Misión: es el sistema que permite controlar el acoplamiento entre el
motor y la caja de cambios, desconectando el motor de las ruedas en el momento
de arrancar o realizar un cambio de marcha y por lo tanto se afirma que el embrague resulta necesario en los vehículos automóviles dotados de motor
térmico.
Situado entre el motor y la caja de cambios concretamente entre el cigüeñal
y el eje primario, al iniciar la marcha el embrague transmite el par motor de
forma progresiva ya que tiene capacidad de resbalamiento (que puede ser un
resbalamiento mecánico o viscoso) Con el vehículo en movimiento el acoplamiento
se debe convertir en rígido.
Embragado y desembragado:
La disposición de trabajo habitual del embrague es en la posición de
transmisión de movimiento (embragado) permitiendo que el par motor pase al
primario de la caja de cambios.
CLASIFICACIÓN
Si su función siempre es la misma, la forma de conseguirlo puede
ser muy diferente.
Existen embragues manuales o automáticos.
O bien se pueden clasificar por el tipo de mando (mando mecánico, eléctrico o
asistido hidráulicamente) Otra clasificación es por la forma de transmitir el
par (fricción, hidráulico). Una clasificación muy común es por el número de
discos (monodisco, bidisco o multidisco) y su “entorno” (seco, húmedo)
Desgrano algunas de estas clasificaciones:
Embrague Mecánico: La
transmisión del movimiento desde el pie, o la mano, hasta la horquilla del
embrague se hace por timonería de palancas o por cable.
Embrague asistido hidráulicamente: Los
movimientos desde el pedal o palanca se transmiten con la ayuda de la fuerza hidráulica.
Un cilindro emisor (bomba) genera presión sobre un cilindro maestro (bombín)
Ambos cilindros se unen a través de tuberías que contienen el líquido que es el
mismo que se utiliza en los sistemas de frenos. El principio físico es de sobra
conocido y se basa en la diferencia de diámetros entre los dos cilindros por lo
que la fuerza ejercida por el conductor se multiplica.
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| Doble embrague (Luk) |
Embrague automático: Se
elimina la acción del conductor pasando su control a una centralita electrónica.
El módulo electrónico recibe información de variados
sensores (posición de palanca de cambios, régimen del motor, velocidad del
vehículo, consumo…
El mecanismo más usado para conseguir el automatismo consiste en un embrague
centrífugo unido al volante de inercia del motor. El embrague centrífugo actúa
en función de las revoluciones del motor. El sistema se complementa con un
servomecanismo comandado por una electroválvula que pone en comunicación el
servo mediante la acción de la depresión generada.
Embrague de fricción: Se basan en la
unión temporal de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola. Ambas
piezas en contacto tienen superficie rugosa, una solidaria al eje conductor y
otra al conducido. Dentro de los embragues de fricción hay dos grandes grupos,
los monodiscos en seco y los multidiscos húmedos (a ambos por su importancia en
el tractor y de maquinaria agrícola en general se les dedica capítulo aparte)
Embrague
electromagnético: Si hay un inconveniente en los embragues basados
en la fricción es la aparición de “ruidos” y sobre todo el desgaste. Ambos
inconvenientes se solventan con el denominado electromagnético. Basan su
funcionamiento en la acción de campos magnéticos. Un elemento conductor se fija
al volante de inercia sobre el que se ha depositado una fina viruta metálica
magnética. Sobre el primario de la caja de cambios se fija un elemento
conducido al cual se le asocia una bobina que se alimenta a través de
escobillas. Un actuador recibe información de sensores (régimen motor, posición
del pedal del acelerador, posición de la palanca del cambio…) Cuando se acciona
el campo magnético se aglomera el polvo imantado haciendo solidarios la corona con el disco (embragado del motor) Si no hay corriente eléctrica
no existe aglomeración del la viruta y no se arrastra el disco (desembragado)
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| Disco |
Embrague centrífugo: De forma simétrica se distribuyen unos contrapesos (zapatas)
que pueden deslizar radialmente. Con el motor girando a
ralentí los contrapesos están en posición de reposo y el plato de presión no
actúa sobre el disco del embrague. Al aumentar
la fuerza centrífuga, basculan y hacen presión sobre la maza del embrague. El
sistema funciona pero son embragues para transmitir poco par aunque siempre lo encontramos
en los tractores ¿Dónde?… si en el compresor del aire acondicionado.
Embrague hidráulico o
turbo embrague: La ventaja frente a los de fricción es que no tiene sus inconvenientes, ruido
y desgaste. Para entender su funcionamiento, imaginemos dos ventiladores
enfrentados, uno recibiendo energía eléctrica y el otro no: la corriente de aire creada en el ventilador conectado eléctricamente (se
llama bomba) incide en las aspas del ventilador desenchufado (se llama turbina)
haciéndolo girar. De esta forma se logra transmitir un movimiento pero sin la
existencia de rozamiento.
