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Ing. Fabricio Espinoza
EMBRAGUE
TREN DE FUERZA MOTRIZ
EMBRAGUES POR CONOS DE FRICCIÓN
Los embragues de cono no usan un
disco interpuesto. Estos embragues
disponen de dos piezas troncocónicas,
una hembra y otra macho, que se
acoplan por una fuerza de empuje, la
fricción entre las superficies igualará
las velocidades de los ejes
Este tipo de embrague se emplea en
sincronizadores de cajas de cambios
manuales y bañados en aceite

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EMBRAGUES CENTRÍFUGOS DE SEGMENTOS BASCULANTES
 En estos embragues el motor acciona unos segmentos basculantes de
embrague.
 Estos segmentos se mueven hacia el exterior al aumentar el número de
revoluciones
 Dichos segmentos llevan guarniciones, y el arrastre se efectúa a partir de
las 1000rpm

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EMBRAGUES CENTRÍFUGOS CON DISCO DE EMBRAGUE
(a) Con pesos centrífugos en forma de rodillos:
 Unos pesos centrífugos en forma de rodillo, se desliza por unas pistas o
guías en forma de cuña, que se encuentran entre la placa de presión y la
carcasa del plato de presión.
 Al aumentar las rpm los pesos centrífugos se mueven hacia el exterior y
aprietan en el espacio, que se reduce en cuña, formado por la pistas de
guía
 Como la carcasa del plato de presión esta fija con el volante motor, los
pesos centrífugos sólo pueden apretar contra el disco de embregue la
placa de presión, la cual puede desplazarse axialmente

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 La fuerza de los pesos centrífugos actúa radialmente, se transforma en las
pistas de guía, en una fuerza que actúa axialmente en los discos de
embrague
 Los pesos sustituyen a los muelles o diafragma del plato de presión
 El desembrague se hace por medio de muelles de retroceso que separa la
placa de presión del disco de fricción
 Cuando las rpm bajan, la fuerza axial producida por la fuerza centrífuga de
los pesos es menor que la fuerza de los muelles de retroceso.
 De esta forma, los pesos centrífugos regresa hacia atrás y la placa de
presión se suelta

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(b) Con pesos centrífugos basculantes:

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EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICO
 El sistema de embrague electromagnético está constituido por una corona
de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor.
 En el interior de esta corona va alojada una bobina, que al pasar la
corriente eléctrica a través de ella produce un campo magnético en la zona
del entrehierro formado entre la corona y el disco de acero.
 Dicho disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de
un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional.
 El espacio existente en el interior de la corona se cierra con chapas de
acero, y se rellena con polvo magnético, que se aglomera en el entrehierro
por la acción del campo magnético creado por la bobina, haciendo
solidarios a la corona con el disco.

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 De esta forma, cuando pasa corriente por el arrollamiento de la bobina se
produce la aglomeración del polvo magnético consiguiendo el embragado
del motor.
 Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina el polvo magnético no
se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vacío a la corona sin
arrastrar el disco. Con lo cual el motor permanece desembragado
 En el instante en que comienza a pasar corriente por la bobina se inicia la
aglomeración del polvo magnético, que tarda un cierto tiempo en
completarse, además del retardo a la aparición del flujo magnético que se
produce en todas las bobinas. Este efecto consigue que el embrague sea
progresivo.

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EMBRAGUE HIDRÁULICO
Principio de funcionamiento:
 Para comprender el funcionamiento
de un convertidor de par tenemos
que analizar primero un modelo de
acoplamiento hidráulico elemental.
 En la figura se ilustra el principio en
que se basa el acoplamiento
hidráulico.

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 En el dibujo superior de la figura, el líquido a gran velocidad choca contra
las paletas de la turbina y hace girar la rueda. De este modo se transmite
el par motor por medio de un líquido.
 Para variar el par motor se varía la velocidad con que sale el líquido por la
boquilla. A poca velocidad, el líquido no mueve la rueda. A gran velocidad
la turbina empieza a girar y la rueda se acelera cada vez más.
 Ocurre lo mismo que cuando se dispone un ventilador eléctrico frente a
otro, como puede verse en la mitad inferior de la misma figura. Basta
conectar a la red uno de los ventiladores para que el chorro de aire que
produce ponga en movimiento al otro ventilador.

