e.stf. diapositivas 02. embragues y convertidores de par.reducido

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Embragues y convertidores de par

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MISIÓN DEL EMBRAGUE

Su principal misión es transmitir la potencia del motor a la caja de cambios de una manera progresiva de forma que permita desplazar el vehículo sin que el motor se cale.

En los vehículos con cambio manual, el embrague tiene otra función añadida, la de permitir desacoplar el giro del motor (desembragar) de la caja de cambios, para poder cambiar de velocidad. Este condicionante es el que impide el montaje de embragues automáticos en cajas de cambios manuales.

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MISIÓN DEL EMBRAGUE

Un embrague, para cumplir con fiabilidad y seguridad su cometido, debe reunir las siguientes características:

Buena resistencia mecánica que permita transmitir el par motor a las ruedas.

Elevada resistencia térmica, para absorber el calor que se genera en la fricción.

Gran adherencia que evite que el embrague patine y pierda fuerza de transmisión.

Progresión y elasticidad, para transmitir el movimiento sin brusquedades.

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TIPOS DE EMBRAGUE

Los embragues se pueden clasificar de la siguiente forma:

Embrague por fricción

Seco Monodisco

Bidisco

Bañado en aceite

Cono

Monodisco

Multidisco

Embrague hidráulico Embrague hidráulico

Convertidor de par

Embrague electromagnético

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TIPOS DE EMBRAGUE

Embragues de fricción

Principios de funcionamiento

F

El principio de funcionamiento del embrague es común para todos los modelos.

Consiste en interponer un disco entre dos platos planos que lo presionan hasta conseguir que gire formando una pieza y transmitir así el giro y el par de un plato al otro (del motor al conjunto mecánico siguiente, la caja de cambios).

Cuando se necesite desacoplar el embrague (desembragar), la fuerza de empuje F que presiona el disco disminuye hasta que este gire libremente entre los platos o maza de presión.

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COMPONENTES DEL EMBRAGUE DE FRICCIÓN CON

DISCOS

El disco de embrague

F

Volante de inercia Disco Plato de presión

Es un disco de metal situado entre el volante motor y el plato de presión. En el centro lleva un orificio mandrinado en el que engrana el eje primario de la caja de cambios.

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DISCOS


Su misión es transmitir el movimiento desde el volante motor (órgano conductor), que gira solidario al cigüeñal, hasta el eje primario de la caja de cambios (órgano conducido).

Esta transmisión de movimiento requiere dos cualidades principales:

Una vez embragado, el disco debe quedar firmemente sujeto y sin resbalamiento posible ya que a través de él se trasmite todo el par o esfuerzo de giro del motor.

Para la operación de embrague, el disco debe resbalar unos momentos entre el volante y el plato de presión, pero este resbalamiento debe ser progresivo y suave para no provocar tirones al igualar las velocidades del volante motor y el primario de la caja de cambios.

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DISCOS


Para conseguir estas dos cualidades principales, se construyen con las siguientes características:

Para evitar el resbalamiento una vez embragado, el disco metálico esta recubierto por ambos lados de su perímetro exterior de un material rugoso, resistente al calor y al rozamiento, conocido como ferodo.

Para conseguir suavidad de funcionamiento, incorpora una serie de cortes radiales en su perímetro exterior de tal modo que, el forro de ferodo esta unido a sectores del disco separados, que le permiten una cierta elasticidad en relación al centro del disco que es donde se transmite el giro.

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DISCOS


Consta de dos piezas (placas):

Una que forma parte del exterior en el que se encuentran los forros.

La otra forma parte del mandril en el que se engrana el primario de la caja de cambios.

La unión entre esta dos partes se efectúa mediante unos muelles (de progresión) alojados en unas ventanas practicadas sobre las placas, de forma que cuando una de las placas tiende a pasar movimiento a la otra, este pasa a través de los muelles consiguiendo cierta elasticidad y absorbiendo gran parte de las brusquedades originadas en el disco.

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DISCOS

Plato o maza 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 que lo oprime contra el disco de embrague y que a su vez le permite el movimiento axial necesario para liberar el disco y desembragar.

