El embrague

La misión del embrague es transmitir la potencia del motor progresivamente a voluntad del conductor, para que el vehículo pueda desplazarse o permanecer detenido con el motor en marcha así como efectuar cambios de velocidad sin parar el motor.Características:

Buena resistencia mecánica, para transmitir el par a las ruedas. Elevada resistencia térmica, para absorber el calor que genera

la fricción. Gran adherencia que evite que patine y pierda fuerza de

transmisión. Progresión y elasticidad, para transmitir el movimiento sin

brusquedad.Clasificación de los embragues:

Embrague de fricción

Los embragues de fricción con disco son muy empleados, mecánicamente son sencillos y tienen un fácil mantenimiento. Cuando por motivos de espacio no se puede montar un solo disco, se recurre a montar varios discos de menor tamaño; en seco embragues bidisco y bañados en aceite multidisco.

Funcionamiento: el principio de funcionamiento consiste en interponer un disco entre dos platos planos que lo presionan hasta conseguir que gire formando una pieza y transmitiendo el movimiento y el par hasta la caja de cambios. Cuando se necesite desacoplar, una fuerza de empuje que presiona el disco disminuye hasta que quede libremente girando entre los dos platos.

Esfuerzos a los que es sometido: Par motor soportado. Fuerza de empuje. Fuerza transmitida. Presión máxima soportada. Par máximo transmitido.

Parte de un embrague de discos de fricción:

Disco de embrague: es un disco de metal situado entre el volante motor y el plato de presión. En el centro lleva un orificio mandrilado en el que engrana el eje primario de la caja de cambios. La misión del disco es transmitir el movimiento desde el volante hasta la caja de cambios. Esta transmisión de movimiento requiere dos cualidades:

En las operaciones de embrague, el disco debe resbalar un poco, pero debe ser progresivo y suave para no provocar tirones

al igualar las velocidades de conductor y conducido.

Una vez embragado, el disco debe quedar sujeto y sin rebajamiento posible, pues por el se transmite el par del motor.

Para cumplir estas cualidades el disco debe tener estas características:

Para evitar el resbalamiento, el disco esta recubierto por ambos lados en su perímetro exterior de un material rugoso, resistente al calor y al rozamiento, el ferodo.

Para conseguir suavidad de funcionamiento, incorpora una serie de cortes radiales en el perímetro exterior, de modo que como el forro de ferodo esta unido por remaches a sectores de disco separados permite una elasticidad en relación al centro del disco.

El disco de embrague consta de dos piezas, una forma parte del exterior en el que están los forros y la otra en el orificio mandrilado en el que engrana el eje primario; además se añade otro disco pequeño para sujeción. La unión entre estas dos partes se efectúa mediante unos muelles que se alojan en unas ventanas practicadas en los tres discos, son los muelles de progresión; con estos muelles conseguimos que en el paso de movimiento de una placa a otra, tengamos más elasticidad y absorbemos parte de la brusquedad.

Plato de presión: es la pieza que oprime el disco de embrague contra el volante motor. Esta constituido por un plato metálico de acero en forma de corona circular unido a la carcasa mediante un dispositivo elástico lo oprime contra el disco de embrague que a su vez le permite el movimiento necesario para liberar el disco.

Elemento elástico (diafragma o muelles): el resorte elástico es el elemento que ejerce la fuerza de empuje sobre el plato de presión, formando un conjunto con el plato y la carcasa. El diafragma es un disco de acero en forma de cono con unos cortes radiales que permiten el acoplamiento. Otros embragues utilizan el sistema por muelles helicoidales, repartidos por la periferia del plato de presión. Los muelles ejercen la fuerza de empuje sobre el embrague.

Cubierta o carcasa del embrague: es la pieza que sujeta exteriormente el plato de presión, sirve de alojamiento a los resortes elásticos y protege estos mecanismos. Esta atornillada al volante motor girando solidaria con él. También cubre el disco de embrague, pero sin contacto directo.

Collarín de empuje: es la pieza que oprime el centro del diafragma o las palancas basculantes que separan el plato, consiguiendo despegar el plato de presión y desembragar el vehículo. Esta constituido por una corona metálica que empuja un rodamiento que permite que gire sin dañar el diafragma o las palancas. Una horquilla desplaza todo el conjunto. El accionamiento de la horquilla puede ser por cable, varillas o bombines hidráulicos o neumáticos.

