Tp Freno Embrague Final

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Titular: Ing. Raúl FilippiTrabajos Prácticos: Ing. Emilio Rosso

INTEGRANTES:

Tagarelli Ernesto

Trabajo Práctico Freno - Embrague [2013]

Rosa Matías

Ferrara Agustín

ÍNDICE

FRENO

Introducción……………………….…………………………………………... 4

Sistema de freno……………………….………………………………………..8

Freno Mecánico……………………….………………………………………...11

Freno Hidráulico……………………….………………………………………..11

Freno Neumático……………………….………………………………………..16

Freno Eléctrico……………………….…………………………………………..18

Tipos de Frenos……………………….………………………………………….20

Sistema de Frenado ABS………………………………………………………....27

Sistema ESP………………………………………………………………………28

Sistema EBD y BAS……………………………………………………………...29

EMBRAGUE

Introducción……………………………………………………….…….………...30

Embrague de Fricción……………………………………………………………...31

Embrague Hidráulico…………………………………………………………….....34

Convertido de Par…………………………………………………………………...35

Embrague Electromagnético…………………………………………………………37

Componentes del Embrague de Fricción…………………………………………….37

Doble embrague……………………………………………………………………...41

Tecnología SAT……………………………………………………………………...42

Mecanismos para Automotores II Página 2


Tecnología HEC…………………………………………………………………..….43

Embrague Haldex…………………………………………………………………….43

Accionamiento del embrague………………………………………………………....45

Conclusión……………………………………………………………………….…...47

Bibliografía…………………………………………………………………………...48

FRENO

Introducción

Los sistemas de frenado para automóviles fueron necesarios desde la fabricación del primer automóvil, ya sea para reducir y detener su marcha, como para mantenerlo inmóvil en caso de un camino imperfecto.

De la misma manera fue conveniente su evolución paralelamente a la de los autos, ya que éstos, al desarrollar mayor potencia, demandaban de una mejor capacidad de frenado.

Con el transcurso de los años y hasta la fecha, se han desarrollado varios sistemas de frenado, todos ellos respondiendo perfectamente para el momento en que se los requería, pero dejando de hacerlo a medida que evolucionaban los autos, generando la necesidad de desarrollar mejores sistemas que se adecuen a las nuevas potencias.

Debido a los avances antes mencionados ah quedado determinada una cronología de sistemas de freno desde los primeros y básicos frenos mecánicos a fricción, hasta los actuales y más avanzados frenos de cerámica y eléctricos.

La progresiva evolución de los sistemas de frenos en los automóviles, así como la incorporación generalizada de los diferentes sistemas de gestión electrónica en los procesos de frenado, representa una importante mejora de la seguridad activa.

Principio de funcionamiento

La finalidad objetiva principal del equipo de frenos es:

1. Detener el vehículo o reducir la velocidad de marcha del automóvil en el menor tiempo y espacio posible, en cualquier tipo de pavimento y condiciones climatológicas, así como mantenerlo detenido en condiciones de parado.

2. La estabilidad de frenada es buena cuando el vehículo no se desvía de su trayectoria.

3. Una frenada es progresiva, cuando el esfuerzo realizado por el conductor es proporcional a la acción de frenado.



Debe tenerse en cuenta que, cuando un conductor acciona el pedal de freno para reducir la velocidad o detener el automóvil en condiciones de marcha, la fuerza que ejerce en el pedal es transmitida y multiplicada por el equipo de frenos para generar, finalmente, la desaceleración y detención necesaria en las ruedas.

Este proceso de frenado puede parecer muy elemental, pero en realidad la dinámica del proceso de frenado implica una convergencia de acciones conjuntas para que la efectividad de la frenada pueda alcanzar el 100% de eficacia, y deben de cumplirse de forma simultánea una serie de condicionantes como son:

1. Que la adherencia entre los neumáticos y asfalto sea máxima.2. Que no se bloqueen las ruedas y el automóvil no derrape.

3. Que el equipo de frenos funcione correctamente.

Cuando presionamos los frenos de un vehículo provocamos una fricción en el disco o tambor (según sea el tipo) que genera calor. Es decir, transformamos la energía cinética (velocidad) en energía calorífica (calor) y entre más rozamiento produzca el sistema de frenos, más eficiente será al frenar. De la misma manera, mientras más calor desprenda el sistema de frenos mayor cantidad de frenadas consecutivas será capaz de realizar. Este principio básico nos permite determinar que el sistema de frenos más efectivo va a ser el que pueda disipar más el calor. Así, entre más velocidad y peso tenga el vehículo más energía cinética va a poseer y más difícil resultará detenerlo. El sistema de frenos está diseñado para que a través del funcionamiento de sus componentes se pueda detener el vehículo a voluntad del conductor, sin importar las condiciones del clima o del suelo. Por ello cuando las balatas para frenos de disco detienen el vehículo a través de fricción y convierten el movimiento en calor, deberán ser lo suficientemente eficientes para resistir las severas condiciones de presión y altas temperaturas.

Podemos dividir el equipo de freno en dos sistemas diferentes, a saber:

1. Freno de servicio2. Freno de estacionamiento

Freno de servicio: El frenado de servicio debe permitir el control del movimiento del vehículo y pararlo de manera segura, rápida y eficaz, cualesquiera que sean las condiciones de velocidad de carga y ascendente o descendente sobre la pendiente en que el vehículo se encuentra.

Freno de estacionamiento: El frenado de estacionamiento debe permitir mantener un vehículo inmóvil sobre una pendiente ascendente o descendente, incluso en ausencia del conductor.

Aspectos relativos al cálculo

En el siguiente, daremos por sabidos los principios físicos relativos al frenado, como las Leyes de Newton, fuerza de rozamiento, fuerza normal, ecuaciones de movimiento, etc.

Pasaremos a desarrollar aquellos conceptos que no fueron estudiados por ser muy específicos al presente trabajo de investigación.

Deslizamiento



El deslizamiento o derrape del automóvil, en la operación de frenado, se produce en la situación crítica del bloqueo de las ruedas cuando la fuerza de frenado supera a la fuerza de inercia.

Por lo tanto una condición principal para un correcto frenado es detener el automóvil en el menor tiempo posible, pero sin llegar a bloquear las ruedas por los elementos frenantes del sistema de frenos. Por ello influyen notablemente las condiciones de las superficies entre neumáticos y calzada.

Si los neumáticos están muy desgastados o las condiciones del suelo no son óptimas, éstos perderán adherencia, con el consecuente deslizamiento y pérdida de direccionalidad del automóvil.

Deslizamiento longitudinal

Debido a la inercia del automóvil, al acelerar y sobre todo enfrenadas de elevada intensidad, se produce una transferencia de peso longitudinal.

Al frenar, debido a la inercia del automóvil en marcha, se produce una transferencia de peso longitudinal, de la parte trasera a la delantera, es decir, las ruedas traseras se aligeran y se sobrecargan las delanteras.

