Embrague

           Embrague            

 

ENCAJAR LA MARCHA

El embrague es el mecanismo encargado de transmitir el par motor que nos proporciona el grupo propulsor, a la caja de cambios y ésta, a su vez, a las ruedas a voluntad del conductor (manual) o automáticamente (automático).
Un mecanismo de embrague tiene que ser resistente, rápido y seguro. Resistente debido a que por él pasa todo el par motor. Rápido y seguro para poder aprovechar al máximo dicho par, en todo el abanico de revoluciones del motor

Conjunto de embrague procedente de un vehículo de la marca Saab


En lo que concierne al confort, el mecanismo de embrague también tiene que ser progresivo, para que no se produzcan "tirones" cuando ponemos en movimiento el vehículo, desde una posición de parado; debe ser, además, elástico para absorber los cambios de revoluciones en aceleraciones y desaceleraciones del motor.
Cuando no se está actuando sobre el sistema de embrague, es decir, cuando el par motor pasa al primario de la caja de cambios, se dice que el mecanismo está embragado; por el contrario cuando se interrumpe la transmisión de dicho par, se dice que el sistema está desembragado.

Existen diferentes tipos de embrague, que se agrupan básicamente en tres:

De fricción- basados en la unión de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola.

Electromagnéticos- son los menos utilizados, y están basados en el principio de los efectos de la acción de los campos magnéticos.

Hidráulicos- son los que utilizan como elemento de unión el aceite. Son utilizados generalmente por los vehículos dotados de cambios de velocidades automáticos.

Aunque vamos a describir el principio de funcionamiento de los tres tipos de embrague, veremos más detenidamente los embragues de fricción, debido a que actualmente son los más frecuentemente instalados dentro de la industria del automóvil, tanto en primer equipo como en reposición.

 Embrague auto ajustable

En el embrague con ajuste automático del desgaste, el aumento de la fuerza de desembrague se registra mediante el desgaste y se introduce con acierto una compensación para el decreciente espesor de los forros.

En la ilustración mostramos una representación esquemática.
Como diferencia esencial en relación con un embrague convencional, el diafragma no se remacha firmemente a la carcasa, sino que está apoyado al diafragma sensor.

Este diafragma sensor presenta una zona suficientemente larga con una fuerza casi constante, al contrario que el diafragma principal, con una zona degresiva.

La zona horizontal del diafragma sensor se ajusta lago por encima de la fuerza de desembrague deseada. Mientras la fuerza de desembrague sea más pequeña que la fuerza de sujeción del diafragma sensor, la posición de basculación del diafragma principal permanecerá en el mismo lugar al desembragar.

Sin embargo, si aumenta la fuerza de desembrague a causa del desgaste de los forros, se rebasará la fuerza antagonista del diafragma sensor y el alojamiento de basculamiento se desvía en dirección al volante tanto como sea necesario, hasta que la fuerza de desembrague haya descendido hasta la fuerza del diafragma sensor. En caso de ceder el diafragma sensor, se formará un espacio libre, el cual será compensado, por ejemplo, mediante una cuña.

Embrague automatizado

 

FUNCIONES DEL EKM

 

La conducción en circulación con retenciones se mejora considerablemente, entre otras cosas debido a que el motor ya no se cala al arrancar ya al parar de rodar.

Luk ha desarrollado una estrategia que hace que el vehículo "se deslice suavemente" con la marcha metida, a pesar de que no se ha pisado el pedal del acelerador, similar al cambio automático.

La gran ventaja de esta "estrategia de avance lento" es que se simplifica considerablemente la maniobra, ya que el conductor sólo necesita pisar un pedal, el pedal del freno.

Con el pedal del freno o el freno de mano accionados, el mando reduce por completo el momento de deslizamiento, con un pequeño retardo de tiempo. Con ello se pueden evitar las desventajas del deslizamiento, tales como elevado desgaste del embrague y consumo de combustible en exceso.

Los ruidos molestos, tales como areneo en el cambio y los zumbidos de la carrocería, pueden eliminarse mediante un deslizamiento definido en el embrague.

El comportamiento de cambio de carga puede mejorarse considerablemente mediante un mando especial del embrague, con el que se evitan los tirones, ("efecto Bonanza").

Embrague de fricción

                                  EMBRAGUES DE FRICCIÓN

Están constituidos 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 presión, que los une fuertemente uno contra el otro.

El embrague de fricción está compuesto por:

Disco de embrague

El disco de embrague es el elemento encargado de transmitir a la caja de velocidades todo el par motor sin que se produzcan resbalamientos. Por este motivo, el disco de embrague, está forrado de un material de fricción que se adhiere a las superficies metálicas (superficies con las que entra en contacto dicho disco); es muy resistente al desgaste y al calor.

Dependiendo del par motor a transmitir, y del peso del vehículo, se calcula el dimensionado del disco de embrague. Se trata de un disco en cuyo centro está dispuesto 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 adherente anteriormente descrito.

Dichos muelles, sirven para que la transmisión de giro desde el material adherente al cubo estriado (y por tanto al eje primario), se realice de una manera elástica (y pueda volver a su posición inicial).