Este dispositivo elástico puede

ser un diafragma o bien unos

muelles, dependiendo del tipo

de embrague y esfuerzos que

tenga que soportar.

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DISCOS

Resortes elásticos (diafragma o muelles)

Son los elementos que ejercen la fuerza de empuje al plato de presión, para presionar al disco y transmitir el giro.

Diafragma:

Es un disco de acero en forma de cono al que se le han practicado unos cortes radiales.

Es un sistema muy

empleado en los

embragues de vehículos

ligeros debido a la

simplicidad del conjunto

y su fácil montaje y

desmontaje.

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DISCOS

Resortes elásticos (diafragma o muelles)

Muelles: Otros embragues utilizan muelles helicoidales repartidos por la periferia del plato de presión. Los muelles ejercen toda la fuerza de empuje que el embrague necesita para su funcionamiento.

Es un sistema que

dispone de mas

mecanismos y el

montaje es mas

complicado que en

los embragues de

diafragma.

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DISCOS

Cubierta o carcasa del embrague

Es la pieza que sujeta exteriormente el plato de presión, sirve de alojamiento a los resortes elásticos del mismo y protege todos estos mecanismos.

Esta atornillada al volante motor girando solidaria con el, por lo que también cubre el disco de embrague que permanece en su interior, pero sin contacto directo

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DISCOS

El collarín de empuje

Es la pieza que oprime el centro del diafragma o las palancas basculantes que separan el plato (caso de resorte de muelles), consiguiendo despegar el plato de presión y desembragar el vehículo.

Esta constituida por una pequeña corona metálica que empuja un

rodamiento que permite que gire sin dañar el diafragma o las

palancas.

Una horquilla desplaza todo el conjunto. Esta es accionada por

medio de mecanismos que, dependiendo del tipo de vehículo,

pueden ser:

Cables.

Varillas

Bombines hidráulicos o neumáticos.

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DISCOS

Volante de inercia

Es una pieza del motor que puede ser considerada como parte del mecanismo de embrague.

Su cara exterior es la superficie de contacto donde el disco asienta cuando se ejerce presión a través de la maza.

En vehículos en los que se desea amortiguar al máximo las vibraciones del acoplamiento del embrague, se montan volantes de inercia bimasa.

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DISCOS

Volante de inercia

El volante bimasa está formado por :

Una masa primaria fijada al cigüeñal.

Una masa secundaria sobre la que se acopla el disco.

Las dos masas forman un conjunto y se encuentran separadas por un mecanismo amortiguador, debidamente equilibrado y calculado, que permite un movimiento entre estas, amortiguando así las vibraciones.

Los discos que se emplean en estos embragues no necesitan el cubo amortiguador con muelles de progresión, esta función la realiza el volante bimasa.

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EMBRAGUE BIDISCO

En vehículos de mucha potencia y par, las dimensiones del embrague de un solo disco serian muy grandes, por lo que se montan dos discos en seco con lo que se reducen las dimensiones y se evitan algunos problemas constructivos y de diseño.

En vehículos agrícolas también se emplea el bidisco, o doble embrague, el motivo es la transmisión de fuerza a una toma trasera.

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EMBRAGUE POR CONOS DE FRICCIÓN

Es un embrague que no emplea un disco interpuesto.

Dispone de dos piezas troncocónicas, una hembra y otra macho, que se acoplan por una fuerza de empuje (F), la fricción entre las superficies igualara las velocidades de los ejes.

Se emplea actualmente en

sincronizadores de cajas de

cambios manuales y siempre

bañados en aceite.

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EMBRAGUE MULTIDISCO BAÑADO EN ACEITE

Los embragues de fricción multidisco bañados en aceite, gracias a su reducido tamaño, son ideales para el montaje en el interior de las cajas de cambios y en el interior del conjunto motor-cambio en las motocicletas.

Los principios de funcionamiento

son los mismos que en los

embragues en seco, pero

utilizando un fluido (aceite) que

lubrica y refrigera el conjunto, a la

vez que disminuye el rozamiento y

aumenta la duración de los discos.