Al aumentar el peso en las ruedas delanteras, se aumenta la fuerza de adherencia, motivo por el que la fuerza de frenado se debe



incrementar en los frenos de las ruedas delanteras, para que pueda aplicarse hasta el 80% del total del efecto de frenado cuando se pisa el pedal de freno.

Si el bloqueo fuese en las ruedas delanteras, el auto derraparía produciendo una desviación lateral peligrosamente incontrolable.

Repartidor de frenada en función del peso del eje trasero:

Es un elemento instalado en las canalizaciones de los frenos traseros que disminuye la presión hidráulica para no bloquear las ruedas, y así, realizar una frenada progresiva y homogénea. Su funcionamiento se justifica por la pérdida de adherencia que sufren las ruedas traseras cuando durante la frenada, parte relativa de la masa del vehículo tiende a deslizarse hacia delante:

Su funcionamiento puede ser mecánico o inercial. El mecánico es un elemento de regulación sujeto a la carrocería, y que tiene una palanca unida al elemento de suspensión que regula la presión del circuito en función del movimiento de dicha suspensión. En cambio, el funcionamiento inercial regula la presión en función del desplazamiento de la masa del vehículo.

Deslizamiento transversal

El mismo fenómeno ocurre cuando se acciona el freno en situaciones en las que el automóvil está experimentando fuerzas laterales, por ejemplo curvas, vientos laterales, etc. con el agravante de que en estos casos, además de cargarse longitudinalmente, también el auto se cargará más del lado externo provocando que las ruedas interiores se bloqueen.

Es recomendable no accionar los frenos en curvas ya que el centro de gravedad se desplazará hacia el lado externo con la posibilidad de que las ruedas derrapen lateralmente.


Freno sin repartidor de frenado, ruedas traseras completamente bloqueadas

Freno con repartidor de frenado, ruedas traseras desbloqueadas


Esta situación puede ser crítica si se sobrepasa el límite de estabilidad del propio automóvil definido por el denominado círculo de adherencia de los neumáticos. Según este círculo, cuando la resultante TC entre la fuerza de tracción T y la fuerza centrifuga C rebasa dicho circulo de adherencia, provocando el derrape de las ruedas y la salida en curva de la vía.

Sistemas de frenos

En este apartado veremos los distintos tipos de freno y los accionamientos de éstos, dejando en claro las diferencias entre ambos conceptos comúnmente confundidos.

Muchas veces se dice que los colectivos tienen frenos neumáticos, concepto que esta errado, ya que los frenos son mecánicos (tambor y zapata), mientras que lo que es neumático es el accionamiento de la leva, la cual antiguamente era accionada mecánicamente por una manivela.

En los automóviles las instalaciones de freno principales son el freno de servicio y el freno de estacionamiento.

Freno de servicio

El freno de servicio debe permitir el control del movimiento del vehículo y pararlo de manera segura, rápida y eficaz, cualesquiera que sean las condiciones de velocidad, de carga, y ya sean éstas, de manera ascendente o descendente sobre la pendiente en que el vehículo se encuentra.

Freno de estacionamiento


Círculo de adherencia de los neumáticos


El freno de estacionamiento debe permitir mantener un vehículo inmóvil sobre una pendiente ascendente o descendente, incluso en ausencia del conductor.

Se acciona con una palanca de mano o pedal, y mediante cables accionan las zapatas contra el tambor, o pistones contra los discos. Es el único accionamiento mecánico que queda en el sistema de frenos de los autos modernos.

Configuración de los circuitos del sistema de freno

Centrándonos en el circuito principal de frenos podemos distinguir diferentes configuraciones. Las disposiciones legales exigen una instalación de frenos principal con dos circuitos.

Según la normativa "DIN 74000" hay cinco posibilidades de configurar los circuitos de frenos en un vehículo. Los circuitos de freno se distinguen a este fin mediante letras: denominándose las distribuciones en: II, X, HI, LL y HHLa forma de las letras se asemeja aproximadamente a la disposición de las tuberías de freno entre el cilindro principal y los frenos de rueda.De estas cinco posibilidades de distribuir los circuitos de freno, las que más se utilizan son la II y la X, que requieren un empleo mínimo de tuberías rígidas, tubos flexibles, empalmes separables y juntas estáticas o dinámicas. Por eso el riesgo de un fallo a causa de fugas es tan bajo en cada uno de sus dos circuitos de freno como en un sistema de freno de un circuito. En caso de fallar un circuito de freno a consecuencia de sobrecarga térmica de un freno de rueda, son particularmente críticas las distribuciones HI, LL y HH, puesto que un fallo de ambos circuitos de freno en una rueda puede causar el fallo total del freno.

Para cumplir las disposiciones legales relativas al efecto del freno auxiliar, los vehículos con carga predominantemente sobre la parte frontal se equipan con la distribución X. La distribución II es apropiada especialmente para turismos con carga sobre la parte trasera.

Distribución "II" Distribución eje delantero/eje trasero: un circuito de freno (1) actúa en el eje delantero y el otro circuito (2) actúa en el eje trasero.

Distribución "X" Distribución diagonal: cada circuito de freno actúa en una rueda delantera y en la rueda trasera diagonalmente opuesta

Distribución "HI" Distribución ejes delantero y trasero/eje delantero: un circuito de freno actúa en los ejes delanteros y trasero, el otro sólo en el eje delantero.



Distribución "LL" Distribución eje delantero y rueda trasera/eje delantero y rueda trasera. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en una rueda trasera.

Distribución "HH" Distribución ejes delantero y trasero/ejes delantero y trasero. Cada circuito de freno actúa en el eje delantero y en el eje trasero.

Sistema de mando de frenos

Si un sistema de freno se acciona por completo o parcialmente por la fuerza muscular del conductor o absolutamente sin ésta, podemos distinguir entre tres modalidades:

Sistema de freno por fuerza muscular Sistema de freno por fuerza auxiliar

Sistema de freno por fuerza ajena

Sistema de freno por fuerza muscular

En este sistema de freno utilizado en turismos y motocicletas, la fuerza muscular aplicada al pedal de freno o a la palanca de freno de mano se transmite mecánicamente (por varillaje o cable de accionamiento) o de modo hidráulico a los frenos de rueda. La energía para generar la fuerza de frenado procede exclusivamente de la fuerza física del conductor.

Sistema de freno por fuerza auxiliar

Este sistema es el más utilizado actualmente en automóviles y vehículos industriales ligeros. Se incrementa la fuerza muscular del conductor mediante la fuerza auxiliar de un servofreno. La fuerza muscular amplificada se transmite hidráulicamente a los frenos de rueda.

