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SISTEMA DE TRANSMISIÓN - EMBRAGUES

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Transmisión
Embrague
Prefacio
Este módulo de enseñanza describe el
embrague y forma parte de una serie de
módulos diseñados para el programa
educativo de nociones básicas de la
transmisión.
El presente módulo debe estudiarse
directamente después del módulo:
“Información general”.
Mediante el estudio de este módulo, tendrá la
oportunidad de adquirir conocimientos sobre
las funciones del embrague, sus
componentes principales y el modo en el que
estos componentes funcionan tanto por su
cuenta como incluidos en la unidad del
embrague.
Índice
Embrague – Introducción 3
Cada tipo de vehículo dispone de un
embrague ideal, calculado en
función de: 4
Categorías de embragues 5
Embrague hidráulico 6
Embrague hidráulico – fundamentos
del funcionamiento 7
Embrague mecánico 8
Embrague mecánico – componentes
principales 9
Hay dos tipos de platos de compresión: 10
Hay dos tipos de resortes de lámina: de
empuje y de arrastre. 11
Disco del embrague 12
Disco rígido 14
Forros de disco 15
Cárter cónico del embrague 17
Cojinete de embrague 18
Sistema operativo del embrague 19
Sistema operativo del embrague:
componentes 20
Servo de embrague 21
Funcionamiento del embrague 22
Ilustración que muestra todo el sistema. 23
Identificación y clasificación de las
unidades de embrague 31
Se puede efectuar algunos ajustes
en los embragues: 32
Global Training
TP95850 3
Embrague – Introducción
El embrague es uno de los componentes de la transmisión que permiten la aplicación y la
desaplicación de la conexión entre el par del motor y la caja de cambios.
El embrague (1) va instalado entre el motor y la caja de cambios. He aquí algunas de sus
funciones:
- Interrumpir la transmisión de potencia del motor a la caja de cambios al efectuar un cambio de
marcha.
- Transmitir el par de torsión del motor a la caja de cambios y a los demás componentes de la
transmisión.
El funcionamiento del embrague permite una transmisión uniforme y progresiva del par desde el
motor a la caja de cambios.
Global Training
TP95850 4
Cada tipo de vehículo dispone de un embrague ideal,
calculado en función de:
- el par motor;
- el peso máximo del vehículo (cargado);
- la relación de transmisión;
- el tipo de aplicación;
- el alcance dinámico;
- la relación del diferencial;
Estos factores determinarán el diámetro y el peso del plato de apriete y el tipo de disco que
deberá utilizarse.
El embrague debe:
- trasmitir el par de torsión desde el motor hasta la caja de cambios sin patinar.
- resistir altas velocidades y desgastes prematuros;
- eliminar asimientos al arrancar;
- permitir un cambio de marchas uniforme y rápido;
- absorber las vibraciones del motor.
Global Training
TP95850 5
Categorías de embragues
Los muchos tipos de embrague pueden dividirse en dos categorías principales:
Embragues hidráulicos (1)
El par de torsión se transfiere del motor a la caja de cambios por medio de un fluido hidráulico
que circula entre los dos componentes principales del embrague hidráulico: el rotor de la bomba
y el rotor de la turbina.
Embrague mecánico (2)
Los embragues mecánicos están compuestos de uno o más discos. La mayoría de estos
discos están provistos de un resorte de diafragma y están regulados por vía hidráulica mediante
la acción un servo hidroneumático de embrague. Un plato de apriete empuja el disco contra el
volante y transfiere el par del motor a la caja de cambios.
Global Training
TP95850 6
Embraguehidráulico
Un embrague hidráulico consta fundamentalmente de un rotor de bomba y un rotor de turbina.
Los rotores se componen de hélices con paletas colocadas la una frente la otra.
El rotor de la bomba va instalado en el eje de salida del motor y el rotor de la turbina en el eje de
entrada o árbol primario de la caja de cambios.