El plato, a su vez, por su parte externa está provisto de unos cortes, quedando toda la periferia de éste dividida en diferentes lengüetas, que están 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 lengüetas.

Mecanismo de embrague

Es el elemento mediante el que gobernamos la transmisión del par motor al disco de embrague. En la actualidad podemos encontrarnos con dos tipos de mecanismos de embrague, uno tipo accionado por muelles, y el otro tipo accionado por un diafragma. Los dos tipos están formados por un plato de presión, y una carcasa, y dependiendo del tipo, unos muelles y patillas de accionamiento, o un diafragma.

Plato de presión

También 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 través de unos muelles o diafragma y por otra cara se une a una de las caras del disco de embrague.

Carcasa

Es el elemento que sirve como cubierta al mecanismo de embrague, por el que se fija éste al volante de inercia (por medio de tornillos). En ella se alojan los distintos muelles o diafragma, y las patillas de accionamiento (si proceden).

Muelles o Diafragma

Tanto los muelles como el diafragma, son los que realizan el esfuerzo necesario para aprisionar el disco de embrague, entre el volante motor y el plato de presión. El sistema provisto de muelles, actualmente ha sido sustituido por el sistema por diafragma, debido a las ventajas que veremos más adelante.

Están dispuestos circularmente para que resulte una presión más uniforme sobre la maza de embrague. Empujan al plato de presión por uno de sus dos extremos, apoyando el otro en la carcasa.
Debido a la presión que ejercen éstos sobre el plato de presión, cuando no actuamos sobre el mecanismo de embrague, el disco de embrague está presionado entre el plato y el volante motor. Por el contrario cuando actuamos sobre el mecanismo de embrague, oprimimos dichos muelles, dejando de ejercer presión sobre el disco de embrague, con la consiguiente interrupción de la transmisión del par motor a la caja de velocidades.
En el sistema de embrague provisto de muelles, para ejercer la acción sobre éstos, el sistema está provisto de unas patillas de accionamiento. Estas están accionadas, en uno de sus extremos, por un elemento denominado cojinete de embrague, que estudiaremos más adelante, y por el otro extremo actúan sobre el plato de presión, desplazándolo y éste actuando a su vez sobre dichos muelles.

Dichas patillas se basan en el principio de la palanca, para realizar tal función, teniendo como punto de apoyo, la carcasa anteriormente nombrada.

El diafragma está constituido por un disco de acero, con forma cónica, en el cual se encuentran practicados unos cortes radiales, cuya elasticidad causa la presión necesaria para mantener el plato de presión contra el disco de embrague.

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

Cuando se monta en el vehículo, en posición de reposo, el diafragma se fuerza montándose en su posición plana, por lo que al tratar de recuperar su forma cónica, oprime al disco de embrague por el medio del plato de presión.

La acción sobre el diafragma, se ejerce en el centro de éste mediante un cojinete de embrague, (estudiado más adelante). Cuando realizamos la acción de desembragado, actuamos de manera que invertimos la conicidad del diafragma, dejando de ejercer presión sobre el plato de presión con la consiguiente liberación del disco de embrague.

 Embrague de fricción, montaje

Ventajas del sistema de embrague por diafragma, sobre el sistema por muelles:

Con el desgaste del disco, en el sistema con diafragma, aumenta la presión sobre éste, debido a la mencionada conicidad del diafragma. Mientras que con los muelles esta presión va disminuyendo debido al estiramiento de los mismos.

El esfuerzo que hay que ejercer para el desembragado es menos en el sistema por diafragma que en el sistema de muelles. El sistema de diafragma es más fácil de equilibrar, y más sencillo de construir.

Cojinete de embrague

Denominado también cojinete axial o collarín de embrague. Es el elemento por el que accionamos el mecanismo de embrague. Se trata de un cojinete de bolas, que se desliza sobre el tamo de primario situado en la campana de la caja de velocidades. Dicho deslizamiento axial, se controla por una de sus caras a la que va acoplado un elemento denominado horquilla, (gestionada ésta por diferentes formas que veremos más adelante), 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 elásticos, si se trata de un mecanismo dotado de embrague por diafragma.

Montaje del embrague de fricción

Cuando montamos un equipo de mecanismo de embrague por fricción, lo montamos sobre el volante motor. Debido a que el eje primario está colocado en la caja de velocidades (que hay que separar del motor para acceder al mecanismo de embrague), debemos centrar el disco de embrague con el volante de inercia para que, al montar la caja de velocidades, el mencionado estriado del disco de embrague y el del eje primario de la caja de velocidades coincidan. Para efectuar esta operación necesitaremos un centrador de embragues. Se trata de un eje cilíndrico, con dos diámetros diferentes: uno es igual al diámetro interior del estriado del disco de embrague, y el otro es igual a un orificio situado en el centro del volante de inercia. Existen casos en los que dicho orificio no está practicado, entonces el centrado del disco se efectúa con el diafragma. Es decir, un diámetro del centrado seguirá siendo el del interior del disco de embrague, y el otro diámetro, será el mismo que el diámetro interior del diafragma. Una vez realizado el centrado, la herramienta se retira.

