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.