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  • 2. Prefacio Este módulo de enseñanza describe el embrague y forma parte de una serie de módulos diseñados para el programa educativo de nociones básicas de la transmisión. El presente módulo debe estudiarse directamente después del módulo: “Información general”. Mediante el estudio de este módulo, tendrá la oportunidad de adquirir conocimientos sobre las funciones del embrague, sus componentes principales y el modo en el que estos componentes funcionan tanto por su cuenta como incluidos en la unidad del embrague. Índice Embrague – Introducción 3 Cada tipo de vehículo dispone de un embrague ideal, calculado en función de: 4 Categorías de embragues 5 Embrague hidráulico 6 Embrague hidráulico – fundamentos del funcionamiento 7 Embrague mecánico 8 Embrague mecánico – componentes principales 9 Hay dos tipos de platos de compresión: 10 Hay dos tipos de resortes de lámina: de empuje y de arrastre. 11 Disco del embrague 12 Disco rígido 14 Forros de disco 15 Cárter cónico del embrague 17 Cojinete de embrague 18 Sistema operativo del embrague 19 Sistema operativo del embrague: componentes 20 Servo de embrague 21 Funcionamiento del embrague 22 Ilustración que muestra todo el sistema. 23 Identificación y clasificación de las unidades de embrague 31 Se puede efectuar algunos ajustes en los embragues: 32
  • 3. Global Training TP95850 3 Embrague – Introducción El embrague es uno de los componentes de la transmisión que permiten la aplicación y la desaplicación de la conexión entre el par del motor y la caja de cambios. El embrague (1) va instalado entre el motor y la caja de cambios. He aquí algunas de sus funciones: - Interrumpir la transmisión de potencia del motor a la caja de cambios al efectuar un cambio de marcha. - Transmitir el par de torsión del motor a la caja de cambios y a los demás componentes de la transmisión. El funcionamiento del embrague permite una transmisión uniforme y progresiva del par desde el motor a la caja de cambios.
  • 4. Global Training TP95850 4 Cada tipo de vehículo dispone de un embrague ideal, calculado en función de: - el par motor; - el peso máximo del vehículo (cargado); - la relación de transmisión; - el tipo de aplicación; - el alcance dinámico; - la relación del diferencial; Estos factores determinarán el diámetro y el peso del plato de apriete y el tipo de disco que deberá utilizarse. El embrague debe: - trasmitir el par de torsión desde el motor hasta la caja de cambios sin patinar. - resistir altas velocidades y desgastes prematuros; - eliminar asimientos al arrancar; - permitir un cambio de marchas uniforme y rápido; - absorber las vibraciones del motor.
  • 5. Global Training TP95850 5 Categorías de embragues Los muchos tipos de embrague pueden dividirse en dos categorías principales: Embragues hidráulicos (1) El par de torsión se transfiere del motor a la caja de cambios por medio de un fluido hidráulico que circula entre los dos componentes principales del embrague hidráulico: el rotor de la bomba y el rotor de la turbina. Embrague mecánico (2) Los embragues mecánicos están compuestos de uno o más discos. La mayoría de estos discos están provistos de un resorte de diafragma y están regulados por vía hidráulica mediante la acción un servo hidroneumático de embrague. Un plato de apriete empuja el disco contra el volante y transfiere el par del motor a la caja de cambios.
  • 6. Global Training TP95850 6 Embraguehidráulico Un embrague hidráulico consta fundamentalmente de un rotor de bomba y un rotor de turbina. Los rotores se componen de hélices con paletas colocadas la una frente la otra. El rotor de la bomba va instalado en el eje de salida del motor y el rotor de la turbina en el eje de entrada o árbol primario de la caja de cambios.
  • 7. Global Training TP95850 7 Embrague hidráulico – fundamentos del funcionamiento El motor se pone en marcha haciendo girar el rotor de la bomba (1). El líquido hidráulico entre los dos rotores se desplaza hacia el rotor de la turbina (2). La presión del líquido incide en el rotor de la turbina haciéndola girar. Cuanto mayor sea la velocidad del motor, mayor es la presión del líquido aplicada al rotor de la turbina. Cuanto mayor sea la presión, mayor es la velocidad de giro del rotor. Mediante el giro del rotor de la turbina, se transmite el par del motor a la caja de cambios y al resto del sistema de transmisión que pone el vehículo en movimiento.
  • 8. Global Training TP95850 8 Embraguemecánico Los embragues mecánicos disponen de un resorte de diafragma y están regulados por un cilindro servoasistido. Este tipo de embrague se compone fundamentalmente de: 1. cárter del embrague; 2. plato de apriete; 3. disco; 4. resorte de diafragma; 5. cojinete de embrague.
  • 9. Global Training TP95850 9 Embrague mecánico – componentes principales Plato de compresión El plato de compresión es un componente mecánico que consta de: 1. Remaches de separación 2. Resorte de lámina 3. Plato de compresión 4. Fijación del resorte de lámina 5. anillo 6. cubierta El plato de compresión (3) es un anillo de acero de gran dureza que va presionada contra el disco por la acción de los resortes helicoidales o resortes de diafragma.
