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“PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A UNA
TRANSMISION SECUENCIAL DSG 02E DE SEIS CAMBIOS DENTRO
DEL PROGRAMA DE SERVICIO DE 60,000 KILOMETROS PARA LOS
MODELOS BORA GLI Y GOLF GTI 2006-2010”
TESIS PROFESIONAL
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
INGENIERO MECANICO
PRESENTA:
C. MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA
MEXICO D.F. 2012
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AGRADECIMIENTOS
“la vida es un sueño y hago el mío perfecto cada día”
Con este logro hago de mí y de las personas que me apoyaron a lograrlo un
sueño realizado. Agradezco a todas las personas que hicieron de mi una
persona de bien.
Dedico esta tesis a mi madre que ha dado todo lo que esta en sus manos
para apoyarme y a pesar de las diferencias la amo por sobre todas las
cosas.
A mi hermana que siendo el Ángel que Dios mando a mi vida y que es lo que
mas amo en toda mi vida gracias por ser parte de mi inspiración.
A mi hermano que gracias a su forma de ser y a pesar de ser mas joven que
yo me ha puesto ejemplos aunque de la peor manera posible y con todas las
ofensas me ha hecho resistir este camino tan duro.
A toda la familia, amigos y conocidos que me han apoyado a lo largo de esta
tesis y a lo largo de mi vida.
A mis profesores que han apoyado mis teorías y el material que presento.
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INDICE
NOMBRE DEL PROYECTO 1
JUSTIFICACION 1
OBJETIVO 1
INTRODUCCION 2
1.GENERALIDADES
1.1 DESARROLLO DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 3
1.1.1 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 3
1.1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS 4
1.2 VOLKSWAGEN DE MEXICO 6
1.2.1 INTRODUCCION 6
1.2.2 DESCRIPCION DE LA EMPRESA 6
1.2.3 UBICACIÓN 7
1.2.4 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL 7
1.2.5 DISTRIBUCION DE LA PLANTA 11
1.2.6 PRODUCTOS VOLKSWAGEN 15
2. TECNOLOGIA DE LA TRANSMISION
2.1 CAJAS DE CAMBIOS 17
2.2 TIPOS DE TRANSMISIONES 17
2.2.1 TRANSMISION AUTOMATICA 18
2.2.2 TRANSMISION MANUAL 18
2.2.3 TRANSMISION SECUENCIAL 20
2.3 TRANSMISION DE DOBLE EMBRAGUE DSG O2E 21
2.3.1 HISTORIA DE LA DSG 22
2.3.2 ESPECIFICACION TECNICA 23
2.3.3 FUNCION DE LA TRANSMISION 24
2.3.4 SISTEMA DE DOBLE EMBRAGUE 27
2.3.5 ARQUITECTURA DE LA TRANSMISION 29
2.3.6 MODULO MECATRONICO 32
2.3.7 SISTEMA DE LUBRICACION Y ACEITE 33
2.3.8 CONTROL ELECTRICO DE LA TRANSMISION 35
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3. CONCEPTOS DE MANTENIMIENTO
3.1 DEFINICION DE MANTENIMIENTO 36
3.2 GESTION DEL MANTENIMIENTO 36
3.3 PLAN DE MANTENIMIENTO 37
3.4 ELEMENTOS DE ADMINISTRACION DE MANTENIMIENTO 39
3.5 TIPOS DE MANTENIMIENTO 43
3.5.1 MANTENIMIENTO PREDICTIVO 44
3.5.2 MANTENIMIENTO CORRECTIVO 45
3.5.3 MANTENIMIENTO PREVENTIVO 47
3.6 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL 50
3.6.1 DEFINICION 50
3.6.2 PILARES FUNDAMENTALES DEL TPM 52
4. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA
4.1 INTRODUCCION 56
4.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TRANSMISION 58
4.3 FALLAS DE LA TRANSMISION 59
4.3.1 FALLAS EN SENSOR DE TEMPERATURA 59
4.3.2 FALLAS DEL MODULO MECATRONICO 61
4.3.3 RUIDOS Y FALLAS EN EL EMBRAGUE DOBLE 62
4.4 MAL USO DEL SISTEMA 64
5. PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
5.1 PREPARACION DEL VEHICULO 66
5.1.1 HERRAMIENTAS Y REFACCIONES A UTILIZAR 66
5.1.2 CUIDADOS E INDICACIONES ANTES DE INICIAR EL MANTENIMIENTO 70
5.1.3 PREPARACION DEL VEHICULO 71
5.2 PROCEDIMIENTO MECANICO 73
5.2.1 RETIRAR ACCESORIOS PARA ACCEDER AL FILTRO 73
5.2.2 CAMBIO DEL FILTRO DE ACEITE 74
5.2.3 CAMBIO DE ACEITE 76
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5.3 PROCEDIMIENTO TECNICO 79
5.3.1 AUTODIAGNOSTICO 79
5.3.2 SISTEMA DE MEDICION Y FUNCIONAMIENTO VAS 5051 80
5.3.3 DIAGNOSTICO TECNICO DEL NIVEL DE ACEITE 80
CONCLUSION 84
BIBLIOGRAFIA 86
GLOSARIO 88
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NOMBRE DEL PROYECTO
“Propuesta del mantenimiento preventivo a una transmisión secuencial
DSG 02E de seis cambios dentro del programa de servicio de 60000
kilómetros para los vehículos Bora GLl y Golf GTI 2006-2010”
OBJETIVO
Desarrollar un programa de mantenimiento preventivo para la transmisión
DSG 02E de 6 cambios secuencia colocada en automóviles Volkswagen
Golf GTI mk5 y Bora GTI mk5 en los modelos 2006 a 2010 que estén dentro
y fuera de los rangos de kilometraje establecido para servicio.
JUSTIFICACION
Debido a la falta de mantenimiento de la transmisión DSG 02E se han
presentado diversas fallas en los componentes eléctricos y mecánicos
entre los 60,000 y 120,000 kilómetros ocasionando altos costos de
reparación por ello se propone un plan de mantenimiento preventivo.
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INTRODUCCION
El mantenimiento preventivo en general se ocupa en la determinación de
condiciones operativas, de durabilidad y de confiabilidad de un equipo en
mención este tipo de mantenimiento nos ayuda en reducir los tiempos que
pueden generarse por mantenimiento correctivo.
Con el DSG, Volkswagen es el primer fabricante mundial en desarrollar una
caja de cambios de embrague doble producida en serie. Este tipo de
transmisiones ya habían sido utilizadas en competición, pero la
incomodidad del cambio (por falta de medios adecuados de control
mecánico y electrónico) impidieron su utilización en coches de calle.
Volkswagen encontró la solución; sumados a una serie de nuevos
componentes hidráulicos, se desarrolló la compleja unidad mecánico-
electrónica, que ha hecho posible la utilización del DSG.
Los conductores con exigencias deportivas experimentarán por primera
vez la sensación de un cambio de marchas como si simplemente pulsaran
un botón. Aún más, en el modo deportivo (posición “S”), las unidades de
control del motor y la caja de cambios activan un empuje positivo del motor
(en función del régimen), que acrecienta la dinámica del cambio:
retardando el cambio al subir las marchas, y recortándolo al reducir.
Por otra parte, el acople del motor con la caja automática de cambio
directo DSG genera potencia de tracción inmediata por medio de la
inmediatez del cambio de velocidades, lo que da como resultado un mayor
dinamismo. Los tiempos de aceleración son menores que los obtenidos con
la caja de cambios manual.
El sistema de cambio DSG se fabrica en la planta de transmisiones de
Volkswagen en Kassel, en la que se ha realizado una inversión nuevos
sistemas de producción de 150 millones de euros. La capacidad de
producción será de 1.000 cajas de cambio diarias.
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1. GENERALIDADES
1.1 DESARROLLO DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ
1.1.1 INDÚSTRIA AUTOMOTRIZ
La industria automotriz se encarga del diseño, desarrollo, fabricación,
ensamble, comercialización y venta de automóviles. Es una gran
generadora de empleo ya que además de la mano de obra directa que
requiere, influye en toda una industria paralela de autopartes, por lo que la
mano de obra indirecta es sumamente grande también.
FIG 1 MARCAS DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ A NIVEL NACIONAL Y MUNDIAL
En 2010 se produjeron en todo el mundo más de 69 millones de vehículos de
motor. En este mismo año se vendieron 16 millones de automóviles nuevos
en los Estados Unidos, 15 millones en Europa Occidental, 7 millones en
China y 2 millones en la India. En el año 2011, los mercados en Canadá,
Estados Unidos, Europa occidental y Japón no mostraron crecimiento en
ventas, a diferencia de los pujantes mercados de Sudamérica
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1.1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS
Los trabajadores que dependían del transporte con caballos para su
subsistencia fomentaron unos peajes o cuotas más elevados para los
vehículos de vapor y la llegada del ferrocarril significó un importante golpe
para los fabricantes de vehículos de vapor.
Esto hizo que el desarrollo del motor de combustión interna tuviera lugar en
países como Francia, Alemania y Estados Unidos.
La evolución de los autos abrió campo para que empezaran a formarse lo
que son las plantas armadoras. La competición llego a ser un punto
importante a través de la historia hasta formarse las empresas que hoy en
día destacan por el diseño de los autos, como soy Chrysler, Ford,
Chevrolet, Nissan y entre ellas Volkswagen. Esto origino un mercado
competitivo en todo el mundo.
La historia de Volkswagen AG inicia con el establecimiento de la oficina de
diseño de Ferdinand Porsche En 1931 el proyecto principal de Porsche fue
construir un vehículo al alcance del ciudadano alemán común. A principios
de 1938 se inicio la construcción de la planta en Wolfsburg donde se
armaría el Sedan clásico.
FIG 2. FOTOGRAFIA DEL DISEÑO DEL SEDAN CLASICO
Durante la Segunda Guerra Mundial, Volkswagen se dedico a la fabricación
de vehículos militares (fig.3), durante esa época su fuerza laboral fue de
20,000 trabajadores.
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Al final de la guerra la planta queda bajo administración inglesa y en 1949
volvió a la Republica Federal Alemana.
FIG 3 PRODUCCION DE SEDAN CLASICO PARA LA GUERRA EN ALEMANIA
Durante 1952 se establece VW Canadá Ltd. en Toronto y se inicia la
internacionalización creando al final de este VW do Brasil Ltda. Tres años
después se crea VW of América Inc. en New Jersey USA y para 1956 South
African Motor Assemblers and Distributors Ltd en Sudáfrica.
De ahí la empresa inicia su crecimiento comprando en 1965 Audi de
Alemania, SEAT de España, meses después Skoda en Republica Checa y
finalmente Bentley y Bugatti para completar el grupo VAG. Un año después
adquiere Lamborghini.
En la actualidad es dueña también de Porsche consolidándose como uno de
los grupos automotores mas grandes y con mas espectro tecnológico a
nivel mundial obteniendo ganancia de mas de 4 mil millones de euros con
un total de 13 % de mercado global automotriz en cuatro regiones:
Europea, Norteamérica, Sudamerica-Sudafrica y Asia-Pacifico.
Estando presente con 44 plantas en 18 países de todo el mundo y con más
de 320,000 trabajadores que producen 21 500 autos diarios. (Fig.4)
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1.2 VOLKSWAGEN DE MEXICO S.A. de C.V.
1.2.1 INTRODUCCION
En 1962 se instalo la primera planta de Volkswagen en México ubicada en
Xalostoc Estado de México ahí se ensamblaron 50 mil sedanes y en 1966 se
inaugura la planta y la producción de unidades en las nuevas instalaciones
en Puebla con una producción de mas 2 millones de autos producidos en la
actualidad es de las industrias mas modernas y con amplios certificados de
calidad y ambientales a nivel nacional y mundial, produciendo 4 modelos
de la marca exportados a todo el mundo.
Por estas líneas de producción se han fabricado de los modelos mas
vendidos en América y en todo el mundo como son Sedan Clásico, Safari,
Combi, Caribe, Beetle, Jetta y sus generaciones posteriores (fig. 5),
logrando exportarlos a todo el mundo.
FIG.5 AUTOS PRODUCIDOS EN LA PLANTA DE PUEBLA .SEDAN, JETTA IV, BEETLE, JETTA V.
1.2.2 DESCRIPCION DE LA EMPRESA
Volkswagen es una multinacional dedicada al ensamble y comercialización
de automóviles. Su matriz se encuentra en Alemania pero una de sus
fábricas se encuentra ubicada en el estado de Puebla en México.
FIG 6 LINEA DE ENSABLAJE EN LA PLANTA VW EN PUEBLA
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Es líder del mercado automotriz nacional y esta planta es la más grande de
la industria automotriz en el país.
Esta planta abarca una superficie de 300 hectáreas de las cuales 200 son
de naves de producción y oficinas administrativas, el resto aéreas verdes.
1.2.3 UBICACIÓN
La planta de Volkswagen de México esta ubicada en el estado de Puebla en
el municipio de Cuautlancingo, en el Km 116 de la Autopista México Puebla
C.P. 72700 y tiene varios accesos a esta viniendo desde el Distrito Federal o
desde Puebla.
FIG.7 CROQUIS DE UBICACIÓN PLANTA VW PUEBLA Y RUTAS DE ACCESO
1.2.4. ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL.
Debido a lo grande de la planta y al gran número de personal el
organigrama es bastante extenso de manera horizontal y vertical. El punto
más alto se localiza la presidencia. Posteriormente, se encuentran las
vicepresidencias, nivel en el cual se localiza el Desarrollo Técnico,
Producción y Logística, Compras, Comercial, Finanzas y Recursos
Humanos (fig. 8)
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FIG 8 ESTRUCUTRA ORGANIZACIONAL DEL CONSEJO EJECUTIVO VOLKSWAGEN DE MEXICO
PRESIDENTE DEL CONSEJO EJECUTIVO VOLKSWAGEN
El presidente del consejo de Volkswagen de México se encarga de
coordinar todos los recursos incluyendo a lso 16,000 empleados,300 mil
hectáreas y demás relaciones con el grupo VAG en Alemania logrando
llevar a la planta alas mejores del país de todo el mundo en producción de
automóviles.
PRESIDENTE DEL
CONSEJO
VICEPRESIENTE EJECUTIVO DE
DESARROLLO TECNICO
VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE
PRODUCCION Y LOGISTICA
VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE
MARKETING VENTAS SERVICIO
VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE
COMPRAS REGION NORTEAMERICA
VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE
RECURSOS HUMANOS
VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE
FINANZAS Y ORGANIZACION
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PRODUCCION Y LOGISTICA
El departamento mas importante y base de la empresa es la de Producción
y Logística, esta se divide en 5 aéreas: planta productora de automóviles,
planta productora de componentes, PKC procesos, ingeniería de planta y
logística. El objetivo fundamental de este departamento es satisfacer el
requerimiento de automóviles terminados por parte de la empresa con la
mayor eficiencia posible. El ahorro de tiempo y dinero, es una de las
principales metas del área ya que logrando esto, se puede incentivar el
lanzamiento de nuevos proyectos para la planta.
COMERCIAL MARKETING VENTAS SERVICIO
Los ingresos de la empresa corresponden al departamento comercial. El
objetivo fundamental de esta área es elaborar y coordinar estrategias de
venta. También se realizan estudios de mercado para conocer las
necesidades del cliente y poder modificar los productos en base a estas.
Además coordina el servicio y la venta de refacciones para los automóviles
en su postventa.
COMPRAS
Otro departamento fundamental de la empresa es la de compras. La
responsabilidad como área de compras consiste en asegurar la existencia
de los acuerdos y contratos idóneos con proveedores, necesarios para el
abastecimiento del cuanto Volkswagen de México necesita, sean materiales
de producción, materiales auxiliares, elementos de activo fijo o cualquier
tipo de servicio.
FINANZAS
El departamento de finanzas asegura la rentabilidad de todos los proyectos
llevados a cabo por la empresa. Para lograr su objetivo, se lleva a cabo una
constante supervisión de los ingresos y egresos percibidos por las distintas
aéreas de la empresa. También tiene la responsabilidad del manejo fiscal
de la empresa.
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RECURSOS HUMANOS
Otro de los departamentos importantes es el de recursos humanos que
controla y administra el capital humano con un total de 16,000 empleados
de los cuales 1000 son mujeres y 100 son extranjeros. La mayoría de los
empleados trabajan en el área de producción y llevando relación con otros
10,000 empleados en los concesionarios.
DESARROLLO TECNICO
El área de desarrollo técnico DT es también fundamental para la empresa
ya que asegura el avance de sus productos en el largo plazo. El objetivo del
área es desarrollar los nuevos autos del grupo y la actualización constante
de los autos que se fabrican. Estas actualizaciones se realizan cuando hay:
reclamos por parte de los clientes y propuestas para menores costos de
fabricación o mejor calidad en los automóviles. Además el área fabrica
automóviles especiales que tiene las mismas bases que los productos
actualmente pero con características particulares solicitadas por el cliente.
FIG 9. DISEÑO TECNICO
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1.2.5 DISTRIBUCION DE LA PLANTA.
El proceso de producción que se lleva a cabo en esta planta se divide en
varios pasos que se realizan en varias aéreas de toda la planta ubicadas en
distintas partes del complejo.
ESTAMPADO
El primer paso de la producción de un automóvil es el estampado de las
partes que forman la carrocería, a través de un sistema de prensas que
transforman pliegos de lámina en distintas piezas.
FIG 10 AREA DE ESTAMPADO
Con la ampliación de la planta, en el nuevo Segmento Poniente se instaló la
segunda de las prensas de última generación con las que cuenta la
empresa.
Al igual que la primera con la que contábamos, esta nueva prensa tiene una
capacidad de 7,500 toneladas por cada golpe, y es capaz de fabricar hasta
16 piezas por minuto.
En el proceso de estampado se fabrican piezas como: techos, cofres,
puertas, costados y plataforma del vehículo.
CONTRUCCION DE CARROCERIAS Y HOJALATERIA
Después del estampado, el proceso continúa en la línea de ensamble de
carrocerías donde el departamento de hojalatería da el acabo de la
superficie laminar del automóvil y las tolerancias de ajuste entre piezas
para evitar ruidos e imperfecciones en el armado hasta formar la
carrocería completa.
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Para llevar a cabo este proceso contamos con más de 700 robots de
soldadura y con 52 cabinas de soldadura láser
FIG 11. AREA DE ARMADO DE CARROCERIA
PINTURA
Una vez construida la carrocería, la siguiente etapa es la de Pintura. En
esta se llevan a cabo diferentes procesos, desde la limpieza y
desengrasado de la carrocería hasta la aplicación del barniz. El proceso de
pintura de tres capas y de cuatro en los colores metálicos o perlados
incluye dos capas de protección antioxidante.
FIG 12. PROCESO DE PINTURA
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Para nuestra producción se cuenta con una gama de 30 colores distintos y
una nave donde se lleva a cabo el pintado de partes plásticas.
FIG.13 CAMARAS DE PINTURA ELECTROSTATICA
El proceso de pintura tiene varios pasos para lograr un acabado óptimo
como el galvanizado, el fosfatado, la imprimación, el filler, el color y el
transparente.
MONTAJE
En esta etapa de la producción se lleva a cabo el ensamble o montaje de
todos los componentes del automóvil, como son: el tablero, el tren motriz,
las puertas, etcétera.
Después del ensamblado, los autos son probados al 100% en aspectos
como ruido, hermeticidad y funcionamiento en general.
FIG. 14 AREA DE MONTAJE
En Volkswagen de México también se cuenta con naves de producción de
agregados, como son motores y ejes. Donde se producen diferentes piezas
para la construcción de los motores y el sistema de suspensión. En esta
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planta de motores se producen 2500 motores diarios y algunos
componentes como ejes y otras cosas.
La empresa esta dividida en dos: Planta de Producción Automóviles o PPA y
Planta de Producción Componentes o PPC además de las aéreas la que ya
se mencionaron anteriormente.
La Planta de Producción de Automóviles esta formada por las naves que se
dedican a ensamblar los modelos Jetta VI, Beetle, Clásico y Golf
Sportwagen.
La Planta de Producción Componentes esta formada por varios
componentes y esta en las naves 5 y 6. En la nave 5 se encuentran los
componentes de los discos de freno, ejes trasero y delantero de Jetta y
clásico, mangueta oscilante y convertidor catalítico y en la nave 6 se
encuentran el área de motores y esta compuesta de diferentes líneas de
maquinado como lo es el monoblock, cabeza de cilindros, cigüeñal y
bielas. (Fig. 15)
En la nave 10 de fundición se ensambla del motor demás partes del mismo.
FIG.15 MOTOR VR6 FABRICADO EN EL AREA DE MOTORES
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FIG 16 PLANTA DE VOLKWAGEN DE MEXICO
1.2.7 PRODUCTOS DE VOLKSWAGEN DE MEXICO.
FIG.17 PRODUCTO TERMINADO EN LA PLANTA DE PUEBLA
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PRODUCTOS DE IMPORTACION A LA PLANTA DE MEXICO
FIG 24. PRODUCTOS IMPORTADOS A LA PLANTA DE PUEBLA
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2. TECNOLOGIA DE LA TRANSMISION
2.1. CAJA DE CAMBIOS
La caja de cambios es el elemento encargado de acoplar el motor y el
sistema de transmisión con diferentes relaciones de engranes , de tal forma
que la misma velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en distintas
velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de tracción
generalmente es la reducción de velocidad de giro e incremento del par
motor.
En función de que la velocidad transmitida a las ruedas sea mayor, la fuerza
disminuye, suponiendo que el motor entrega una potencia constante una
distancia mayor tiene por consecuencia una fuerza menor. De esta manera
la caja de cambios permite que se mantenga la velocidad de giro del motor,
y por lo tanto la potencia y par más adecuado a la velocidad a la que se
desee desplazar el vehículo.