Sistema de freno por fuerza ajena

El sistema de freno por fuerza ajena utilizado generalmente en vehículos industriales se emplea aisladamente en turismos grandes con ABS integrado.El freno de servicio de este sistema es accionado exclusivamente por fuerza ajena.El sistema trabaja con energía hidráulica (se basa en la presión de un liquido) y con transmisión hidráulica. El líquido de freno se almacena en acumuladores de energía (acumuladores hidráulicos).Una bomba hidráulica genera la presión hidráulica, que en el acumulador de energía se encuentra continuamente en equilibrio con la presión del gas. Un regulador de presión conmuta la bomba hidráulica a marcha en vacío tan pronto como se alcanza la presión máxima.Por ser el líquido de freno prácticamente incomprensible, pequeñas cantidades de líquido de freno pueden transmitir altas presiones de frenado.



Clasificación de los sistemas de freno

De acuerdo a la forma en que son accionados se clasifican en:

Frenos Mecánicos. Frenos Hidráulicos.

Frenos Neumáticos.

Frenos Eléctricos.

Frenos Mecánicos.

No desarrollaremos mucho este tipo de accionamiento ya que no se utiliza en los autos actuales.

Constitución y funcionamiento:

1. Pedal de freno.2. Varillas.3. Eje transversal.4. Palanca de levas.5. Palanca de freno de mano.6. Leva de accionamiento de patines de freno.7. Patines de freno.8. Tambor.

En el sistema de freno mecánico, la fuerza aplicada al pedal se transmite a los patines de freno de las diversas ruedas, por medio de varillas o cables (piolas), logrando de esta forma abrirlas y, mediante las balatas de éstas, trabar los tambores de las ruedas.

Antiguamente, el sistema de frenos mecánicos era el más utilizado, pero debido a que los vehículos actuales desarrollan velocidades mayores y principalmente la dificultad de mantener una presión pareja de frenado en las ruedas, fue necesario reemplazarlos por frenos hidráulicos o freno neumáticos.

Frenos Hidráulicos.

El circuito hidráulico del freno de servicio se basa en la teoría de la hidrostática (Principio de Pascal) sobre la incompresibilidad de los líquidos y la transmisión de la presión.

Elementos principales de un sistema de accionamiento hidráulico de frenos:

Depósito de líquido de frenos Cilindro principal o bomba

Conmutador de la luz de freno

Tuberías de conducción de líquidos



Líquido de frenos

Cilindros o bombines de freno

Pedal de freno y sus articulaciones

Servofreno

En el sistema de freno hidráulico, el desplazamiento de los patines de freno, para apoyarse contra los tambores, o el accionamiento de los cilindros dentro del caliper de freno, se obtiene mediante la presión transmitida por una columna de líquido.

Al accionar el pedal de freno actúa la bomba de freno que envía líquido a presión por las cañerías de freno, hasta los cilindros de las ruedas; los pistones de cada cilindro son desplazados hacia fuera, presionando a los patines y balatas de frenado contra la superficie de trabajo del tambor de freno (en el caso del freno a tambor), o los discos (freno a disco).

Al soltar el pedal se baja la presión del líquido; los resortes de retracción de los patines retiran las zapatas del tambor haciéndolas volver a su posición inicial, regresando el líquido del cilindro hacia la bomba.

En el caso de los frenos a disco, la retracción del elemento de fricción se realiza con los mismos retenes del cilindro, ya que el desplazamiento es del orden de la décima de milímetro.

Con el objeto de reforzar la fuerza de frenado, los automóviles y vehículos más pesados traen incorporado al sistema de freno hidráulico un dispositivo de ayuda accionado por vacío que se le conoce como servofrenos.

A su vez el sistema de freno hidráulico se puede subdividir en el grupo hidráulico de presión, el circuito hidráulico y los frenos propiamente dichos, ya sean a tambor, a disco o hidráulicos.

Grupo hidráulico de presión:

El grupo hidráulico de presión se compone de los siguientes elementos: el pedal de freno que acciona el circuito, el depósito del líquido de frenos acoplado al cilindro hidráulico de presión o bomba de freno y el dispositivo de asistencia de vacío, denominado servofreno o “Mastervac”.



Funcionamiento de un cilindro principal de un solo pistón

En su posición de reposo el pistón está desplazado hacia la izquierda por la acción del muelle y el interior del recinto está lleno de liquido procedente del depósito, que entra por (A) hacia las cámaras (B) y (C).

Al pisar el pedal de freno la palanca desplaza la varilla (4) que, a su vez, empuja el pistón (2) hacia delante, comprimiendo el líquido en la cámara (C) y saliendo a presión por los orificios de la válvula (7) hacia las conducciones (D) que envían el liquido a los bombines y ejerciendo presión en (E) para efectuar el cierre del interruptor de la luz de freno.Si se levanta el pie del pedal el pistón (2) vuelve a su posición inicial por la acción del muelle (6) y el interior del cilindro (C) se llena con el líquido que está en las canalizaciones debido al vacío que hace el pistón en su retroceso.Si el líquido de las conducciones no vuelve a la bomba, con suficiente rapidez o en la cantidad debida, el vacío interno hace que la guarnición (5) doble a sus bordes hacia el interior, permitiendo que pase líquido desde la cámara (B), a través de los orificios del pistón, llenando así el vacío interno. De esta forma, aunque haya pérdidas de líquido en las canalizaciones, se compensa en la misma bomba.

El orificio de llenado sirve también para compensar la dilatación del líquido, cuando se calientan los frenos, retornando por él al depósito.



Funcionamiento de un cilindro principal con doble pistón (bomba tándem)

Para solucionar el inconveniente de las fugas de liquido en el circuito de frenos que puedan inutilizar el sistema de frenos, se idearon los circuito de freno independientes, consistentes generalmente en dos circuitos hidráulicos independientes, que accionan por separado los frenos delanteros y los traseros. Si hay una fuga en uno de los circuitos el otro sigue funcionando. También se pueden disponer los circuitos de frenos en forma de "X" (rueda delantera izquierda con rueda trasera derecha y el otro circuito con las otras dos).

En cualquiera de los casos, para disponer de doble circuito independiente de frenos, es necesaria una bomba doble o tándem, consistente en un cilindro en el que se alojan los pistones (7) y (9), de los que este último, llamado primario, es accionado directamente por el pedal de freno, mientras que el secundario (7) o es por la acción del muelle (8) y la presión generada en la cámara (3). La interconexión de ambos pistones se realiza por el pulsador deslizante (13), que a partir de una determinada posición de recorrido del pistón primario hace tope y obliga a desplazarse simultáneamente al pistón secundario. La posición de reposo se establece en el pistón secundario (7) por medio del tornillo tope (10), y en el primario (9) por la fijación trasera (14), similar a la de una bomba convencional.