  • 10. Global Training TP95850 10 Hay dos tipos de platos de compresión: 1. Platos de compresión con resortes helicoidales Este tipo de plato normalmente ya no se utiliza en embragues porque no tiene la suficiente resistencia para soportar las enormes velocidades de los motores actuales. Además, la presión que ejerce sobre el disco se reduce de forma dramática a medida que se va desgastando el forro de disco, lo que aumenta por tanto el esfuerzo que debe aplicarse al pedal del embrague. 2. Platos de compresión con resortes de diafragma La gran resistencia a las grandes velocidades desarrolladas por el motor junto con la compactibilidad de su construcción que permite un cárter de embrague de escaso tamaño (de gran importancia para el ahorro de espacio) son los motivos por los que el plato con resortes de diafragma es norma en todos los vehículos fabricados hoy en día. La construcción con resorte de lámina posibilita, además, que el motor trabaje con cargas iniciales más bajas y casi constantes durante la vida del plato, por lo que se reduce el esfuerzo que debe aplicarse al pedal de freno.
  • 11. Global Training TP95850 11 Hay dos tipos de resortes de lámina: de empuje y de arrastre. Los vehículos Volvo utilizan platos de presión de arrastre. Los platos de arrastre tienen muchas ventajas comparados con los de empuje. La diferencia principal entre estos dos tipos de embrague estriba en el movimiento del cojinete de soporte. Al aplicar el pedal del embrague, el cojinete de soporte se desplaza hacia la caja del mecanismo de la dirección y la caja de cambios. Los extremos del resorte de diafragma y el plato de apriete se separan del disco, desconectando el motor del embrague. El rendimiento de los embragues de arrastre es superior debido a su mayor capacidad de transmitir un par más alto. Además, gracias a una construcción menos complicada, los engranajes de arrastre se instalan con mayor rapidez y requieren un mantenimiento más sencillo. Su nuevo diseño presenta una reducción del peso de la unidad completa del embrague, reduciéndose de este modo el peso del vehículo.
  • 12. Global Training TP95850 12 Disco del embrague El disco del embrague (1) es el elemento principal que va en contacto con el volante (2) y el plato (3). Cuando va aplicado, el disco del embrague transfiere el par del motor a la caja de cambios y, a través de los demás componentes de la transmisión, a las ruedas, haciendo posible el movimiento del vehículo.
  • 13. Global Training TP95850 13 El disco es de acero. Disco de embrague (1), resortes amortiguadores (2), un cubo acanalado (3), y un forro de disco (4). El disco de embrague seco lleva forros de fibra en ambas caras. Los forros son de materiales sin amianto, resistentes a las altas temperaturas que se producen cuando el disco va accionado. Se sujetan a los discos con remaches. El disco de acero va conectado al cubo por medio de un elemento de roce provisto de resortes amortiguadores. Estos resortes absorben los valores máximos del par motor y las vibraciones. El árbol primario de la caja de cambios va encajado en el agujero estriado del cubo del disco. Al girar el cubo, gira también el árbol primario, transfiriendo el par motor a la caja de cambios. Para que la carga aplicada a los forros del disco se mantenga lo más uniforme posible, el disco está provisto de una placa corrugada. Esta construcción proporciona mayor uniformidad a la acción del embrague y reduce el peligro de sobrecalentamiento.
  • 14. Global Training TP95850 14 Hay dos tipos de discos de embrague: discos rígidos y discos de amortiguación de par motor. Disco rígido Los de construcción más sencilla constan de un cubo estriado (1) que se desliza sobre el eje de avance del embrague, un disco conducido (2), dos forros (3) que se ocupan de la resistencia al roce entre el volante y el plato de apriete y los remaches de sujeción (4). En construcciones más modernas, el disco rígido dispone de resortes de segmentos que absorben el movimiento axial del disco y reducen el deslizamiento, permitiendo un funcionamiento más uniforme.