2.2. TIPOS DE CAJAS DE CAMBIO
Existen varios tipos de cajas de cambios y diversas maneras de
clasificarlas. Hasta el momento en que no se habían desarrollado sistemas
de control electrónico la distinción era mucho más sencilla e intuitiva ya
que describía su construcción y funcionamiento.
En tanto que se han desarrollado sistemas de control electrónico para
cajas manuales con posibilidad de accionamiento automatizado y cajas
automáticas con posibilidad de intervención manual.
FIG 19 ENGRANAJES DE UNA TRANSMISION
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2.2.1 TRANSMISION AUTOMATICA
La caja automática es un sistema que de manera autónoma, determina la
mejor relación entre los diferentes elementos, como la potencia del motor,
la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la resistencia a la
marcha, entre otros. Se trata de un dispositivo electrohidráulico que
determina los cambios de velocidad; en el caso de las cajas de última
generación, el control lo realiza un calculador electrónico. La caja
automática funciona con trenes epicicloidales en serie o paralelo que
conforman las distintas relaciones de transmisión.
FIG.20 TRANSMISION AUTOMATICA
2.2.2 TRANSMISION MANUAL
Se denominan cajas mecánicas a aquellas que se componen de elementos
estructurales de tipo mecánico. La selección de las diferentes velocidades
se realiza mediante mando mecánico. (Fig.21)
Los elementos sometidos a rozamiento ejes, engranajes, sincronizadores, o
selectores están lubricados mediante baño de aceite específico para
engranajes en el cárter aislados del exterior mediante juntas que
garantizan la estanqueidad.
FIG.21 TRANSMISION MANUAL
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Los acoplamientos en el interior se realizan mediante mecanismos
compuestos de balancines y ejes guiados por rodamientos. El
accionamiento de los mecanismos internos desde el exterior de la caja y
que debería accionar un eventual conductor se realizan mediante cables o
varillas rígidas.
Las distintas velocidades de que consta la caja disponen de mecanismos de
sincronización que permiten igualar las velocidades de los distintos ejes de
que consta la caja durante el cambio de una a otra.
La conexión entre el motor y la caja de cambios se realiza mediante el
embrague.
FIG.22 TRANSMISION MANUAL
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2.2.3 TRANSMISION SECUENCIAL
La caja de cambios secuencial es una caja de cambios semiautomática
secuencial, cuyo funcionamiento se basa en la utilización de un sistema
robotizado para lograr los engranajes lo que le permite reducir sus
dimensiones y lograr los escalamientos necesarios en la división de
revoluciones del motor. Su funcionamiento se puede seleccionar entre el
modo totalmente automático y el modo manual o secuencial, con mandos al
volante o en la misma palanca selectora.
Hay varias marcas que usan estas transmisiones un ejemplo son los Alfa
Romeo con una llamada Selespeed.
FIG.23 SISTEMA SECUENCIAL SELESPEED DE UN ALFA ROMEO
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2.3 TRANSMISION DE DOBLE EMBRAGUE DSG O2E
La caja de cambios de doble embrague es un tipo de caja de cambios
semiautomática secuencial, cuyo funcionamiento se basa en la utilización
de un sistema robotizado de doble embrague y doble conjunto de
selectores de marchas; uno para las marchas pares y otro para las
impares. Además, consta de un doble piñón de diferencial, lo que le permite
reducir sus dimensiones y lograr los escalamientos necesarios en la
división de revoluciones del motor. Su funcionamiento se puede seleccionar
entre el modo totalmente automático y el modo manual o secuencial, con
mandos al volante o en la misma palanca selectora.
Las ventajas de un cambio manual son: un alto grado de rendimiento, así
como robustez y deportividad. Las ventajas de un cambio automático son:
un alto nivel de confort, sobre todo al cambiar las marchas, lo cual se
realiza sin interrumpir la fuerza de tracción.
Ante estos hechos, Volkswagen se planteó la meta de combinar las
ventajas de ambos mundos de las transmisiones en una generación
completamente nueva, denominada cambio automático DSG.
FIG.24 TRANSMISION DSG
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2.3.1. HISTORIA DE LA DSG
Las primeras patentes para la de caja de cambios de doble embrague
corresponden a los inventores Adolphe Kégresse y Rudolf Franke, en los
años 1939 y 1940. El fabricante de automóviles alemán Porsche comenzó a
estudiar este tipo de cajas en 1969, que las probó en los automóviles de
carreras.
FIG.25 PRIMERA DSG
El Grupo Volkswagen AG llevó esta tecnología a la producción en masa en
el año 2002, con las denominaciones comerciales DSG (Direct Shift
Gearbox) para los vehículos Volkswagen, Seat, Bentley y Bugatti y con
otros nombres y modificaciones por las distintas motorizaciones en
vehículos Audi como Stronic y Porsche como PDK.
Volkswagen Bora GLI MK5 DSG Volkswagen Golf R32 DSG
FIG. 26 AUTOMOVILES QUE MONTAN LA DSG
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2.3.2 ESPECIFICACION TECNICA
• Designación DSG 02E (cambio automático DSG)
• Peso aprox. 94 kg para tracción delantera
• Par máximo de 350 Nm según la motorización
• Dos embragues multidisco en húmedo
• Capacidad de aceite 7,2 litros de aceite especificación DSG G052
182
• Seis marchas adelante y una marcha atrás todas sincronizadas
• Programa de conducción normal D (drive) y de conducción deportiva
S (sport)
• Conmutador Tiptronic de cambios a voluntad en la palanca selectora
y en el volante de dirección
• Modulo Mecatronico – una unidad de control electrónica y
electrohidráulica constituye una sola unidad alojada en el cambio
• Función de retención en pendientes si el vehículo parado con el freno
accionado sólo levemente tiende a desplazarse, el sistema aumenta
la presión en el embrague y retiene el vehículo en parado
• Regulación de la fuga lenta; permite que el vehículo se mueva en
marcha lentísima, por ejemplo al aparcar sin pisar el acelerador
• Un programa de marcha de emergencia con la función de
emergencia y según el tipo de fallo que haya ocurrido, ya sólo se
puede circular en I y III marchas o solamente en II marcha.
FIG.27 TRANSMISION DSG DESMONTADA
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2.3.3 FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSMISION
El cambio automático DSG consta de dos transmisiones parciales
independientes. Cada transmisión parcial está estructurada como si fuera
un cambio manual, en lo que respecta a su funcionamiento. Cada
transmisión parcial tiene asignado un embrague multidisco.
Ambos embragues multidisco trabajan en aceite penstosin DSG. El sistema
Mecatronico se encarga de abrir y cerrar los embragues de forma
regulada, en función de la marcha que se ha de conectar. Con el embrague
multidisco K1 se conectan las marchas 1, 3, 5 y de la marcha atrás.
Las marchas 2, 4 y 6 se conectan por medio del embrague multidisco K2.
Básicamente siempre funciona una de las transmisiones parciales,
mientras que en la otra ya se preselecciona la marcha siguiente, pero
todavía con el embrague abierto para la marcha en cuestión esperando a
ser activado
Cada marcha tiene asignada una unidad convencional de sincronización y
mando equivalente a la de un cambio manual.
FIG.28 PRINCIO ESQUEMATICO DE FUNCIONAMIENTO
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Al encender el motor, se encuentran todas las marchas desacopladas y los
embragues acoplando el giro del motor. Suponiendo que es seleccionado el
modo automático, el sistema electrónico acciona ambos embragues y
coloca la primera marcha. Al dejar de pisar el pedal de freno, el mando de
los embragues acopla parcialmente el correspondiente al eje de marchas
impares, produciendo el movimiento del vehículo en primera marcha, al
pisar el acelerador va cerrando completamente el embrague impar, al
mismo tiempo, va colocando la segunda marcha en el conjunto de marchas
pares.
Al llegar a la velocidad necesaria para el cambio de marcha, el sistema
desacopla el embrague de marchas impares y acopla el de marchas pares,
en el que ya estaba seleccionada la segunda marcha. Al mismo tiempo, en
el conjunto de marchas impares se selecciona la tercera marcha, dejando
el tren de engranajes listo para cuando el motor llegue a las revoluciones
en las que sea necesario hacer nuevamente el cambio de marchas.
Nuevamente aquí se repite el cambio de embrague, y queda acoplada la
tercera marcha y se libera el conjunto de pares para que el sistema coloque
la cuarta marcha. Así se llega hasta la sexta marcha con muy poca pérdida
de tiempo entre cambios, y sin la necesidad de un convertidor de par como
en las cajas automáticas convencionales.
La retransmisión de la fuerza de salida hasta el grupo diferencial se realiza
a través del árbol secundario 1 para las marchas 1, 2, 3, 4 y del árbol
secundario 2 para las marchas 5, 6 y marcha atrás. (Fig.33)
FIG 28.CORTE TRANSVERSAL CAJA DSG MOSTRANDO SUS PIEZAS PRINCIPALES
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La palanca selectora se acciona igual que la de un vehículo con cambio
automático. El cambio DSG también ofrece la posibilidad de cambiar las
marchas con modo manual llamado Tiptronic.
La palanca selectora puede adoptar las siguientes posiciones:
P – Parking Para extraer la palanca de esta posición es preciso que el
encendido esté conectado y el pedal de freno pisado.
Aparte de ello se tiene que oprimir la tecla de desbloqueo
en la palanca selectora.
R – Reversa Para seleccionar la marcha atrás hay que oprimir la tecla
de desbloqueo.
N – Neutral La transmisión se encuentra en punto muerto al hallarse la
palanca en esta posición. Si la palanca selectora se
encuentra en esta posición durante un tiempo
relativamente prolongado se tiene que volver a pisar el
pedal de freno para extraerla de la posición.
D – Drive En esta posición las marchas adelante se cambian de
forma automática.
S – Sport La selección automática de las marchas se realiza de
acuerdo con una curva característica para cambios
deportivos y rápidos, implementada en la unidad de
control.
Tiptronic + y –
Cambio manual
Las funciones Tiptronic o de cambio manual se pueden
ejecutar con las levas del volante al encontrarse la palanca
selectora en la pista de selección de la derecha.
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FIG 29. VOLANTE CON LEVAS DE CAMBIO Y PALANCA SELECTORA
2.3.4 SISTEMA DE EMBRAGUE DOBLE
El par se inscribe en cada uno de los embragues a través de su soporte
multidisco exterior. Al cerrar el embrague se transmite el par a su soporte
multidisco interior y de ahí al árbol primario que tiene asociado. Siempre
hay un embrague multidisco arrastrando fuerza.
El embrague K1 es una versión multidisco que constituye el embrague
exterior y transmite el par sobre el árbol primario 1 y para cerrar el
embrague se aplica aceite a presión a la cámara correspondiente en el
embrague K1.
Debido a ello, el émbolo 1 se desplaza y comprime el conjunto multidisco
del embrague K1. El par se transmite a través del conjunto multidisco del
soporte interior hacia el árbol primario 1. Al abrir el embrague, el diafragma
resorte oprime de nuevo el émbolo 1 a su posición inicial. (Fig.35)
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FIG 30. CORTE TRANSVERSAL DEL EMBRAGUE DOBLE
El embrague K2 es una versión multidisco que viene a ser el embrague
interior, Para cerrar el embrague se aplica aceite a presión a la cámara K2.
El émbolo K2 establece a raíz de ello el flujo de la fuerza a través del
conjunto multidisco hacia el árbol primario 2.
Los muelles helicoidales oprimen el émbolo 2 de nuevo a su posición inicial
al abrir el embrague. (Fig.36)
FIG. 31 CORTE TRANSVERSAL DE ACOPLAMIENTO DEL EJE AL EMBRAGUE
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2.3.5 ARQUITECTURA DE LA TRANSMISION
El par del motor se transmite desde los embragues multidisco K1 y K2 hacia
los árboles primarios. El árbol primario 1 discurre a través del árbol
primario ahuecado 2. Es solidario del embrague multidisco K1 a través de
sus estrías. El árbol primario 1 aloja los piñones con dentado helicoidal
para la V marcha, el piñón compartido para I marcha y marcha atrás y el
piñón de III marcha. El árbol primario 2 es una versión ahuecada y unida por
medio de estrías con el embrague multidisco K2.
El árbol primario 2 aloja los piñones con dentado helicoidal para las
marchas 6, 4 y 2. Se emplea un piñón compartido para las marchas 6 y 4.
Para detectar el régimen de revoluciones de este árbol primario hay una
rueda generatriz de impulsos al lado del piñón de II marcha, para excitar el
sensor de régimen del árbol primario 2.
FIG.32 DISEÑO DE LOS ARBOLES DE TRANSMISION
También son dos los árboles secundarios que incorpora. Debido al uso
compartido de los piñones para I marcha y marcha atrás, así como para IV y
VI marchas en los árboles primarios se ha podido optimizar la longitud de la
construcción del cambio. El árbol secundario 1 aloja los piñones móviles de
I, II y III marchas con sincronización triple, el piñón móvil de IV marcha con
sincronización simple y el piñón de salida para el ataque al diferencial. El
árbol secundario engrana en el piñón para el grupo final del diferencial.
FIG. 33. UBICACIÓN DE LOS ARBOLES PRIMARIOS
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El árbol secundario 2 aloja una rueda generatriz de impulsos para el
régimen de salida del cambio, los piñones móviles de V y VI marchas y el
piñón de marcha atrás, así como el piñón de salida para el ataque en el
diferencial. Ambos árboles secundarios transmiten el par a través de su
piñón de salida hacia el diferencial.
FIG. 34 UBICACIÓN DEL ARBOL SECUNDARIO EN EL CONJUNTO
El árbol inversor se encarga de invertir el sentido de giro del árbol
secundario 2 y, con éste, también el sentido de giro del piñón de salida
hacia el grupo final del diferencial. Engrana con el piñón compartido para I
marcha y marcha atrás en el árbol secundario 1 y con el piñón móvil para
marcha atrás en el árbol secundario 2. (FIG 35)
Ambos árboles secundarios transmiten el par a la corona del diferencial. El
diferencial transmite el par hacia las ruedas a través de los palieres. La
rueda de bloqueo de aparcamiento va integrada en el diferencial.
FIG.35 UBICACIÓN DEL DIFERENCIAL EN EL CONJUNTO
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Para poder estacionar el vehículo de forma segura y de modo que no pueda
rodar involuntariamente al no estar puesto el freno de mano, se integra en
el diferencial un bloqueo de aparcamiento.
La uñeta del trinquete se aplica de forma netamente mecánica, por medio
de un cable de mando instalado entre la palanca selectora y la palanca para
bloqueo de aparcamiento en el cambio. El cable de mando se utiliza
exclusivamente para el bloqueo de aparcamiento.
FIG. 36 DISEÑO DEL BLOQUEO DE LA TRANSMISION
La función de los sincronizadores consiste en establecer la marcha
sincrónica entre los piñones a engranar y el manguito de mando. La
sincronización está basada en anillos sincronizadores de latón con
recubrimiento de molibdeno. Las marchas 1, 2 y 3 van dotadas de
sincronización triple.
En comparación con un sistema de cono simple se dispone así de una
superficie de rozamiento claramente más extensa. El rendimiento de la
sincronización aumenta a raíz de ello, por estar disponible una mayor
superficie para la transmisión del calor que resulta del trabajo de
sincronización.
FIG.37 SINCRONIZADORES DEL CONJUNTO DE TRANSMISION
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2.3.6 MODULO MECATRONICO
El módulo Mecatronico está alojado en el cambio, bañado en aceite
penstosin DSG. Consta de una unidad de control electrónica y una unidad
de mando electrohidráulica y constituye la unidad de mando central del
cambio. En ella confluyen todas las señales de los sensores y todas las
señales de otras unidades de control; pone en vigor y vigila todas las
actuaciones.
En esta unidad compacta hay doce sensores. Solamente dos sensores van
dispuestos fuera del modulo Mecatronico.
Gestiona y regula hidráulicamente la función de ocho actuadores de
cambio a través de seis válvulas moduladoras de presión y cinco válvulas
de conmutación; controla y regula asimismo la presión y el flujo del aceite
de refrigeración de los dos embragues. La unidad de control para el modulo
Mecatronico memoriza las posiciones de los embragues, las posiciones de
los actuadores de cambio al estar engranada una marcha y hace lo propio
con la presión principal.
Los sensores se encuentran integrados, los actuadores eléctricos están
alojados directamente en el modulo Mecatronico. Los interfaces eléctricos
necesarios por el lado del vehículo se establecen a través de un conector
central. Con estas medidas se reduce la cantidad de conectores y cables.
Esto significa una mayor fiabilidad eléctrica y un menor peso.
Pero esto también supone cargas térmicas y mecánicas de máximo nivel
para la unidad de control. Las temperaturas que pueden intervenir desde –
40 °C hasta +150 °C, así como las oscilaciones mecánicas de hasta 33 g o
323 m/s2 no deben afectar la capacidad del sistema para funcionar.
FIG. 38 MODULO MECATRONICO
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2.3.7. SISTEMA DE LUBRICACION Y ACEITE
El DSG tiene un circuito de aceite en común para todas las funciones del
cambio.
El circuito contiene un total de 7,2 l de aceite para cambio DSG.
El aceite tiene que satisfacer los siguientes requisitos:
Asegurar la regulación de los embragues y la gestión hidráulica
Tener una viscosidad estable en toda la gama de temperaturas
Resistir cargas mecánicas de alto nivel
No permitir la espumificación
Las funciones asignadas a este aceite son:
Lubricación y refrigeración del embrague doble, de las ruedas dentadas,
árboles, rodamientos y sincronizadores, así como mando del embrague
doble y de los émbolos para los actuadores de cambio. (Fig. 39)
Un radiador de aceite, sometido al flujo del líquido refrigerante del motor,
se encarga de que la temperatura del aceite no sobrepase los 135 °C.
FIG.39 SISTEMA DE LUBRICACION DE LA TRANSMISION
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Una bomba de células aspira el aceite DSG y genera la presión del aceite
que se necesita para accionar los componentes hidráulicos. Posibilita un
caudal máximo de 100 l/min a una presión máxima de 20 bares.
La bomba de aceite alimenta:
– los embragues multidisco
– La refrigeración de los embragues
– el grupo hidráulico de cambio y
– la lubricación de los piñones
La bomba de aceite se acciona a través de su eje, que marcha a régimen
del motor.
Este eje de la bomba se encuentra dispuesto como un tercer eje en el
interior de los dos árboles primarios 1 y 2 que se encuentran uno dentro de
otro.
FIG.40 UBICACIÓN DE LA BOMBA DE ACEITE
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2.3.8 CONTROL ELECTRONICO DE LA TRANSMISION
El esquema de abajo muestra en forma simbólica la integración de la
Mecatronico para el cambio automático DSG en la estructura del CAN-Bus
de datos del vehículo. (FIG 41)
J104 - Unidad de control para ABS con EDS
J248 - Unidad de control para sistema de inyección
J285 - Unidad de control con unidad indicadora en el cuadro de
instrumentos
J519 - Unidad de control para red de a bordo
J527 - Unidad de control para electrónica de la columna de dirección
J533 - Interfaz de diagnosis para bus de datos
J587 - Unidad de control para sistema sensor de la palanca selectora
J623 - Unidad de control del motor
J743 – Modulo mecatronico para cambio automático DSG
FIG. 41 SISTEMA DE CONTROL ELECTRONICO DE LA TRANSMISION
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3. CONCEPTOS DE MANTENIMIENTO
3.1 DEFINICION DE MANTENIMIENTO
Todas las acciones que tienen como objetivo mantener un artículo o
restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función
requerida. Estas acciones incluyen la combinación de las acciones técnicas
y administrativas correspondientes.
Cualquier actividad como comprobaciones, mediciones, reemplazos,
ajustes y reparaciones necesarios para mantener o reparar una unidad
funcional de forma que esta pueda cumplir sus funciones.
Todas aquellas acciones llevadas a cabo para mantener los materiales en
una condición adecuada o los procesos para lograr esta condición.
Incluyen acciones de inspección, comprobaciones, clasificación,
reparación, etc.
Conjunto de acciones de provisión y reparación necesarias para que un
elemento continúe cumpliendo su cometido.
Rutinas recurrentes necesarias para mantener unas instalaciones en las
condiciones adecuadas para permitir su uso de forma eficiente, tal como
está designado.
3.2 GESTION DE MANTENIMIENTO
Debido al alto número de productos y elementos que deben ser
gestionados, muchas organizaciones necesitan un producto de software
que les permita gestionar toda la información relativa al mantenimiento.
El software de gestión de mantenimiento ayuda a los ingenieros y técnicos
a reducir costes y tiempos de reparación así como utilización del material a
la vez que mejoran el servicio y la comunicación entre los implicados en los
procesos.
Un software de gestión de mantenimiento trabaja con información relativa a
productos, recursos, proveedores y clientes
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Una de las funciones de este software es la configuración de un conjunto de
materiales, haciendo listados de las partes correspondiente a ingeniería y a
manufactura y actualizándolas de “entregadas” a “mantenidas” y
finalmente a “utilizadas”.
Otra función es la planificación de proyectos logísticos, como por ejemplo
la identificación de los elementos críticos de una lista que deben ser
llevados a cabo como la inspección, diagnóstico, localización de piezas y
servicio y el cálculo de tiempos de respuesta. Planificación de proyectos,
gestión de la ejecución de proyectos, gestión de activos de partes,
herramientas e inventario de equipos, gestión del conocimiento histórico de
mantenimiento, número de serie de partes y material, datos sobre
fiabilidad, tiempo medio entre fallos y tiempo medio entre cambios,
documentación y practicas sobre mantenimiento y documentos sobre
garantías
3.3 PLAN DE MANTENIMIENTO
Se estima que una sana combinación de mantenimiento correctivo y
preventivo puede reducir los costos en 40 a 50 %. Hay que recordar que
entre los costos indirectos están: pérdida de prestigio por incumplimiento
de programas de producción y entregas, primas por accidentes, litigios y
demandas, desmotivación a la calidad y productividad, etc.
