INTRODUCCIN:

Un embrague es un mecanismo que une o separa dos rboles; esta separacin debe efectuarse tanto si los dos rboles se hallan en movimiento como si estn parados. En el automvil este dispositivo tiene como funcin transmitir el movimiento del motor a las ruedas a voluntad del conductor .El embrague va situado entre el motor y la caja de cambios como se muestra en la figura 6 en el anexo y ms concretamente entre el cigeal del motor y el eje primario de la caja de cambios.Como te ya te mencionamos en que parte va situado el embrague en un automvil, tambin te daremos a conocer cmo ha ido evolucionando el embrague desde los primeros embragues que fueron de cuero hasta el actual y sus evoluciones que estos han tenido a lo largo de la historia.

Tambin te daremos a conocer las partes que componen un embrague y como es su despiece en partes y los componentes que ms se daan en ella, as como su mecanismo de trabajo y funcin realiza en un automvil.

HISTORIA DEL EMBRAGUE.El primer embrague adoptado por Benz en 1885, estaba constituido por una correa que transmita el movimiento desde una polea libre a una polea unida al cigeal.Ambas poleas estaban muy prximas de modo que, a medida que se desplazaba la correa se produca un deslizamiento. Pocos aos despus aparecieron los primeros embragues de conos, cuyo diseo admita dos versiones la de cono derecho o la de cono invertido como podemos ver en la ( en la fig. 1 anexo).Se trataba de dos conos constituidos uno dentro del otro , en el que uno de ellos estaba recubierto de una capa de cuero o gamuza. Uno de los principales inconveniente de este tipo de embragues radicaba en que requera volantes de dimetros muy grandes, con lo cual tenias grandes pesos, caractersticas que no permitan alcanzar un elevado nmero de revoluciones.El cuerpo, que constituyo durante muchos aos el material de rozamiento mas empleado, tena el problema que su fcil calentamiento y su gran sensibilidad al aceite y la humedad, por lo que nunca garantizaba un funcionamiento constante y adems se quemaba con facilidad.Debido a todos los problemas que tenia estos embragues de cono, el diseo evoluciono hacia una etapa en la que el rozamiento entre superficies estaba confiado a la friccin entre discos de acero y bronce alternos, conocidos desde entonces como embrague de discos mltiples. Esta solucin permiti rebajar el peso del volante que requera el embrague de conos y aunque el coeficiente de rozamiento era menor, se poda aumentar aadiendo ms discos y obtener una fuerza de arrastre deseada. La gran ventaja de este tipo de embragues consista en la suavidad y progresividad del mismo.Algunos de los inconvenientes que presentaba los tipos de embrague utilizados a principios del siglo xx , se basaban en sus grandes dimensiones y en un funcionamiento bastante delicado, debido a la escasa duracin de los forros de forzamiento. No obstante el empleo de un solo muelle central evitaba el efecto de la fuerza centrifuga, fenmeno que se hace notar en los embragues con varios muelles helicoidales alejados del centro de giro.Hacia 1920 la construccin y difusin de los forros de embrague de aglomerado de amianto, permiti obtener elevados coeficientes de rozamientos ( de ms de 0,3 ) y alcanzar elevadas temperaturas sin perjuicio para los propios forros, lo que permiti el xito definido de un tipo de embrague que haba sido introducido ya a principios del siglo xx por la De Dion Bouton, que reapareci en 1920 y se generalizo a partir de 1926.El xito del embrague monodisco en seco se debi en gran parte a la empresa Britanica Ferodo, que anteriormente haba construido forros de rozamiento a base de conglomerado de amianto y cobre , para el frenado. Dicho material demostr su capacidad de resistencia a elevadas temperaturas y presiones, necesarias para un embrague monodisco.Pero este embrague monodisco en seco no resulto satisfactorio hasta los pasados treinta aos debido a la aparicin de una serie de inconvenientes.CONCEPTO DE EMBRAGUE.El embrague es el mecanismo encargado de transmitir el par motor que nos proporciona el grupo propulsor, a la caja de cambios y sta, a su vez, a las ruedas a voluntad del conductor (manual) o automticamente (automtico), o dicho de otra manera, su misin, es desconectar el motor de las ruedas en el momento de arrancar o realizar un cambio de marcha.(como se muestra en el anexo fig. 2)