Volante de inercia: su cara exterior es la superficie de contacto donde el disco asienta cuando ejerce presión a través de la maza. Esta superficie ha de ser perfectamente lisa y libre de rayas e irregularidades.

Volante de inercia bimasa: en los vehículos en los que se desea amortiguar al máximo las vibraciones del acoplamiento del

embrague se montan estos volantes. Esta formado por una masa primaria fijada al cigüeñal y otra masa secundaria sobre la que se acopla el disco. La masa primaria soporta en su centro el rodamiento del eje primario y en su periferia la corona dentada para el arranque. Las dos masas forman un conjunto y se encuentran separadas por un mecanismo amortiguador, que permite un movimiento entre ellas amortiguando así las vibraciones. Los discos de embrague que se montan no necesitan el cubo amortiguador, esta función la realiza el volante.

Embrague por conos de fricciónEstos embragues disponen de dos piezas troncocónicas, una hembra y otra macho; que se acoplan por una fuerza de empuje. La fricción entre las superficies igualara las velocidades de los ejes. Estos embragues se utilizan en los sincronizadores de cajas de cambios manuales y siempre bañados en aceite.

Embrague bidiscoEste tipo de embrague esta compuesto por dos discos. Se montan en vehículos en los cuales por gran par y potencia un único disco seria de un gran tamaño; y así reducimos dimensiones y se evitan problemas constructivos y de diseño.

En vehículos agrícolas se utilizan para la transmisión de fuerza a una toma trasera. El doble embrague se acciona desde el pedal y permite conectar la toma de fuerza sin desembragar la fuerza del motor. El pedal desembraga primero la toma de fuerza y pisando a fondo el cambio.

Embrague multidiscoEstán bañados en aceite y gracias a su reducido tamaño son utilizados por ejemplo en cajas de cambio automatizado DSG o en las motocicletas. Tienen el mismo principio de funcionamiento que los embragues en seco, pero teniendo en cuenta que utilizan aceite para lubricar y refrigerar; lo que provoca una disminución del rozamiento y un aumento de la duración de los discos.Se montan intercalando discos de embrague engarzados en una carcasa, por donde se transmite el giro del motor con laminas de acero (separadores) unidos al árbol primario.El bajo coeficiente de rozamiento de los materiales de estos discos es una ventaja en la transmisión del giro, con lo que se ofrece suavidad en las arrancadas y poco mantenimiento. El inconveniente es que no pueden transmitir elevado par. En los que se necesita transmitir gran par; se dimensionan los discos y se coloca un circuito adicional de refrigeración y lubricación.En las motos el conjunto esta formado principalmente por: discos de fricción, discos separadores, campana del embrague y muelles.De la fuerza a transmitir por el

embrague dependerá el nº de discos; también se tendrá en cuenta para una transmisión correcta de par el nº de muelles de la campana, sus dimensiones y su fuerza de empuje.

Accionamiento del embrague de fricción

Accionamiento manual: el esfuerzo para desplazar el mecanismo del embrague lo realiza el conductor

Accionamiento por palancas o varillas: es un tipo de accionamiento muy simple. Utilizado en automóviles y maquinaria agrícola. La fuerza necesaria para desembragar la realiza el conductor pisando el pedal que por medio de varillas y desmultiplicaciones, consigue multiplicar la fuerza de accionamiento; esta fuerza dependerá de la longitud de las palancas en relación a su punto de apoyo.Para un funcionamiento suave requiere un mantenimiento y engrase regular de las articulaciones.

Accionamiento por cable: es muy parecido al de varillas, con menos mantenimiento y más versátil y sencillo. Utilizado en motos y vehículos ligeros. El mecanismo esta formado por un cable de acero que se desplaza por el interior de una camisa especial. La fuerza de accionamiento se transmite desde la palanca del pedal, por el cable hasta la horquilla del embrague; la fuerza dependerá de la longitud entre los puntos de apoyo del pedal y de la horquilla.