El problema para desarrollar un plan de mantenimiento preventivo para un
determinado equipo consiste en determinar:
Que debe inspeccionarse.
Con qué frecuencia se debe inspeccionar y evaluar.
A qué debe dársele servicio.
Con qué periodicidad se debe dar el mantenimiento preventivo.
A qué componentes debe asignárseles vida útil.
Cuál debe ser la vida útil y económica de dichos componentes.
Recursos técnicos.
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Para determinar los puntos anteriores se recurre a:
Recomendación del fabricante.
Recomendación de otras instalaciones similares.
Experiencias propias.
Análisis de ingeniería.
Inspección.
Para determinar lo que debe inspeccionarse se dan a continuación las
recomendaciones siguientes:
Todo lo susceptible de falla mecánica progresiva, como desgaste,
corrosión y vibración.
Todo lo expuesto a falla por acumulación de materias extrañas:
humedad, envejecimiento de materiales aislantes, etc.
Todo lo que sea susceptible de fugas, como es el caso de sistemas
hidráulicos, neumáticos, de gas y tuberías de distribución de fluidos.
Lo que con variación, fuera de ciertos límites, puede ocasionar fallas
como niveles de depósito de sistemas de lubricación, niveles de
aceite aislante, niveles de agua.
Los elementos regulares de todo lo que funcione con características
controladas de presión, gasto, temperatura, holgura mecánica,
voltaje, etc.
Clasificación de componentes.
Componentes no reparables. Aquellos que se desechan al agotar su vida
útil o al fallar.
Componentes reparables o reconstruibles. Aquellos que al agotar su vida
útil o al fallar se sustituyen y se envían a talleres para su inspección,
reparación, ajuste, calibración, pruebas, etc., después de lo cual quedan
disponibles para ser instalados de nuevo.
Planeación del trabajo de mantenimiento.
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La planeación permite estimar las actividades que estarán sujetas a la
cantidad y calidad de mano de obra necesaria, los materiales y refacciones
que se deberán emplear, así como el equipo y el tiempo probables en el
trabajo que se pretende desarrollar.
Nota: la planeación deba prever tiempos muertos por factores diversos,
cuya probabilidad de ocurrencia y lapsos los da la experiencia.
3.4 ELEMENTOS DE ADMINISTRACION DE MANTENIMIENTO
En ingeniería y administración se sabe que reglamentos, programas,
cédulas de mantenimiento, etc., son guías que se deben cumplir, pero que a
medida que se gana experiencia deben modificarse o incluso eliminarse.
La flexibilidad que se debe tener para mejorar un sistema, programa,
formato, etc., es lo que se entiende por dinámica. Los programas de
mantenimiento deben ser dinámicos. Se elaboran con base en experiencias
previas en el lugar, conocimiento del jefe o del grupo, catálogo de equipo,
recomendaciones del fabricante, etc. Dos puntos básicos que hay que
considerar en la elaboración de programas son el principio de pareto y el
análisis del modo, criticidad y efecto de falla.
Detección grupal de fallas. “Dos ojos ven más que uno”, dice el dicho, y es
cierto. El enorme potencial de razonamiento grupal radica, en el hecho de
que hay una retroalimentación entre los elementos del grupo. Se considera
fundamental la participación activa de todas las personas relacionadas y
aun de las no directamente relacionadas con el asunto.
Ceguera de taller. Cuando por primera vez se pasa por alto una condición
anómala o deficiente la probabilidad de pasarla por alto una segunda vez
aumenta, y así sucesivamente. Cuando en cualquier sitio hay una condición
que puede mejorarse y no sucede así, es casi seguro que se vuelva
costumbre verla.
En los talleres industriales se ha estudiado el asunto, y para solucionarlo se
ha pedido que personas desconocidas dedicadas a trabajos similares a los
que se realizan visiten otros talleres y den sus sugerencias. Se recomienda
que el departamento de mantenimiento tenga un sistema de detección de
condiciones problemáticas (de seguridad, operación, imagen, etc.).
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Resultan buenas ideas de tener fuentes de información que no estén en
contacto diario con el centro de consumo. Tal es la función de las
encuestas a visitantes o huéspedes.
Esta encuesta de retroinformación da la opinión con ojos de cliente, pero
deben completarse con opiniones de personas relacionadas con el ramo y
con opiniones de técnicos o profesionales.
El mejor provecho se obtiene si se dispone de metodología para la
recopilación, análisis y procesamiento de esta información.
El principio de pareto. Este principio nos guía para jerarquizar los
problemas en áreas como fiabilidad y control de calidad. El principio de
pareto también es conocido como “la ley del 20-80 o de los pocos vitales o
muchos triviales”. Lo último significa que el 80% de la magnitud de las
consecuencias es originada por el 20% de las causas.
En la ingeniería de mantenimiento hay que resolver problemas que tienen
una causa y con frecuencia su grado de dificultad. Lo que conviene es
aplicar el esfuerzo a aquellos problemas más importantes ordenándolos
por la gravedad de las consecuencias que acarrearían.
El ingeniero de mantenimiento debe obtener del principio anterior las bases
para la toma de decisiones acerca de las formas de atacar los problemas
de mantenimiento, muchas decisiones se estructuran según el siguiente
criterio:
¿Qué tanto material de cada tipo se debe tener?
¿Qué refacciones deben existir?.
¿Cuántas personas deben asignarse a cada área?.
¿En qué máquinas debe extremarse al personal?.
¿En qué áreas se debe capacitar al personal?.
¿Qué instalaciones o sistemas deben tener respaldo?.
Clasificación de defectos. Se recomienda que los defectos que se
encuentran en los edificios e instalaciones sean clasificados en grupos. Se
recomienda adoptar la clasificación del Instituto Mexicano de Control de
Calidad, A.C.
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Defecto. Cualquier discordancia de un elemento con algún requisito
específico.
Defecto crítico. Se teme que pueda constituir un prejuicio para las
personas que tengan que utilizar o conservar el producto.
Defecto mayor. No es crítico pero que puede ocasionar una falla o
merma en la aptitud del artículo o sistema.
Es importante tener en cuenta que se considera como defecto:
Geometría, constitución, acabado, apariencia, estética, función,
rendimiento, comportamiento, eficiencia, etc.
Todos los defectos críticos deben documentarse y observar de cerca su
solución hasta su erradicación, incluyendo medidas preventivas que
deberán seguirse.
Entre los defectos críticos de seguridad más comunes están:
Elementos estructurales del edificio mal construido o diseñado.
Escape de gases o humos tóxicos o explosivos.
Salidas o equipos de emergencia inoperantes.
Infiltraciones contaminantes al agua potable.
Instalaciones eléctricas en condiciones críticas.
Herramientas técnicas y decálogo del ingeniero. Herramientas del
ingeniero:
Psicológicas.
Controles y registros.
Conocimientos administrativos concretos.
Conocimientos técnicos generales.
Auxiliares gráficos.
Auxiliares electrónicos.
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En el mantenimiento es muy valioso usar todos los sentidos para detectar
anomalías o potenciales puntos de problema. Un buen mantenista tiene
ventajas en su trabajo si sabe observar, escuchar, oler, degustar y palpar
las instalaciones y equipos.
Un ejemplo entre miles nos ayudará a entender esto:
La coloración que adquieren algunos componentes eléctricos indica
su estado.
El olor y el sabor del agua dicen mucho de sus características.
El ruido de los motores indica su comportamiento.
Con el tacto se capta la vibración de un equipo.
Biblioteca del ingeniero de mantenimiento.
Un ejecutivo o profesionista vale tanto como la información que tenga y
sepa manejar. A continuación se da una guía para la estructuración de la
biblioteca del departamento de ingeniería o mantenimiento de una
empresa.
Libros comerciales de editorial.
Manuales.
Reglamentos y normas.
Apuntes.
Manuales de operación de los equipos que se tienen.
Catálogos comerciales.
Revistas nacionales y extranjeras.
Diccionarios.
Láminas.
Bitácoras.
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Historial de documentación de fallas. En el departamento de mantenimiento
debe haber no sólo información impresa, sino también: muestrarios de
recubrimientos, muestrarios con piezas, etc.
Una buena manera de trascender en el trabajo de mantenimiento es dejar
registros o documentos del trabajo que sea el resultado de la experiencia
diaria de la labor. Se debe documentar gráfica y literalmente en una
bitácora.
Cada falla o suceso documentado puede tener los siguientes capítulos:
Antecedentes.
Secuencia de hechos.
Consecuencia del suceso.
Acciones inmediatas.
Análisis.
Acciones mediatas.
Retroinformación.
Planeación futura.
Anexos: fotografías, reportes, etc.
Es importante mencionar que este registro de fallas importantes debe
hacerse llegar a los ejecutivos de la empresa y, de preferencia, recabar su
firma de enterado.
3.5 TIPOS DE MANTENIMIENTO
Para que los trabajos de mantenimiento sean eficientes es necesario el
control, la planeación del trabajo y la distribución correcta de la fuerza
humana, logrando así que se reduzcan costos, tiempo de paro de los
equipos de trabajo, etc.
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Para ejecutar lo anterior se hace una división de tres grandes tipos de
mantenimiento:
Mantenimiento predictivo: prevé las fallas con base en observaciones
que indican tendencias.
Mantenimiento correctivo: se efectúa cuando las fallas han ocurrido;
su proximidad es evidente.
Mantenimiento preventivo: se efectúa para prever las fallas con base
en parámetros de diseño y condiciones de trabajo supuestas.
Muchas personas consideran a los dos últimos como uno, ya que la línea
que los separa es muy sutil. Para efectos de este estudio se agrupan en un
solo tipo (preventivo).
PUNTO DE VISTA ECONOMICO.
Las actividades de mantenimiento pueden agruparse en tres clases:
Mantenimiento directo. Se aplica al equipo productivo.
Mantenimiento indirecto. Comprende las actividades de modificación
o modernización del equipo, instalaciones, edificios, etc., tendentes a
evitar o reducir fallas, mejorar las condiciones de operación o
alargar su vida.
Mantenimiento general. Abarca todo el trabajo de mantenimiento
rutinario que se aplica a las instalaciones, edificios y estructuras (no
al equipo de producción).
Mantenimiento de aseo. Incluye los trabajos rutinarios necesarios
para conservar el equipo o el inmueble en razonables condiciones de
higiene y apariencia.
3.5.1 MANTENIMIENTO PREDICTIVO
Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y
eléctrica) real de la máquina examinada, mientras esta se encuentre en
pleno funcionamiento, para ello se hace uso de un programa sistemático de
mediciones de los parámetros más importantes del equipo.
El sustento tecnológico de este mantenimiento consiste en la aplicaciones
de algoritmos matemáticos agregados a las operaciones de diagnóstico,
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que juntos pueden brindar información referente a las condiciones del
equipo. Tiene como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos
preventivos, y de esta manera minimizar los costos por mantenimiento y por
no producción.
La implementación de este tipo de métodos requiere de inversión en
equipos, en instrumentos, y en contratación de personal calificado.
Técnicas utilizadas para la estimación del mantenimiento predictivo:
Analizadores de Fourier para análisis de vibraciones
Endoscopia para poder ver lugares ocultos
Ensayos no destructivos a través de líquidos penetrantes,
ultrasonido, radiografías, partículas magnéticas, entre otros
Termovisión para la detección de condiciones a través del calor
desplegado
Medición de parámetros de operación como viscosidad, voltaje,
corriente, potencia, presión, temperatura, etc.
3.5.2 MANTENIMIENTO CORRECTIVO
Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento reactivo”,
tiene lugar luego que ocurre una falla o avería, es decir, solo actuará
cuando se presenta un error en el sistema. En este caso si no se produce
ninguna falla, el mantenimiento será nulo, por lo que se tendrá que esperar
hasta que se presente el desperfecto para recién tomar medidas de
corrección de errores.
Este mantenimiento trae consigo las siguientes consecuencias:
Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las
horas operativas.
Afecta las cadenas productivas, es decir, que los ciclos
productivos posteriores se verán parados a la espera de la
corrección de la etapa anterior.
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Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados,
por lo que se dará el caso que por falta de recursos económicos
no se podrán comprar los repuestos en el momento deseado
La planificación del tiempo que estará el sistema fuera de
operación no es predecible.
El mantenimiento correctivo puede agruparse en dos clases:
Mantenimiento rutinario
Mantenimiento de emergencia
El mantenimiento rutinario es la corrección de fallas que no afectan mucho
a los sistemas.
El mantenimiento correctivo de emergencia se origina por las fallas de
equipo, instalaciones, edificios, etc., que requieren ser corregidos en plazo
breve.
En el medio latinoamericano institucional y empresarial prevalece, por
desgracia, este tipo de mantenimiento correctivo.
Acciones en el mantenimiento correctivo.
Primero se deben realizar acciones inmediatas para reencauzar la
condición u operación. Una vez iniciada se debe empezar en cuanto sea
posible la toma de decisiones sobre acciones mediatas que conduzcan a la
solución del problema.
Las condiciones resultantes del primer grupo de acciones son de carácter
temporal. El segundo grupo de acciones debe conducir a soluciones tan
permanentes o definitivas como sea posible.
Cuando existe un buen mantenimiento no debe haber fallas repetitivas que
provoquen situaciones de emergencia.
A continuación se muestra el proceso descrito, mismo al que se denomina
acción de pinzas.
Acción de pinzas.
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A fin de aclarar lo expuesto anteriormente se dan algunos ejemplos:
Cuando una persona con dolor de muelas recurre a un dentista, el
médico lo seda (solución temporal) e inicia un tratamiento (solución
permanente) para que la muela no vuelva a doler.
Cuando una persona tiene una herida grave, primero debe detenerse
la hemorragia con un torniquete (solución temporal) y trasladar al
herido a un hospital, en donde iniciarán acciones y tratamiento para
curarlo (solución permanente).
Lo más importante a todo esto es cobrar conciencia de que las soluciones
temporales son precisamente eso: temporales.
3.5.3 MANTENIMIENTO PREVENTIVO
Es una actividad programada de inspecciones, tanto de funcionamiento
como de seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación,
calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un
plan establecido. El propósito es prever averías o desperfectos en su
estado inicial y corregirlas para mantener la instalación en completa
operación a los niveles y eficiencia óptimos.
El mantenimiento preventivo permite detectar fallos repetitivos, disminuir
los puntos muertos por paradas, aumentar la vida útil de equipos, disminuir
costes de reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación entre una
larga lista de ventajas.
Dentro del mantenimiento preventivo existe software que permite al usuario
vigilar constantemente el estado de su equipo, así como también realizar
pequeños ajustes de una manera fácil.
Además debemos agregar que el mantenimiento preventivo en general se
ocupa en la determinación de condiciones operativas, de durabilidad y de
confiabilidad de un equipo en mención este tipo de mantenimiento nos
ayuda en reducir los tiempos que pueden generarse por mantenimiento
correctivo.
Aunque el mantenimiento preventivo es considerado valioso para las
organizaciones, existen una serie de riesgos como fallos de la maquinaria o
errores humanos a la hora de realizar estos procesos de mantenimiento. El
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mantenimiento preventivo planificado y la sustitución planificada son dos
de las tres políticas disponibles para los ingenieros de mantenimiento.
Algunos de los métodos más habituales para determinar que procesos de
mantenimiento preventivo deben llevarse a cabo son las recomendaciones
de los fabricantes, la legislación vigente, las recomendaciones de expertos
y las acciones llevadas a cabo sobre activos similares.
El primer objetivo del mantenimiento es evitar o mitigar las consecuencias
de los fallos del equipo, logrando prevenir las incidencias antes de que
estas ocurran. Las tareas de mantenimiento preventivo incluyen acciones
como cambio de piezas desgastadas, cambios de aceites y lubricantes, etc.
El mantenimiento preventivo debe evitar los fallos en el equipo antes de que
estos ocurran.
Se realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los
cuales son los encargados de determinar el momento necesario para llevar
a cabo dicho procedimiento; el fabricante también puede estipular el
momento adecuado a través de los manuales técnicos.
Presenta las siguientes características:
Se realiza en un momento en que no se esta produciendo, por lo
que se aprovecha las horas ociosas de la planta.
Se lleva a cabo siguiente un programa previamente elaborado
donde se detalla el procedimiento a seguir, y las actividades a
realizar, a fin de tener las herramientas y repuestos necesarios “a
la mano”.
Cuenta con una fecha programada, además de un tiempo de inicio
y de terminación preestablecido y aprobado por la directiva de la
empresa.
Esta destinado a un área en particular y a ciertos equipos
específicamente. Aunque también se puede llevar a cabo un
mantenimiento generalizado de todos los componentes de la
planta.
Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos,
además brinda la posibilidad de actualizar la información técnica
de los equipos.
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Permite contar con un presupuesto aprobado por la directiva.
La necesidad de trabajo o servicio en forma ininterrumpida y
confiable obliga a ejercer una atención constante sobre el grupo
de mantenimiento.
Una buena organización de mantenimiento que aplica el sistema
preventivo, con la experiencia que gana, cataloga la causa de algunas
fallas típicas y llega a conocer los puntos débiles de instalaciones y
máquinas.
Ventajas de mantenimiento preventivo.
Seguridad. Las obras e instalaciones sujetas a mantenimiento
preventivo operan en mejores condiciones de seguridad.
Vida útil. Una instalación tiene una vida útil mucho mayor que la que
tendría con un sistema de mantenimiento correctivo.
Coste de reparaciones. Es posible reducir el costo de reparaciones si
se utiliza el mantenimiento preventivo.
Inventarios. También es posible reducir el costo de los inventarios
empleando el sistema de mantenimiento preventivo.
Carga de trabajo. La carga de trabajo para el personal de
mantenimiento preventivo es más uniforme que en un sistema de
mantenimiento correctivo.
Aplicabilidad. Mientras más complejas sean las instalaciones y más
confiabilidad se requiera, mayor será la necesidad del mantenimiento
preventivo.
3.6 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL TPM
El mantenimiento productivo total se puede ver como una estrategia de
mejora que involucra no solo a la alta dirección sino también a todos los
empleados y que utiliza herramientas como el liderazgo, la perseverancia y
la disciplina para lograr que este recurso humano se vea involucrado en un
mejoramiento continuo.
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En la implementación de un programa de TPM se deben enfrentar varios
retos como el compromiso por parte de toda la organización, la adaptación
de las personas para los cambios que traerán mejoras en la producción, el
mantenimiento, los equipos, la calidad, la satisfacción del cliente, los
empleados, la seguridad, el medio ambiente, etc. Para lograrlo se deben
romper aquellas barreras ideológicas y culturales, además empezar a ver a
mantenimiento como una gran inversión mas no como un gasto.
3.6.1DEFINICION
El mantenimiento productivo total (TPM) es el mantenimiento productivo
realizado por todos los empleados a través de actividades de pequeños
grupos. Como control de calidad total de toda la compañía, el TPM es
mantenimiento del equipo realizado sobre una base de toda la compañía.
El TPM es una nueva dirección para la producción. Al describir el control de
calidad, a menudo se dice que la calidad depende del proceso, Ahora, con
la creciente robotización y automatización, puede ser más apropiado decir
que la calidad depende del equipo. Productividad, coste, stock, seguridad,
y bienestar, y output de producción -así como la calidad- todo depende del
equipo.
El incremento de la automatización y la producción sin manipulación de
personas no acabarán con la necesidad de tareas humanas -solamente las
operaciones se automatizan; el mantenimiento aún depende pesadamente
del input humano. Sin embargo, la automatización y el equipo de tecnología
avanzada requiere conocimientos que están más allá de la competencia del
supervisor o trabajador de mantenimiento medios, y para un uso efectivo
requieren una organización de mantenimiento apropiada.
El TPM, que organiza a todos los empleados desde la alta dirección a los
trabajadores de la línea de producción, es un sistema de mantenimiento del
equipo a nivel de compañía que puede apoyar las instalaciones de
producción sofisticadas.
La meta dual del TPM es el cero averías y el cero defectos. Cuando se
eliminan las averías y defectos, las tasas de operación del equipo mejoran,
los costes se reducen, el stock puede minimizarse y, como consecuencia,
la productividad del personal aumenta. La productividad del personal
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generalmente se incrementa en el 40-50 por ciento. Por supuesto, tales
resultados no pueden lograrse de la noche a la mañana.
Conforme se incrementa la productividad estos costes se reemplazan
rápidamente por los beneficios. Por esta razón, el TPM se denomina a
menudo como un “PM rentable"
El TPM (no solo reduce los costos de reparación y los costos de producción
debido a los tiempos de paro, también aumenta la calidad, el cumplimiento
de plazos, incremento de ventas, control de recursos, la vida útil de los
equipos y la eliminación de averías, además de eliminación de inventarios
de productos en proceso y terminados, y que bien conocemos como
“ventajas” para cubrir las eventuales averías que tanto daño le hacen a la
producción y a la economía de la compañía.
Además el TPM le brinda a la compañía y sus trabajadores métodos
prácticos para identificar y priorizar pérdidas en sus procesos así como las
herramientas para eliminar estas pérdidas y solucionar los problemas
asociados a las mismas.
El Mantenimiento Productivo Total (TPM) es una metodología oriental
basada en la socialización y optimización de las prácticas de
mantenimiento, hacia las áreas de operación dentro de las compañías, en la
cual se busca crear un compromiso de los operarios con la máquina y su
entorno. Dentro de esta cultura la limpieza, el trabajo en equipo y la
capacitación continua son el motor de una serie de pasos encaminados a
crear un sistema de mantenimiento autónomo y de mejoramiento continuo
por parte de los operarios de planta.