  • 15. Global Training TP95850 15 Forros de disco Los forros son componentes que hacen frente al roce entre el plato y el volante. Elaborados, en la mayoría de los casos, de materiales de base orgánica (con amianto o sin él), los forros deben presentar las siguientes características fundamentales: - un elevado coeficiente de rozamiento; - un coeficiente de rozamiento constante, que no se vea afectado por el aumento de la temperatura; - resistencia al desgaste prematuro; - resistencia a temperaturas elevadas; - resistencia a grandes velocidades; - que no ocasione asimiento. En los últimos modelos de vehículos se utilizan forros sin amianto debido a la gran resistencia contra el desgaste de éstos en comparación con los tradicionales forros de amianto. El uso de forros de base inorgánica (sinterizados, de cerámica) se limita a vehículos en los que no es de gran importancia la suavidad del arranque (tractores, camiones especiales, camiones de carreras). El beneficio principal de este tipo de forros es una gran capacidad de resistencia al desgaste y a temperaturas elevadas y un alto coeficiente de rozamiento. PRECAUCIÓN: El uso de materiales que contengan amianto está prohibido actualmente en muchos países a causa de sus propiedades cancerígenas.
  • 16. Global Training TP95850 16 Los embragues pueden tener uno o dos discos. - Embrague de un disco - Embrague de dos discos Los embragues de dos discos funcionan del mismo modo que los de un disco, si se exceptúa la presencia de otro disco de embrague y un plato de apriete intermedio. El plato de apriete intermedio está situado entre los dos discos de embrague y se instala en un anillo intermedio que va atornillado entre el volante y el cuerpo de embrague. Un embrague de dos discos presenta un área de fricción mucho más amplia y puede transmitir un par motor más elevado que el embrague de un disco. Por este motivo, se utiliza este tipo de embragues en vehículos de gran potencia que requieren un par motor más elevado. ATENCIÓN Al cambiar el disco de embrague, aplique a las estrías del árbol primario de la caja de cambios una fina capa de grasa resistente al calor antes de instalar otro disco.
  • 17. Global Training TP95850 17 Cárter cónico del embrague (1) La función del cárter cónico del embrague es proteger el embrague de contaminaciones producidas por la humedad o impurezas. Es parte integrante de la parte delantera de la caja de cambios y está en contacto con la caja del motor. Palanquita y eje de desembrague (2) La palanquita (3) y el eje de desembrague (2) forman parte de la regulación del embrague. Se encargan de la transmisión del movimiento desde el sistema de mando del embrague al cojinete de embrague.
  • 18. Global Training TP95850 18 Cojinete de embrague La función del cojinete de embrague (1) es transferir el movimiento del eje de desembrague al resorte de diafragma. La parte interior del cojinete va sujeta en el sentido del giro junto al eje de desembrague y el componente intermedio va sujeto en el resorte de diafragma y gira junto con el cuerpo de embrague y el motor. El cojinete de embrague está provisto de un resorte anular (2) cuya función es sujetar convenientemente el cojinete en el eje de desembrague al instalar la caja de cambios.
  • 19. Global Training TP95850 19 Sistema operativo del embrague El embrague se acciona mediante un sistema denominado “sistema de accionamiento hidroneumático”. Este sistema consiste en un cilindro hidráulico maestro conectado al pedal del embrague y al cilindro hidráulico servoasistido. Los componentes del sistema de accionamiento son los siguientes: 1. depósito de líquido 2. cilindro maestro 3. tubería hidráulica 4. tubería neumática 5. servo de embrague 6. tubo contador 7. horquilla de embrague El servo del embrague aumenta la potencia hidráulica generada en el cilindro maestro y, de este modo, reduce sensiblemente el esfuerzo que debe aplicarse en el pedal de embrague.
  • 20. Global Training TP95850 20 Sistema operativo del embrague: componentes Cilindro maestro El cilindro hidráulico maestro se instala junto al pedal de embrague y se encarga de suministrar presión al servo de embrague. El cilindro maestro se ocupa también de generar la potencia hidráulica que es transmitida al servo de embrague a través de la tubería neumática. El cilindro maestro requiere dos ajustes fundamentales para que funcione de forma apropiada el pedal de embrague. 1. El perno de ajuste en cabeza (1) sirve para ajustar el juego entre la varilla de pistón y el pistón del cilindro maestro. Este juego asegura que la junta del pistón regrese a una posición justo por encima del orificio que conecta con el depósito del líquido. Esto elimina la formación de presión residual en la tubería hidráulica. 2. El perno de ajuste en la base (2) sirve para ajustar la carrera del pedal de embrague y, por consecuencia, la carrera del pistón del servo.
  • 21. Global Training TP95850 21 Servo de embrague El servo de embrague está situado junto a la caja de cambios. La función del servo de embrague es convertir la presión del cilindro maestro en movimiento. Esta transformación tiene lugar cuando la presión generada por el cilindro maestro empuja hacia arriba el pistón de reacción del servo. El servo de embrague dispone también de una válvula indicadora de desgaste (1).