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El embrague se monta intercalando discos de embrague

engarzados en una carcasa, por donde se transmite el giro del

motor (mediante cadena, engranajes, etc.) con laminas de

acero (separadores) engarzadas en el árbol primario.

De la fuerza a transmitir

depende el numero de

discos, así como el

numero de muelles de

la campana, sus

dimensiones y su fuerza

de empuje.

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Ventajas:

Suavidad en la transmisión de giro, debido al bajo coeficiente de

rozamiento de los materiales bañados en aceite.

Bajo mantenimiento.

Inconvenientes:

No pueden trasmitir un

elevado par, ya que el

diámetro de los discos

suele ser pequeño a

excepción de los

vehículos agrícolas que

se diseñan conjuntos de

mayor diámetro.

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Embrague multidisco para cambio automatizado

(DSG y Powershift)

Las cajas de cambios automatizadas tipo DSG y Powershift montan

dos embragues multidisco de diferente diámetro, en disposición

coaxial, insertados uno sobre otro y comandados por presión

hidráulica desde la gestión hidráulica de la caja de cambios.

El embrague exterior se encarga de las velocidades impares y marcha

atrás mientras que el embrague interior se encarga de las pares.

La transmisión de fuerza se

realiza de forma continua sin

interrupciones para realizar

el cambio de velocidad

(siempre hay dos velocidades

engranadas mecánicamente

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ACCIONAMIENTOS DEL EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Accionamiento manual Accionamiento automático

Puede realizarse de dos formas:

Manual: El conductor pisa un pedal o tira de una palanca.

Automática: El conductor no acciona directamente el mecanismo,

sino que el accionamiento se realiza bajo el control de una unidad

de control electrónica y la fuerza que proporciona un circuito

hidráulico (Cambios automatizados tipo DSG y Powershift).

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Accionamiento manual

El esfuerzo necesario para desplazar el mecanismo del embrague se realiza por el conductor, mediante diferentes sistemas de transmisión de fuerzas:

Palancas y varillas

Palancas y cables

Circuito hidráulico

Hidroneumático

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Accionamiento manual por palancas y varillas

La fuerza necesaria para vencer los muelles o el diafragma en el embrague, la realiza el conductor pisando un pedal que a través de varillas y por medio de distintas desmultiplicaciones de palancas consigue multiplicar la fuerza de accionamiento. La fuerza transmitida por el pedal depende de la longitud de las palancas en relación a sus puntos de apoyo.

Requiere un mantenimiento

y engrase regular de las

articulaciones.

Se utiliza en automóviles y

maquinaria agrícola.

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Accionamiento manual con cable

La fuerza de accionamiento se transmite desde la palanca que

acciona el conductor (manilla o pedal), a través del cable, a la

horquilla del embrague. Esta fuerza depende de la longitud

entre los puntos de apoyo de la palanca y la relación de los

puntos de apoyo de la horquilla.

Requiere poco mantenimiento

debido a su sencillez y

versatilidad.

Se utiliza en automóviles,

vehículos ligeros y

motocicletas.

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Accionamiento hidráulico

Permite realizar grandes esfuerzos en el collarín de empuje, con una

fuerza pequeña 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

que empuja la horquilla del collarín.

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

(pedal y horquilla).

En algunos vehículos el propio collarín actúa

como cilindro hidráulico.

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Accionamiento hidroneumático

Mezcla un circuito hidráulico que es el que transmite el

esfuerzo del conductor al embrague y una servoasistencia

hidroneumática que facilita su accionamiento. El

servoembrague actúa cuando se alcanza un determinado

esfuerzo sobre el pedal.

Se utiliza en vehículos

industriales que van

provistos de un circuito

de aire comprimido

para el circuito de

frenos.

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Accionamiento automático o pilotado

Se utiliza en cajas de cambio manuales convencionales o de tipo

secuencial.

Es un tipo de accionamiento que evita la disposición del pedal de

embrague.