Cuando la gerencia de una compañía decide adoptar al TPM como sistema
de gestión de mantenimiento organizacional, debe promover su uso y
consolidación explotando de manera descendente por todos los niveles la
promoción de su implantación
3.6.2 PILARES Y FUNDAMENTOS DEL TPM
El TPM se sustenta en la gente y sus pilares básicos son los siguientes:
• Mejoras enfocadas: Consta en llegar a los problemas desde la raíz y con
previa planificación para saber cuál es la meta y en cuanto tiempo se logra.
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• Mantenimiento autónomo: Está enfocado al operario ya que es el que más
interactúa con el equipo, propone alargar la vida útil de la maquina o línea
de producción.
• Mantenimiento planeado: Su principal eje de acción es el entender la
situación que se está presentando en el proceso o en la máquina teniendo
en cuenta un equilibrio costo-beneficio.
• Control inicial: Consta básicamente en implementar lo aprendido en las
máquinas y procesos nuevos.
• Mantenimiento de la calidad: enfatizado básicamente a las normas de
calidad que se rigen.
• Entrenamiento: Correcta instrucción de los empleados relacionada con
los procesos en los que trabaja cada uno.
• TPM en oficinas: Es llevar toda la política de mejoramiento y manejo
administrativo a las oficinas (papelerías, órdenes, etc.).
• Seguridad y medio ambiente: Trata las políticas medioambientales y de
seguridad regidas por el gobierno.
Para lograr lo anterior se basa en los siguientes fundamentos:
Las 5 s
Las 5S son un método de gestión japonesa originado en los años 60’s en
Toyota, esta técnica es denominada de esta manera gracias a la primera
letra en japonés de cada una de sus cinco fases. Esta metodología pretende
reducir los costos por pérdidas de tiempo y energía, mejorar la calidad de
la producción, minimizar los riesgos de accidentes o sanitarios,
incrementar la seguridad industrial y mejorar las condiciones de trabajo al
igual que elevar la moral del personal.
Términos de las 5s.
1. Significado: Seiri (Japonés) / Clasificar (Español) Definición: Separar
innecesarios Pretende: Eliminar lo innecesario en el espacio de trabajo
2. Significado: Seiton (Japonés) / Ordenar(Español) Definición: Situar
Necesarios Pretende: Organizar adecuadamente los elementos a usar en el
espacio de trabajo
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3. Significado: Seisō(Japonés) / Limpiar (Español) Definición: Eliminar
Suciedad Pretende: Un lugar limpio no es el que más se limpia sino el que
menos se ensucia
4. Significado: Seiketsu (Japonés) / Estandarizar (Español) Definición:
Señalizar anomalías Pretende: Detectar situaciones irregulares o
anómalas, mediante normas sencillas y visibles
5. Significado: Shitsuke(Japonés) / Entrenamiento y autodisciplina
(Español) Definición: Mejorar continuamente Pretende: Trabajar
permanentemente de acuerdo con las normas establecidas
KAIZEN.
La palabra Kaizen significa "mejoramiento continuo" y es una estrategia o
metodología de calidad y gestión en las industrias tanto a nivel individual
como colectivo. Esta metodología permite mantener y mejorar el estándar
de trabajo mediante mejoras pequeñas y graduales.
La técnica Kaizen comprende diferentes factores: - Orientación y apoyo a
los clientes. - Control total de la calidad/ 6 Sigma - Robótica - Círculos de
calidad - Sistemas de sugerencias - Automatización - Disciplina en el lugar
de trabajo - - Mejoramiento de la calidad - Justo a tiempo (J.I.T) - Cero
defectos - Actividades en pequeños grupos de trabajo. - Labor cooperativa
y manejo de las relaciones - Mejoramiento de la productividad - Desarrollo
de nuevos productos
Mejoras focalizadas
Las mejoras focalizadas son aquellas dirigidas a intervenir en el proceso
productivo, con el objeto de mejorar la efectividad de la instalación; se trata
de incorporar y desarrollar un proceso de mejora continua; se pretenden
eliminar las grandes pérdidas ocasionadas en el proceso productivo: Para
esto es necesario utilizar herramientas de análisis, que son herramientas
que ayudan a eliminar los problemas de raíz.
Pérdidas en las máquinas
Pérdidas en mano de obra: ausencias y accidentes
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Pérdidas en métodos: en gestión de la empresa, pérdidas por
movimientos, organización de la línea, transporte, ajustes y medidas
Pérdidas en materia prima: pérdida de materiales, rechazos,
herramientas y moldes.
Pérdidas de energía: electricidad y gas
Pérdidas en medio ambiente: emisiones y vertidos
Mantenimiento autónomo
Son las actividades que los operarios de una fábrica realizan para cuidar
correctamente su área de trabajo, maquinaria, calidad de lo que fabrican,
seguridad y comparten el conocimiento que obtienen del trabajo cotidiano.
Es un pilar o proceso fundamental del TPM o Mantenimiento Productivo
Total. Este pilar es asignado al equipo de jefes de los departamentos de
producción y está coordinado con otros pilares TPM, como el
mantenimiento Planificado, mejoras enfocadas, mantenimiento de calidad,
etc.
Es por eso necesario que adquieran una cultura de orden y aseo, lo cual es
parte primordial para el cumplimiento de los objetivos esperados.
El mantenimiento autónomo está conformado por pequeños equipos de
trabajo con los cuales se busca comenzar a formar nuevos grupos de
mejoras enfocadas, estos buscan dar soluciones puntuales a problemas
generados en el área de trabajo. Entre otros los pequeños equipos de
trabajo buscan, a través de su líder, una conexión directa entre los
operarios con la alta gerencia.
Mantenimiento autónomo tiene el siguiente orden:
0. Organización y orden. 1. Limpieza inicial. 2. Eliminación de fallas
mecánicas. 3. Estandarización: Limpieza y lubricación. 4. Inspección
general del equipo. 5. Inspección general del proceso. 6. Estandarización
general. 7. Control autónomo total.
Mantenimiento profesional
Este departamento tiene como finalidad primordial supervisar, coordinar y
cumplir a cabalidad con todas las necesidades que se presenten en el
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Hospital Central existe actualmente ciertas áreas fundamentales para
realizar todas las actividades que junto al personal y al jefe de
mantenimiento ejecutan un buen trabajo, las áreas son: Pintura, mecánica,
herrería, carpintería, refrigeración, electricidad, albañilería y plomería.
Mantenimiento de la calidad
El mantenimiento de la calidad se realiza en tiempo real conforme a
checklist estructurados. Tales listados incluyen verificar características del
proceso, del producto elaborado o semielaborado, o del equipo para
asegurar que se cumplen los criterios especificados.
4. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA
4.1 INTRODUCCION
Volkswagen da un paso más en el desarrollo de los sistemas de transmisión
automática con el lanzamiento de esta caja de cambios automática de
doble embrague. Se trata de un dispositivo que permite cambios de
velocidad mucho más rápidos, más suaves y con menor gasto energético.
Su manejo es una simbiosis de la facilidad de uso de una caja de cambios
automática secuencial y el placer de conducción de una caja de cambios
manual de seis relaciones.
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Una característica significativa que diferencia al DSG de las cajas
automáticas convencionales es que el nuevo sistema no utiliza un
convertidor de par. La nueva caja tampoco es un desarrollo realizado a
partir de una caja de cambios manual automatizada
Los ingenieros de Volkswagen emprendieron un nuevo camino tecnológico
armonizando el dinamismo de una caja manual con la facilidad de
utilización de una caja automática convencional.
La caja automática de cambio directo tiene ventajas apreciables en
términos de prestaciones y ahorro de combustible. Es una alternativa
particularmente interesante para aquellos conductores que hasta ahora
preferían la utilización del cambio manual. Con idéntica aceleración y
velocidad punta, cambia con la misma suavidad que la caja automática y,
adicionalmente, se pueden cambiar las marchas manualmente a través de
la función Tiptronic.
El cambio se realiza de forma más rápida y directa de lo que era posible
hasta hoy con cualquier tipo de caja, manual o automática.
El DSG eleva notablemente las prestaciones debido a que la fuerza de
tracción no se interrumpe durante la aceleración. El denominado control de
salida, que puede activarse pulsando un botón de mando, permite una
aceleración óptima sin participación alguna del conductor.
Una característica de diseño destacable de la caja de cambios montada de
forma transversal son los dos embragues en baño de aceite, con control
hidráulico de presión.
El embrague 1 (C1) mueve las marchas impares, más la marcha atrás, y el
embrague 2 (C2) las pares. Por lo tanto, a todos los efectos, debe hablarse
de dos cajas de cambio paralelas.
Como consecuencia de esta elaborada gestión de embrague, durante el
cambio de marcha, no hay interrupción alguna de la fuerza de tracción, una
acción típica de una transmisión manual automatizada. Por ello, se produce
un cambio de marchas de máximo dinamismo con un alto nivel de confort.
La eficiencia de esta caja de cambios es comparable a la de una
transmisión manual.
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FIG 42. DIAGRA DE FLUJO DE ENERGIA Y EFICIENCIA DE LA DSG
Los dos embragues con ejes de entrada y de salida, están gestionados por
el modulo mecatronico, un control inteligente hidráulico y electrónico.
Esta interconexión permite que la marcha siguiente siempre esté colocada
y lista para ser activada de forma inmediata. El proceso de apertura y
cierre de los embragues es totalmente coincidente, lo que produce el
cambio directo y suave ya mencionado. Todo este proceso se realiza en 6
centésimas de segundo.
Los conductores con exigencias deportivas experimentarán por primera
vez la sensación de un cambio de marchas como si simplemente pulsaran
un botón. Aún más, en el modo deportivo (, las unidades de control del
motor y la caja de cambios activan un empuje positivo del motor en función
del régimen, que acrecienta la dinámica del cambio: retardando el cambio
al subir las marchas, y recortándolo al reducir.
Por otra parte, el acople del motor con la caja automática de cambio
directo DSG genera potencia de tracción inmediata por medio de la
inmediatez del cambio de velocidades, lo que da como resultado un mayor
dinamismo. Los tiempos de aceleración son menores que los obtenidos con
la caja de cambios manual.
Con el DSG, Volkswagen es el primer fabricante mundial en desarrollar una
caja de cambios de embrague doble producida en serie. Este tipo de
transmisiones ya habían sido utilizadas en competición, pero la
incomodidad del cambio por falta de medios adecuados de control
mecánico y electrónico impidieron su utilización en coches de calle.
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Volkswagen encontró la solución; sumados a una serie de nuevos
componentes hidráulicos, se desarrolló la compleja unidad mecánico-
electrónica, que ha hecho posible la utilización del DSG
El sistema de cambio DSG se fabrica en la planta de transmisiones de
Volkswagen en Kassel, en la que se ha realizado una inversión nuevos
sistemas de producción de 150 millones de euros. La capacidad de
producción será de 1.000 cajas de cambio diarias.
4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TRANSMISION DSG
Ventajas
Una transmisión DSG es mejor comparada con una caja de cambios
manual ya que si se utiliza en modo automático funciona como una
transmisión totalmente automática.
La transmisión es mas ligera y la perdida de potencia es mucho
menor, además de notar que los cambios son mucho mas rápidos
el consumo de combustible es mucho menor.
la transmisión tiene mejor desempeño y cambios muy suaves casi
imperceptibles provocando un mejor manejo y desarrollo del motor.
En efecto la más nueva generación de carros de alto desempeño son
más rápidos y agiles cuando están equipados con la transmisión de
embrague doble.
Desde que el mecanismo no se salta ningún cambio y el clutch esta
siempre embragado el DSG da mas entrega de fuerza constante y par
motor en especial en automóviles turbo cargados
En un automóvil de transmisión manual y motor turbo normalmente
hay una caída de empuje del turbo en los cambios de velocidad
interrumpiendo la entrega de fuerza y par motor pero debido al doble
embrague la caída de empuje prácticamente es nula logrando un
mejor funcionamiento en el motor y el turbo cargador nunca deja de
girar además que elimina las inconsistencias y mala selección de
cambios.
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Desventajas
La transmisión requiere de muchos cuidados, un correcto uso y
debido a lo nuevo de su creación genera problemas a corto y
mediano plazo
Los cambios de aceite y mantenimiento deben ser puntuales de lo
contrario genera daños irreversibles y de costo alto
Lo nuevo de la transmisión ocasiona que las reparaciones sean
difíciles, costosas y prácticamente nadie fuera de los concesionarios
las puedan reparar causando costos elevados de mantenimiento por
los altos costos que cobran las concesionarias.
No tiene posibilidad alguna de modificación
4.3 FALLAS COMUNES DE LA TRANSMISION
4.3.1 FALLA DEL SENSOR DE REGIMEN Y TEMPERATURA
La transmisión DSG tiene muchos componentes electrónicos incluyendo
sensores que proporcionan información diversa desde las revoluciones del
automóvil, la temperatura de trabajo del aceite y otras funciones que
requiere la computadora de la transmisión para poder mandar el modulo
mecatronico y activar la bomba de aceite y el sistema de enfriamiento así
como los cambios.
El sensor de régimen de entrada al cambio G182 va enchufado en la
carcasa del cambio. Se encarga explorar electrónicamente la parte exterior
del embrague doble y detecta de esa forma el régimen de entrada al
cambio.
El régimen de entrada al cambio es idéntico al régimen del motor. En la
carcasa de este sensor también se encuentra alojado el sensor G509.
Ambos sensores están comunicados con el modulo mecatronico a través
de cables eléctricos.
Las señales del sensor de entrada al cambio se utilizan como magnitud de
entrada para calcular el patinaje de los embragues multidisco. Para este
cálculo, la unidad de control también necesita las señales de los sensores
G501 y G502.(fig. 43).
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Conociendo el patinaje de los embragues, la unidad de control puede
gestionar de un modo más exacto la apertura y el cierre de los embragues.
Si se ausenta la señal, la unidad de control emplea el régimen del motor
como señal supletoria, procedente del CAN-Bus.
FIG. 43 UBICACIÓN DEL SENSOR DE TEMPERATURA
Sensor de temperatura del aceite del cambio, supeditada al embrague
multidisco G509
El sensor G509 se encuentra en la misma carcasa que el sensor de régimen
de entrada al cambio G182. Mide la temperatura del aceite DSG que sale de
los embragues multidisco. En virtud de que el aceite se somete a cargas
térmicas intensas en los embragues multidisco, presenta en este sitio del
cambio la más alta de sus temperaturas.
Este sensor está diseñado de modo que pueda medir temperaturas de
forma muy rápida y exacta. Trabaja dentro de un margen de temperaturas
comprendidas entre los –55 °C y los +180 °C.
Previo análisis de las señales del sensor de temperatura G509, la unidad de
control regula la cantidad de aceite de refrigeración para los embragues y
pone en vigor otras medidas más para la protección del cambio.
Si se ausenta la señal, la unidad de control recurre a las señales de los
sensores G93 y G510, utilizándolas como señales supletorias
Cuando la computadora detecta el aumento de la temperatura o la
alteración en las revoluciones del motor, o en su caso ambos sensores
fallan , por protección la transmisión se coloca en neutral de modo que no
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permite embragar ninguna velocidad y el indicador “PRNDS” del tablero
parpadea indicando la avería. Vuelve a funcionar normalmente solo si la
temperatura baja a los rangos establecidos. Si los sensores están
averiados es necesario reemplazarlos para eliminar la avería de la
transmisión ya que puede ocasionar daños severos a la transmisión.
FIG. 44 SISTEMA DE LUBRICACION VISIBLE
4.3.2 FALLA DEL MODULO MECATRONICO
El módulo que está situado dentro de la transmisión y va bañado en aceite
consta de dos unidades de control una electrónica y una electrohidráulica y
constituye la unidad de mando central del cambio. En ella se unen todas las
señales de los sensores y todas las señales de otras unidades de control.
En esta unidad compacta hay doce sensores, ocho actuadores de cambio a
través de seis válvulas moduladoras de presión y cinco válvulas de
conmutación pero de manera que solo vienen en conjunto cuando alguno
sufre algún desperfecto ocasiona fallas y faltas de comunicación eléctrica y
actuación mecánica motivo por el cual pone en modo emergencia a la
trasmisión aun cuando el resto del conjunto funcione adecuadamente
Con estas medidas se reduce la cantidad de conectores y cables. Esto
significa una mayor fiabilidad eléctrica y un menor peso. Pero esto también
supone cargas térmicas y mecánicas de máximo nivel para la unidad de
control. Las temperaturas que pueden intervenir desde –40 °C hasta +150
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°C, así como las oscilaciones mecánicas de hasta 33 g o 323.73 m/s2 no
deben afectar la capacidad del sistema para funcionar en circulación.
Ya que el modulo mecatronico aloja el conjunto de sistemas, válvulas y
actuadores en un solo conjunto las partes individuales de este no tienen
forma de ser reemplazadas o de darles mantenimiento lo que quiere decir
que fue diseñada para reemplazarse por completo elevando el costo de la
reparación en caso de fallo de este modulo.
FIG. 44 REEMPLAZO DEL MODULO MECATRONICO
4.3.3 RUIDOS Y FALLAS EN EL EMBRAGUE MULTIDISCO
El embrague multidisco es un conjunto armado de dos embragues uno
dentro de otro compuesto de elementos nuevos a los embragues
convencionales como el sistema de presión del embrague por resortes de
presión, la sujeción de cada embrague al collarín que es cada uno es
diferente además las piezas utilizadas unas son mas pequeñas que las
Otras ya que uno van dispuesto dentro del otro o mejor dicho sobrepuesto
para permitir el uso de ambos en la entrega más suave de potencia y la
rapidez del cambio, silencioso y con menos vibraciones.
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FIG. 45 EMBRAGUE DOBLE DESARMADO
Pero debido a que son dos piezas en vez de una este falla presentando
ruidos chirriantes o cascabeleos metálicos determinando el inicio de la falla
del embrague ya que las partes internas se van aflojando hasta ocasionar el
deterioro y falla del mismo además que se ha probado que el embrague
doble dura mucho menos que uno convencional pues debido a que los
resortes se aflojan este patina o no actúa adecuadamente sobre la
transmisión ocasionando cambios bruscos o golpes al embragar incluso
sobrecalentamiento ya que este patina.
Tenemos en cuenta que de la misma manera que este es un ensamble o un
conjunto en funcionamiento no tiene reparación por partes individuales o
secciones ocasionando el reemplazo total de la pieza.
Cabe mencionar que existen tres generaciones de embrague mejorada una
de la anterior y logrando un óptimo desempeño pudiéndose reemplazar uno
por otro sin inconvenientes técnicos o de funcionamiento cubriendo la
misma garantía. (fig.46)
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FIG.46 PIEZAS DE REPUESTO AL EMBRAGUE DOBLE
4.4 MAL USO DEL SISTEMA
Mientras que la transmisión DSG es similar en uso a una transmisión
automática tiene los beneficios de una manual respeto a la duración del
sistema y resistencia a la aplicación de esfuerzos altos. Ya que esta
transmisión esta montada sobre maquinas de alta potencia y torque no
requiere mucho esfuerzo para funcionar pero el peor enemigo de este
sistema y tal vez el mas costoso y perjudicial es el mal uso ya que este no
esta cubierto por la garantía del auto y los costos de reparación elevados
por el mal uso ya que el desgaste es mayor y por consiguiente el mayor
numero de reparaciones innecesarias.
FIG. 47 GOLF R32 CON TRANSMISION DSG
El aparcar el vehículo sin colocar primero el freno de mano y colocar la
palanca selectora en posición P (parking) y al arrancar hacer lo mismo
ocasiona un desgaste prematuro en los engranajes de las velocidades y en
los seguros de bloqueo del diferencial para aparcar teniendo una
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consecuencia grave ya que la reparación de las piezas metálicas y de los
arboles primarios y engranajes de la transmisión es difícil por no decir
imposible ya que estos no se venden por separado
FIG. 48 APARCADO INCORRECTO PROVOCA FALLAS EN EL SISTEMA
Siendo una solución conseguir piezas de segunda mano (Fig. 49) y a
precios elevados sin considerar la casi nula comercialización de ellas y
quedando como única opción el diseño y manufactura de la pieza nueva
siendo esto la posibilidad más económica y viable. Lo que conlleva a hacer
pruebas y ensayos metalograficos y de composición para obtener los
materiales correctos y los maquinados con las tolerancias especificas
teniendo los inconvenientes de una manufactura nueva y errores de ajuste .
FIG. 49 PIEZAS DE SEGUNDA MANO
El deterioro de las piezas como el modulo mecatronico y el daño en el
embrague doble también ocasionados por el mal manejo y uso de la
transmisión incluyendo la negligencia por falta de servicios igualmente
ocasiona problemas severos y daños costosos en la caja de cambios .
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5. PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
5.1.-PREPARACION DEL VEHICULO
Para realizar el cambio del aceite se tiene que tener en cuenta las
especificaciones técnicas de las herramientas y partes originales a utilizar
a si como la temperatura de del motor y de la transmisión será elevada
cuidando de usar el equipo necesario para evitar lesiones personales.
5.1.1 Herramientas y refacciones a utilizar
*6 litros de aceite PENTOSIN FFL-2 SAE 75W. Parte # G 052 182 A2.
FIG. 50 ENVASE DE ACEITE PARA ESTA TRANSMISION
*Una caja de cambios directa del filtro. Parte # 02E 305 051 B.
FIG.51 CAJA DE RECAMBIO DE FILTRO ACEITE
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*1 Junta. Parte # N 043 809 2.
FIG 52 JUNTA
*2 Sellos. Parte # N 910 845 01.
FIG 53 SELLOS DE GOMA
*Sistema de llenado de aceite para DSG O2E VAS6262
FIG.54 SISTEMA DE LLENADO DE ACEITE
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*Modulo de diagnostico electrónico VAS 5051
FIG 55 MODULO DE DIAGNOSTICO VAS 5051
* 2 Caballetes de carga para mantener elevado el vehículo
FIG 56 CABALLETES DE SOPORTE
* Gato hidráulico para levantar el auto de 2 tons.
