha de mando dañado. Causa: Balero y/o buje piloto desgastado o dañado.
7.- Muelle del amortiguador roto.
8.- Muelles desgastados por interferencia.
Causa: Sistema de desembrague defectuoso. Causa: Desajuste en motor por RPM y tiempo de encendido.
Causa: Fallas de montaje - Disco invertido - Disco y embragues incorrectos Causa: Excesivo rectificado del volante.
AVERIAS CAUSAS SOLUCIONES
1. Retiembla al arrancar o cambiar la
marcha.
Cable de mando se agarra y no retorna correctamente.
Engrasar o sustituir el cable.
Gomas de apoyo del motor deterioradas. Sustituirlas.
Disco engrasado o desgastado. Sustituir el disco.
Superficie de fricción del volante y/o del plato de presión rayada.
Rectificar las superficies de fricción o sustituir las piezas afectadas.
Muelles o muelle de diafragma deformados. Sustituir elementos.
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2. Patina.
Tope de la palanca de desembrague desajustado (cable de mando excesivamente tensado).
Ajustar el tope del cable, dejando la holgura recomendada.
El pedal no retorna debido a debilitamiento del muelle de retroceso o a atascamiento del cable de mando.
Sustituir el muelle. Engrasar o sustituir el cable de mando.
Asbesto del disco impregnado de posibles fugas a través del retenedor del cigüeñal.
Sustituir el disco y poner nuevos retenes.
Disco desgastado. Sustituir el disco.
Muelle de diafragma roto o cedido.
Sustituir el conjunto muelle del diafragma
3. Desgaste prematuro.
Conducir habitualmente con el pie apoyado en el pedal de embrague
Sustituir el disco y evitar ese hábito en lo sucesivo.
23
CAJA DE VELOCIDADES
Caja de cambios manual de dos ejes
Este tipo de cajas de cambio ha tenido su desarrollo fundamentalmente para
disposiciones de vehículos con tracción delantera. Estas cajas de cambio sólo
poseen dos ejes de forma que no poseen un tercer eje intermediario. El eje
primario obtiene su giro directamente del motor y lo transmite a un eje secundario
que a su vez acciona el conjunto diferencial. De esta forma el tamaño del
conjunto caja-diferencial se reduce quedando todo bajo un conjunto compacto.
La transmisión de todo el par mediante sólo dos ejes obliga a los piñones a
soportar cargas mucho más elevadas que sus homólogos de las cajas de tres
ejes. Por tanto es preciso emplear materiales de mayor calidad en la fabricación
de estos piñones.
En las figuras siguientes tenemos el despiece de una caja de cambios de
dos ejes de 5 velocidades.
Figura n°12 Despiece de la caja de cambios
24
Figura n°13 Despiece del conjunto diferencial
Figura n°14 Sistema de mando de las marchas
25
En los esquemas siguientes se muestra un corte longitudinal de una caja de
cambios manual de cinco velocidades de dos ejes con disposición transversal.
El eje primario (1) va apoyado sobre la carcasa sobre dos rodamientos y contiene
los piñones solidarios (6, 7, 8, 9, 10) y el piñón loco (11) de 5ª velocidad, con su
propio sincronizador (12).
El eje secundario (15) está apoyado también en la carcasa mediante dos
rodamientos y contiene los piñones locos (14, 17, 18, 20) y el piñón solidario (13)
de 5ª velocidad. En el extremo del eje secundario va labrado el piñón de ataque
a la corona del diferencial (5). Este eje cuenta con dos sincronizadores el de 1ª/2ª
(19) y el de 3ª/4ª (16), este sincronizador sirve ademas como piñón solidario para
la marcha atrás.DFF
Figura n°15 Esquema interno de la caja de cambios
26
Los sincronizadores están dispuestos de tal forma que: un primer sincronizador
(16) entre los piñones locos de 3ª y 4ª en el eje secundario (15), otro
sincronizador (12) exclusivo para la 5ª marcha en el eje primario y un tercer
sincronizador (19) en el eje secundario entre los piñones locos de 1ª y 2ª marcha.
Observar que el sincronizador (16) de la 3ª y 4ª tiene en su corona desplazable
un dentado recto exterior que hace la función de piñón de marcha atrás. La
marcha atrás se acciona al conectar el piñón de marcha atrás (9) del eje primario
con la corona del sincronizador mediante un piñón auxiliar (12) de marcha atrás
que invierte el giro del eje secundario.
Todos los pares de piñones están permanentemente engranados de forma que
sólo el piñón loco de la marcha seleccionada se mueve solidario a su eje a través
de su correspondiente sincronizador. Mientras los demás piñones locos giran
libremente arrastrados por sus homólogos solidarios del otro eje.
