Embragues

El embrague: 1. DefinicionDe DefinicionDefinició finición n del del embrague. embrague. 2. Neces Necesida idad d de embrag embrague. ue. 3. MisionM MisionMisió isión n del embra embrague gue.. 4. SituacionSitu SituacionSituación ación del embrague. embrague. 5. Partes Partes de que consta consta y materiales materiales constituy constituyentes. entes. 6. Clasificació Clasificación n de de los embragues. embragues. 7. Esque Esquema ma del del embr embragu ague. e. 8. Funcionamiento del del embrague, partes partes,, materiales constituyentes y empleo más utilizado. 9. Funci Funciona onamie miento nto del embrag embrague. ue. 10. Tipos de de embrague y clasificacion de de los embragues. 11.

Empleo leo ma mas ut utiliza izado en en cada ti tipo de em embrague.

12.

Ajustes del embrague.

1. Definición del embrague: Los embragues son acoplamientos temporales, utilizados para unir dos  piezas que se encuentran en un mismo eje o ejes separados, transmitiendo una de ellas el movimiento de rotación de la otra y desacoplándolas a voluntad de un operario externo cuando se desea parar una sin necesidad de parar la otra. En automoción, un embrague es un sistema que permite controlar el acoplamiento mecánico entre el motor y la caja de cambios. El embrague permite que se puedan insertar  las diferentes marchas o interrumpir la transmisión entre el motor y las ruedas sin la necesidad de parar el motor. Embrague:

2. Necesidad 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 desde el motor. Es imprescindible acoplar un mecanismo capaz de interrumpir o conectar suavemente la transmisión de movimiento entre el motor y las ruedas. Si se pretende iniciar el movimiento de un vehículo sin disponer de embrague, no se podría lograr, ya que hasta que el motor no alcanza un cierto número de revoluciones no adquiere el "par" necesario para vencer la inercia del vehículo, por otro lado, una vez alcanzado, el motor no puede acoplarse bruscamente a los órganos de transmisión del movimiento ya que, al estar estos parados, ofrecerían gran resistencia. Es necesario un órgano (el embrague) capaz de resbalar en los momentos iniciales del acoplamiento y realizarlo de forma progresiva. En los vehículos dotados de cajas de velocidades con engranajes, además, es  preciso desacoplar el motor de las ruedas motrices para conseguir ponerlo en marcha, lo mismo que para efectuar los distintos cambios de velocidad, en que ha de separarse momentáneamente el árbol motor del árbol primario para suprimir las presiones ejercidas  por los dientes de los piñones, que engranan en ése momento.

3.

Misión del embrague. El embrague transmite la potencia del motor  a la transmisión manual mediante su acoplamiento o desacoplamiento. También, hace la salida más

suave, hace posible detener el vehículo sin parar el motor y facilita las operaciones de cambio de marcha. 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. 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. Por ultimo también ha de realizar la función de fusible rompiendo en casos de sobre esfuerzo.

4. Situación del embrague. El embrague se sitúa entre el volante motor y la caja de cambios, 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. 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. Lo más corriente es que el cambio esté inmediato al embrague, formando un conjunto único con el cuerpo del motor, disposición llamada en bloque motor, pero puede estar dispuesto de otra manera, algunos vehículos disponen de la caja de cambios completamente separada del motor y del embrague, unida independientemente al bastidor.

5.

Clasificació  n de los embragues.

Existen diversos tipos de embrague, aunque todos ellos pueden agruparse es tres grandes grupos: embragues de fricción, embragues hidráulicos y embragues electromagnéticos. Dependiendo del tipo de embrague y debido a su principio de funcionamiento, tenemos unas partes y unos materiales totalmente distintos en cada embrague. Atendiendo a la clasificación anterior: •

Embragues de fricción:

El embrague de fricción está formado por una parte motriz que transmite el giro a la parte conducida usando el efecto de adherencia de sus componentes, a los cuales, se les aplica una fuerte presión que los acopla totalmente. El embrague de fricción se clasifica en: embragues secos y en baño de aceite, dentro de los embragues secos se encuentran: el embrague de disco, el embrague de cono

y el embrague bidisco. Dentro de los embragues en baño de aceite se encuentran los embragues multidisco y los embragues de cono.