FIG 57 GATO HIDRAULICO
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*Destornillador t-30 y t 25 punta de estrella o Bristol
FIG 58 DESTORNILLADOR ESTRELLA
* Toma corta de 24mm en 3/8” de 3/8” de eslabón giratorio con matraca de
apriete con torquimetro integrado
FIG.59 TOMA DE APRIETE
*Llave hexagonal de 8 mm Allen
FIG 60. LLAVE HEXAGONAL
*Recipiente para tirar el aceite usado de la transmisión capacidad 6 lts
FIG. 61 DRENADO DE ACEITE
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  • 1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO “PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO A UNA TRANSMISION SECUENCIAL DSG 02E DE SEIS CAMBIOS DENTRO DEL PROGRAMA DE SERVICIO DE 60,000 KILOMETROS PARA LOS MODELOS BORA GLI Y GOLF GTI 2006-2010” TESIS PROFESIONAL QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO MECANICO PRESENTA: C. MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA MEXICO D.F. 2012
  • 2. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 2 AGRADECIMIENTOS “la vida es un sueño y hago el mío perfecto cada día” Con este logro hago de mí y de las personas que me apoyaron a lograrlo un sueño realizado. Agradezco a todas las personas que hicieron de mi una persona de bien. Dedico esta tesis a mi madre que ha dado todo lo que esta en sus manos para apoyarme y a pesar de las diferencias la amo por sobre todas las cosas. A mi hermana que siendo el Ángel que Dios mando a mi vida y que es lo que mas amo en toda mi vida gracias por ser parte de mi inspiración. A mi hermano que gracias a su forma de ser y a pesar de ser mas joven que yo me ha puesto ejemplos aunque de la peor manera posible y con todas las ofensas me ha hecho resistir este camino tan duro. A toda la familia, amigos y conocidos que me han apoyado a lo largo de esta tesis y a lo largo de mi vida. A mis profesores que han apoyado mis teorías y el material que presento.
  • 3. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 3 INDICE NOMBRE DEL PROYECTO 1 JUSTIFICACION 1 OBJETIVO 1 INTRODUCCION 2 1.GENERALIDADES 1.1 DESARROLLO DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 3 1.1.1 INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 3 1.1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS 4 1.2 VOLKSWAGEN DE MEXICO 6 1.2.1 INTRODUCCION 6 1.2.2 DESCRIPCION DE LA EMPRESA 6 1.2.3 UBICACIÓN 7 1.2.4 ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL 7 1.2.5 DISTRIBUCION DE LA PLANTA 11 1.2.6 PRODUCTOS VOLKSWAGEN 15 2. TECNOLOGIA DE LA TRANSMISION 2.1 CAJAS DE CAMBIOS 17 2.2 TIPOS DE TRANSMISIONES 17 2.2.1 TRANSMISION AUTOMATICA 18 2.2.2 TRANSMISION MANUAL 18 2.2.3 TRANSMISION SECUENCIAL 20 2.3 TRANSMISION DE DOBLE EMBRAGUE DSG O2E 21 2.3.1 HISTORIA DE LA DSG 22 2.3.2 ESPECIFICACION TECNICA 23 2.3.3 FUNCION DE LA TRANSMISION 24 2.3.4 SISTEMA DE DOBLE EMBRAGUE 27 2.3.5 ARQUITECTURA DE LA TRANSMISION 29 2.3.6 MODULO MECATRONICO 32 2.3.7 SISTEMA DE LUBRICACION Y ACEITE 33 2.3.8 CONTROL ELECTRICO DE LA TRANSMISION 35
  • 4. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 4 3. CONCEPTOS DE MANTENIMIENTO 3.1 DEFINICION DE MANTENIMIENTO 36 3.2 GESTION DEL MANTENIMIENTO 36 3.3 PLAN DE MANTENIMIENTO 37 3.4 ELEMENTOS DE ADMINISTRACION DE MANTENIMIENTO 39 3.5 TIPOS DE MANTENIMIENTO 43 3.5.1 MANTENIMIENTO PREDICTIVO 44 3.5.2 MANTENIMIENTO CORRECTIVO 45 3.5.3 MANTENIMIENTO PREVENTIVO 47 3.6 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL 50 3.6.1 DEFINICION 50 3.6.2 PILARES FUNDAMENTALES DEL TPM 52 4. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA 4.1 INTRODUCCION 56 4.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TRANSMISION 58 4.3 FALLAS DE LA TRANSMISION 59 4.3.1 FALLAS EN SENSOR DE TEMPERATURA 59 4.3.2 FALLAS DEL MODULO MECATRONICO 61 4.3.3 RUIDOS Y FALLAS EN EL EMBRAGUE DOBLE 62 4.4 MAL USO DEL SISTEMA 64 5. PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO 5.1 PREPARACION DEL VEHICULO 66 5.1.1 HERRAMIENTAS Y REFACCIONES A UTILIZAR 66 5.1.2 CUIDADOS E INDICACIONES ANTES DE INICIAR EL MANTENIMIENTO 70 5.1.3 PREPARACION DEL VEHICULO 71 5.2 PROCEDIMIENTO MECANICO 73 5.2.1 RETIRAR ACCESORIOS PARA ACCEDER AL FILTRO 73 5.2.2 CAMBIO DEL FILTRO DE ACEITE 74 5.2.3 CAMBIO DE ACEITE 76
  • 5. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 5 5.3 PROCEDIMIENTO TECNICO 79 5.3.1 AUTODIAGNOSTICO 79 5.3.2 SISTEMA DE MEDICION Y FUNCIONAMIENTO VAS 5051 80 5.3.3 DIAGNOSTICO TECNICO DEL NIVEL DE ACEITE 80 CONCLUSION 84 BIBLIOGRAFIA 86 GLOSARIO 88
  • 6. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 6 NOMBRE DEL PROYECTO “Propuesta del mantenimiento preventivo a una transmisión secuencial DSG 02E de seis cambios dentro del programa de servicio de 60000 kilómetros para los vehículos Bora GLl y Golf GTI 2006-2010” OBJETIVO Desarrollar un programa de mantenimiento preventivo para la transmisión DSG 02E de 6 cambios secuencia colocada en automóviles Volkswagen Golf GTI mk5 y Bora GTI mk5 en los modelos 2006 a 2010 que estén dentro y fuera de los rangos de kilometraje establecido para servicio. JUSTIFICACION Debido a la falta de mantenimiento de la transmisión DSG 02E se han presentado diversas fallas en los componentes eléctricos y mecánicos entre los 60,000 y 120,000 kilómetros ocasionando altos costos de reparación por ello se propone un plan de mantenimiento preventivo.
  • 7. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 7 INTRODUCCION El mantenimiento preventivo en general se ocupa en la determinación de condiciones operativas, de durabilidad y de confiabilidad de un equipo en mención este tipo de mantenimiento nos ayuda en reducir los tiempos que pueden generarse por mantenimiento correctivo. Con el DSG, Volkswagen es el primer fabricante mundial en desarrollar una caja de cambios de embrague doble producida en serie. Este tipo de transmisiones ya habían sido utilizadas en competición, pero la incomodidad del cambio (por falta de medios adecuados de control mecánico y electrónico) impidieron su utilización en coches de calle. Volkswagen encontró la solución; sumados a una serie de nuevos componentes hidráulicos, se desarrolló la compleja unidad mecánico- electrónica, que ha hecho posible la utilización del DSG. Los conductores con exigencias deportivas experimentarán por primera vez la sensación de un cambio de marchas como si simplemente pulsaran un botón. Aún más, en el modo deportivo (posición “S”), las unidades de control del motor y la caja de cambios activan un empuje positivo del motor (en función del régimen), que acrecienta la dinámica del cambio: retardando el cambio al subir las marchas, y recortándolo al reducir. Por otra parte, el acople del motor con la caja automática de cambio directo DSG genera potencia de tracción inmediata por medio de la inmediatez del cambio de velocidades, lo que da como resultado un mayor dinamismo. Los tiempos de aceleración son menores que los obtenidos con la caja de cambios manual. El sistema de cambio DSG se fabrica en la planta de transmisiones de Volkswagen en Kassel, en la que se ha realizado una inversión nuevos sistemas de producción de 150 millones de euros. La capacidad de producción será de 1.000 cajas de cambio diarias.
  • 8. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 8 1. GENERALIDADES 1.1 DESARROLLO DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ 1.1.1 INDÚSTRIA AUTOMOTRIZ La industria automotriz se encarga del diseño, desarrollo, fabricación, ensamble, comercialización y venta de automóviles. Es una gran generadora de empleo ya que además de la mano de obra directa que requiere, influye en toda una industria paralela de autopartes, por lo que la mano de obra indirecta es sumamente grande también. FIG 1 MARCAS DE LA INDUSTRIA AUTOMOTRIZ A NIVEL NACIONAL Y MUNDIAL En 2010 se produjeron en todo el mundo más de 69 millones de vehículos de motor. En este mismo año se vendieron 16 millones de automóviles nuevos en los Estados Unidos, 15 millones en Europa Occidental, 7 millones en China y 2 millones en la India. En el año 2011, los mercados en Canadá, Estados Unidos, Europa occidental y Japón no mostraron crecimiento en ventas, a diferencia de los pujantes mercados de Sudamérica
  • 9. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 9 1.1.2 ANTECEDENTES HISTORICOS Los trabajadores que dependían del transporte con caballos para su subsistencia fomentaron unos peajes o cuotas más elevados para los vehículos de vapor y la llegada del ferrocarril significó un importante golpe para los fabricantes de vehículos de vapor. Esto hizo que el desarrollo del motor de combustión interna tuviera lugar en países como Francia, Alemania y Estados Unidos. La evolución de los autos abrió campo para que empezaran a formarse lo que son las plantas armadoras. La competición llego a ser un punto importante a través de la historia hasta formarse las empresas que hoy en día destacan por el diseño de los autos, como soy Chrysler, Ford, Chevrolet, Nissan y entre ellas Volkswagen. Esto origino un mercado competitivo en todo el mundo. La historia de Volkswagen AG inicia con el establecimiento de la oficina de diseño de Ferdinand Porsche En 1931 el proyecto principal de Porsche fue construir un vehículo al alcance del ciudadano alemán común. A principios de 1938 se inicio la construcción de la planta en Wolfsburg donde se armaría el Sedan clásico. FIG 2. FOTOGRAFIA DEL DISEÑO DEL SEDAN CLASICO Durante la Segunda Guerra Mundial, Volkswagen se dedico a la fabricación de vehículos militares (fig.3), durante esa época su fuerza laboral fue de 20,000 trabajadores.
  • 10. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 10 Al final de la guerra la planta queda bajo administración inglesa y en 1949 volvió a la Republica Federal Alemana. FIG 3 PRODUCCION DE SEDAN CLASICO PARA LA GUERRA EN ALEMANIA Durante 1952 se establece VW Canadá Ltd. en Toronto y se inicia la internacionalización creando al final de este VW do Brasil Ltda. Tres años después se crea VW of América Inc. en New Jersey USA y para 1956 South African Motor Assemblers and Distributors Ltd en Sudáfrica. De ahí la empresa inicia su crecimiento comprando en 1965 Audi de Alemania, SEAT de España, meses después Skoda en Republica Checa y finalmente Bentley y Bugatti para completar el grupo VAG. Un año después adquiere Lamborghini. En la actualidad es dueña también de Porsche consolidándose como uno de los grupos automotores mas grandes y con mas espectro tecnológico a nivel mundial obteniendo ganancia de mas de 4 mil millones de euros con un total de 13 % de mercado global automotriz en cuatro regiones: Europea, Norteamérica, Sudamerica-Sudafrica y Asia-Pacifico. Estando presente con 44 plantas en 18 países de todo el mundo y con más de 320,000 trabajadores que producen 21 500 autos diarios. (Fig.4)
  • 11. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 11 1.2 VOLKSWAGEN DE MEXICO S.A. de C.V. 1.2.1 INTRODUCCION En 1962 se instalo la primera planta de Volkswagen en México ubicada en Xalostoc Estado de México ahí se ensamblaron 50 mil sedanes y en 1966 se inaugura la planta y la producción de unidades en las nuevas instalaciones en Puebla con una producción de mas 2 millones de autos producidos en la actualidad es de las industrias mas modernas y con amplios certificados de calidad y ambientales a nivel nacional y mundial, produciendo 4 modelos de la marca exportados a todo el mundo. Por estas líneas de producción se han fabricado de los modelos mas vendidos en América y en todo el mundo como son Sedan Clásico, Safari, Combi, Caribe, Beetle, Jetta y sus generaciones posteriores (fig. 5), logrando exportarlos a todo el mundo. FIG.5 AUTOS PRODUCIDOS EN LA PLANTA DE PUEBLA .SEDAN, JETTA IV, BEETLE, JETTA V. 1.2.2 DESCRIPCION DE LA EMPRESA Volkswagen es una multinacional dedicada al ensamble y comercialización de automóviles. Su matriz se encuentra en Alemania pero una de sus fábricas se encuentra ubicada en el estado de Puebla en México. FIG 6 LINEA DE ENSABLAJE EN LA PLANTA VW EN PUEBLA
  • 12. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 12 Es líder del mercado automotriz nacional y esta planta es la más grande de la industria automotriz en el país. Esta planta abarca una superficie de 300 hectáreas de las cuales 200 son de naves de producción y oficinas administrativas, el resto aéreas verdes. 1.2.3 UBICACIÓN La planta de Volkswagen de México esta ubicada en el estado de Puebla en el municipio de Cuautlancingo, en el Km 116 de la Autopista México Puebla C.P. 72700 y tiene varios accesos a esta viniendo desde el Distrito Federal o desde Puebla. FIG.7 CROQUIS DE UBICACIÓN PLANTA VW PUEBLA Y RUTAS DE ACCESO 1.2.4. ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL. Debido a lo grande de la planta y al gran número de personal el organigrama es bastante extenso de manera horizontal y vertical. El punto más alto se localiza la presidencia. Posteriormente, se encuentran las vicepresidencias, nivel en el cual se localiza el Desarrollo Técnico, Producción y Logística, Compras, Comercial, Finanzas y Recursos Humanos (fig. 8)
  • 13. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 13 FIG 8 ESTRUCUTRA ORGANIZACIONAL DEL CONSEJO EJECUTIVO VOLKSWAGEN DE MEXICO PRESIDENTE DEL CONSEJO EJECUTIVO VOLKSWAGEN El presidente del consejo de Volkswagen de México se encarga de coordinar todos los recursos incluyendo a lso 16,000 empleados,300 mil hectáreas y demás relaciones con el grupo VAG en Alemania logrando llevar a la planta alas mejores del país de todo el mundo en producción de automóviles. PRESIDENTE DEL CONSEJO VICEPRESIENTE EJECUTIVO DE DESARROLLO TECNICO VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE PRODUCCION Y LOGISTICA VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE MARKETING VENTAS SERVICIO VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE COMPRAS REGION NORTEAMERICA VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE RECURSOS HUMANOS VICEPRESIDENTE EJECUTIVO DE FINANZAS Y ORGANIZACION
  • 14. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 14 PRODUCCION Y LOGISTICA El departamento mas importante y base de la empresa es la de Producción y Logística, esta se divide en 5 aéreas: planta productora de automóviles, planta productora de componentes, PKC procesos, ingeniería de planta y logística. El objetivo fundamental de este departamento es satisfacer el requerimiento de automóviles terminados por parte de la empresa con la mayor eficiencia posible. El ahorro de tiempo y dinero, es una de las principales metas del área ya que logrando esto, se puede incentivar el lanzamiento de nuevos proyectos para la planta. COMERCIAL MARKETING VENTAS SERVICIO Los ingresos de la empresa corresponden al departamento comercial. El objetivo fundamental de esta área es elaborar y coordinar estrategias de venta. También se realizan estudios de mercado para conocer las necesidades del cliente y poder modificar los productos en base a estas. Además coordina el servicio y la venta de refacciones para los automóviles en su postventa. COMPRAS Otro departamento fundamental de la empresa es la de compras. La responsabilidad como área de compras consiste en asegurar la existencia de los acuerdos y contratos idóneos con proveedores, necesarios para el abastecimiento del cuanto Volkswagen de México necesita, sean materiales de producción, materiales auxiliares, elementos de activo fijo o cualquier tipo de servicio. FINANZAS El departamento de finanzas asegura la rentabilidad de todos los proyectos llevados a cabo por la empresa. Para lograr su objetivo, se lleva a cabo una constante supervisión de los ingresos y egresos percibidos por las distintas aéreas de la empresa. También tiene la responsabilidad del manejo fiscal de la empresa.
  • 15. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 15 RECURSOS HUMANOS Otro de los departamentos importantes es el de recursos humanos que controla y administra el capital humano con un total de 16,000 empleados de los cuales 1000 son mujeres y 100 son extranjeros. La mayoría de los empleados trabajan en el área de producción y llevando relación con otros 10,000 empleados en los concesionarios. DESARROLLO TECNICO El área de desarrollo técnico DT es también fundamental para la empresa ya que asegura el avance de sus productos en el largo plazo. El objetivo del área es desarrollar los nuevos autos del grupo y la actualización constante de los autos que se fabrican. Estas actualizaciones se realizan cuando hay: reclamos por parte de los clientes y propuestas para menores costos de fabricación o mejor calidad en los automóviles. Además el área fabrica automóviles especiales que tiene las mismas bases que los productos actualmente pero con características particulares solicitadas por el cliente. FIG 9. DISEÑO TECNICO
  • 16. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 16 1.2.5 DISTRIBUCION DE LA PLANTA. El proceso de producción que se lleva a cabo en esta planta se divide en varios pasos que se realizan en varias aéreas de toda la planta ubicadas en distintas partes del complejo. ESTAMPADO El primer paso de la producción de un automóvil es el estampado de las partes que forman la carrocería, a través de un sistema de prensas que transforman pliegos de lámina en distintas piezas. FIG 10 AREA DE ESTAMPADO Con la ampliación de la planta, en el nuevo Segmento Poniente se instaló la segunda de las prensas de última generación con las que cuenta la empresa. Al igual que la primera con la que contábamos, esta nueva prensa tiene una capacidad de 7,500 toneladas por cada golpe, y es capaz de fabricar hasta 16 piezas por minuto. En el proceso de estampado se fabrican piezas como: techos, cofres, puertas, costados y plataforma del vehículo. CONTRUCCION DE CARROCERIAS Y HOJALATERIA Después del estampado, el proceso continúa en la línea de ensamble de carrocerías donde el departamento de hojalatería da el acabo de la superficie laminar del automóvil y las tolerancias de ajuste entre piezas para evitar ruidos e imperfecciones en el armado hasta formar la carrocería completa.