Ambos “ventiladores” tienen forma toroidal (en realidad cada uno es “medio”
toro) y los álabes en vez de aire lo que transmiten es aceite. El
funcionamiento depende por supuesto al utilizar la fuerza centrífuga del
régimen del motor. A bajo régimen el aceite que golpea los álabes de la turbina
no tiene fuerza suficiente para hacerla girar. A más revoluciones la energía
centrífuga es mayor llegando a hacer solidaria la turbina con la bomba.
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| Componentes embrague diafragma |
EMBRAGUE DE FRICCIÓN MONODISCO EN SECO
El embrague de fricción es con diferencia el más utilizado y en realidad
tiene una técnica que no ha cambiado en 100 años. Es capaz de transmitir mucho
par y de forma abrupta.
El modelo más común dentro de los de fricción es el monodisco
en seco. El disco se coloca entre la maza y el volante de inercia y
se presiona por un resorte (muelles o diafragma) Funciona por el principio
físico del coeficiente de fricción junto a la presión que los
une.
Disco de embrague: Un disco de acero lleva remachado
(con remache de cabeza perdida para que la cabeza no roce contra la superficie
del asiento del volante motor) un material de fricción resistente al desgaste y
al calor. En el centro del disco se sitúa un cubo estriado a través del cual se
pone en contacto con el eje primario de la transmisión.
Plato
de presión: El plato (disco o “maza de embrague”) sirve de acoplamiento del conjunto al
volante de inercia. La presión de unión del disco con el volante motor la
proporcionan o bien unos muelles helicoidales (embrague de muelles) que se
reparten por toda la circunferencia o bien unas lengüetas (embrague de
diafragma)
Carcasa: Es la cubierta que
alberga el mecanismo del embrague. Se fija al volante de inercia mediante tornillos.
Collarín o cojinete de
embrague: A través de él se acciona el mecanismo. Generalmente
es un cojinete de bolas capaz de deslizarse sobre la parte del eje primario que
está situado en la campana de la caja de velocidades. El movimiento de
deslizamiento lo controla la horquilla que también actúa sobre los muelles o
sobre los “dedos” del diafragma.
¿Muelles o diafragma?
Elegido el sistema monodisco en seco cabe preguntarse ¿qué es mejor si
muelles o diafragma?
- Embrague de muelles: Históricamente ha sido el más utilizado aunque hoy está en desuso frente al sistema de diafragma. Su funcionamiento se basa en una serie de muelles helicoidales dispuestos circularmente sobre la maza de embrague. Estos muelles se encargan de empujar al plato de presión para mantener en contacto “rígido” entre el disco y el volante motor
- Embrague de diafragma: Un “diafragma” fabricado en acero, de forma cónica, al cual se le practican unos cortes radiales para formar los “dedos” que tienen la suficiente elasticidad para ejercer presión sobre el disco de embrague (El efecto cónico es el que da la presión necesaria) La acción sobre el diafragma la ejerce el cojinete de embrague.
El diafragma ha sustituido a los
muelles porque se requiere menos fuerza de accionamiento, además el sistema
cónico ejerce una fuerza más uniforme que con el paso del tiempo y el
consiguiente desgaste se ejerce aún más presión mientras que con los muelles la
presión disminuye con el tiempo.
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| Doble embrague multidiscos (Audi) |
Embragues multidiscos (secos o húmedos)
Embragues gemelos: En realidad el gemelado (Dual Clutch) de embragues se podría considerar más como un doble
embrague monodisco en seco. Como consecuencia de que las transmisiones
se automatizan cada vez más se recurre a este diseño que lo que hace es como si
hubiese dos transmisiones, las marchas pares y las impares. La ventaja es que los
cambios se realizan sin interrupción de potencia (powershift o cambio bajo
carga) ya que se aplica todo el par al embrague mientras el otro está todavía
conectado.
Multidiscos en seco: consiste en incluir varios
discos de fricción para aumentar el área efectiva pero sin aumentar el radio de
los discos. En tractores no suele ser limitante el espacio de la carcasa del
embrague pero si ocurre en automóviles. Un caso particular es el bidisco que a
diferencia del embrague gemelado se colocan para comandar la transmisión y la
TDF
Multidiscos húmedos: Consiste en una serie de paquetes de discos finos que se enfrentan por parejas. La gran ventaja es que al estar en baño de aceite se disipa mucho mejor el calor. Normalmente los discos son de acero o bien se enfrentan parejas de acero y bronce. Una serie van colocados sobre unas estrías y otra serie sobre otras. Un pistón se encarga de mover los discos sobre sus parejas (platos) para que se junten
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| Multidiscos húmedos |
Si se deja de mandar aceite unos muelles liberan el mecanismo. Si por
ejemplo se trata de una transmisión powershift (cambio bajo carga) con control
automático entonces existe un dispositivo de Control Electrónico de la Presión
del Embrague (ECPC) que controla los cambios según determinadas instrucciones a
la postre inducidas por el conductor y el trabajo que se está realizando.
Y esto es todo ¡hasta la semana que viene! entonces veremos la II parte
dedicada a los embragues.
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| Multidiscos Hi-Lo Kubota K1 |