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Embragues hidráulicos:

Dentro de los embragues hidráulicos tenemos el embrague hidráulico propiamente dicho y el convertidor de par. •

Embrague electromagnético.

Esquema del embrague: Dentro de los embragues, como se cita anteriormente, existen diferentes grupos atendiendo al sistema en que basan su funcionamiento; no obstante, hay otros tipos de clasificacion atendiendo al accionamiento, utilización o refrigeración.

El embrague

Embragues de fricción

Embragues hidráulicos

Embragues electromagnéticos

Embrague de disco

Embrague hidráulico

Embrague bidisco

Convertidor de par 

Embrague multidisco en  baño de aceite Embrague por conos de fricción

6. Funcionamiento del embrague, partes, materiales constituyentes y empleo mas utilizado.

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Embragues de fricción.

Los embragues de fricción basan su funcionamiento en la unión de dos piezas que al aplicar diferentes cargas de presión entre si hacen el efecto de una sola. Se caracterizan  porque el mecanismo de transmisión de movimiento y potencia se logra mediante el contacto entre dos superficies rugosas, una solidaria al eje conductor, la otra al conducido. Existen varias configuraciones en la construccion de los embragues de fricción, los embragues de disco, los bidisco (muy utilizados en vehículos de gran potencia como deportivos) y los cónicos. El embrague de disco:

Es el tipo de embrague mas utilizado hoy en día en automoción, montándose en casi un 80% del parque automovilístico español. El embrague de disco se compone principalmente: Por un disco de embrague: el cual esta formado por  un plato interior y unos forros remachados a ambos lados. Los forros han de ser de un material que se adhiera fácilmente a las superficies metálicas y que sea muy resistente al desgaste y al calor. Últimamente se esta optando por la utilización de materiales a base de carbono, o con alto contenido del mismo (Amianto), actualmente se esta experimentando con materiales con incrustaciones de asbesto que mejora las propiedades térmicas de los embragues asi como materiales de aleación como el tungsteno y el vanadio aunque son muy caros y por eso las aleaciones con alto contenido en carbono son las más viables. El más empleado es el formado por amianto impregnado de resina sintética y prensado en armazón de hilos de cobre, a este material se le llama ferodo. Estos forros se sujetan al disco mediante remaches, cuyas cabezas quedan incrustadas en el mismo ferodo por medio de avellanados, ya que si rozasen con el volante motor y con el plato de presión, podrían dañarlos. Para otorgar flexibilidad al acoplamiento y conseguir una unión

 progresiva evitando los tirones, se dispone entre el cubo estriado o núcleo (A), y el plato (B) al que se fijan los forros, unos muelles (C) a modo de amortiguador de torsión. El plato (B) está provisto de unos cortes radiales (D) por toda su periferia y cada una de las lengüetas (E) formadas se doblan en uno u otro sentido, como se muestra en la figura de al lado. Un plato de presión : Es la pieza que oprime el disco de embrague contra el volante motor. Esta constituido por un  plato de acero en forma de corona circular unido a la carcasa mediante un dispositivo elástico que lo oprime contra el disco de embrague. Un resorte elástico : El resorte elástico (diafragma o muelles), es el elemento que ejerce la fuerza de empuje al  plato de presión. El mecanismo del diafragma lo constituye un disco delgado de acero con forma de cono, provisto de unos cortes radiales, en el cual se puede apreciar una corona circular exterior y varios dedos elásticos, que hacen la función de las patillas en los embragues de muelles, transmitiendo la presión a la corona, que actúa sobre la maza sustituyendo a los muelles de los embragues convencionales. En el mecanismo de muelles, la carcasa de embrague constituye la cubierta del conjunto, y en ella se alojan los muelles tarados y las  patillas de accionamiento, a través de las cuales se realiza la unión con la carcasa y el plato de presión. Dicha carcasa se une al volante por medio de tornillos. Los muelles realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de embrague entre el volante motor y la maza de presion. 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. Una cubierta o carcasa de embrague: Es la pieza que sujeta exteriormente el plato de presión, sirve de alojamiento a los resortes elásticos y protege todos los mecanismos interiores de este. Esta atornillada al volante motor y gira solidaria a el.