Accionamiento hidráulico: este tipo permite realizar grandes esfuerzos en el

collarín con una pequeña fuerza en el pedal. Se emplea un circuito hidráulico con una bomba que es accionada por el conductor a través del pedal de embrague y que transmite la presión hidráulica al bombín de accionamiento. La bomba y el bombín se unen por una tubería formando así un circuito hidráulico; la fuerza de accionamiento dependerá de las secciones de los émbolos de la bomba y el bombín y de sus palancas.

Accionamiento hidroneumático: se utilizan en vehículos que van provistos de un circuito de aire comprimido. Este sistema mezcla un circuito hidráulico, que transmite el esfuerzo del conductor al embrague y una servoasistencia hidroneumática que facilita el accionamiento; que entra en funcionamiento cuando se alcanza cierto esfuerzo sobre el pedal.

Accionamiento automático o pilotado: es utilizado en cajas de cambio manuales convencionales o de tipo secuencial con embrague de fricción. Esta compuesto por un actuador inteligente que integra una bomba hidráulica con un motor eléctrico que gestiona un cilindro transmisor que proporciona la presión al cilindro actuador, y este realiza esfuerzo sobre el disco de embrague; así se elimina el esfuerzo del conductor sobre el pedal. Una centralita recibe a través del CAN bus datos de la palanca de cambio, de la velocidad del vehículo, del régimen de giro del motor y de la forma en que el conductor pisa el acelerador y determina el embrague y desembrague del cambio; calculando el resbalamiento necesario para que la maniobra del cambio de velocidad sea suave y progresiva.

Mantenimiento del embrague de fricción

SINTOMA AVERIA ELEMENTO DAÑADO REPARACION

EL VEHICULO NO SE DESPLAZA O SE ACELERA

EMBRAGUE PATINA

FORRO DESGASTADO DISCO ENGRASADO

SUSTITUIR DISCO LOCALIZAR PERDIDAS DE ACEITE Y CORREGIRLAS

RUIDOS AL ACCIONAR EL

COLLARÍN DE EMPUJE

RODAMIENTO DEL COLLARÍN

SUSTITUIR EL COLLARÍN DE

PEDAL DEFECTUOSO EMPUJE

TODAS LA VELOCIDADES RASCAN

DISCO DE EMBRAGUE NO DESACOPLA

MALA REGULACIÓN DEL ACCIONAMIENTO

REGULAR EL RECORRIDO DEL PEDAL PARA PERMITIR LA OPERACIÓN DE DESEMBRAGUE

NO SE TRANSMITE LA POTENCIA DEL MOTOR CORRECTAMENTE

EN EMBRAGUE DA TIRONES

DISPOSITIVO DE DESEMBRAGUE PRESIONA DESEQUILIBRADAMENTE

SUSTITUIR DISCO DE EMBRAGUE O KIT DE EMBRAGUE

Operaciones de mantenimiento: Regular la tensión de cables y varillas. Lubricar los ejes y articulaciones de mando. Cambiar líquido del accionamiento hidráulico cada dos años. En embragues multidisco, sustituir aceite y filtros cada año o en el

periodo que mande el fabricante.

Averías: Desgaste o cristalización del ferodo Regulación incorrecta del mecanismo de accionamiento Roturas de elementos metálicos.

Embrague hidráulicoEs un mecanismo automático que permite acoplar y desacoplar el motor de la caja de cambios sin que el conductor actue ningún mecanismo. El acoplamiento del embrague se realiza a medida que el motor aumenta las revoluciones. Este tipo de embrague no se puede montar en cajas de cambios manuales, ya que no se puede desacoplar a voluntad del conductor y no es posible realizar cambio de marchas; se monta en cajas de cambio automáticas en la que no es necesario desacoplar la transmisión para poder cambiar de velocidad.

Funcionamiento: el embrague hidráulico transmite el movimiento y el par del motor a través de la fuerza que aparece al hacer circular el aceite entre la bomba y a turbina. La bomba esta unida al volante de inercia y la turbina al eje primario de la caja de cambios. Al girar el volante de inercia, este transmite el movimiento a la bomba que impulsa el aceite contra la turbina. Cuando el nº de revoluciones de la bomba es bajo, el aceite choca contra la turbina con una pequeña fuerza que no puede mover el vehículo. Si aumentamos las revoluciones del motor, la bomba impulsara el aceite con más fuerza hasta conseguir girar la turbina que al estar unida al eje primario transmite el giro y par del motor a las ruedas.