Por las canalizaciones (2) y (4) llega el liquido a los cuerpos de bomba (1) y (3) desde el depósito de líquido de frenos, y de estos cuerpos salen las canalizaciones (12) para las ruedas delanteras y (11) para las traseras, o bien para los dos circuitos conectados en cualquiera otra posición de las citadas.

Cuando el conductor pisa el pedal de freno, el pistón (9) se desplaza a la izquierda, comprimiendo el líquido en el cuerpo de la bomba (3). La presión obtenida se transmite a las ruedas delanteras por (12) y, al mismo tiempo, empuja el pistón (7) hacia la izquierda, el cual comprime el líquido del cuerpo de bomba (1), obteniéndose en él una presión que se aplica a las ruedas traseras por (11).

Como puede verse en el esquema, esta doble bomba equivale a dos simples, pues cada cuerpo tiene su propio pistón, copelas, muelle, orificio compensador, etc., como una bomba simple; pero presenta la ventaja de que si hay fugas en uno de los circuitos, el otro sigue funcionando. Si la fuga se produce en el circuito para las ruedas delanteras, aunque se desplace el pistón (9) no se crea presión en el cuerpo de la bomba (3) y, por tanto, los frenos delanteros no actúan; pero el pistón (7) es empujado en principio por el muelle (8) y, posteriormente, cuando el pistón (9) en su desplazamiento hace tope con él, lo desplaza un poco mas creando presión en el cuerpo de la bomba (1), la cual se transmite a los frenos traseros. Si la fuga ocurriese en este circuito, el desplazamiento del pistón (9) crearía presión en la cámara primaria (3), que se transmitiría a los frenos delanteros, mientras que esta misma presión empujaría al pistón (7) hasta el final de su recorrido (pues no hay oposición por existir fuga), sin que se creara presión en el cuerpo de bomba (1), por lo cual no actuarían los frenos traseros.

Dado que las bombas tándem se disponen dos cámaras de presión independiente, el pistón secundario (7) está provisto de dos guarniciones de estanqueidad (5) orientadas en sentido contrario una de la otra. La primera asegura la estanqueidad de la cámara de compensación secundaria (por detrás de la copela principal) mientras que la segunda garantiza la estanqueidad de la cámara primaria de presión (3).

En algunos modelos de bomba, la salida de líquido para el mando de los frenos traseros está provista de una "válvula de presión residual", cuya misión es la de retener una pequeña porción de líquido en este circuito para dificultar las entradas de aire, como ya se ha explicado.



Frenos Neumáticos.

Este tipo de sistemas es utilizado principalmente en aquellos automóviles que utilizan la energía neumática en varios de sus sistemas, como el sistema de suspensión, aperturas de puertas, etc. ya que contienen un compresor y varios tanques de almacenamiento y para utilizar toda la energía almacenada en ellos, también se decide optar por un sistema de frenos (generalmente tambor) con accionamiento neumático.

En los dispositivos de frenado con transmisión neumática, la energía auxiliar, constituida por el aire comprimido, substituye a la energía muscular del conductor; en



un dispositivo tal, la acción directa del conductor sobre los frenos no existe. Debido a esto es necesario colocar elementos que ofrezcan resistencia al pedal, para que el conductor sienta la sensación de frenar, sino el proceso de frenado sería demasiado brusco en muchas ocasiones.

Los elementos constitutivos del sistema de freno neumático son:

Compresor. Filtro de aire. Filtro y regulador del aire. Tanque acumulador. Válvula accionada por pedal. Pulmones. Válvulas de purga. Conector de alimentación al carro.

Utiliza pistones que son alimentados con depósitos de aire comprimido mediante un compresor, cuyo control se realiza mediante válvulas. Estos pistones actúan como prensas neumáticas contra los tambores o discos de freno.

Básicamente accionan la leva de la zapata de freno con aire comprimido en el caso de freno a tambor.

Un pequeño compresor de aire, colocado a un costado del motor y movido por una correa o por una cadena cubierta, aspira a través de un filtro, lo comprime y lo envía a uno o dos depósitos, donde se almacena. Una válvula reguladora de presión se abre cuando esta pasa de los 5 Kg y permite que escape al exterior el exceso de aire. El pedal del freno mueve la corredera de la válvula de freno: cuando aquel se pisa, la corredera deja pasar el aire comprimido a las tuberías que lo conducen hasta los cilindros de freno, en los que desplaza el pistón de mando de la palanca que gira la leva separadora de las zapatas. Cuando se levanta el pie del pedal, la corredera de la válvula de freno corta el paso del aire comprimido y pone en comunicación las tuberías con el aire libre, con lo


http://www.monografias.com/trabajos10/motore/motore.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno_de_disco

http://es.wikipedia.org/wiki/Freno_de_tambor

http://es.wikipedia.org/wiki/Prensa_hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresor_(m%C3%A1quina)

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_comprimido

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n


que se descargan los cilindros de freno; sus pistones regresan a la posición de reposo y las levas dejan de apretar las zapatas. Un manómetro doble indica al conductor la presión del aire de los depósitos y cuando frena, indica también la presión de trabajo en las tuberías y los cilindros de freno

Freno a disco con accionamiento neumático utilizado en un camión.La zona resaltada es la cámara de aire del freno, donde se produce el accionamiento del mismo.



Frenos Eléctricos.

De la misma manera que se hizo hincapié sobre la diferencia entre el tipo de freno y como es accionado el mismo, los frenos eléctricos se pueden diferenciar en frenos de accionamiento eléctrico sobre discos (generalmente de cuña), o frenos eléctricos propiamente dichos, donde el movimiento del auto es detenido por corriente eléctrica.

Podríamos describir mejor este tipo de frenos como motores a los cuales se les aplica un campo electromagnético que proporciona un par que se opone al giro de las ruedas. En muchos casos se puede utilizar como recuperador de energía, como en el caso del freno regenerativo.

Para el caso que el accionamiento sea eléctrico, el mando del dispositivo lo realiza por un controlador destinado a dosificar la intensidad de la corriente que circula en las bobinas del electroimán.

Freno de accionamiento eléctrico

También denominados Frenos by wire, pueden activarse mediante el uso de la electricidad, en vez de hacerlo por señales mecánicas, entre el pedal y cualquiera que sea el dispositivo que en realidad aplique los frenos, en éste caso un mecanismo de cuña activado mediante motorcitos eléctricos.

Las ventajas del freno por cable eléctrico, es decir por señales electrónicas enviadas a través de cables eléctricos, incluyen la capacidad de modular a voluntad la señal emitida por el conductor, con el fin de facilitar y estabilizar su funcionamiento, y aumentar la seguridad. En el caso del control dinámico de los frenos, la computadora toma la señal introducida por el conductor (es decir, la presión ejercida en el pedal de freno y la velocidad de aplicación de dicha presión) y la divide en cuatro señales separadas, una para cada rueda, para aplicar la cantidad exacta de esfuerzo de frenado de la mejor manera



posible. De esta manera es posible que el auto tenga el mismo comportamiento que con los sistemas ABS, ESP, EBD, BAS, TSC, pero en vez de integrar estos sistemas externamente como en los frenos de accionamiento hidráulico, sólo bastaría con regular los pulsos eléctricos en cada freno.