27
Funcionamiento
El funcionamiento de las distintas marchas es el siguiente:
1ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª (19) hacia la derecha, produce el
enclavamiento del correspondiente piñón loco (20) del eje secundario, que se
hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario
como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta
velocidad se obtiene la máxima reducción de giro, y por ello la mínima
velocidad y el máximo par.
Figura n°16 Funcionamiento de la caja de cambios en 1° velocidad
28
2ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª (19) hacia la izquierda, produce el
enclavamiento del correspondiente piñón loco (18) del eje secundario, que se
hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario
como muestra la figura inferior, obteniéndose la oportuna reducción. En esta
velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por
ello aumenta la velocidad y el par disminuye.
Figura n°17 Funcionamiento de la caja de cambios en 2° velocidad
29
3ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 3ª/4ª (16) hacia la derecha, produce el
enclavamiento del correspondiente piñón loco (17) del eje secundario, que se
hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario
como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta
velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por
ello aumenta la velocidad y el par disminuye.
Figura n°18 Funcionamiento de la caja de cambios en 3° velocidad
30
4 ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 3ª/4ª (16) hacia la izquierda, produce el
enclavamiento del correspondiente piñón loco (14) del eje secundario, que se
hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario
como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta
velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por
ello aumenta la velocidad y el par disminuye.
Figura n°19 Funcionamiento de la caja de cambios en 4° velocidad
31
5ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 5ª (12) hacia la derecha, produce el
enclavamiento del correspondiente piñón loco (14) del eje primario, que se
hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario
como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta
velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por
ello aumenta la velocidad y el par disminuye.
Figura n°20 Funcionamiento de la caja de cambios en 5° velocidad
32
Marcha-atrás
Cuando se selecciona esta velocidad, se produce el desplazamiento del piñón
de reenvio, empujado por un manguito. Al moverse el piñón de reenvio, engrana
con otros dos piñones, uno unido a eje primario (9) y el otro lo forma el
sincronizador de 3ª/4ª cuya corona externa tiene labrados unos dientes rectos.
Una particularidad de los piñones que intervienen en la marcha atrás, es que
tienen los dientes rectos en vez de inclinados como los demás piñones de la caja
decambios.
Con este mecanismo se consigue una nueva relación, e invertir el giro del tren
secundario con respecto al primario. La reducción de giro depende de los
piñones situados en el eje primario y secundario por que el piñón de reenvio
actúa únicamente como inversor de giro. La reducción de giro suele ser parecida
a la de 1ª velocidad.
Figura n°21 Funcionamiento de la caja de cambios en marcha atras
33
Se comprueba en las siguientes figuras como hay cajas de cambios diseñadas
de tal manera que se sitúan los sincronizadores tanto en el eje primario (2) como
en el secundario (12) y los piñones no son todos solidarios en un eje y locos en
el otro, sino que se distribuyen en los dos ejes por igual. En el eje primario
tenemos como piñones solidarios (6, 7 y 8) y como locos (3 y 5). En el eje
secundario tenemos como piñones solidarios (12 y 14) y como locos (9 y 11). La
marcha atrás se hace intercalando un piñón de reenvio entre el piñón solidario
del eje primario (7) y la corona externa dentada del sincronizador de 1ª/2ª. Se
aprecian claramente los dientes rectos de los piñones que intervienen en la
marcha atrás.
Figura n°22 Esquema interno de la caja de cambios en dos ejes y 4 velocidades
34
En la figura inferior puede verse el sistema de mando de la caja de cambios
anterior. La palanca de cambios (8) transmite un movimiento en cruz de izquierda
a derecha y hacia adelante o hacia atrás indistintamente, que es interpretado por
el eje/palanca (6) transformando dicho movimiento en uno de giro en semicírculo
y otro movimiento en forma vertical de arriba a abajo o al revés. El Eje/palanca
con su movimiento acciona una de las barras desplazables (4) que tienen
acopladas de forma solidaria las horquillas (7) que a su ves mueven los
sincronizadores (1 y 2) y el piñón de reenvio (3). Las barras desplazables (4)
están dotadas cada una de ellas de unas escotaduras (5), en las que puede
alojarse una bola presionada por un muelle. Estas escotaduras sirven para fijar
las barras en una posición concreta para impedir el desplazamiento de la
mismas, como consecuencia de las vibraciones o sacudidas que se producen
con la marcha del vehículo.Esto evita que se pueda salir una marcha una vez
que esta engranada.