OBJETIVO DEL EMBRAGUE.El objetivo del embrague consiste en el acoplamiento o desacoplamiento del movimiento del motor con el de la ruedas a travs del cambio de velocidades; la mayora de los automviles actuales estn equipados con el embrague monodisco en seco.MECANISMO DEL EMBREGUE.El mecanismo de embrague es absolutamente necesario en los vehculos automviles dotados de motor trmico ya que, para iniciar la marcha del vehculo hay que transmitir el par motor a bajo rgimen de una forma progresiva por resbalamiento mecnico o viscoso, hasta conseguir un acoplamiento rgido entre el motor y las ruedas del vehculo a travs del cambio de velocidades. Adems, en los vehculos con cambio de velocidades mecnico es necesario disponer del mecanismo de embrague para desconectar el movimiento del motor del movimiento de las ruedas siempre que se desee cambiar de velocidad o detener el vehculo sin detener el motor.

El embrague debe cumplir una serie de caractersticas, debe poseer suficiente fuerza para que no patine con el motor funcionando a pleno rendimiento y a la vez proporcionar una marcha suave. Debe ser resistente, rpido y seguro. Resistente debido a que por l pasa todo el par motor. Rpido y seguro para poder aprovechar al mximo dicho par en todo el abanico de revoluciones del motor.

El embrague va situado entre el motor y la caja de cambios, y ms concretamente entre el rbol motor o cigeal y el eje primario de la caja de cambios.

En el caso del embrague de friccin, el tratado aqu, su principio de funcionamiento es muy simple: une o separa dos rboles, como puede verse arriba. Esta separacin debe efectuarse tanto si los dos rboles se hallan en movimiento o estn parados. Se trata de dos discos que se pueden acercar o alejar entre s, de modo que cuando entran en contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos firmemente, girando solidarios. Normalmente, la disposicin de trabajo del embrague es en la posicin de transmisin de movimiento, en tal circunstancia se dice que el vehculo est embragado, el par motor pasa al primario de la caja de cambios. En caso contrario, cuando se interrumpe la transmisin de dicho par, un automvil est desembragado cuando no transmite ningn tipo de movimiento.

COMPONENTES DEL EMBRAGUE.

El embrague de friccin est constituido por una parte motriz, que transmite el giro a una parte conducida, utilizando para tal efecto la adherencia existente entre los dos elementos, y a los que se les aplica una determinada presin, que los une fuertemente uno contra el otro. El embrague de friccin est compuesto por dos partes claramente diferenciadas, el disco de embrague y el plato de presin, siendo la actuacin ms extendida del mecanismo, sistema con el que se presiona un elemento contra el otro y con el que, por tanto, se controla la transmisin de par, por muelles o por diafragma. Los dos tipos estn formados por un plato de presin, una carcasa y, dependiendo del tipo, unos muelles y patillas de accionamiento, o un diafragma.Se describen a continuacin los distintos componentes del sistema:

Disco de embrague.Este dispositivo est formado por un disco de acero en el que, por medio de unos remaches, van sujetos los forros de material de friccin, de tal manera que la cabeza de los remaches van embutidas para que no rocen contra la superficie del asiento del volante de motor.El disco de embrague es el elemento encargado de transmitir a la caja de cambios todo el par motor sin que se produzcan resbalamientos en condiciones estacionarias. Por este motivo, el disco de embrague est forrado de un material de friccin que se adhiere a las superficies metlicas (superficies con las que entra en contacto dicho disco). Este material, muy resistente al desgaste y al calor, es el centro de atencin del presente trabajo, y las diferentes opciones disponibles a lo largo de la historia de la automocin sern desarrolladas en los puntos posteriores.(obsrvese en anexo fig. 3)

Disco de embrague.