El sistema de frenos "by wire" también tiene ventajas físicas: hace que no sea necesaria ninguna articulación mecánica que atraviese el mamparo o tabique para llamas del auto para llegar al cilindro de freno situado al otro lado, mejorando la seguridad pasiva y reduciendo la transmisión de ruidos y vibraciones. De todos modos, en este caso el pedal de freno necesita algún tipo de "tacto artificial" para que el conductor pueda apretarlo.

Sistema EWD

En los frenos Siemens VDO del tipo EWD las mordazas de ruedas son puramente eléctricas. Dos motores eléctricos hacen mover un mecanismo de cuña con rodillos para que las pastillas se apliquen contra el disco. Siemens también está experimentando con mordazas electro-hidráulicas, donde el acumulador de fluido de frenos es presurizado mediante una bomba accionada por un motor eléctrico.

Además, un grupo de válvulas solenoide controlan el caudal de fluido a presión que llega a cada mordaza de rueda. Este sistema se asemeja mucho al antibloqueo de frenos ABS, pero los profesionales de Siemens aseguran que los fabricantes de autos se inclinan hacia los sistemas enteramente eléctricos.

La utilización del principio de cuña por sobre los demás, se debe a que es necesario aplicar una menor fuerza para obtener los mismos resultados, basándose en la forma de cuña mencionada anteriormente.

Se compró que es capaz de reducir la distancia de frenado, comparativamente a los frenos hidráulicos, un 15%.

Freno electrónico con sistema EWD de rodillos por cuña.

Tipos de Frenos



En este punto del trabajo vamos a explicar los distintos tipos de freno, que no es lo mismo que los distintos tipos de accionamiento de frenos.

Vamos a referirnos a la tecnología utilizada para detener el vehículo.

Los distintos tipos de freno son:

Frenos a Tambor Frenos de fricción mecánica

Frenos a Disco

Frenos Hidráulicos

Frenos Eléctricos

En la actualidad, los dos grandes sistemas que se utilizan en los conjuntos de frenado son: frenos de disco (contracción externa) y frenos de tambor (expansión interna).

Todos los conjuntos de frenado sean de disco o de tambor tienen sus elementos fijos sobre la mangueta del vehículo, a excepción de los elementos que le dan nombre y que son sobre los que realizamos el esfuerzo de frenado (estos elementos son solidarios a los conjuntos de rueda a través de pernos o tornillos).

Características del freno de tambor

Mayor eficacia (mayor superficie)

Refrigeración escasa.

Sistema más complejo.

Características del freno de disco

Mayor refrigeración.

Montaje y funcionamiento sencillo.

Piezas de menor tamaño para la misma eficacia.

Izquierda, freno a disco.

Derecha, freno a tambor.

Frenos de tambor



En la actualidad este tipo de frenos se utiliza en las ruedas traseras de algunos vehículos. Presenta la ventaja de poseer una gran superficie frenante; sin embargo, disipa muy mal el calor generado por la frenada.

Los frenos de tambor están constituidos por los siguientes elementos:

o Tambor unido al buje del cual recibe movimiento.

o Plato porta-freno donde se alojan las zapatas que rozan con dicho tambor para frenar la rueda.

o Sistema de ajuste automático.

o Actuador hidráulico.

o Muelles de recuperación de las zapatas.

Es un tipo de freno que puede ser accionado mecánica, neumática o hidráulicamente.

Mecánicamente se acciona con un cable y una manivela que mueven la biela dentro del tambor, luego ésta expande las zapatas contra el tambor y provoca el frenado mediante la fricción mecánica del conjunto tambor-zapata.

Neumáticamente el accionamiento desde la biela hasta que se produce el frenado es igual al mecánico, su diferencia radica desde que el conductor presiona la válvula neumática, momento en el cual aire comprimido circula por el circuito y acciona dicha biela con presión de aire.

Hidráulicamente el sistema funciona con la presión del pedal de freno que acciona la bomba de freno y bombea líquido a presión por el circuito hidráulico. Este líquido acciona los bombines que a su vez accionan las zapatas contra el tambor.

Freno a tambor accionado hidráulicamente.



Frenos de disco

Utilizado normalmente en las ruedas delanteras y en muchos casos también en las traseras. Se compone de:

o Un disco solidario al buje del cual toma movimiento, pudiendo ser ventilados o normales, fijos o flotantes y de compuestos especiales.

o Pinza de freno sujeta al porta pinzas, en cuyo interior se aloja el bombín o actuador hidráulico y las pastillas de freno sujetas de forma flotante o fija.

Consisten en un disco sujeto a la rueda y un caliper que sujeta las pastillas de freno . La presión hidráulica ejercida desde el cilindro maestro provoca la presión del pistón sobre las pastillas por ambos lados del rotor, esto crea suficiente fricción entre ambas piezas para producir un descenso de la velocidad y detener el auto.

La retracción de las pastillas de freno se produce con la energía elástica acumulada en los retenes del pistón luego de su deformación. Dichos pistones se encuentran dentro del caliper del freno y son accionados con energía hidráulica proveniente de la bomba. Se llena el espacio anterior a los cilindros provocando un movimiento ínfimo (orden de la décima de milímetro) de éstos sobre el disco. Las pastillas de freno se colocan sobre estos pistones y son las encargadas de proporcionar la fricción contra el disco de freno. Cuando deja de accionarse el pedal la presión desciende y la deformación del retén del pistón lo tira hacia atrás, recuperando el líquido.

Las pinzas de freno pueden ser de dos tipos: fija o flotante.

La utilización de alguna de ellas depende del vehículo, necesitándose un mayor espacio para el caso de la pinza de doble acción y siendo esta de un costo superior a la móvil.

De más decir que la pinza fija posee una mayor eficiencia debido a su simetría.

Pinza Fija o de doble acción



Pinza móvil o de reacción

Según el tipo de pinza, la acción de frenado se realiza por medio de uno, dos o cuatro pistones desplazables que se ajustan a cada una de las caras del disco de freno. En el grupo de pinzas móviles se destacan dos tipos, oscilantes y deslizantes.

Pinzas oscilantes:

En las pinzas de freno móviles, el desplazamiento de la pinza es oscilante. Al aplicar la presión de frenado para accionar el pistón, se ejerce una presión igual y opuesta sobre el extremo cerrado del cilindro. Esta reacción obliga a la pinza a desplazarse en dirección opuesta a la del movimiento del pistón, efectuando un pequeño giro alrededor del tornillo de fijación de la pinza.