 Embrague, accionamiento

ACCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE

Veremos las diferentes posibilidades con las que el conductor puede pilotar el sistema de embrague. Debido a la evolución que actualmente están recibiendo los accionamientos del embrague, existen en el mercado diferentes formas, agrupadas básicamente en dos:

Sistemas de embragues pilotados por un pedal

Dentro de este tipo de accionamiento, nos encontramos con dos variantes básicamente:

Accionamiento mecánico o Accionamiento hidráulico.

Este mecanismo se basa en el accionamiento del sistema de embrague, mediante un cable de acero, unido por uno de sus extremos al pedal de embrague, y por el otro a una horquilla de embrague, unida ésta a su vez con el cojinete de embrague.
Al pisar el pedal, el cable tira de la horquilla, aplicándole un esfuerzo capaz de desplazar al cojinete de embrague, deformando a su vez el diafragma del mecanismo de embrague, con el consiguiente desembragado del sistema. Al soltar el pedal, la fuerza de dicho diafragma, hace desplazar al cojinete en sentido contrario, y ésta a su vez al cable, con el consiguiente retorno del pedal de embrague a su estado de reposo.

En el sistema de accionamiento del embrague por cable, encontramos básicamente dos variedades:

Por una parte tenemos el sistema en el que el cojinete de embrague, en posición de reposo, está en constante contacto con el diafragma, o con las patillas de accionamiento, según proceda.

Y por otra, está el sistema en el que el cojinete de embrague y el diafragma, en posición de reposo, tienen una separación denominada guarda. Esta separación, se obtiene gracias a un muelle situado en la horquilla del embrague. La separación guarda, es ajustable por el extremo del cable.

En la actualidad, en los sistemas en los que el cojinete está siempre en contacto con el diafragma, para absorber de manera automática el juego entre el cojinete de embrague y el diafragma, existen dispositivos como cables autoregulables, o pedales dotados de unas serretas que, a medida que se va gastando el disco, regulan la posición del cable.

En este sistema se utiliza, para desplazar al cojinete de embrague y en consecuencia al mecanismo de embrague, un cilindro emisor (o bomba), y un cilindro receptor (o bombín). Están comunicados entre si, a através de una tubería, el sistema funciona por medio del movimiento de unos émbolos situados dentro de los cilindros, dicho movimiento se efectúa a a través de un líquido (el mismo que es utilizado en los sistemas de frenado).

Cuando presionamos el pedal de embrague, este actúa directamente sobre el cilindro emisor, desplazando su émbolo, éste a su vez ejerce una presión sobre el líquido, que desplaza al émbolo del cilindro receptor.

El cilindro receptor (o bombín), se comunica con el cojinete de embrague (en la mayoría de los casos), por medio de una horquilla. Esta está accionada por el cilindro receptor, por medio de un vástago, que permanece en contacto con el émbolo de dicho cilindro. Al desplazarse el émbolo por la fuerza del líquido, se desplaza el vástago y acciona la horquilla.

Otra variedad con la que nos podemos encontrar es que el cilindro receptor y el cojinete de embrague, sean una misma pieza. Con lo que el desplazamiento axial del cojinete de embrague, es aplicado del cilindro receptor directamente a dicho cojinete. Los diámetros de los dos cilindros, (emisor y receptor) son diferentes, por lo que la fuerza ejercida por el conductor sobre el pedal de embrague (aplicada directamente sobre el cilindro emisor), se multiplica, permitiendo al conductor un esfuerzo menos para el desembragado.

Mecanismos de embrague pilotados electrónicamente

El otro medio por el cual el conductor pilota el mecanismo de embrague, aunque esta vez sin la existencia del pedal de embrague. En este mecanismo el mando del sistema, está encomendado a un sistema electrónico de gestión accionado por la electrónica o la hidráulica.

Están formados por un elemento conductor fijado al volante de inercia en el que se encuentra polvo metálico, un elemento conducido ensamblado sobre el primario de la caja de cambios con una bobina que es alimentada a través de unas escobillas y un calculador electrónico, que recibe información de la posición de la palanca de cambios, del régimen del motor, de la velocidad del vehículo, y de la posición del pedal del acelerador. El embrague es gestionado por corrientes de intensidad variable.

En otras ocasiones, el calculador es gestionado por un grupo hidráulico el cual proporciona, mediante un cilindro receptor, la fuerza necesaria para desplazar la horquilla de embrague y el cojinete de embrague, y en consecuencia el mecanismo de embrague.

Una de las marcas que actualmente montan un mecanismo de embrague pilotado electrónicamente, es SAAB, el sistema se denomina SENSONIC.

Se constituye mediante una bomba solidaria al volante de inercia y una turbina solidaria al primario de la caja de cambio; entre ambas se sitúa un reactor montado sobre una rueda libre y todo el conjunto va cerrado y bañado por aceite, siendo los alabes helicoidales de los tres elementos los que mueven el aceite. Es importante conocer los principios de los diferentes tipos y accionamientos de un sistema del que depende el aprovechamiento y transmisión del movimiento del motor a la caja de cambios y a las ruedas, para su correcta sustitución en los vehículos.

 

 

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