El dimensionado del disco de embrague se realiza dependiendo del par motor a transmitir y del peso del vehculo. Se trata de un disco en cuyo centro se dispone un cubo estriado (por el que se pone en contacto con el eje primario de la caja de velocidades) que se une, mediante unos muelles repartidos en toda su circunferencia, a un plato forrado por sus dos caras con el material de friccin. Dichos muelles, visibles en la figura 4., sirven para que la transmisin de par torsor desde el material adherente al cubo estriado (y por tanto al eje primario) se realice de una manera elstica, absorbindose vibraciones y posibilitando el retorno a su posicin inicial.

El plato, a su vez, por su parte externa est provisto de unos cortes, quedando toda la periferia de ste dividida en diferentes lengetas, dobladas en uno y otro sentido, facilitando la progresividad cuando se realiza el apriete del disco de embrague contra el volante debido a la flexibilidad que adoptan dichas lengetas.

Plato de presin.El plato o disco de presin sirve de acoplamiento del conjunto al volante de inercia y va montado entre el disco de friccin y la carcasa. Entre el plato de presin y la carcasa van montados los elementos de presin, que pueden ser muelles helicoidales o un diafragma.Tambin denominado maza de embrague, se compone de un disco de acero en forma de corona circular. Por una cara se une a la carcasa del mecanismo de embrague, a travs de los muelles o diafragma, y por la otra cara se une a una de las caras del disco de embrague.

Carcasa.Es el elemento que sirve de cubierta al mecanismo de embrague, por el que se fija ste al volante de inercia por medio de tornillos. En ella se alojan los distintos muelles o diafragma que permitirn la presin del disco de embrague contra el plato de presin y el volante motor.(obsrvese en el nexo fig. 4)

Carcasa. Muelle de diafragma visible.

Cojinete de embrague.Denominado tambin cojinete axial o collarn de embrague, es el elemento por el que se acciona el mecanismo. Se trata de un cojinete de bolas que se desliza sobre el tramo del eje primario situado en la campana de la caja de velocidades. Dicho desplazamiento axial se controla por una de sus caras a la que va acoplado un elemento denominado horquilla, y por el otro extremo permanece en contacto con las patillas de accionamiento, en el caso de que se trate de un mecanismo de embrague por muelles, o sobre los dedos elsticos, si se trata de un mecanismo dotado de embrague por diafragma, realizando el empuje axial sobre stos.(Observar en el anexo componentes ya integrados fig. 5).

Las particularidades del sistema en funcin de su accionamiento por muelles o por diafragma se indican a continuacin:

Embrague de muelles.Es un tipo de accionamiento muy utilizado a lo largo de la historia, pero que actualmente se encuentra en desuso frente al embrague de diafragma. Los muelles estn dispuestos circularmente para que resulte una presin ms uniforme sobre la maza de embrague. Empujan al plato de presin por uno de sus dos extremos, apoyando el otro en la carcasa.Debido a la presin que ejercen stos sobre el plato de presin, cuando no actuamos sobre el mecanismo de embrague, el disco de embrague est presionado entre el plato y el volante motor. Por el contrario, cuando actuamos sobre el mecanismo de embrague oprimimos dichos muelles, dejando de ejercer presin sobre el disco de embrague con la consecuente interrupcin de la transmisin del par motor a la caja de velocidades.

Para ejercer la accin sobre los muelles, el sistema est provisto de unas patillas de accionamiento. stas estn accionadas, en uno de sus extremos, por el mencionado cojinete de embrague, y por el otro extremo actan sobre el plato de presin, desplazndolo y actuando ste a su vez sobre dichos muelles. Estas patillas se basan en el principio de la palanca para realizar tal funcin, teniendo como punto de apoyo la propia carcasa.

Embrague de diafragma.El diafragma est constituido por un disco de acero, de forma cnica, en el cual se encuentran practicados unos cortes raciales en forma de ranuras, y cuya elasticidad causa la presin necesaria para mantener el plato de presin contra el disco de embrague.