Pinzas deslizantes

En otro tipo de pinza de freno móvil, el desplazamiento de la pinza es deslizante, de funcionamiento similar a las anteriores. Al accionar el cilindro con dos pistones opuestos se ejerce una presión en direcciones opuestas, uno mueve la mordaza y otro la pastilla de freno contra el disco, aprisionando el disco contra la otra pastilla.

Los discos pueden ser ventilados o sólidos:

Disco ventilado: posee cavidades en su interior que permiten el ingreso de aire para lograr una mejor refrigeración. Por lo general se utilizan en el tren delantero de los vehículos ya que son solicitados con el 80% de la distribución del frenado, provocando un mayor calentamiento.



Discos sólidos: no poseen ranuras, son macizos. Generalmente utilizados en las ruedas traseras ya que éstas reciben menor carga a la hora de frenar y se calientan menos.



Pastillas de freno:

Características Básicas de los Materiales de fricción para la Fabricación de Balatas.

Los requerimientos básicos del material de fricción son los que establece la propia aplicación del producto, los más relevantes son:

• Presentar un coeficiente de fricción adecuado y estable a cualquier rango de temperatura y presión.

• Mantener un equilibrio entre abrasión y resistencia al desgaste.

• Una cierta compresibilidad, tanto en frío como en caliente, que haga que el material absorba vibraciones e irregularidades de la otra superficie con la que entra en contacto.

• Una buena resistencia al choque y al cizallamiento.

Freno eléctrico

Es un tipo de freno muy utilizado en maquinarias industriales, pero que de a poco se ha ido introduciendo en el ámbito de los vehículos, siendo su mayor implementación para camiones, buses y acoplados.

Es lógico pensar que se utiliza principalmente para maquinas pesadas, ya que su justificación fundamental es que no se calienta como lo harían los demás sistemas, debido a que el frenado no se produce por rozamiento, sino que por corrientes electromagnéticas.

En la siguiente imagen se puede apreciar un freno electromagnético de camión.

Este freno, también conocido como freno de corrientes de Foucault, es un dispositivo que permite decelerar o detener un vehículo mediante accionamiento eléctrico.


http://es.wikipedia.org/wiki/Corrientes_de_Foucault


El más utilizado es el freno eléctrico "ralentizador", que se emplea en los camiones y vehículos pesados para el descenso de pendientes largas sin fatigar los frenos principales del vehículo.

Funcionamiento

Los retardadores se basan en la fuerza electromagnética. Pueden ser montados entre dos ejes de transmisión.

Trabaja enviando una corriente eléctrica a las bobinas con polaridad alternada lo cual crea un campo electromagnético. Las corrientes de Foucault se generan en dos rotores a su paso a través de este campo frenando su rotación, frenando de este modo a los ejes de transmisión unidos a ellos, y debido a ello a las ruedas traseras. El estator alberga a las bobinas electromagnéticas y está adosado al chasis, a la transmisión o al eje del vehículo. Los discos redondos llamados rotores están unidos a la línea de transmisión. Un delgado huelgo de aire se mantiene entre los rotores y las bobinas. En funcionamiento normal, esto gira libremente. Pero cuando la corriente eléctrica circula a través de las bobinas, las corrientes de Foucault se crean y frenan a los rotores, y a la línea de transmisión.

Debido al corto tiempo de respuesta de los retardadores (120 milisegundos), el funcionamiento puede ser totalmente automatizado cuando se utiliza con un sistema ABS y con la interfaz electrónica, el equipo toma todas las” decisiones correctas” automáticamente sin requerir ninguna acción del conductor.


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Es un sistema altamente utilizado ya que permite ahorrar a través de la reducción de los costos de mantenimiento de los frenos y del tiempo de inactividad del vehículo asociado con este gasto. Debido a que los Retardadores son activados antes de aplicar los frenos, ellos proporcionan hasta un 85% de la potencia de frenado necesaria para frenar al vehículo. Esto reduce la fricción en los frenos de las ruedas y extiende la vida útil de dichos frenos. En aplicaciones donde los frenos son aplicados en forma repetitiva –en condiciones de pare y siga – los frenos no tienen la oportunidad de enfriarse completamente. Ellos retienen el calor se desgastan a un ritmo mucho más rápido. Mediante la instalación de retardadores, los frenos se mantienen fríos, y el vehículo puede obtener una vida útil de los ferodos de freno que es en promedio entre cinco y hasta 10 veces mayor a la normal.

Sistemas de freno ABS

El sistema antibloqueo (ABS) evita que las ruedas se bloqueen y patinen al frenar, con lo que el vehículo no solamente decelera de manera óptima, sino que permanece estable y direccionable durante la frenada.

En cada rueda se encuentra un sensor de revoluciones que está conectado con la unidad central de control electrónico del ABS; las revoluciones de las ruedas así medidas se comparan constantemente entre sí y con la velocidad real del vehículo. En el caso de que la velocidad de giro de alguna rueda disminuya más que proporcionalmente, la



electrónica detecta el peligro de bloqueo y reduce inmediatamente la presión hidráulica del líquido de frenos sobre el circuito de freno correspondiente.

El ABS actúa automáticamente, sin que el conductor tenga que reducir la presión sobre el pedal del freno. Los sensores de velocidad de las ruedas detectan el bloqueo y envían señales para modificar la presión de frenado, que varía rápidamente, adaptándose al requerimiento a que se la somete. Los sistemas ABS comúnmente usados en los vehículos modernos realizan la operación de disminuir y aumentar la presión de frenado unas 15 o 18 veces por segundo, aunque mantengamos pisado el pedal del freno a fondo.

Sobre pavimento húmedo, el sistema permite que el agua drene por las estrías y no se forme la cuña de agua por no girar las ruedas, provocando que el coche deslice sobre el agua (aquaplaning) sin ningún control sobre el mismo.

Sistema ESP

El ESP es un sistema electrónico de control de estabilidad enmarcado en el campo de la seguridad activa. La función principal de este sistema es evitar que el conductor pierda el control del coche. En el preciso momento en que los sensores desarrollados con este fin, detectan que el comportamiento del vehículo se desvía de lo que se considera correcto, el sistema actúa independientemente sobre cada una de las cuatro ruedas, habitualmente frenando las necesarias para evitar que el coche subvire (no gire) o sobrevire (gire demasiado).

De esta forma, el ESP es un sistema que se muestra tremendamente efectivo en situaciones críticas como las de tener que esquivar repentinamente un obstáculo, circular en superficies resbaladizas, o en caso de calcular mal una curva, todas ellas situaciones que pueden acabar con el coche derrapando sin control en caso de no disponer del ESP. No en vano, el derrapaje es una de las principales causas de accidentes de tráfico con víctimas mortales.