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 Este principio se aprovecha en el acoplamiento hidráulico de la siguiente
manera:
 Dentro de una caja llena de aceite (dibujo A), hay dos partes: una mitad
activa o bomba, y una mitad pasiva o turbina.
 Al girar la bomba accionada por el motor de explosión, la fuerza centrífuga
hace que el aceite salga despedido en sentido radial, pasando a la otra
mitad, donde encuentra las paletas de la turbina. El aceite empuja las
paletas y hace que la turbina gire en el mismo sentido que la bomba,
transmitiendo de este modo la fuerza.
 En los dibujos B, C y D, se puede ver como actúa sobre la turbina la
corriente de aceite centrifugado por la bomba.
 En B el nivel líquido cubre la taza.

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 En C se hace girar la taza y la fuerza centrífuga proyecta el líquido hacia
afuera.
 En D se ha puesto otra taza sobre la primera. Al girar rápidamente la taza
activa, el líquido que sale proyectado por el borde circula en un plano
radial que abarca ambas cavidades opuestas.

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 Entonces un embrague hidráulico consta de dos partes giratorias; la
bomba que es movida por el motor a través del cigüeñal, y la turbina que
transmite el movimiento a la caja de cambios
 El fluido de transmisión de movimiento es este embrague es el aceite
 Ambos elementos tienen forma de un semitoroide geométrico y en su
interior se encuentran unos tabiques planos, llamados álabes, que se
encuentran enfrentados entre sí, dentro de una caja totalmente estanca y
llena de aceite

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 En la figura se observa la trayectoria del aceite expulsado por el impulsor.
 El aceite choca contra los álabes del impulsor haciendo que el aceite
adquiera fuerza cinética y sea impulsado hacia la turbina, haciéndola girar
 De esta manera el movimiento se transmite al eje primario de la caja.

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ESFUERZOS EN EL EMBRAGUE DE DISCO DE FRICCIÓN
Los embragues, en su funcionamiento normal, se encuentran sometidos a
distintos esfuerzos entre los que cabe destacar:
 El par motor soportado
 La fuera de empuje
 La fuerza transmitida
o La presión máxima
admisible
o El par máximo transmitido

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Criterios de diseño del embrague
• Dimensionado por el par transmitido.
• Dimensionado por la duración.
• Dimensionado por la energía absorbida.
• Dimensionado por ergonomía en el pedal

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•

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Fuerza de empuje (Fe)
Es la fuerza que el plato de presión ejerce sobre el disco o discos, se produce
por el mecanismo de presión del plato (muelles o diafragma). La fuerza que
un diafragma realiza depende del espesor del acero y del cono del diafragma,
se suele medir por medio de ensayos reales.
En los embragues que disponen muelles.
Se mide la fuerza (F) que ejerce un muelle
con un dinamómetro de muelles y la fuerza
de empuje total es la suma de la fuerza que
ejerce cada muelle por el número de
muelles

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Fuerza transmitida (Ft)
Es la fuerza máxima que el embrague puede transferir. Es el resultado de la
fuerza de empuje (Fe) por el coeficiente de rozamiento (µ) del disco de acero
de la maza de presión y por el número de caras (n) del disco de fricción del
embrague.
Ft = Fe ∙ (µ ∙ n)
Presión máxima admisible en el disco (P)
Es la presión que pueden soporta los materiales de los discos sin deteriorarse
ni fatigarse. Se obtiene de dividir la fuerza que ejercen los muelles (Fe) entre
la superficie total del disco (S)
𝐏 =
𝐅𝐞
𝐒
(𝐊𝐠/𝐜𝐦𝟐)

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MANDOS DEL EMBRAGUE
 Definimos como mando del embrague al sistema que permite que la fuerza
que ejercemos con el pie en el pedal del embrague, llegue al cojinete axial
y lo desplace para realizar el trabajo de desembrague.
 Las relaciones de transmisión de fuerzas debes estar calculadas para que
no se tenga que ejercer una fuerza excesiva en el pedal.
 La fuerza necesaria en el pedal no debería ser superior a 12kgf.
 En los mandos del embrague es en donde vamos a realizar los reglajes del
sistema de embrague