El embrague bidisco:

En vehículos de mucha potencia y par habría problemas con las dimensiones del embrague ya que para poder transmitir  este todo el par, tendría que ser muy grande, la solución se encontró en montar 2 discos en seco y en paralelo con lo que se reducirían las dimensiones y se evitan muchos problemas constructivos y de diseño. En maquinaria agrícola también se utiliza el embrague  bidisco o doble embrague; el motivo es la transmisión de fuerza a una toma trasera o delantera (TDF ) .El doble embrague se acciona desde el pedal y permite conectar la toma de fuerza sin desembragar la fuerza del motor desembragando la transmisión. El embrague desembraga por un lado la toma de fuerza y por  otro el cambio. Embrague por conos de fricción :

Este tipo de embragues no emplean disco interpuesto sino que son las propias superficies las que rozan entre si para transmitir el movimiento. Estos embragues disponen de dos piezas troncocónicas, una macho y una hembra, que se acoplan con una fuerza de empuje, la fricción entre ambas superficies igualara la velocidad entre los dos ejes permitiendo su acoplamiento. Antiguamente estos embragues se empleaban en camiones, pero tenían el inconveniente de que cuando el embrague se calentaba el material con el que estaba hecho se dilataba y como consecuencia podía quedarse  bloqueado sin poder accionarlo de nuevo asta que este se enfriase. Actualmente este tipo de embragues se utilizan de manera constante en los sincronizadores de las cajas de cambio manuales y siempre bañados en aceite, de ahí su importancia. Embrague multidisco en baño de aceite:

Los embragues de fricción multidisco en baño de aceite, gracias a su pequeño tamaño, sencillez y larga vida útil son muy utilizados en motocicletas, cajas de cambio automáticas, cajas de cambio automáticas pilotadas del tipo DSG y en equipos agrícolas (tractores). Los principios de funcionamiento son los mismos que los de los embragues de discos de fricción en seco, con la particularidad de que estos están bañados en un fluido (aceite) que lubrica y refrigera el conjunto, a la vez que disminuye el rozamiento y aumenta la duración de los discos. La constitución del embrague es simple, se montan discos de embrague (generalmente de bronce o de una aleación de este) solidarios a la carcasa y discos de

acero solidarios al árbol primario, todo esto de forma alterna. La presión necesaria para que los discos se hagan solidarios la proporcionan un conjunto de muelles tarados unidos  por tornillos al plato de presión. Las fuerzas a transmitir por este tipo de embragues varían en función del material de los discos, del número de discos, de las dimensiones de estos y de la presión ejercida por los muelles. El bajo coeficiente de rozamiento de los materiales de los discos es una ventaja, ya que proporciona suavidad en las arrancadas y poco mantenimiento, pero a su vez es un inconveniente ya que no pueden transmitir mucho par. En los vehiculos pesados y la maquinaria agricola (tractores) se montan conjuntos de mayor diámetro y se les equipa con circuitos adicionales de aceite para reforzar la lubricación y mejorar el enfriamiento. Embragues hidráulicos:

Los embragues convencionales de fricción tienen el inconveniente de que su funcionamiento es un poco ruidoso y se producen desgastes que limitan su vida útil. Estos pequeños defectos se evitan con el uso de embragues hidráulicos. El embrague hidráulico :

El embrague hidráulico transmite el movimiento y el par del motor através de la fuerza que ejerce la circulación de un fluido (principio hidrodinámico de un aceite) entre la bomba y una turbina. 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. 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 sale el aceite 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 el 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%. Los embragues hidráulicos están actualmente en desuso. Este sistema ha sido desbancado por el convertidor de par, quedando limitada su utilización en coches antiguos con cambio automático. El convertidor de par:

Es un mecanismo que se utiliza en los cambios automáticos en sustitución del embrague, y realiza la conexión entre la caja de cambios y el motor. Es básicamente un embrague hidráulico perfeccionado que permite aprovechar las ventajas del acoplamiento de un circuito hidráulico mejorando el rendimiento a cualquier régimen del motor. Esta mejora se consigue con la incorporación de un nuevo elemento denominado reactor y un diseño especial en los alabes de la bomba y la turbina. El convertidor de par consta de tres elementos, los cuales forman un anillo cerrado en forma toroidal en cuyo interior está el aceite: Impulsor o bomba, reactor  y turvina. El impulsor o bomba esta unido al motor, tiene forma de disco y unas acanaladuras interiores en forma de aspa para dirigir el aceite. •