Al practicarse dichos cortes, el disco queda dividido interiormente en varios dedos elsticos que ejercen la funcin de las patillas de accionamiento en los embragues con muelles.

Cuando se monta en el vehculo, en posicin de reposo, el diafragma se fuerza colocndose en su posicin plana por lo que, al tratar de recuperar su forma cnica, oprime al disco de embrague por medio del plato de presin. La accin sobre el diafragma se ejerce en el centro de ste mediante un cojinete de embrague. Cuando se realiza la accin de desembragado, se acta de tal modo que se invierte la conicidad del diafragma, dejando de ejercer presin sobre el plato de presin con la consiguiente liberacin del disco de embrague.Maza de embrague de muelles y de diafragma.

Este ltimo sistema de accionamiento requiere de menos fuerza sobre el pedal de embrague, cuando la accin es mecnica directa. Adems, presenta la importante ventaja que supone una fuerza sobre el disco de embrague mucho ms uniforme que aquella aplicada por los muelles.Con el desgaste progresivo del material de friccin del disco, en el sistema de diafragma aumenta la presin sobre ste debido a su conicidad, mientras que con los muelles esta presin va disminuyendo debido al estiramiento de los mismos, corrindose el riesgo de que se convierta en insuficiente.

EVOLUCION DE LOS MATERIALES

El cuero, que constituy durante muchos aos el material de rozamiento ms empleado, tena el problema de un calentamiento rpido y su gran sensibilidad al aceite y a la humedad, por lo que nunca garantizaba un funcionamiento constante.Hacia 1920, la construccin y difusin de los forros de embrague de aglomerado de amianto, permiti obtener elevados coeficientes de rozamiento (de ms de 0,3) y alcanzar elevadas temperaturas sin perjuicio para los propios forros, lo que permiti el xito definitivo de un tipo de embrague que haba sido introducido ya a principio de siglo por De Dion Bouton.El xito del embrague monodisco en seco se debi en gran parte a la empresa britnica Ferodo, que anteriormente haba construido forros de rozamiento a base de conglomerado de amianto y cobre, para el frenado. Dicho material demostr su capacidad de resistencia a elevadas temperaturas y presiones, necesarias para un embrague monodisco.Pero este embrague monodisco en seco no result satisfactorio hasta pasados treinta aos debido a la aparicin de una serie de inconvenientes. El principal problema resida en que el contacto en el disco no era completamente plano, puesto que era suficiente un pequeo juego en el rbol acanalado o en el sistema de palancas, para tener un contacto parcial, teniendo en cuenta adems que si se utilizaban varios muelles helicoidales, la carga de los mismos no era lo suficientemente uniforme, por lo que el embrague vibraba y la unin se produca a golpes.Para evitar este inconveniente se construy el disco de acero armnico, con la circunferencia exterior ondulada, de manera que constitua una especie de muelle entre dos forros de rozamiento. Cuando el disco era apretado entre el volante y el plato de presin, ambos forros eran aplastados progresivamente, con lo que se compensaban los efectos de paralelismo.Sin embargo esta solucin no fue suficiente para solucionar todos los problemas de funcionamiento y hacia los aos sesenta se produjo un claro avance con el empleo de muelles de diafragma en lugar de los cotidianos muelles helicoidales.

MATERIALES ACTUALES.En la actualidad se dispone de un amplio rango de materiales de friccin disponibles en funcin de las necesidades especficas del vehculo por potencia y uso.En cuanto a las partes estructurales del embrague, incluido el volante motor y el plato de presin sobre el que fricciona el material del disco de embrague, se utiliza fundicin de hierro, aluminio (volante) o acero convencionalmente, y aleaciones especiales de acero, titanio o carbono (carcasa) en la alta competicin.Se detallan a continuacin los materiales disponibles y sus caractersticas principales. En cada uno de ellos se incluye informacin tcnica de una variante concreta, a modo de ejemplo, dentro del catlogo de productos de la empresa Protec. Friction Supply.Posteriormente, se realizar un anlisis del material de friccin ms adecuado para usos concretos dentro y fuera de la competicin.