  • 17. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 17 Para llevar a cabo este proceso contamos con más de 700 robots de soldadura y con 52 cabinas de soldadura láser FIG 11. AREA DE ARMADO DE CARROCERIA PINTURA Una vez construida la carrocería, la siguiente etapa es la de Pintura. En esta se llevan a cabo diferentes procesos, desde la limpieza y desengrasado de la carrocería hasta la aplicación del barniz. El proceso de pintura de tres capas y de cuatro en los colores metálicos o perlados incluye dos capas de protección antioxidante. FIG 12. PROCESO DE PINTURA
  • 18. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 18 Para nuestra producción se cuenta con una gama de 30 colores distintos y una nave donde se lleva a cabo el pintado de partes plásticas. FIG.13 CAMARAS DE PINTURA ELECTROSTATICA El proceso de pintura tiene varios pasos para lograr un acabado óptimo como el galvanizado, el fosfatado, la imprimación, el filler, el color y el transparente. MONTAJE En esta etapa de la producción se lleva a cabo el ensamble o montaje de todos los componentes del automóvil, como son: el tablero, el tren motriz, las puertas, etcétera. Después del ensamblado, los autos son probados al 100% en aspectos como ruido, hermeticidad y funcionamiento en general. FIG. 14 AREA DE MONTAJE En Volkswagen de México también se cuenta con naves de producción de agregados, como son motores y ejes. Donde se producen diferentes piezas para la construcción de los motores y el sistema de suspensión. En esta
  • 19. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 19 planta de motores se producen 2500 motores diarios y algunos componentes como ejes y otras cosas. La empresa esta dividida en dos: Planta de Producción Automóviles o PPA y Planta de Producción Componentes o PPC además de las aéreas la que ya se mencionaron anteriormente. La Planta de Producción de Automóviles esta formada por las naves que se dedican a ensamblar los modelos Jetta VI, Beetle, Clásico y Golf Sportwagen. La Planta de Producción Componentes esta formada por varios componentes y esta en las naves 5 y 6. En la nave 5 se encuentran los componentes de los discos de freno, ejes trasero y delantero de Jetta y clásico, mangueta oscilante y convertidor catalítico y en la nave 6 se encuentran el área de motores y esta compuesta de diferentes líneas de maquinado como lo es el monoblock, cabeza de cilindros, cigüeñal y bielas. (Fig. 15) En la nave 10 de fundición se ensambla del motor demás partes del mismo. FIG.15 MOTOR VR6 FABRICADO EN EL AREA DE MOTORES
  • 20. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 20 FIG 16 PLANTA DE VOLKWAGEN DE MEXICO 1.2.7 PRODUCTOS DE VOLKSWAGEN DE MEXICO. FIG.17 PRODUCTO TERMINADO EN LA PLANTA DE PUEBLA
  • 21. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 21 PRODUCTOS DE IMPORTACION A LA PLANTA DE MEXICO FIG 24. PRODUCTOS IMPORTADOS A LA PLANTA DE PUEBLA
  • 22. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 22 2. TECNOLOGIA DE LA TRANSMISION 2.1. CAJA DE CAMBIOS La caja de cambios es el elemento encargado de acoplar el motor y el sistema de transmisión con diferentes relaciones de engranes , de tal forma que la misma velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en distintas velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la ruedas de tracción generalmente es la reducción de velocidad de giro e incremento del par motor. En función de que la velocidad transmitida a las ruedas sea mayor, la fuerza disminuye, suponiendo que el motor entrega una potencia constante una distancia mayor tiene por consecuencia una fuerza menor. De esta manera la caja de cambios permite que se mantenga la velocidad de giro del motor, y por lo tanto la potencia y par más adecuado a la velocidad a la que se desee desplazar el vehículo. 2.2. TIPOS DE CAJAS DE CAMBIO Existen varios tipos de cajas de cambios y diversas maneras de clasificarlas. Hasta el momento en que no se habían desarrollado sistemas de control electrónico la distinción era mucho más sencilla e intuitiva ya que describía su construcción y funcionamiento. En tanto que se han desarrollado sistemas de control electrónico para cajas manuales con posibilidad de accionamiento automatizado y cajas automáticas con posibilidad de intervención manual. FIG 19 ENGRANAJES DE UNA TRANSMISION
  • 23. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 23 2.2.1 TRANSMISION AUTOMATICA La caja automática es un sistema que de manera autónoma, determina la mejor relación entre los diferentes elementos, como la potencia del motor, la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la resistencia a la marcha, entre otros. Se trata de un dispositivo electrohidráulico que determina los cambios de velocidad; en el caso de las cajas de última generación, el control lo realiza un calculador electrónico. La caja automática funciona con trenes epicicloidales en serie o paralelo que conforman las distintas relaciones de transmisión. FIG.20 TRANSMISION AUTOMATICA 2.2.2 TRANSMISION MANUAL Se denominan cajas mecánicas a aquellas que se componen de elementos estructurales de tipo mecánico. La selección de las diferentes velocidades se realiza mediante mando mecánico. (Fig.21) Los elementos sometidos a rozamiento ejes, engranajes, sincronizadores, o selectores están lubricados mediante baño de aceite específico para engranajes en el cárter aislados del exterior mediante juntas que garantizan la estanqueidad. FIG.21 TRANSMISION MANUAL
  • 24. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 24 Los acoplamientos en el interior se realizan mediante mecanismos compuestos de balancines y ejes guiados por rodamientos. El accionamiento de los mecanismos internos desde el exterior de la caja y que debería accionar un eventual conductor se realizan mediante cables o varillas rígidas. Las distintas velocidades de que consta la caja disponen de mecanismos de sincronización que permiten igualar las velocidades de los distintos ejes de que consta la caja durante el cambio de una a otra. La conexión entre el motor y la caja de cambios se realiza mediante el embrague. FIG.22 TRANSMISION MANUAL
  • 25. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 25 2.2.3 TRANSMISION SECUENCIAL La caja de cambios secuencial es una caja de cambios semiautomática secuencial, cuyo funcionamiento se basa en la utilización de un sistema robotizado para lograr los engranajes lo que le permite reducir sus dimensiones y lograr los escalamientos necesarios en la división de revoluciones del motor. Su funcionamiento se puede seleccionar entre el modo totalmente automático y el modo manual o secuencial, con mandos al volante o en la misma palanca selectora. Hay varias marcas que usan estas transmisiones un ejemplo son los Alfa Romeo con una llamada Selespeed. FIG.23 SISTEMA SECUENCIAL SELESPEED DE UN ALFA ROMEO
  • 26. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 26 2.3 TRANSMISION DE DOBLE EMBRAGUE DSG O2E La caja de cambios de doble embrague es un tipo de caja de cambios semiautomática secuencial, cuyo funcionamiento se basa en la utilización de un sistema robotizado de doble embrague y doble conjunto de selectores de marchas; uno para las marchas pares y otro para las impares. Además, consta de un doble piñón de diferencial, lo que le permite reducir sus dimensiones y lograr los escalamientos necesarios en la división de revoluciones del motor. Su funcionamiento se puede seleccionar entre el modo totalmente automático y el modo manual o secuencial, con mandos al volante o en la misma palanca selectora. Las ventajas de un cambio manual son: un alto grado de rendimiento, así como robustez y deportividad. Las ventajas de un cambio automático son: un alto nivel de confort, sobre todo al cambiar las marchas, lo cual se realiza sin interrumpir la fuerza de tracción. Ante estos hechos, Volkswagen se planteó la meta de combinar las ventajas de ambos mundos de las transmisiones en una generación completamente nueva, denominada cambio automático DSG. FIG.24 TRANSMISION DSG
  • 27. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 27 2.3.1. HISTORIA DE LA DSG Las primeras patentes para la de caja de cambios de doble embrague corresponden a los inventores Adolphe Kégresse y Rudolf Franke, en los años 1939 y 1940. El fabricante de automóviles alemán Porsche comenzó a estudiar este tipo de cajas en 1969, que las probó en los automóviles de carreras. FIG.25 PRIMERA DSG El Grupo Volkswagen AG llevó esta tecnología a la producción en masa en el año 2002, con las denominaciones comerciales DSG (Direct Shift Gearbox) para los vehículos Volkswagen, Seat, Bentley y Bugatti y con otros nombres y modificaciones por las distintas motorizaciones en vehículos Audi como Stronic y Porsche como PDK. Volkswagen Bora GLI MK5 DSG Volkswagen Golf R32 DSG FIG. 26 AUTOMOVILES QUE MONTAN LA DSG
  • 28. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 28 2.3.2 ESPECIFICACION TECNICA • Designación DSG 02E (cambio automático DSG) • Peso aprox. 94 kg para tracción delantera • Par máximo de 350 Nm según la motorización • Dos embragues multidisco en húmedo • Capacidad de aceite 7,2 litros de aceite especificación DSG G052 182 • Seis marchas adelante y una marcha atrás todas sincronizadas • Programa de conducción normal D (drive) y de conducción deportiva S (sport) • Conmutador Tiptronic de cambios a voluntad en la palanca selectora y en el volante de dirección • Modulo Mecatronico – una unidad de control electrónica y electrohidráulica constituye una sola unidad alojada en el cambio • Función de retención en pendientes si el vehículo parado con el freno accionado sólo levemente tiende a desplazarse, el sistema aumenta la presión en el embrague y retiene el vehículo en parado • Regulación de la fuga lenta; permite que el vehículo se mueva en marcha lentísima, por ejemplo al aparcar sin pisar el acelerador • Un programa de marcha de emergencia con la función de emergencia y según el tipo de fallo que haya ocurrido, ya sólo se puede circular en I y III marchas o solamente en II marcha. FIG.27 TRANSMISION DSG DESMONTADA
  • 29. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 29 2.3.3 FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSMISION El cambio automático DSG consta de dos transmisiones parciales independientes. Cada transmisión parcial está estructurada como si fuera un cambio manual, en lo que respecta a su funcionamiento. Cada transmisión parcial tiene asignado un embrague multidisco. Ambos embragues multidisco trabajan en aceite penstosin DSG. El sistema Mecatronico se encarga de abrir y cerrar los embragues de forma regulada, en función de la marcha que se ha de conectar. Con el embrague multidisco K1 se conectan las marchas 1, 3, 5 y de la marcha atrás. Las marchas 2, 4 y 6 se conectan por medio del embrague multidisco K2. Básicamente siempre funciona una de las transmisiones parciales, mientras que en la otra ya se preselecciona la marcha siguiente, pero todavía con el embrague abierto para la marcha en cuestión esperando a ser activado Cada marcha tiene asignada una unidad convencional de sincronización y mando equivalente a la de un cambio manual. FIG.28 PRINCIO ESQUEMATICO DE FUNCIONAMIENTO
  • 30. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 30 Al encender el motor, se encuentran todas las marchas desacopladas y los embragues acoplando el giro del motor. Suponiendo que es seleccionado el modo automático, el sistema electrónico acciona ambos embragues y coloca la primera marcha. Al dejar de pisar el pedal de freno, el mando de los embragues acopla parcialmente el correspondiente al eje de marchas impares, produciendo el movimiento del vehículo en primera marcha, al pisar el acelerador va cerrando completamente el embrague impar, al mismo tiempo, va colocando la segunda marcha en el conjunto de marchas pares. Al llegar a la velocidad necesaria para el cambio de marcha, el sistema desacopla el embrague de marchas impares y acopla el de marchas pares, en el que ya estaba seleccionada la segunda marcha. Al mismo tiempo, en el conjunto de marchas impares se selecciona la tercera marcha, dejando el tren de engranajes listo para cuando el motor llegue a las revoluciones en las que sea necesario hacer nuevamente el cambio de marchas. Nuevamente aquí se repite el cambio de embrague, y queda acoplada la tercera marcha y se libera el conjunto de pares para que el sistema coloque la cuarta marcha. Así se llega hasta la sexta marcha con muy poca pérdida de tiempo entre cambios, y sin la necesidad de un convertidor de par como en las cajas automáticas convencionales. La retransmisión de la fuerza de salida hasta el grupo diferencial se realiza a través del árbol secundario 1 para las marchas 1, 2, 3, 4 y del árbol secundario 2 para las marchas 5, 6 y marcha atrás. (Fig.33) FIG 28.CORTE TRANSVERSAL CAJA DSG MOSTRANDO SUS PIEZAS PRINCIPALES
  • 31. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 31 La palanca selectora se acciona igual que la de un vehículo con cambio automático. El cambio DSG también ofrece la posibilidad de cambiar las marchas con modo manual llamado Tiptronic. La palanca selectora puede adoptar las siguientes posiciones: P – Parking Para extraer la palanca de esta posición es preciso que el encendido esté conectado y el pedal de freno pisado. Aparte de ello se tiene que oprimir la tecla de desbloqueo en la palanca selectora. R – Reversa Para seleccionar la marcha atrás hay que oprimir la tecla de desbloqueo. N – Neutral La transmisión se encuentra en punto muerto al hallarse la palanca en esta posición. Si la palanca selectora se encuentra en esta posición durante un tiempo relativamente prolongado se tiene que volver a pisar el pedal de freno para extraerla de la posición. D – Drive En esta posición las marchas adelante se cambian de forma automática. S – Sport La selección automática de las marchas se realiza de acuerdo con una curva característica para cambios deportivos y rápidos, implementada en la unidad de control. Tiptronic + y – Cambio manual Las funciones Tiptronic o de cambio manual se pueden ejecutar con las levas del volante al encontrarse la palanca selectora en la pista de selección de la derecha.
  • 32. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 32 FIG 29. VOLANTE CON LEVAS DE CAMBIO Y PALANCA SELECTORA 2.3.4 SISTEMA DE EMBRAGUE DOBLE El par se inscribe en cada uno de los embragues a través de su soporte multidisco exterior. Al cerrar el embrague se transmite el par a su soporte multidisco interior y de ahí al árbol primario que tiene asociado. Siempre hay un embrague multidisco arrastrando fuerza. El embrague K1 es una versión multidisco que constituye el embrague exterior y transmite el par sobre el árbol primario 1 y para cerrar el embrague se aplica aceite a presión a la cámara correspondiente en el embrague K1. Debido a ello, el émbolo 1 se desplaza y comprime el conjunto multidisco del embrague K1. El par se transmite a través del conjunto multidisco del soporte interior hacia el árbol primario 1. Al abrir el embrague, el diafragma resorte oprime de nuevo el émbolo 1 a su posición inicial. (Fig.35)
  • 33. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 33 FIG 30. CORTE TRANSVERSAL DEL EMBRAGUE DOBLE El embrague K2 es una versión multidisco que viene a ser el embrague interior, Para cerrar el embrague se aplica aceite a presión a la cámara K2. El émbolo K2 establece a raíz de ello el flujo de la fuerza a través del conjunto multidisco hacia el árbol primario 2. Los muelles helicoidales oprimen el émbolo 2 de nuevo a su posición inicial al abrir el embrague. (Fig.36) FIG. 31 CORTE TRANSVERSAL DE ACOPLAMIENTO DEL EJE AL EMBRAGUE
  • 34. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 34 2.3.5 ARQUITECTURA DE LA TRANSMISION El par del motor se transmite desde los embragues multidisco K1 y K2 hacia los árboles primarios. El árbol primario 1 discurre a través del árbol primario ahuecado 2. Es solidario del embrague multidisco K1 a través de sus estrías. El árbol primario 1 aloja los piñones con dentado helicoidal para la V marcha, el piñón compartido para I marcha y marcha atrás y el piñón de III marcha. El árbol primario 2 es una versión ahuecada y unida por medio de estrías con el embrague multidisco K2. El árbol primario 2 aloja los piñones con dentado helicoidal para las marchas 6, 4 y 2. Se emplea un piñón compartido para las marchas 6 y 4. Para detectar el régimen de revoluciones de este árbol primario hay una rueda generatriz de impulsos al lado del piñón de II marcha, para excitar el sensor de régimen del árbol primario 2. FIG.32 DISEÑO DE LOS ARBOLES DE TRANSMISION También son dos los árboles secundarios que incorpora. Debido al uso compartido de los piñones para I marcha y marcha atrás, así como para IV y VI marchas en los árboles primarios se ha podido optimizar la longitud de la construcción del cambio. El árbol secundario 1 aloja los piñones móviles de I, II y III marchas con sincronización triple, el piñón móvil de IV marcha con sincronización simple y el piñón de salida para el ataque al diferencial. El árbol secundario engrana en el piñón para el grupo final del diferencial. FIG. 33. UBICACIÓN DE LOS ARBOLES PRIMARIOS
  • 35. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 35 El árbol secundario 2 aloja una rueda generatriz de impulsos para el régimen de salida del cambio, los piñones móviles de V y VI marchas y el piñón de marcha atrás, así como el piñón de salida para el ataque en el diferencial. Ambos árboles secundarios transmiten el par a través de su piñón de salida hacia el diferencial. FIG. 34 UBICACIÓN DEL ARBOL SECUNDARIO EN EL CONJUNTO El árbol inversor se encarga de invertir el sentido de giro del árbol secundario 2 y, con éste, también el sentido de giro del piñón de salida hacia el grupo final del diferencial. Engrana con el piñón compartido para I marcha y marcha atrás en el árbol secundario 1 y con el piñón móvil para marcha atrás en el árbol secundario 2. (FIG 35) Ambos árboles secundarios transmiten el par a la corona del diferencial. El diferencial transmite el par hacia las ruedas a través de los palieres. La rueda de bloqueo de aparcamiento va integrada en el diferencial. FIG.35 UBICACIÓN DEL DIFERENCIAL EN EL CONJUNTO
  • 36. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 36 Para poder estacionar el vehículo de forma segura y de modo que no pueda rodar involuntariamente al no estar puesto el freno de mano, se integra en el diferencial un bloqueo de aparcamiento. La uñeta del trinquete se aplica de forma netamente mecánica, por medio de un cable de mando instalado entre la palanca selectora y la palanca para bloqueo de aparcamiento en el cambio. El cable de mando se utiliza exclusivamente para el bloqueo de aparcamiento. FIG. 36 DISEÑO DEL BLOQUEO DE LA TRANSMISION La función de los sincronizadores consiste en establecer la marcha sincrónica entre los piñones a engranar y el manguito de mando. La sincronización está basada en anillos sincronizadores de latón con recubrimiento de molibdeno. Las marchas 1, 2 y 3 van dotadas de sincronización triple. En comparación con un sistema de cono simple se dispone así de una superficie de rozamiento claramente más extensa. El rendimiento de la sincronización aumenta a raíz de ello, por estar disponible una mayor superficie para la transmisión del calor que resulta del trabajo de sincronización. FIG.37 SINCRONIZADORES DEL CONJUNTO DE TRANSMISION
  • 37. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 37 2.3.6 MODULO MECATRONICO El módulo Mecatronico está alojado en el cambio, bañado en aceite penstosin DSG. Consta de una unidad de control electrónica y una unidad de mando electrohidráulica y constituye la unidad de mando central del cambio. En ella confluyen todas las señales de los sensores y todas las señales de otras unidades de control; pone en vigor y vigila todas las actuaciones. En esta unidad compacta hay doce sensores. Solamente dos sensores van dispuestos fuera del modulo Mecatronico. Gestiona y regula hidráulicamente la función de ocho actuadores de cambio a través de seis válvulas moduladoras de presión y cinco válvulas de conmutación; controla y regula asimismo la presión y el flujo del aceite de refrigeración de los dos embragues. La unidad de control para el modulo Mecatronico memoriza las posiciones de los embragues, las posiciones de los actuadores de cambio al estar engranada una marcha y hace lo propio con la presión principal. Los sensores se encuentran integrados, los actuadores eléctricos están alojados directamente en el modulo Mecatronico. Los interfaces eléctricos necesarios por el lado del vehículo se establecen a través de un conector central. Con estas medidas se reduce la cantidad de conectores y cables. Esto significa una mayor fiabilidad eléctrica y un menor peso. Pero esto también supone cargas térmicas y mecánicas de máximo nivel para la unidad de control. Las temperaturas que pueden intervenir desde – 40 °C hasta +150 °C, así como las oscilaciones mecánicas de hasta 33 g o 323 m/s2 no deben afectar la capacidad del sistema para funcionar. FIG. 38 MODULO MECATRONICO
  • 38. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 38 2.3.7. SISTEMA DE LUBRICACION Y ACEITE El DSG tiene un circuito de aceite en común para todas las funciones del cambio. El circuito contiene un total de 7,2 l de aceite para cambio DSG. El aceite tiene que satisfacer los siguientes requisitos: Asegurar la regulación de los embragues y la gestión hidráulica Tener una viscosidad estable en toda la gama de temperaturas Resistir cargas mecánicas de alto nivel No permitir la espumificación Las funciones asignadas a este aceite son: Lubricación y refrigeración del embrague doble, de las ruedas dentadas, árboles, rodamientos y sincronizadores, así como mando del embrague doble y de los émbolos para los actuadores de cambio. (Fig. 39) Un radiador de aceite, sometido al flujo del líquido refrigerante del motor, se encarga de que la temperatura del aceite no sobrepase los 135 °C. FIG.39 SISTEMA DE LUBRICACION DE LA TRANSMISION
  • 39. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 39 Una bomba de células aspira el aceite DSG y genera la presión del aceite que se necesita para accionar los componentes hidráulicos. Posibilita un caudal máximo de 100 l/min a una presión máxima de 20 bares. La bomba de aceite alimenta: – los embragues multidisco – La refrigeración de los embragues – el grupo hidráulico de cambio y – la lubricación de los piñones La bomba de aceite se acciona a través de su eje, que marcha a régimen del motor. Este eje de la bomba se encuentra dispuesto como un tercer eje en el interior de los dos árboles primarios 1 y 2 que se encuentran uno dentro de otro. FIG.40 UBICACIÓN DE LA BOMBA DE ACEITE
  • 40. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 40 2.3.8 CONTROL ELECTRONICO DE LA TRANSMISION El esquema de abajo muestra en forma simbólica la integración de la Mecatronico para el cambio automático DSG en la estructura del CAN-Bus de datos del vehículo. (FIG 41) J104 - Unidad de control para ABS con EDS J248 - Unidad de control para sistema de inyección J285 - Unidad de control con unidad indicadora en el cuadro de instrumentos J519 - Unidad de control para red de a bordo J527 - Unidad de control para electrónica de la columna de dirección J533 - Interfaz de diagnosis para bus de datos J587 - Unidad de control para sistema sensor de la palanca selectora J623 - Unidad de control del motor J743 – Modulo mecatronico para cambio automático DSG FIG. 41 SISTEMA DE CONTROL ELECTRONICO DE LA TRANSMISION
  • 41. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 41 3. CONCEPTOS DE MANTENIMIENTO 3.1 DEFINICION DE MANTENIMIENTO Todas las acciones que tienen como objetivo mantener un artículo o restaurarlo a un estado en el cual pueda llevar a cabo alguna función requerida. Estas acciones incluyen la combinación de las acciones técnicas y administrativas correspondientes. Cualquier actividad como comprobaciones, mediciones, reemplazos, ajustes y reparaciones necesarios para mantener o reparar una unidad funcional de forma que esta pueda cumplir sus funciones. Todas aquellas acciones llevadas a cabo para mantener los materiales en una condición adecuada o los procesos para lograr esta condición. Incluyen acciones de inspección, comprobaciones, clasificación, reparación, etc. Conjunto de acciones de provisión y reparación necesarias para que un elemento continúe cumpliendo su cometido. Rutinas recurrentes necesarias para mantener unas instalaciones en las condiciones adecuadas para permitir su uso de forma eficiente, tal como está designado. 3.2 GESTION DE MANTENIMIENTO Debido al alto número de productos y elementos que deben ser gestionados, muchas organizaciones necesitan un producto de software que les permita gestionar toda la información relativa al mantenimiento. El software de gestión de mantenimiento ayuda a los ingenieros y técnicos a reducir costes y tiempos de reparación así como utilización del material a la vez que mejoran el servicio y la comunicación entre los implicados en los procesos. Un software de gestión de mantenimiento trabaja con información relativa a productos, recursos, proveedores y clientes
  • 42. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 42 Una de las funciones de este software es la configuración de un conjunto de materiales, haciendo listados de las partes correspondiente a ingeniería y a manufactura y actualizándolas de “entregadas” a “mantenidas” y finalmente a “utilizadas”. Otra función es la planificación de proyectos logísticos, como por ejemplo la identificación de los elementos críticos de una lista que deben ser llevados a cabo como la inspección, diagnóstico, localización de piezas y servicio y el cálculo de tiempos de respuesta. Planificación de proyectos, gestión de la ejecución de proyectos, gestión de activos de partes, herramientas e inventario de equipos, gestión del conocimiento histórico de mantenimiento, número de serie de partes y material, datos sobre fiabilidad, tiempo medio entre fallos y tiempo medio entre cambios, documentación y practicas sobre mantenimiento y documentos sobre garantías 3.3 PLAN DE MANTENIMIENTO Se estima que una sana combinación de mantenimiento correctivo y preventivo puede reducir los costos en 40 a 50 %. Hay que recordar que entre los costos indirectos están: pérdida de prestigio por incumplimiento de programas de producción y entregas, primas por accidentes, litigios y demandas, desmotivación a la calidad y productividad, etc. El problema para desarrollar un plan de mantenimiento preventivo para un determinado equipo consiste en determinar: Que debe inspeccionarse. Con qué frecuencia se debe inspeccionar y evaluar. A qué debe dársele servicio. Con qué periodicidad se debe dar el mantenimiento preventivo. A qué componentes debe asignárseles vida útil. Cuál debe ser la vida útil y económica de dichos componentes. Recursos técnicos.