  • 22. Global Training TP95850 22 Funcionamiento del embrague Cuando no está aplicado el embrague, es decir, cuando se ha levantado el pie del pedal de embrague (1), el plato empuja el disco de embrague (2) y lo aprieta contra el volante. El embrague y el volante (3) quedan conectados y el embrague transfiere el par del motor al árbol primario de la caja de cambios (4). Toda la unidad del embrague gira a la misma velocidad que el motor y transmite el par de torsión del motor a la línea motriz. El cojinete de soporte es conducido hacia atrás por el resorte de la horquilla de desembrague (5).
  • 23. Global Training TP95850 23 Ilustración que muestra todo el sistema. (1) La válvula auxiliar cierra el paso de aire comprimido situado en el interior del cilindro y permite la entrada del aire por el orificio de escape. (2) El orificio de escape está abierto. La presión del sistema tiene el mismo valor que la presión atmosférica.
  • 24. Global Training TP95850 24 El pedal de embrague no está pisado. Tanto si funciona como si no funciona el motor, el vehículo no se mueve y la caja de cambios está en punto muerto. O, por otro lado, el vehículo puede estar también en movimiento con una marcha aplicada.
  • 25. Global Training TP95850 25 Ahora veamos qué ocurre al pisar el pedal de embrague. El desplazamiento del cilindro maestro provoca un aumento de la presión hidráulica del sistema. A causa de este aumento de presión, el pistón de reacción del servo de embrague comienza a desplazarse hacia arriba: (1) el pistón de reacción es empujado,… (2) se abre el paso de aire comprimido y… (3) se cierra el orificio de escape impidiendo la salida del aire.
  • 26. Global Training TP95850 26 A causa del aire comprimido de la cámara neumática (1), el pistón principal (2) empieza desplazarse hacia fuera. Al moverse el pistón (2) hacia fuera, el embrague comienza a desembragarse. El volante (4) continúa girando siempre que el motor esté en marcha. El resorte de lámina (5) y el plato (6) son arrastrados separándose del volante. El disco de embrague (7) deja de estar en contacto con el volante del motor (4) y con el plato (6).
  • 27. Global Training TP95850 27 El espacio que queda libre cuando el pistón principal alcanza el tope de su carrera ascendente, lo ocupa el líquido hidráulico, reduciéndose la presión hidráulica del sistema (1). Recuerde: Al pistón lo desplaza la presión del aire comprimido, no la presión hidráulica. El embrague ahora está completamente desembragado (2).
  • 28. Global Training TP95850 28 Al estar desembragado el embrague, se puede arrancar del motor. La rotación del motor no se transmite al árbol primario de la caja de cambios porque el disco de embrague va loco, libre de presión. De este modo, no se transmite el par del motor a la línea motriz. El conductor puede cambiar de marcha con entera libertad.
  • 29. Global Training TP95850 29 Al levantarse el pie del pedal del embrague, la presión hidráulica desciende hasta adoptar un valor casi similar a la presión atmosférica. El resorte de empuje (4) ejerce presión sobre el pistón de reacción (1) y lo obliga a bajar a su posición original, lo que permite que la válvula auxiliar (2) cierre el paso del aire comprimido y, al mismo tiempo, que se ponga en marcha la circulación de aire por el orificio de escape (3). De esta manera, el aire abandona la cámara neumática (5) y el pistón principal (6) comienza a bajar accionado por el resorte (7) de la horquilla de embrague.
  • 30. Global Training TP95850 30 El embrague ahora vuelve a conectarse con el volante. El plato presiona el disco contra el volante. El par motor se transmite al sistema de transmisión.
  • 31. Global Training TP95850 31 Identificación y clasificación de las unidades de embrague El tipo de embrague utilizado en un vehículo se indica en la placa de identificación adherida en el cárter del embrague. Los embragues se clasifican del siguiente modo: Versión Diámetro exterior del disco (pulgadas) Embrague de arrastre/ de empuje Fabricante Los embragues se clasifican de acuerdo con la dirección de accionamiento del cojinete: de arrastre o de empuje.
  • 32. Global Training TP95850 32 Se puede efectuar algunos ajustes en los embragues: - (1) válvula libre de pedal (pedal de embrague) - (2) carrera operativa (servo de embrague) Deben inspeccionarse con regularidad: - el sistema hidráulico del embrague - el sistema neumático del embrague - el (los) disco(s) de embrague - el volante - el plato de apriete Siga las instrucciones del manual de servicio de embragues que se ajuste al modelo de vehículo y al tipo de embrague correspondiente.