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 Podemos encontrar básicamente tres tipos de mandos de embrague:
 Mando mecánico, en donde podemos encontrar:
o Mando por cable
o Mando por varillas
 Mando hidráulico
 Mando hidráulico servo asistido

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Mando mecánico por cable
- El elemento de unión entre el pedal del embrague y la horquilla de
accionamiento, es un cable flexible de acero dentro de una funda o
recubrimiento.
- El cable de mando del
embrague trabaja
realizando un esfuerzo
de tracción

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- En el cable del embrague se realizan las calibraciones de las holguras del
sistema de embrague.
- Podemos encontrar cables de embrague con el sistema de regulación en
el extremo que va al lado de la horquilla de accionamiento del embrague.

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- Podemos encontrar cables de embrague con el sistema de regulación en
una de los puntos de fijación de la funda del cable.

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- Dependiendo del tipo de cable se realizará la regulación de holguras
variando la longitud de la funda del cable o la longitud del cable mismo
- En los cables de embrague se debe cuidar la integridad del recubrimiento
o funda.

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Mando mecánico por varillas
- La unión entre el pedal del
embrague y la horquilla de
accionamiento es
mediante un sistema de
varillaje
- La multiplicación de fuerza
se realiza por el principio
de palancas.

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- Las diferentes varillas del
sistema pueden trabajar con
esfuerzos de tracción o con
esfuerzos de compresión,
dependiendo la disposición que
tengan
- La regulación de holgura del
sistema se lo realiza variando la
longitud de alguna de las varillas
que forman el sistema de
mando

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Mando hidráulico
- Partimos del El principio de Pascal: Un cambio de presión aplicado a un
fluido en reposo dentro de un recipiente se transmite sin alteración a través
de todo el fluido. Es igual en todas las direcciones y actúa mediante
fuerzas perpendiculares a las paredes que lo contienen.
- Este principio es aplicado para la multiplicación de fuerzas
- De la fórmula: 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 = 𝑭𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂
𝑨𝒓𝒆𝒂
⁄
- Despejamos : 𝑭𝒖𝒆𝒓𝒛𝒂 = 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒊ó𝒏 × 𝑨𝒓𝒆𝒂
- Si mantenemos la presión constante en un circuito hidráulico, la fuerza
ejercida va a depender del valor del área.

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Funcionamiento:
- La fuerza del pie se transmite a una bomba principal o cilindro emisor, a
través del pedal del embrague y de una varilla.
- El líquido hidráulico transmite la fuerza al émbolo de una bomba auxiliar o
cilindro receptor, y de aquí al dispositivo de embrague.

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- La parte hidráulica está formada por la
bomba principal, una cañería metálica,
una cañería flexible y la bomba auxiliar

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Bomba pricipal o cilindro emisor
- Es un émbolo doble, con obturadores primario y secundario.
- El obturador primario cierra la cámara de presión y el secundario hace
estanco el cilindro con el exterior
- La parte hidráulica del accionamiento está llena de líquido de frenos,
desde el recipiente compensador hasta la bomba auxiliar o cilindro
receptor.
- La cámara formada entre el obturador primario y el secundario está
comunicado con el recipiente compensador por un taladro de llenado

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- En posición de embragado, el obturador primario está un poco delante del
taladro de compensación, uniendo la cámara de presión con el recipiente
compensador
- Con esto se hace posible una compensación de presión y de volumen en
el sistema en el sistema hidráulico
- La parte delantera del émbolo con el obturador primario está conformada a
manera de válvula. Cuando al embragar el émbolo el llevado rápidamente
a su posición de reposo, el obturador principal se dobla, con lo cual a
través de unos taladros puede fluir líquido de la cámara existente entre
obturadores a la cámara de presión. Con esto se evita el ingreso de aire al
circuito.

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Bomba auxiliar o cilindro receptor
- El émbolo de este cilindro, lleva un retén obturador en su lado de presión,
para la estanqueidad del sistema
- Por el otro lado del émbolo acciona un vástago, que constituye el elemento
de unión entre el émbolo receptor y el dispositivo de desembrague.
- En el cuerpo de la bomba auxiliar se encuentra una válvula para la purga
del sistema hidráulico del embrague.

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