  • 43. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 43 Para determinar los puntos anteriores se recurre a: Recomendación del fabricante. Recomendación de otras instalaciones similares. Experiencias propias. Análisis de ingeniería. Inspección. Para determinar lo que debe inspeccionarse se dan a continuación las recomendaciones siguientes: Todo lo susceptible de falla mecánica progresiva, como desgaste, corrosión y vibración. Todo lo expuesto a falla por acumulación de materias extrañas: humedad, envejecimiento de materiales aislantes, etc. Todo lo que sea susceptible de fugas, como es el caso de sistemas hidráulicos, neumáticos, de gas y tuberías de distribución de fluidos. Lo que con variación, fuera de ciertos límites, puede ocasionar fallas como niveles de depósito de sistemas de lubricación, niveles de aceite aislante, niveles de agua. Los elementos regulares de todo lo que funcione con características controladas de presión, gasto, temperatura, holgura mecánica, voltaje, etc. Clasificación de componentes. Componentes no reparables. Aquellos que se desechan al agotar su vida útil o al fallar. Componentes reparables o reconstruibles. Aquellos que al agotar su vida útil o al fallar se sustituyen y se envían a talleres para su inspección, reparación, ajuste, calibración, pruebas, etc., después de lo cual quedan disponibles para ser instalados de nuevo. Planeación del trabajo de mantenimiento.
  • 44. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 44 La planeación permite estimar las actividades que estarán sujetas a la cantidad y calidad de mano de obra necesaria, los materiales y refacciones que se deberán emplear, así como el equipo y el tiempo probables en el trabajo que se pretende desarrollar. Nota: la planeación deba prever tiempos muertos por factores diversos, cuya probabilidad de ocurrencia y lapsos los da la experiencia. 3.4 ELEMENTOS DE ADMINISTRACION DE MANTENIMIENTO En ingeniería y administración se sabe que reglamentos, programas, cédulas de mantenimiento, etc., son guías que se deben cumplir, pero que a medida que se gana experiencia deben modificarse o incluso eliminarse. La flexibilidad que se debe tener para mejorar un sistema, programa, formato, etc., es lo que se entiende por dinámica. Los programas de mantenimiento deben ser dinámicos. Se elaboran con base en experiencias previas en el lugar, conocimiento del jefe o del grupo, catálogo de equipo, recomendaciones del fabricante, etc. Dos puntos básicos que hay que considerar en la elaboración de programas son el principio de pareto y el análisis del modo, criticidad y efecto de falla. Detección grupal de fallas. “Dos ojos ven más que uno”, dice el dicho, y es cierto. El enorme potencial de razonamiento grupal radica, en el hecho de que hay una retroalimentación entre los elementos del grupo. Se considera fundamental la participación activa de todas las personas relacionadas y aun de las no directamente relacionadas con el asunto. Ceguera de taller. Cuando por primera vez se pasa por alto una condición anómala o deficiente la probabilidad de pasarla por alto una segunda vez aumenta, y así sucesivamente. Cuando en cualquier sitio hay una condición que puede mejorarse y no sucede así, es casi seguro que se vuelva costumbre verla. En los talleres industriales se ha estudiado el asunto, y para solucionarlo se ha pedido que personas desconocidas dedicadas a trabajos similares a los que se realizan visiten otros talleres y den sus sugerencias. Se recomienda que el departamento de mantenimiento tenga un sistema de detección de condiciones problemáticas (de seguridad, operación, imagen, etc.).
  • 45. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 45 Resultan buenas ideas de tener fuentes de información que no estén en contacto diario con el centro de consumo. Tal es la función de las encuestas a visitantes o huéspedes. Esta encuesta de retroinformación da la opinión con ojos de cliente, pero deben completarse con opiniones de personas relacionadas con el ramo y con opiniones de técnicos o profesionales. El mejor provecho se obtiene si se dispone de metodología para la recopilación, análisis y procesamiento de esta información. El principio de pareto. Este principio nos guía para jerarquizar los problemas en áreas como fiabilidad y control de calidad. El principio de pareto también es conocido como “la ley del 20-80 o de los pocos vitales o muchos triviales”. Lo último significa que el 80% de la magnitud de las consecuencias es originada por el 20% de las causas. En la ingeniería de mantenimiento hay que resolver problemas que tienen una causa y con frecuencia su grado de dificultad. Lo que conviene es aplicar el esfuerzo a aquellos problemas más importantes ordenándolos por la gravedad de las consecuencias que acarrearían. El ingeniero de mantenimiento debe obtener del principio anterior las bases para la toma de decisiones acerca de las formas de atacar los problemas de mantenimiento, muchas decisiones se estructuran según el siguiente criterio: ¿Qué tanto material de cada tipo se debe tener? ¿Qué refacciones deben existir?. ¿Cuántas personas deben asignarse a cada área?. ¿En qué máquinas debe extremarse al personal?. ¿En qué áreas se debe capacitar al personal?. ¿Qué instalaciones o sistemas deben tener respaldo?. Clasificación de defectos. Se recomienda que los defectos que se encuentran en los edificios e instalaciones sean clasificados en grupos. Se recomienda adoptar la clasificación del Instituto Mexicano de Control de Calidad, A.C.
  • 46. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 46 Defecto. Cualquier discordancia de un elemento con algún requisito específico. Defecto crítico. Se teme que pueda constituir un prejuicio para las personas que tengan que utilizar o conservar el producto. Defecto mayor. No es crítico pero que puede ocasionar una falla o merma en la aptitud del artículo o sistema. Es importante tener en cuenta que se considera como defecto: Geometría, constitución, acabado, apariencia, estética, función, rendimiento, comportamiento, eficiencia, etc. Todos los defectos críticos deben documentarse y observar de cerca su solución hasta su erradicación, incluyendo medidas preventivas que deberán seguirse. Entre los defectos críticos de seguridad más comunes están: Elementos estructurales del edificio mal construido o diseñado. Escape de gases o humos tóxicos o explosivos. Salidas o equipos de emergencia inoperantes. Infiltraciones contaminantes al agua potable. Instalaciones eléctricas en condiciones críticas. Herramientas técnicas y decálogo del ingeniero. Herramientas del ingeniero: Psicológicas. Controles y registros. Conocimientos administrativos concretos. Conocimientos técnicos generales. Auxiliares gráficos. Auxiliares electrónicos.
  • 47. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 47 En el mantenimiento es muy valioso usar todos los sentidos para detectar anomalías o potenciales puntos de problema. Un buen mantenista tiene ventajas en su trabajo si sabe observar, escuchar, oler, degustar y palpar las instalaciones y equipos. Un ejemplo entre miles nos ayudará a entender esto: La coloración que adquieren algunos componentes eléctricos indica su estado. El olor y el sabor del agua dicen mucho de sus características. El ruido de los motores indica su comportamiento. Con el tacto se capta la vibración de un equipo. Biblioteca del ingeniero de mantenimiento. Un ejecutivo o profesionista vale tanto como la información que tenga y sepa manejar. A continuación se da una guía para la estructuración de la biblioteca del departamento de ingeniería o mantenimiento de una empresa. Libros comerciales de editorial. Manuales. Reglamentos y normas. Apuntes. Manuales de operación de los equipos que se tienen. Catálogos comerciales. Revistas nacionales y extranjeras. Diccionarios. Láminas. Bitácoras.
  • 48. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 48 Historial de documentación de fallas. En el departamento de mantenimiento debe haber no sólo información impresa, sino también: muestrarios de recubrimientos, muestrarios con piezas, etc. Una buena manera de trascender en el trabajo de mantenimiento es dejar registros o documentos del trabajo que sea el resultado de la experiencia diaria de la labor. Se debe documentar gráfica y literalmente en una bitácora. Cada falla o suceso documentado puede tener los siguientes capítulos: Antecedentes. Secuencia de hechos. Consecuencia del suceso. Acciones inmediatas. Análisis. Acciones mediatas. Retroinformación. Planeación futura. Anexos: fotografías, reportes, etc. Es importante mencionar que este registro de fallas importantes debe hacerse llegar a los ejecutivos de la empresa y, de preferencia, recabar su firma de enterado. 3.5 TIPOS DE MANTENIMIENTO Para que los trabajos de mantenimiento sean eficientes es necesario el control, la planeación del trabajo y la distribución correcta de la fuerza humana, logrando así que se reduzcan costos, tiempo de paro de los equipos de trabajo, etc.
  • 49. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 49 Para ejecutar lo anterior se hace una división de tres grandes tipos de mantenimiento: Mantenimiento predictivo: prevé las fallas con base en observaciones que indican tendencias. Mantenimiento correctivo: se efectúa cuando las fallas han ocurrido; su proximidad es evidente. Mantenimiento preventivo: se efectúa para prever las fallas con base en parámetros de diseño y condiciones de trabajo supuestas. Muchas personas consideran a los dos últimos como uno, ya que la línea que los separa es muy sutil. Para efectos de este estudio se agrupan en un solo tipo (preventivo). PUNTO DE VISTA ECONOMICO. Las actividades de mantenimiento pueden agruparse en tres clases: Mantenimiento directo. Se aplica al equipo productivo. Mantenimiento indirecto. Comprende las actividades de modificación o modernización del equipo, instalaciones, edificios, etc., tendentes a evitar o reducir fallas, mejorar las condiciones de operación o alargar su vida. Mantenimiento general. Abarca todo el trabajo de mantenimiento rutinario que se aplica a las instalaciones, edificios y estructuras (no al equipo de producción). Mantenimiento de aseo. Incluye los trabajos rutinarios necesarios para conservar el equipo o el inmueble en razonables condiciones de higiene y apariencia. 3.5.1 MANTENIMIENTO PREDICTIVO Consiste en determinar en todo instante la condición técnica (mecánica y eléctrica) real de la máquina examinada, mientras esta se encuentre en pleno funcionamiento, para ello se hace uso de un programa sistemático de mediciones de los parámetros más importantes del equipo. El sustento tecnológico de este mantenimiento consiste en la aplicaciones de algoritmos matemáticos agregados a las operaciones de diagnóstico,
  • 50. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 50 que juntos pueden brindar información referente a las condiciones del equipo. Tiene como objetivo disminuir las paradas por mantenimientos preventivos, y de esta manera minimizar los costos por mantenimiento y por no producción. La implementación de este tipo de métodos requiere de inversión en equipos, en instrumentos, y en contratación de personal calificado. Técnicas utilizadas para la estimación del mantenimiento predictivo: Analizadores de Fourier para análisis de vibraciones Endoscopia para poder ver lugares ocultos Ensayos no destructivos a través de líquidos penetrantes, ultrasonido, radiografías, partículas magnéticas, entre otros Termovisión para la detección de condiciones a través del calor desplegado Medición de parámetros de operación como viscosidad, voltaje, corriente, potencia, presión, temperatura, etc. 3.5.2 MANTENIMIENTO CORRECTIVO Este mantenimiento también es denominado “mantenimiento reactivo”, tiene lugar luego que ocurre una falla o avería, es decir, solo actuará cuando se presenta un error en el sistema. En este caso si no se produce ninguna falla, el mantenimiento será nulo, por lo que se tendrá que esperar hasta que se presente el desperfecto para recién tomar medidas de corrección de errores. Este mantenimiento trae consigo las siguientes consecuencias: Paradas no previstas en el proceso productivo, disminuyendo las horas operativas. Afecta las cadenas productivas, es decir, que los ciclos productivos posteriores se verán parados a la espera de la corrección de la etapa anterior.
  • 51. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 51 Presenta costos por reparación y repuestos no presupuestados, por lo que se dará el caso que por falta de recursos económicos no se podrán comprar los repuestos en el momento deseado La planificación del tiempo que estará el sistema fuera de operación no es predecible. El mantenimiento correctivo puede agruparse en dos clases: Mantenimiento rutinario Mantenimiento de emergencia El mantenimiento rutinario es la corrección de fallas que no afectan mucho a los sistemas. El mantenimiento correctivo de emergencia se origina por las fallas de equipo, instalaciones, edificios, etc., que requieren ser corregidos en plazo breve. En el medio latinoamericano institucional y empresarial prevalece, por desgracia, este tipo de mantenimiento correctivo. Acciones en el mantenimiento correctivo. Primero se deben realizar acciones inmediatas para reencauzar la condición u operación. Una vez iniciada se debe empezar en cuanto sea posible la toma de decisiones sobre acciones mediatas que conduzcan a la solución del problema. Las condiciones resultantes del primer grupo de acciones son de carácter temporal. El segundo grupo de acciones debe conducir a soluciones tan permanentes o definitivas como sea posible. Cuando existe un buen mantenimiento no debe haber fallas repetitivas que provoquen situaciones de emergencia. A continuación se muestra el proceso descrito, mismo al que se denomina acción de pinzas. Acción de pinzas.
  • 52. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 52 A fin de aclarar lo expuesto anteriormente se dan algunos ejemplos: Cuando una persona con dolor de muelas recurre a un dentista, el médico lo seda (solución temporal) e inicia un tratamiento (solución permanente) para que la muela no vuelva a doler. Cuando una persona tiene una herida grave, primero debe detenerse la hemorragia con un torniquete (solución temporal) y trasladar al herido a un hospital, en donde iniciarán acciones y tratamiento para curarlo (solución permanente). Lo más importante a todo esto es cobrar conciencia de que las soluciones temporales son precisamente eso: temporales. 3.5.3 MANTENIMIENTO PREVENTIVO Es una actividad programada de inspecciones, tanto de funcionamiento como de seguridad, ajustes, reparaciones, análisis, limpieza, lubricación, calibración, que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un plan establecido. El propósito es prever averías o desperfectos en su estado inicial y corregirlas para mantener la instalación en completa operación a los niveles y eficiencia óptimos. El mantenimiento preventivo permite detectar fallos repetitivos, disminuir los puntos muertos por paradas, aumentar la vida útil de equipos, disminuir costes de reparaciones, detectar puntos débiles en la instalación entre una larga lista de ventajas. Dentro del mantenimiento preventivo existe software que permite al usuario vigilar constantemente el estado de su equipo, así como también realizar pequeños ajustes de una manera fácil. Además debemos agregar que el mantenimiento preventivo en general se ocupa en la determinación de condiciones operativas, de durabilidad y de confiabilidad de un equipo en mención este tipo de mantenimiento nos ayuda en reducir los tiempos que pueden generarse por mantenimiento correctivo. Aunque el mantenimiento preventivo es considerado valioso para las organizaciones, existen una serie de riesgos como fallos de la maquinaria o errores humanos a la hora de realizar estos procesos de mantenimiento. El
  • 53. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 53 mantenimiento preventivo planificado y la sustitución planificada son dos de las tres políticas disponibles para los ingenieros de mantenimiento. Algunos de los métodos más habituales para determinar que procesos de mantenimiento preventivo deben llevarse a cabo son las recomendaciones de los fabricantes, la legislación vigente, las recomendaciones de expertos y las acciones llevadas a cabo sobre activos similares. El primer objetivo del mantenimiento es evitar o mitigar las consecuencias de los fallos del equipo, logrando prevenir las incidencias antes de que estas ocurran. Las tareas de mantenimiento preventivo incluyen acciones como cambio de piezas desgastadas, cambios de aceites y lubricantes, etc. El mantenimiento preventivo debe evitar los fallos en el equipo antes de que estos ocurran. Se realiza a razón de la experiencia y pericia del personal a cargo, los cuales son los encargados de determinar el momento necesario para llevar a cabo dicho procedimiento; el fabricante también puede estipular el momento adecuado a través de los manuales técnicos. Presenta las siguientes características: Se realiza en un momento en que no se esta produciendo, por lo que se aprovecha las horas ociosas de la planta. Se lleva a cabo siguiente un programa previamente elaborado donde se detalla el procedimiento a seguir, y las actividades a realizar, a fin de tener las herramientas y repuestos necesarios “a la mano”. Cuenta con una fecha programada, además de un tiempo de inicio y de terminación preestablecido y aprobado por la directiva de la empresa. Esta destinado a un área en particular y a ciertos equipos específicamente. Aunque también se puede llevar a cabo un mantenimiento generalizado de todos los componentes de la planta. Permite a la empresa contar con un historial de todos los equipos, además brinda la posibilidad de actualizar la información técnica de los equipos.
  • 54. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 54 Permite contar con un presupuesto aprobado por la directiva. La necesidad de trabajo o servicio en forma ininterrumpida y confiable obliga a ejercer una atención constante sobre el grupo de mantenimiento. Una buena organización de mantenimiento que aplica el sistema preventivo, con la experiencia que gana, cataloga la causa de algunas fallas típicas y llega a conocer los puntos débiles de instalaciones y máquinas. Ventajas de mantenimiento preventivo. Seguridad. Las obras e instalaciones sujetas a mantenimiento preventivo operan en mejores condiciones de seguridad. Vida útil. Una instalación tiene una vida útil mucho mayor que la que tendría con un sistema de mantenimiento correctivo. Coste de reparaciones. Es posible reducir el costo de reparaciones si se utiliza el mantenimiento preventivo. Inventarios. También es posible reducir el costo de los inventarios empleando el sistema de mantenimiento preventivo. Carga de trabajo. La carga de trabajo para el personal de mantenimiento preventivo es más uniforme que en un sistema de mantenimiento correctivo. Aplicabilidad. Mientras más complejas sean las instalaciones y más confiabilidad se requiera, mayor será la necesidad del mantenimiento preventivo. 3.6 MANTENIMIENTO PRODUCTIVO TOTAL TPM El mantenimiento productivo total se puede ver como una estrategia de mejora que involucra no solo a la alta dirección sino también a todos los empleados y que utiliza herramientas como el liderazgo, la perseverancia y la disciplina para lograr que este recurso humano se vea involucrado en un mejoramiento continuo.
  • 55. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 55 En la implementación de un programa de TPM se deben enfrentar varios retos como el compromiso por parte de toda la organización, la adaptación de las personas para los cambios que traerán mejoras en la producción, el mantenimiento, los equipos, la calidad, la satisfacción del cliente, los empleados, la seguridad, el medio ambiente, etc. Para lograrlo se deben romper aquellas barreras ideológicas y culturales, además empezar a ver a mantenimiento como una gran inversión mas no como un gasto. 3.6.1DEFINICION El mantenimiento productivo total (TPM) es el mantenimiento productivo realizado por todos los empleados a través de actividades de pequeños grupos. Como control de calidad total de toda la compañía, el TPM es mantenimiento del equipo realizado sobre una base de toda la compañía. El TPM es una nueva dirección para la producción. Al describir el control de calidad, a menudo se dice que la calidad depende del proceso, Ahora, con la creciente robotización y automatización, puede ser más apropiado decir que la calidad depende del equipo. Productividad, coste, stock, seguridad, y bienestar, y output de producción -así como la calidad- todo depende del equipo. El incremento de la automatización y la producción sin manipulación de personas no acabarán con la necesidad de tareas humanas -solamente las operaciones se automatizan; el mantenimiento aún depende pesadamente del input humano. Sin embargo, la automatización y el equipo de tecnología avanzada requiere conocimientos que están más allá de la competencia del supervisor o trabajador de mantenimiento medios, y para un uso efectivo requieren una organización de mantenimiento apropiada. El TPM, que organiza a todos los empleados desde la alta dirección a los trabajadores de la línea de producción, es un sistema de mantenimiento del equipo a nivel de compañía que puede apoyar las instalaciones de producción sofisticadas. La meta dual del TPM es el cero averías y el cero defectos. Cuando se eliminan las averías y defectos, las tasas de operación del equipo mejoran, los costes se reducen, el stock puede minimizarse y, como consecuencia, la productividad del personal aumenta. La productividad del personal
  • 56. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 56 generalmente se incrementa en el 40-50 por ciento. Por supuesto, tales resultados no pueden lograrse de la noche a la mañana. Conforme se incrementa la productividad estos costes se reemplazan rápidamente por los beneficios. Por esta razón, el TPM se denomina a menudo como un “PM rentable" El TPM (no solo reduce los costos de reparación y los costos de producción debido a los tiempos de paro, también aumenta la calidad, el cumplimiento de plazos, incremento de ventas, control de recursos, la vida útil de los equipos y la eliminación de averías, además de eliminación de inventarios de productos en proceso y terminados, y que bien conocemos como “ventajas” para cubrir las eventuales averías que tanto daño le hacen a la producción y a la economía de la compañía. Además el TPM le brinda a la compañía y sus trabajadores métodos prácticos para identificar y priorizar pérdidas en sus procesos así como las herramientas para eliminar estas pérdidas y solucionar los problemas asociados a las mismas. El Mantenimiento Productivo Total (TPM) es una metodología oriental basada en la socialización y optimización de las prácticas de mantenimiento, hacia las áreas de operación dentro de las compañías, en la cual se busca crear un compromiso de los operarios con la máquina y su entorno. Dentro de esta cultura la limpieza, el trabajo en equipo y la capacitación continua son el motor de una serie de pasos encaminados a crear un sistema de mantenimiento autónomo y de mejoramiento continuo por parte de los operarios de planta. Cuando la gerencia de una compañía decide adoptar al TPM como sistema de gestión de mantenimiento organizacional, debe promover su uso y consolidación explotando de manera descendente por todos los niveles la promoción de su implantación 3.6.2 PILARES Y FUNDAMENTOS DEL TPM El TPM se sustenta en la gente y sus pilares básicos son los siguientes: • Mejoras enfocadas: Consta en llegar a los problemas desde la raíz y con previa planificación para saber cuál es la meta y en cuanto tiempo se logra.