Ffigura n°23 Sistema de accionamiento de las marchas
35
Otro ejemplo: de caja de cambios, diferente a la anterior, que se acoplaría a un
vehículo con motor longitudinal y tracción delantera. La disposición de los
piñones y sincronizadores se reparte en ambos ejes como en el caso anterior y
la marcha atrás funciona de igual manera.
1.3.3. Definición de términos
Disco de embrague
Plato presor
Collarin
1.3.4. Marco legal
RE-747-2 Manual de mantenimiento y equipos.
1.4. Justificación e importancia
El trabajo a realizarse servirá para el desarrollo práctico de los alumnos
desde el enfoque constructivista en el proceso enseñanza-aprendizaje para
su aplicación y organización en la unidad didáctica de mecanismo de
embrague y caja de velocidades
Los beneficiarios serán los alumnos del Instituto de Educación Superior
Tecnológico Público del Ejercito-ETE Sgto2° Fernando Lores Tenazoa,
quienes podrán desarrollar sus habilidades y destrezas en el módulo de
transmisión de potencia.
El trabajo a realizarse tiene un gran aporte al Ejército ya que contará con
profesionales altamente capacitados en el mantenimiento del mecanismo de
embrague y caja de velocidades de un vehículo automotriz lo cual permitirá
mantener en condiciones operativas a los vehículos existentes en las
unidades de la Institución.
La investigación es aplicable a la realidad, porque los vehículos del ejército
cuentan con este tipo de sistema.
36
1.5 Objetivos de la Investigación
1.5.1 Objetivo general
Caracterizar el módulo del sistema de transmisión de potencia para la
unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de velocidades
del Instituto de Educación Superior Tecnológico público del Ejercito-
ETE Sgto2°Fernando Lores Tenazoa.
1.5.2 Objetivos específicos
Oe a).- Caracterizar el embrague para la unidad didáctica de
mecanismo de embrague y caja de velocidades.
Oe b).- Caracterizar la caja de velocidades para la unidad didáctica
de mecanismo de embrague y caja de velocidades.
1.6 Variables
1.6.1. Variable (X)
Módulo del sistema de transmisión de potencia
1.6.2. Operacionalización de las variables
,
DIMENSIONES INDICADORES DATOS
TECNICOS DEL
FABRICANTE
MEDICION
PRIMARIA
DATOS
FINALES
X1. Embrague Espesor de disco de
embrague
3mm 1mm Cambio de
forros de
disco
Plato presor 13mm 12.50mm Rectificado
de plato
Juego libre del
embrague
15mm 20mm Regulación a
15mm
X2.Caja de
velocidades
Sincronizadores 1.5mm 1mm Remplazo
Engranajes 1.50mm 1mm remplazo
Horquilla selectora 2mm 2.5mm regulación
37
CAPITULO II
DISEÑO METODOLOGICO
2. Aspectos Metodológicos
2.1. Tipo de investigación:
Según Hernández, Fernández y Baptista (2003:43), Esta investigación
es aplicada porque utiliza los conocimientos en la práctica para
aplicarlas, en la mayoría de los casos en provecho de la sociedad.
2.2. Nivel de investigación:
Según Marisol Hernández (2000:65), Esta investigación es darle la
dimensión al nivel de acuerdo a los objetivos establecidos, el tipo de
investigación determina la manera de cómo el investigador abordara el
evento de estudio, de acuerdo a las técnicas, métodos, instrumentos y
procedimientos propios de cada uno.
2.3. Diseño de la investigación:
Según Buendía (1998) Según Marisol Hernández (2000 :73),esta
investigación es descriptiva ya que se realiza el proceso de recolección
de datos que permita al investigador lograr los objetivos establecidos es
decir, generar un alto grado de confianza en las conclusiones generadas,
Diseño de contrastación:
Og = Objetivo general
Oe = Objetivos específicos
Cp = Conclusiones parciales
Cf = Conclusión final
38
2.4. Población y muestra
Población
La población correspondiente a esta investigación son los modulos del
sistema de transmisión de potencia que se encuentran en el Instituto de
Educación Superior Tecnológico público del Ejército-ETE Sgto.
2°Fernando Lores Tenazoa.
Muestra
La muestra elegida para el estudio es el mecanismo de embrague y caja
de velocidades
2.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Se empleó la observación directa: en este proyecto toda la información
fue recolectada por cada uno de los integrantes del grupo de investigación
puesto que han sido directamente los ejecutores de su aplicación al
diseñar un módulo de sistema de transmisión de potencia para la unidad
didáctica de mecanismo de embrague y caja de velocidades dentro de las
instalaciones del Instituto Superior Tecnológico Publico Del Ejercito-ETE
Sgto. 2do Fernando Lores Tenazoa.