Para conseguirlo, el ESP se vale del control de tracción y del ABS. El sistema está integrado por una central electrónica con un microprocesador, un sistema hidráulico y un conjunto de sensores tales como la posición del volante, la velocidad de cada rueda o los sensores que detectan los movimientos respecto a cada uno de los ejes imaginarios del vehículo.

Este avanzado sistema fue desarrollado por Mercedes Benz y Bosch, y hoy doy nadie duda de su indiscutible efectividad. Tanto EuroNCAP como la DGT aconsejan públicamente la adquisición de vehículos equipados con ESP, ya que se considera que la cifra de mortalidad podría reducirse en cerca de un 20%.



En el gráfico anterior se observa cómo funciona el sistema, activándose cuando el vehículo entra en una curva, variando las velocidades relativas de las ruedas para conseguir que el desplazamiento copie lo mejor posible la dirección del camino.

Sistema EBD y BAS

Distribución de la fuerza del frenado electrónicamente (EBD): La función de este dispositivo es repartir la fuerza del frenado entre las ruedas delanteras y traseras para lograr una eficiente detención del vehículo. El sistema calcula si el reparto es adecuado a partir de los mismos sensores que el ABS. Ambos sistemas en conjunto actúan mejor que el ABS en solitario, ya que éste último regula la fuerza de frenado de cada rueda según si ésta se está bloqueando, mientras que el reparto electrónico reparte la fuerza de frenado entre los ejes, ayudando a que el freno de una rueda no se sobrecargue y el de otra quede infrautilizado.

En la imagen se muestra como varía la distancia de frenado con el sistema EBD y sin éste, repartiendo la fuerza en los ejes según la carga de los mismos.



Asistencia al frenado de emergencia (BAS): Este sistema interpreta cuándo se produce una frenada de emergencia y aplica al sistema de frenos la máxima potencia aunque el conductor no lo esté haciendo. Para interpretar cuándo se produce un frenada de emergencia, el BAS mide la velocidad con la que se suelta el acelerador y se pisa el freno, además de la presión con la que este movimiento se hace. En ese momento el BAS aplica una presión máxima y constante a los frenos hasta la detención total del vehículo. Siempre funciona combinado con el ABS.

En la imagen se puede apreciar como el sistema BAS acciona el freno a fondo, por más que el conductor no lo haga. Lo que intenta con esto es prevenir un posible choque, ya que el sistema detecta a través de los sensores que un objeto se aproxima y que la fuerza proporcionada por el conductor no es suficiente.

EMBRAGUE

Introducción

Como se sabe, la potencia producida por el motor, producto de un par por una velocidad angular, pasa del volante de inercia al embrague, de éste a la caja de cambios, de ésta al diferencial, pasando de éste, a través de los semipalieres y de la reducción final, a las ruedas motrices.Por lo tanto, la misión del embrague es conectar o desconectar el movimiento de giro del cigüeñal a la caja de cambios. Cuando no se actúa sobre el pedal del embrague, lo que es su posición normal, el movimiento del motor se transmite a la caja de cambios. Al pisar el pedal, el embrague deja de transmitir dicho movimiento. Podemos decir entonces que el embrague es el elemento encargado de transmitir la potencia del motor a voluntad del conductor.



Mecánicamente el embrague se puede considerar, como un transmisor de par motor a un régimen de giro. Las características que debe tener todo embrague deben ser tales que su diseño permita que su trabajo sea progresivo y elástico, para que el movimiento no se transmita bruscamente o a tirones, y que absorba las variaciones de par del motor.

El embrague va colocado entre el volante del motor y la caja de cambios y su puesta en funcionamiento puede ser manual, controlado por el conductor por medio de un pedal o palanca, automática, o bien en función del régimen de funcionamiento del motor.Según su forma de actuación, los embragues pueden clasificarse en embragues de fricción, embragues hidráulicos o embragues electromagneticos.

EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Son aquellos caracterizados porque el mecanismo de transmisión de movimiento se logra mediante el contacto de superficies rugosas, una solidaria al eje conductor y otra al eje conducido.Los embragues de fricción están formados por dos partes claramente diferenciadas, el disco de embrague y el plato de presión. Cuando el embrague se encuentra en posición de transmisión de movimiento (embragado) el plato de presión empuja al disco contra el volante de inercia del motor de forma que el giro de este se transmite al eje de transmisión.El rozamiento entre el disco, el volante y el plato se consigue mediante unos ferodos de alto coeficiente de rozamiento y resistencia al desgaste y al calor.



Existen diferentes tipos de embragues de fricción, a saber:

Embrague de muelles helicoidales:

La fuerza se efectúa por medio de un muelle o una serie de muelles. Estos realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de embrague entre el volante de inercia y el plato de presión.Normalmente se utilizan seis muelles helicoidales dispuestos de manera circular consiguiendo así una presión uniforme sobre toda la superficie del plato de presión.

Embragues de diafragma:

En este tipo de embrague los muelles helicoidales utilizados anteriormente son sustituidos por un diafragma elástico de acero que se comporta como un muelle. Con este sistema se consigue que el embrague no se vea influenciado por la fuerza centrifuga, la cual afectaba a los muelles. Además se logra una presión mas uniforme sobre el plato de presión, el volante y el disco.



En el grafico podemos observar como el embrague de diafragma disminuye el esfuerzo hasta la fase final del recorrido del pedal lo que hace cómodo su manejo.

Embrague Centrífugo:

La acción de embragar y desembraga esta confiada a un accionamiento mecánico por medio de unos contrapesos que funcionan por la acción de la fuerza centrifuga, de tal manera que cuando el motor gire a ralentí los contrapesos, estén calculados, para que no ejercen presión sobre el plato quedando por lo tanto en posición de desembragado. En el momento en que el motor aumenta su régimen, la fuerza centrifuga hace desplazar los contrapesos hacia la periferia, empujando el plato de presión hacia su acoplamiento con el discoEste tipo de embrague es automático y solo se utiliza cuando no hay cambio de velocidades (ciclomotores)

Embrague de discos múltiples:

Normalmente este tipo de embrague se emplea solamente en motocicletas o en turismos de gran potencia. Esta opción surge cuando por problemas de tamaño en el motor, no se pueda colocar el disco requerido para transmitir todo el par motor, y entonces se emplea el embrague de varios discos, cuya superficie de adherencia sea equivalente a la necesaria con un solo disco.



Generalmente los disco de este tipo de embrague suelen ser metálicos y los discos conductores suelen ser de distinto material que los discos conducidos

Embrague Cónico:

El embrague cónico es uno de los tipos de embragues mas antiguo, tan solo se emplea en aplicaciones muy sencillas, es un embrague simple y eficaz pero que posee la desventaja de que tiende a bloquearse.

EMBRAGUE HIDRÁULICOS

Los embragues hidráulicos utilizan un fluido como elemento de comunicación entre los ejes de entrada y salida.Para comprender su funcionamiento, se lo puede demostrar colocando dos ventiladores de paletas normales uno frente a otro a escasa distancia, y luego ponemos uno de ellos


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en funcionamiento, la corriente de aire que genera, hará girar el otro como si fuera "arrastrado".