Una UCE de gestión del cambio

decide el momento exacto de realizar

el accionamiento del embrague para

realizar el cambio de velocidad

Los accionamientos automáticos

pueden ser de dos tipos:

Accionamiento con motor

eléctrico.

Accionamiento hidráulico.

J.H.G. S.T.F. Embragues y convertidores de par 29


Accionamiento automático o pilotado

Accionamiento hidráulico:

Una UCE recibe a través del

CAN-bus de datos, señales de

la palanca de cambios, 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 desembrague y el

embrague del cambio,

calculando el resbalamiento

necesario para que la

maniobra del cambio de

velocidad se realice de manera

suave y progresiva.

J.H.G. S.T.F. Embragues y convertidores de par IDEAS CLAVES 30

EL EMBRAGUE Transmite la potencia del motor a la caja de cambios de manera progresiva de forma que permita desplazar el vehículo sin que el motor se cale.

En los vehículos con cambio manual, tiene otra función añadida, la de permitir desacoplar el giro del motor (desembragar) de la caja de cambios, para poder cambiar de velocidad.

CENTRIFUGO

El movimiento se transmite gracias a la corriente del fluido que pasa de la bomba a la turbina, las cuales se encuentran totalmente separadas

TIPOS DE EMBRAGUES

Evolución del embrague hidráulico ya que es capaz de aumentar por si solo el par de salida del motor y transmitirlo a la caja de cambios automática

HIDRAULICO

Se acciona sin ayuda del conductor mediante la fuerza centrifuga que crea el giro del motor (ciclomotores).

El elemento de transmisión del movimiento es un fluido que circula por un sistema de turbinas.

Embrague hidráulico.

Convertidor de par

ELECTROMAGNETICOS Utiliza partículas metálicas que, al activarse un campo electromagnético, trasmiten el movimiento del motor.


TIPOS DE EMBRAGUES

Bañados en aceite

FRICCIÓN

Cono

La transmisión se realiza a través de 2 piezas troncocónicas sin disco interpuesto.

Se emplean en sincronizadores de cajas de cambios manuales.

Multidisco Varios discos y separadores.

Suavidad en la transmisión de movimiento.

Tamaño compacto del sistema.

Transmite el movimiento del motor a través de un disco de fricción movible que acciona el conductor voluntariamente mediante un sistema de mando.

Disco

Transmisión de gran par (vehículos industriales).

Transmisión de par a una toma trasera (vehículos agrícolas)

Bidisco

Seco

Un único disco es el elemento de fricción del sistema.


EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Consiste en interponer un disco entre dos platos planos que lo presionan hasta conseguir que gire formando una pieza y transmitir así el giro y el par de un plato al otro (del motor al conjunto mecánico siguiente, la caja de cambios).

Cuando se necesite desacoplar el embrague (desembragar), la fuerza de empuje que presiona el disco. disminuye hasta que el disco gire libremente entre los platos o maza de presión.

DISCO DE EMBRAGUE

Placa exterior.

Placa central.

Mandril o cubo estriado

Forros de fricción.

Muelles de progresión.

Remaches.

PARTES DE UN EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Transmite el movimiento desde el volante motor (órgano conductor), que gira solidario al cigüeñal, hasta el eje primario de la caja de cambios (órgano conducido).

Partes.

PLATO DE PRESIÓN

Es la pieza que oprime el disco de embrague contra el volante motor.

Partes.

Plato metálico.

Carcasa o cubierta.

Dispositivo elástico (diafragma o muelle).


COLLARIN DE EMPUJE

Palancas y varillas.

Por cable.

PARTES DE UN EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Es la pieza que oprime el centro del diafragma o las palancas basculantes que separan el plato (caso de resorte de muelles), consiguiendo despegar el plato de presión y desembragar el vehículo.

Hidroneumático.

HORQUILLA

Hidráulico

Desplaza el cojinete o collarín de empuje

VOLANTE DE INERCIA

Es la superficie de contacto donde el disco asienta cuando se ejerce presión a través de la maza.


Mecánico. MANUAL

AUTOMATICO O PILOTADO

Motor eléctrico.

Hidráulico.

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