2.6 Análisis e interpretación de resultados
En el presente trabajo de investigación sobre el módulo sistema de
transmisión de potencia para la unidad didáctica del mecanismo de
embrague y caja de velocidades se confeccionó una lista de cotejo
en base a los indicadores y datos técnicos del fabricante
39
LISTA DE COTEJO
DIMENSIONES
INDICADORES DATOS TECNICOS
DEL FABRICANTE
X1. Embrague Espesor de disco de embrague 3mm
Plato presor 13mm
Juego libre del embrague 15mm
X2.Caja de
velocidades
Sincronizadores 1.5mm
Engranajes 1.50mm
Horquilla selectora 2mm
3. CONCLUSIONES
Se realizó y se aplicó una lista de cotejo para caracterizar el módulo de
transmisión de potencia para la unidad didáctica de mecanismo de
embrague y caja de velocidades de manera que puedan realizar un
mantenimiento integral a sus componentes
Se realizó y se aplicó un instrumento de lista de cotejo que caracterizó al
embrague para la unidad didáctica de, mecanismo de embrague y caja de
velocidades de manera que puedan realizar un mantenimiento integral a sus
componentes.
Se realizó y se aplicó un instrumento de lista de cotejo que caracterizó a la
caja de velocidades para la unidad didáctica de mecanismo de embrague y
caja de velocidades de manera que puedan realizar un mantenimiento
integral a sus componentes.
40
4. RECOMENDACIONES
PRIMERA:
Se recomienda a los alumnos de mecánica automotriz hacer una verificación
constante del estado de los componentes del sistema de transmisión de
potencia para la unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de
velocidades, para mantenerlos en óptimas condiciones de funcionamiento
SEGUNDA:
Se recomienda a los alumnos de mecánica automotriz hacer una verificación
constante del estado de los componentes del embrague del módulo de
mecanismo de embrague y caja de velocidades para mantenerlos en óptimas
condiciones de funcionamiento
TERCERA:
Se recomienda a los alumnos de mecánica automotriz hacer una verificación
constante del estado de la caja de velocidades del módulo de mecanismo de
embrague y caja de velocidades, para mantenerlos en óptimas condiciones
de funcionamiento
5. Referencias bibliográficas
Chilton m.( 1994), mantenimiento de caja de cambios editorial ing. Mecánicos,
volumen xxxv, Barcelona España.
Lopez j.(1999).Sistema de transmisión de potencia editorial grupo cultural,
volumen lV, Barcelona España
Arias m.(1975) Manual del automóvil. Edit. Pueblo y Educación. La Habana.
41
Anexo 1. Matriz de consistencia: “Módulo del sistema de transmisión de potencia para la unidad didáctica de mecanismo de embrague y caja de velocidades en el Instituto de Educación Superior Tecnológico Publico Del Ejército –ETE Sgto.2do Fernando Lores Tenazoa , 2017 ”
PROBLEMA OBJETIVOS VARIABLES DIMENSIONES DISEÑO DE LA
INVESTIGACION
General (Pg.)
¿Cuáles son las características del módulo
del sistema de transmisión de potencia para
la unidad didáctica de mecanismos de
embrague y caja de velocidades en el
instituto de educación superior tecnológico
público del ejército ETE Sgto. 2do Fernando
lores Tenazoa en el año 2017?
(Pe1)¿Cuáles son las características del
embrague para la unidad didáctica del
sistema de mecanismo de embrague y caja
de velocidades?
(Pe2)¿Cuáles son las características de la
caja de velocidades para la unidad didáctica
del sistema de mecanismos de embrague y
caja de velocidades?
Generales (O)
Caracterizar el módulo del sistema de
transmisión de potencia para la unidad
didáctica de mecanismo de embrague y
caja de velocidades del Instituto de
Educación Superior Tecnológico público
del Ejercito-ETE Sgto2°Fernando Lores
Tenazoa.
Oe a).- Caracterizar el embrague para la
unidad didáctica de mecanismo de
embrague y caja de velocidades.
Oe b).- Caracterizar la caja de
velocidades para la unidad didáctica de
mecanismo de embrague y caja de
velocidades.
Variable :
X: Módulo de
transmisión de
potencia
1. Embrague
2. Caja de
velocidades
Tipo y nivel de la
investigación
1)Tipo: aplicada
2)Nivel: No
experimental
explicativo
3.Diseño de la
investigación es
descriptiva
42
Regulando el mecanismo de embrague
Desarmando la caja de velocidades
43
Preparando la caja de velocidades para su mantenimiento
Retirando el disco de embrague
44
Verificando el nivel de aceite en la caja de cambio