La turbina tiene una forma similar y va unida al cambio de marchas. •

En el interior, entre la turbina u la  bomba está el reactor o estator, también acoplado al cambio. •

Cuando el automóvil está parado, las dos mitades principales del convertidor giran independientes. Pero al empezar a acelerar, la corriente de aceite se hace cada vez más fuerte, hasta el punto de que el impulsor y la turbina (es decir, motor y cambio), giran solidarios, arrastrados por el aceite. Funcionamiento : El convertidor de par actúa en 2 etapas:

Una primera etapa en la cual la bomba através de sus palas envía el aceite a la turbina, entregándole su fuerza. Desde la turbina el aceite se devuelve a la bomba chocando en este trayecto contra el reactor que desvía y canaliza el aceite contra la  bomba. En esta etapa en convertidor de par es capaz de multiplicar por hasta tres veces el  par motor recibido. En una segunda etapa y debido al aumento de revoluciones de la bomba, el aceite, en su retorno a la turbina no choca contra el reactor y su función queda anulada girando este libremente. En esta etapa el convertidor de par se comportaría como un simple embrague hidráulico transmitiendo el par con una relación aproximada de 1:1.

Las ventajas que ofrece el convertidor de par respecto al embrague hidráulico ha generalizado su empleo en todos los modelos que disponen de cambio automático. En España, ya que la gran mayoría del parque automovilístico no dispone de cambio automático, la utilización del convertidor de par esta limitada a automóviles de gran cilindrada, maquinaria pesada e industrial y maquinaria agrícola.

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Embragues electromagnéticos:

Son embragues que basan su funcionamiento en los principios de la acción de los campos magnéticos. El sistema de embrague electromagnético esta constituido por una corona de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor y un disco también de acero. En el interior de esta corona va alojada una bobina, que al pasar la corriente eléctrica a través de ella produce un campo magnético en la zona del entrehierro, espacio formado entre la corona y el disco de acero. Dicho disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional. El entrehierro se rellena con  polvo magnético, que se aglomera por la acción del campo magnético creado por la  bobina, haciendo solidarios a la corona con el disco. De esta forma, cuando pasa corriente

 por el arrollamiento de la bobina se produce el embragado del motor. Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina el polvo magnético no se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vacío a la corona sin arrastrar el disco. Con lo cual el motor   permanece desembragado.

 Ajustes del embrague: Algunos tipos de embrague necesitan de un mantenimiento periódico y una serie de ajustes o reglajes que hay realizar para su correcto funcionamiento. Estas operaciones tienden a desaparecer en los embragues modernos, pero no es asi en los antiguos, como es el caso del embrague de disco de fricción con sistema de resorte por muelles y accionamiento por patillas. Los forros del disco sufren desgaste con el uso; al adelgazarse, las palancas se inclinan y los extremos de estas se desplazan contra el anillo de empuje. Debe existir un huelgo o separación entre el anillo de empuje y las patillas de 1,5 a 2,5 milímetros; si esta separación se anula y ambas piezas se encuentran siempre en contacto, el collarín de empuje sufrirá de esfuerzo constante provocando su deterioro e incluso llegará un momento en que si el anillo de empuje no cede, los extremos de las palancas retendrán la maza produciéndose el patinado del embrague con la consiguiente producción de calor y rápido desgaste. El huelgo mencionado representa un recorrido de seguridad de 1,5 a 3 centímetros. Para mantenerlo, debe comprobarse apretando con un dedo hasta que se siente la resistencia de los muelles de embrague, el recorrido es de 1,5 centímetros por lo menos. Si fuese menor, o bien mayor de 3 centímetros, se regula con la tuerca que acorta o alarga la varilla de mando de la horquilla. El pedal no debe llegar a apoyar su parte inferior en el piso, sino que conviene dejar una holgura mínima de 2 centímetros que casi siempre puede ajustarse con un tomillo de tope. Algunos embragues tienen otro tope que limita el recorrido máximo del  pedal para evitar que sufran innecesariamente los muelles. Algunos embragues tienen tornillos de regulación para los muelles de apriete, pero lo corriente es que no los traigan, reponiéndose los resortes cuando se debiliten o rompan. El reglaje en los embragues de mando hidráulico se consigue en el enlace bombínhorquilla y la regulación del huelgo del mando del embrague se realiza automáticamente.