Los alabe de la bomba y la turbina tienen un diseño que permite al aceite retornar a la bomba y volver a impulsar la turbina. Estos forman un torbellino torico que conforme aumentan las revoluciones de la bomba se hace mayor.El nº de alabe de la bomba es inferior al de la turbina, evitando vibraciones que se producirían en el embrague por la interrupción de movimiento del aceite.

Durante el funcionamiento, siempre existe un resbalamiento entre la bomba y la turbina, este no es superior al 2% y el par se transmite invariable.

Convertidor de parEl convertidor de par es un embrague hidráulico perfeccionado; el cual el reactor y los alabes de bomba y turbina tienen un diseño con forma helicoidal.Etapas del convertidor de par:

En la primero etapa el convertidor es capaz de multiplicar hasta por tres el valor del par motor.

En la segunda etapa a medida que aumentan las revoluciones, el convertidor reduce su factor multiplicador de par descendiendo hasta valores de 1:1; con lo que el convertidor se comporta como un embrague hidráulico con su consiguiente pérdida de par por resbalamiento 2%.

El convertidor es un mecanismo hidráulico que dependiendo del nº de revoluciones funciona como un embrague hidráulico o como un multiplicador de par.Elementos constituyentes:

La bomba: es solidaria al volante de inercia por medio de la carcasa. Esta gira al mismo nº de revoluciones que el motor. Es la encargada de impulsar el aceite hacia la turbina.

La turbina: esta engranada con el eje primario de la caja de cambios. Esta recibe el aceite impulsado por la bomba a través de sus alabes que le obligan a girar.

El reactor: esta montado entre la turbina y la bomba, dispone de un mecanismo de rueda libre que le permite girar libremente cuando las velocidades de turbina y bomba se aproximan.

Funcionamiento: la corriente de aceite de la bomba es enviada a las palas de la turbina, entregándose así su energía. Desde la turbina, el aceite se devuelve a la bomba chocando en el retorno contra el reactor, este desvía y canaliza el aceite nuevamente hacia la bomba. Al aumentar el nº de revoluciones de la bomba, el aceite en su retorno a la bomba no choca contra el reactor y su función queda anulada girando libremente.

El convertidor de par funciona mediante el principio del embrague hidrodinámico, según una diferencia de regímenes entre bomba y turbina; esta diferencia esta provocada por el patinaje del convertidor.El embrague anulador elimina el patinaje del convertidor de una forma controlada; de manera que puede ser accionado en cualquier marcha, a cualquier régimen y a partir de una Tª de funcionamiento.Este embrague anulador consiste en un embrague de fricción unido al arrastre de fuerza que transmite el movimiento al convertidor desde su carcasa.Al cerrar el embrague anulador se transmite el par del motor integro sobre la turbina, anulando así el convertidor.

Embrague de polvo electromagnéticoEste tipo de embrague esta basado en los principios de electromagnetismo. El funcionamiento se debe a las propiedades que adquiere una mezcla realizada con aceite y polvo de hierro, la cual tras ser sometida a magnetismo se convierte en un mezcla solida.Funcionamiento: el volante motor forma interiormente un tambor en el que se introducen en sustitución del disco de embrague, una armadura circular de acero cuyo borde exterior esta ranurado. Entre la armadura circular y el tambor se encuentra el polvo del hierro y el aceite de forma pastosa. Dentro del volante rodeando el tambor se encuentra una bobina anular. Al incidir la corriente eléctrica sobre la bobina se produce un campo magnético que solidifica el polvo de manera que el embrague pasa de un resbalamiento total a un embragado completo. Este embrague esta comandado por un interruptor en la palanca de cambios, un potenciómetro en el pedal del acelerador y el vacio de la admisión.

Embrague centrifugoEs un embrague formado por un embrague de fricción y unos contrapesos. El acoplamiento de este se da a medido que aumentan las revoluciones del motor.

Existen embragues pilotados electrónicamente y embragues automáticos servocomandados.