  • 57. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 57 • Mantenimiento autónomo: Está enfocado al operario ya que es el que más interactúa con el equipo, propone alargar la vida útil de la maquina o línea de producción. • Mantenimiento planeado: Su principal eje de acción es el entender la situación que se está presentando en el proceso o en la máquina teniendo en cuenta un equilibrio costo-beneficio. • Control inicial: Consta básicamente en implementar lo aprendido en las máquinas y procesos nuevos. • Mantenimiento de la calidad: enfatizado básicamente a las normas de calidad que se rigen. • Entrenamiento: Correcta instrucción de los empleados relacionada con los procesos en los que trabaja cada uno. • TPM en oficinas: Es llevar toda la política de mejoramiento y manejo administrativo a las oficinas (papelerías, órdenes, etc.). • Seguridad y medio ambiente: Trata las políticas medioambientales y de seguridad regidas por el gobierno. Para lograr lo anterior se basa en los siguientes fundamentos: Las 5 s Las 5S son un método de gestión japonesa originado en los años 60’s en Toyota, esta técnica es denominada de esta manera gracias a la primera letra en japonés de cada una de sus cinco fases. Esta metodología pretende reducir los costos por pérdidas de tiempo y energía, mejorar la calidad de la producción, minimizar los riesgos de accidentes o sanitarios, incrementar la seguridad industrial y mejorar las condiciones de trabajo al igual que elevar la moral del personal. Términos de las 5s. 1. Significado: Seiri (Japonés) / Clasificar (Español) Definición: Separar innecesarios Pretende: Eliminar lo innecesario en el espacio de trabajo 2. Significado: Seiton (Japonés) / Ordenar(Español) Definición: Situar Necesarios Pretende: Organizar adecuadamente los elementos a usar en el espacio de trabajo
  • 58. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 58 3. Significado: Seisō(Japonés) / Limpiar (Español) Definición: Eliminar Suciedad Pretende: Un lugar limpio no es el que más se limpia sino el que menos se ensucia 4. Significado: Seiketsu (Japonés) / Estandarizar (Español) Definición: Señalizar anomalías Pretende: Detectar situaciones irregulares o anómalas, mediante normas sencillas y visibles 5. Significado: Shitsuke(Japonés) / Entrenamiento y autodisciplina (Español) Definición: Mejorar continuamente Pretende: Trabajar permanentemente de acuerdo con las normas establecidas KAIZEN. La palabra Kaizen significa "mejoramiento continuo" y es una estrategia o metodología de calidad y gestión en las industrias tanto a nivel individual como colectivo. Esta metodología permite mantener y mejorar el estándar de trabajo mediante mejoras pequeñas y graduales. La técnica Kaizen comprende diferentes factores: - Orientación y apoyo a los clientes. - Control total de la calidad/ 6 Sigma - Robótica - Círculos de calidad - Sistemas de sugerencias - Automatización - Disciplina en el lugar de trabajo - - Mejoramiento de la calidad - Justo a tiempo (J.I.T) - Cero defectos - Actividades en pequeños grupos de trabajo. - Labor cooperativa y manejo de las relaciones - Mejoramiento de la productividad - Desarrollo de nuevos productos Mejoras focalizadas Las mejoras focalizadas son aquellas dirigidas a intervenir en el proceso productivo, con el objeto de mejorar la efectividad de la instalación; se trata de incorporar y desarrollar un proceso de mejora continua; se pretenden eliminar las grandes pérdidas ocasionadas en el proceso productivo: Para esto es necesario utilizar herramientas de análisis, que son herramientas que ayudan a eliminar los problemas de raíz. Pérdidas en las máquinas Pérdidas en mano de obra: ausencias y accidentes
  • 59. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 59 Pérdidas en métodos: en gestión de la empresa, pérdidas por movimientos, organización de la línea, transporte, ajustes y medidas Pérdidas en materia prima: pérdida de materiales, rechazos, herramientas y moldes. Pérdidas de energía: electricidad y gas Pérdidas en medio ambiente: emisiones y vertidos Mantenimiento autónomo Son las actividades que los operarios de una fábrica realizan para cuidar correctamente su área de trabajo, maquinaria, calidad de lo que fabrican, seguridad y comparten el conocimiento que obtienen del trabajo cotidiano. Es un pilar o proceso fundamental del TPM o Mantenimiento Productivo Total. Este pilar es asignado al equipo de jefes de los departamentos de producción y está coordinado con otros pilares TPM, como el mantenimiento Planificado, mejoras enfocadas, mantenimiento de calidad, etc. Es por eso necesario que adquieran una cultura de orden y aseo, lo cual es parte primordial para el cumplimiento de los objetivos esperados. El mantenimiento autónomo está conformado por pequeños equipos de trabajo con los cuales se busca comenzar a formar nuevos grupos de mejoras enfocadas, estos buscan dar soluciones puntuales a problemas generados en el área de trabajo. Entre otros los pequeños equipos de trabajo buscan, a través de su líder, una conexión directa entre los operarios con la alta gerencia. Mantenimiento autónomo tiene el siguiente orden: 0. Organización y orden. 1. Limpieza inicial. 2. Eliminación de fallas mecánicas. 3. Estandarización: Limpieza y lubricación. 4. Inspección general del equipo. 5. Inspección general del proceso. 6. Estandarización general. 7. Control autónomo total. Mantenimiento profesional Este departamento tiene como finalidad primordial supervisar, coordinar y cumplir a cabalidad con todas las necesidades que se presenten en el
  • 60. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 60 Hospital Central existe actualmente ciertas áreas fundamentales para realizar todas las actividades que junto al personal y al jefe de mantenimiento ejecutan un buen trabajo, las áreas son: Pintura, mecánica, herrería, carpintería, refrigeración, electricidad, albañilería y plomería. Mantenimiento de la calidad El mantenimiento de la calidad se realiza en tiempo real conforme a checklist estructurados. Tales listados incluyen verificar características del proceso, del producto elaborado o semielaborado, o del equipo para asegurar que se cumplen los criterios especificados. 4. ANALISIS DE LA PROBLEMÁTICA 4.1 INTRODUCCION Volkswagen da un paso más en el desarrollo de los sistemas de transmisión automática con el lanzamiento de esta caja de cambios automática de doble embrague. Se trata de un dispositivo que permite cambios de velocidad mucho más rápidos, más suaves y con menor gasto energético. Su manejo es una simbiosis de la facilidad de uso de una caja de cambios automática secuencial y el placer de conducción de una caja de cambios manual de seis relaciones.
  • 61. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 61 Una característica significativa que diferencia al DSG de las cajas automáticas convencionales es que el nuevo sistema no utiliza un convertidor de par. La nueva caja tampoco es un desarrollo realizado a partir de una caja de cambios manual automatizada Los ingenieros de Volkswagen emprendieron un nuevo camino tecnológico armonizando el dinamismo de una caja manual con la facilidad de utilización de una caja automática convencional. La caja automática de cambio directo tiene ventajas apreciables en términos de prestaciones y ahorro de combustible. Es una alternativa particularmente interesante para aquellos conductores que hasta ahora preferían la utilización del cambio manual. Con idéntica aceleración y velocidad punta, cambia con la misma suavidad que la caja automática y, adicionalmente, se pueden cambiar las marchas manualmente a través de la función Tiptronic. El cambio se realiza de forma más rápida y directa de lo que era posible hasta hoy con cualquier tipo de caja, manual o automática. El DSG eleva notablemente las prestaciones debido a que la fuerza de tracción no se interrumpe durante la aceleración. El denominado control de salida, que puede activarse pulsando un botón de mando, permite una aceleración óptima sin participación alguna del conductor. Una característica de diseño destacable de la caja de cambios montada de forma transversal son los dos embragues en baño de aceite, con control hidráulico de presión. El embrague 1 (C1) mueve las marchas impares, más la marcha atrás, y el embrague 2 (C2) las pares. Por lo tanto, a todos los efectos, debe hablarse de dos cajas de cambio paralelas. Como consecuencia de esta elaborada gestión de embrague, durante el cambio de marcha, no hay interrupción alguna de la fuerza de tracción, una acción típica de una transmisión manual automatizada. Por ello, se produce un cambio de marchas de máximo dinamismo con un alto nivel de confort. La eficiencia de esta caja de cambios es comparable a la de una transmisión manual.
  • 62. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 62 FIG 42. DIAGRA DE FLUJO DE ENERGIA Y EFICIENCIA DE LA DSG Los dos embragues con ejes de entrada y de salida, están gestionados por el modulo mecatronico, un control inteligente hidráulico y electrónico. Esta interconexión permite que la marcha siguiente siempre esté colocada y lista para ser activada de forma inmediata. El proceso de apertura y cierre de los embragues es totalmente coincidente, lo que produce el cambio directo y suave ya mencionado. Todo este proceso se realiza en 6 centésimas de segundo. Los conductores con exigencias deportivas experimentarán por primera vez la sensación de un cambio de marchas como si simplemente pulsaran un botón. Aún más, en el modo deportivo (, las unidades de control del motor y la caja de cambios activan un empuje positivo del motor en función del régimen, que acrecienta la dinámica del cambio: retardando el cambio al subir las marchas, y recortándolo al reducir. Por otra parte, el acople del motor con la caja automática de cambio directo DSG genera potencia de tracción inmediata por medio de la inmediatez del cambio de velocidades, lo que da como resultado un mayor dinamismo. Los tiempos de aceleración son menores que los obtenidos con la caja de cambios manual. Con el DSG, Volkswagen es el primer fabricante mundial en desarrollar una caja de cambios de embrague doble producida en serie. Este tipo de transmisiones ya habían sido utilizadas en competición, pero la incomodidad del cambio por falta de medios adecuados de control mecánico y electrónico impidieron su utilización en coches de calle.
  • 63. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 63 Volkswagen encontró la solución; sumados a una serie de nuevos componentes hidráulicos, se desarrolló la compleja unidad mecánico- electrónica, que ha hecho posible la utilización del DSG El sistema de cambio DSG se fabrica en la planta de transmisiones de Volkswagen en Kassel, en la que se ha realizado una inversión nuevos sistemas de producción de 150 millones de euros. La capacidad de producción será de 1.000 cajas de cambio diarias. 4.2. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TRANSMISION DSG Ventajas Una transmisión DSG es mejor comparada con una caja de cambios manual ya que si se utiliza en modo automático funciona como una transmisión totalmente automática. La transmisión es mas ligera y la perdida de potencia es mucho menor, además de notar que los cambios son mucho mas rápidos el consumo de combustible es mucho menor. la transmisión tiene mejor desempeño y cambios muy suaves casi imperceptibles provocando un mejor manejo y desarrollo del motor. En efecto la más nueva generación de carros de alto desempeño son más rápidos y agiles cuando están equipados con la transmisión de embrague doble. Desde que el mecanismo no se salta ningún cambio y el clutch esta siempre embragado el DSG da mas entrega de fuerza constante y par motor en especial en automóviles turbo cargados En un automóvil de transmisión manual y motor turbo normalmente hay una caída de empuje del turbo en los cambios de velocidad interrumpiendo la entrega de fuerza y par motor pero debido al doble embrague la caída de empuje prácticamente es nula logrando un mejor funcionamiento en el motor y el turbo cargador nunca deja de girar además que elimina las inconsistencias y mala selección de cambios.
  • 64. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 64 Desventajas La transmisión requiere de muchos cuidados, un correcto uso y debido a lo nuevo de su creación genera problemas a corto y mediano plazo Los cambios de aceite y mantenimiento deben ser puntuales de lo contrario genera daños irreversibles y de costo alto Lo nuevo de la transmisión ocasiona que las reparaciones sean difíciles, costosas y prácticamente nadie fuera de los concesionarios las puedan reparar causando costos elevados de mantenimiento por los altos costos que cobran las concesionarias. No tiene posibilidad alguna de modificación 4.3 FALLAS COMUNES DE LA TRANSMISION 4.3.1 FALLA DEL SENSOR DE REGIMEN Y TEMPERATURA La transmisión DSG tiene muchos componentes electrónicos incluyendo sensores que proporcionan información diversa desde las revoluciones del automóvil, la temperatura de trabajo del aceite y otras funciones que requiere la computadora de la transmisión para poder mandar el modulo mecatronico y activar la bomba de aceite y el sistema de enfriamiento así como los cambios. El sensor de régimen de entrada al cambio G182 va enchufado en la carcasa del cambio. Se encarga explorar electrónicamente la parte exterior del embrague doble y detecta de esa forma el régimen de entrada al cambio. El régimen de entrada al cambio es idéntico al régimen del motor. En la carcasa de este sensor también se encuentra alojado el sensor G509. Ambos sensores están comunicados con el modulo mecatronico a través de cables eléctricos. Las señales del sensor de entrada al cambio se utilizan como magnitud de entrada para calcular el patinaje de los embragues multidisco. Para este cálculo, la unidad de control también necesita las señales de los sensores G501 y G502.(fig. 43).
  • 65. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 65 Conociendo el patinaje de los embragues, la unidad de control puede gestionar de un modo más exacto la apertura y el cierre de los embragues. Si se ausenta la señal, la unidad de control emplea el régimen del motor como señal supletoria, procedente del CAN-Bus. FIG. 43 UBICACIÓN DEL SENSOR DE TEMPERATURA Sensor de temperatura del aceite del cambio, supeditada al embrague multidisco G509 El sensor G509 se encuentra en la misma carcasa que el sensor de régimen de entrada al cambio G182. Mide la temperatura del aceite DSG que sale de los embragues multidisco. En virtud de que el aceite se somete a cargas térmicas intensas en los embragues multidisco, presenta en este sitio del cambio la más alta de sus temperaturas. Este sensor está diseñado de modo que pueda medir temperaturas de forma muy rápida y exacta. Trabaja dentro de un margen de temperaturas comprendidas entre los –55 °C y los +180 °C. Previo análisis de las señales del sensor de temperatura G509, la unidad de control regula la cantidad de aceite de refrigeración para los embragues y pone en vigor otras medidas más para la protección del cambio. Si se ausenta la señal, la unidad de control recurre a las señales de los sensores G93 y G510, utilizándolas como señales supletorias Cuando la computadora detecta el aumento de la temperatura o la alteración en las revoluciones del motor, o en su caso ambos sensores fallan , por protección la transmisión se coloca en neutral de modo que no
  • 66. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 66 permite embragar ninguna velocidad y el indicador “PRNDS” del tablero parpadea indicando la avería. Vuelve a funcionar normalmente solo si la temperatura baja a los rangos establecidos. Si los sensores están averiados es necesario reemplazarlos para eliminar la avería de la transmisión ya que puede ocasionar daños severos a la transmisión. FIG. 44 SISTEMA DE LUBRICACION VISIBLE 4.3.2 FALLA DEL MODULO MECATRONICO El módulo que está situado dentro de la transmisión y va bañado en aceite consta de dos unidades de control una electrónica y una electrohidráulica y constituye la unidad de mando central del cambio. En ella se unen todas las señales de los sensores y todas las señales de otras unidades de control. En esta unidad compacta hay doce sensores, ocho actuadores de cambio a través de seis válvulas moduladoras de presión y cinco válvulas de conmutación pero de manera que solo vienen en conjunto cuando alguno sufre algún desperfecto ocasiona fallas y faltas de comunicación eléctrica y actuación mecánica motivo por el cual pone en modo emergencia a la trasmisión aun cuando el resto del conjunto funcione adecuadamente Con estas medidas se reduce la cantidad de conectores y cables. Esto significa una mayor fiabilidad eléctrica y un menor peso. Pero esto también supone cargas térmicas y mecánicas de máximo nivel para la unidad de control. Las temperaturas que pueden intervenir desde –40 °C hasta +150
  • 67. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 67 °C, así como las oscilaciones mecánicas de hasta 33 g o 323.73 m/s2 no deben afectar la capacidad del sistema para funcionar en circulación. Ya que el modulo mecatronico aloja el conjunto de sistemas, válvulas y actuadores en un solo conjunto las partes individuales de este no tienen forma de ser reemplazadas o de darles mantenimiento lo que quiere decir que fue diseñada para reemplazarse por completo elevando el costo de la reparación en caso de fallo de este modulo. FIG. 44 REEMPLAZO DEL MODULO MECATRONICO 4.3.3 RUIDOS Y FALLAS EN EL EMBRAGUE MULTIDISCO El embrague multidisco es un conjunto armado de dos embragues uno dentro de otro compuesto de elementos nuevos a los embragues convencionales como el sistema de presión del embrague por resortes de presión, la sujeción de cada embrague al collarín que es cada uno es diferente además las piezas utilizadas unas son mas pequeñas que las Otras ya que uno van dispuesto dentro del otro o mejor dicho sobrepuesto para permitir el uso de ambos en la entrega más suave de potencia y la rapidez del cambio, silencioso y con menos vibraciones.
  • 68. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 68 FIG. 45 EMBRAGUE DOBLE DESARMADO Pero debido a que son dos piezas en vez de una este falla presentando ruidos chirriantes o cascabeleos metálicos determinando el inicio de la falla del embrague ya que las partes internas se van aflojando hasta ocasionar el deterioro y falla del mismo además que se ha probado que el embrague doble dura mucho menos que uno convencional pues debido a que los resortes se aflojan este patina o no actúa adecuadamente sobre la transmisión ocasionando cambios bruscos o golpes al embragar incluso sobrecalentamiento ya que este patina. Tenemos en cuenta que de la misma manera que este es un ensamble o un conjunto en funcionamiento no tiene reparación por partes individuales o secciones ocasionando el reemplazo total de la pieza. Cabe mencionar que existen tres generaciones de embrague mejorada una de la anterior y logrando un óptimo desempeño pudiéndose reemplazar uno por otro sin inconvenientes técnicos o de funcionamiento cubriendo la misma garantía. (fig.46)
  • 69. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 69 FIG.46 PIEZAS DE REPUESTO AL EMBRAGUE DOBLE 4.4 MAL USO DEL SISTEMA Mientras que la transmisión DSG es similar en uso a una transmisión automática tiene los beneficios de una manual respeto a la duración del sistema y resistencia a la aplicación de esfuerzos altos. Ya que esta transmisión esta montada sobre maquinas de alta potencia y torque no requiere mucho esfuerzo para funcionar pero el peor enemigo de este sistema y tal vez el mas costoso y perjudicial es el mal uso ya que este no esta cubierto por la garantía del auto y los costos de reparación elevados por el mal uso ya que el desgaste es mayor y por consiguiente el mayor numero de reparaciones innecesarias. FIG. 47 GOLF R32 CON TRANSMISION DSG El aparcar el vehículo sin colocar primero el freno de mano y colocar la palanca selectora en posición P (parking) y al arrancar hacer lo mismo ocasiona un desgaste prematuro en los engranajes de las velocidades y en los seguros de bloqueo del diferencial para aparcar teniendo una
  • 70. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 70 consecuencia grave ya que la reparación de las piezas metálicas y de los arboles primarios y engranajes de la transmisión es difícil por no decir imposible ya que estos no se venden por separado FIG. 48 APARCADO INCORRECTO PROVOCA FALLAS EN EL SISTEMA Siendo una solución conseguir piezas de segunda mano (Fig. 49) y a precios elevados sin considerar la casi nula comercialización de ellas y quedando como única opción el diseño y manufactura de la pieza nueva siendo esto la posibilidad más económica y viable. Lo que conlleva a hacer pruebas y ensayos metalograficos y de composición para obtener los materiales correctos y los maquinados con las tolerancias especificas teniendo los inconvenientes de una manufactura nueva y errores de ajuste . FIG. 49 PIEZAS DE SEGUNDA MANO El deterioro de las piezas como el modulo mecatronico y el daño en el embrague doble también ocasionados por el mal manejo y uso de la transmisión incluyendo la negligencia por falta de servicios igualmente ocasiona problemas severos y daños costosos en la caja de cambios .
  • 71. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 71 5. PROPUESTA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO 5.1.-PREPARACION DEL VEHICULO Para realizar el cambio del aceite se tiene que tener en cuenta las especificaciones técnicas de las herramientas y partes originales a utilizar a si como la temperatura de del motor y de la transmisión será elevada cuidando de usar el equipo necesario para evitar lesiones personales. 5.1.1 Herramientas y refacciones a utilizar *6 litros de aceite PENTOSIN FFL-2 SAE 75W. Parte # G 052 182 A2. FIG. 50 ENVASE DE ACEITE PARA ESTA TRANSMISION *Una caja de cambios directa del filtro. Parte # 02E 305 051 B. FIG.51 CAJA DE RECAMBIO DE FILTRO ACEITE
  • 72. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 72 *1 Junta. Parte # N 043 809 2. FIG 52 JUNTA *2 Sellos. Parte # N 910 845 01. FIG 53 SELLOS DE GOMA *Sistema de llenado de aceite para DSG O2E VAS6262 FIG.54 SISTEMA DE LLENADO DE ACEITE
  • 73. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 73 *Modulo de diagnostico electrónico VAS 5051 FIG 55 MODULO DE DIAGNOSTICO VAS 5051 * 2 Caballetes de carga para mantener elevado el vehículo FIG 56 CABALLETES DE SOPORTE * Gato hidráulico para levantar el auto de 2 tons. FIG 57 GATO HIDRAULICO
  • 74. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD AZCAPOTZALCO MANUEL LOYOLA DIAZ BARRIGA 74 *Destornillador t-30 y t 25 punta de estrella o Bristol FIG 58 DESTORNILLADOR ESTRELLA * Toma corta de 24mm en 3/8” de 3/8” de eslabón giratorio con matraca de apriete con torquimetro integrado FIG.59 TOMA DE APRIETE *Llave hexagonal de 8 mm Allen FIG 60. LLAVE HEXAGONAL *Recipiente para tirar el aceite usado de la transmisión capacidad 6 lts FIG. 61 DRENADO DE ACEITE