En este caso estamos transmitiendo el movimiento entre dos componentes mecánicos usando como conector a un fluido: el aire. El ventilador que bombea el aire se llama bomba, y el que es arrastrado por la corriente, turbina.En este mismo principio se basan los embragues hidráulicos, con las diferencias, de que el fluido es un aceite, el diseño de las paletas de bomba y turbina son especializados, y el proceso se realiza dentro de una carcasa cerrada donde el aceite no puede escapar del sistema.

Para el embrague hidráulico del automóvil, la bomba, que forma parte de la carcasa del embrague, está acoplada al cigüeñal del motor y la turbina al eje de entrada de la caja de cambios.

En el gráfico anterior, se muestra el comportamiento del torque trasmitido de acuerdo a la velocidad de giro de la bomba cuando la turbina está en reposo. Puede apreciarse que para las bajas revoluciones de ralentí, el torque transmitido a la turbina está próximo a cero, por lo que se produce la desconexión entre la bomba y la turbina, o lo que es lo mismo entre el motor y la caja de cambios, pero cuando se incrementa la velocidad de rotación del motor al acelerar, y con ella la de la bomba, este torque transmitido crece


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rápidamente para volverse asintótico a la línea de torque máximo, por lo que nuestro motor transmite fuerza motriz a la caja de cambios para convertirse en movimiento del automóvil.Es entonces bien fácil darse cuenta que funciona como embrague solo de sacar el pie del acelerador y bajar a velocidad de ralentí, de esta forma se produce la desconexión entre caja y motor de manera automática.En general puede decirse que el torque trasmitido será mayor a medida que es mas grande la diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina, y se convierte en cero (no hay trasmisión) si ambas giran a la misma velocidad, de modo que como ya se ha dicho, nunca las velocidades de ambas serán iguales porque siempre será necesario un cierta cantidad de trasmisión para vencer la resistencia del camino. Es muy común que para mejorar la eficiencia del embrague, este esté dotado de un embrague mecánico que se acciona de forma automática cuando la velocidad de giro de la bomba y la turbina están próximas, solidarizando como un solo cuerpo a ambas piezas y con ello eliminando el patinaje. Este embrague mecánico se desconecta, también automáticamente, cuando el motor baja a velocidades de giro cerca del ralentí para permitir la desconexión en el momento que hace falta.

CONVERTIDOR DE PAR

Probablemente el convertidor de par es la parte del automóvil menos conocida por la persona común, por lo menos en su funcionamiento, debido principalmente a que es muy segura, libre de mantenimiento y rara vez necesita de atención, En el convertidor de par el principio de trabajo es análogo al del embrague hidráulico ya descrito, pero hay varias diferencias importantes, a saber:

1. En lugar de tener dos piezas interiores, bomba y turbina, tiene tres, se agrega una pieza intermedia entre ambas conocida como estator que modifica las características de interacción entre bomba y turbina

2. El par que entra al embrague y se aplica a la bomba, para el caso del embrague hidráulico siempre será ligeramente menor en la turbina de salida, mientras que en el convertidor de par resulta aumentado, y puede dar un torque de salida en la turbina bastante mayor, a expensas de su velocidad de giro.

En la figura anterior pueden verse las partes principales de un convertidor de par real, donde se puede apreciar que el diámetro de la bomba y de la turbina son iguales, mientras que el del estator es bastante menor. Además, la bomba y la turbina tienen otro juego de álabes más interiores que se diferencian notablemente. Ambos juegos de álabes están separados por una superficie casi plana sin álabes. Las tres piezas se colocan


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dentro del convertidor de par una a continuación de la otra y muy próximas, de esta forma, el estator, que también tiene álabes, queda colocado en la zona de los álabes interiores de las otras dos piezas.De esta construcción se deduce que los álabes exteriores interactúan unos de frente a los otros mientras que la interacción de los álabes interiores se hace a través del estator. Es esta última cualidad en la que radica la capacidad de amplificar el par que tiene el convertidor.

El trabajo del convertidor de par se pueden diferenciar tres etapas:1. Arranque: es el momento en que se aprieta el acelerador y el motor hace girar

la bomba con bastante potencia, pero la turbina está en reposo porque el automóvil está detenido y su inercia se opone al movimiento. Durante esta etapa se produce la mayor amplificación del torque. El fluido que llena el convertidor no gira, es solo bombeado a la turbina para hacerla girar y retorna con gran velocidad.

2. Aceleración: el automóvil va ganado en velocidad, pero todavía hay una diferencia relativamente grande de velocidad de giro entre la bomba y la turbina. Bajo esta condición, el convertidor produce una alta amplificación del par, pero menor que en las condiciones de arranque. El índice de multiplicación dependerá de la diferencia real entre las velocidades de giro de ambas piezas, así como otros factores de diseño.

3. Acoplamiento: La turbina ha acelerado y gira a una velocidad muy próxima a la de la bomba. La amplificación del par casi es inexistente y el convertidor de par se está comportando de una manera similar a un embrague hidráulico.

Como ya se ha dicho la clave para que el par sea amplificado radica en el estator, ya que redirecciona el líquido desde la turbina hacia la bomba.

La forma de los álabes del estator es lo que altera la trayectoria del fluido, y lo obliga a coincidir con la rotación de la bomba. La curvatura de los álabes de la turbina ayuda a dirigir correctamente el líquido de regreso al estator por lo que este último puede hacer su trabajo.

EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICOS



Funcionan por la acción electromagnética de una masa polar instalada en el volante de inercia, constituida por una bobina alimentada por una gran corriente eléctrica que sustituye el plato de presión de un embrague tradicional.Estos dispositivos se utilizan para controlar el par torcional en ejes, en aplicaciones como maquinas bobinadoras, donde deba aplicarse una fuerza constante a una trama o hilo de material, conforme se va embobinando.

COMPONENTES DEL EMBRAGUE DE FRICCION

Como el embrague de fricción es uno de los más utilizados procederemos a estudiarlo en forma mas detallada. Para ello podemos decir que el embrague esta formado principalmente por 3 partes:

Conjunto de presión.Disco de embrague.Cojinete de embrague

El conjunto de presión

El conjunto de presión es el elemento del embrague que se desplaza axialmente debido a la fuerza generada por el cojinete, y que permite la acción de liberar el disco de embrague para interrumpir la transmisión de par.El conjunto de presión que actualmente se utiliza en los vehículos automóviles está formado por:

Carcasa.Plato.Diafragma.Uniones entre estos elementos; la unión carcasa-diafragma y la unión carcasa plato.



Carcasa: La carcasa es el elemento que aporta la sujeción a las restantes piezas del embrague y las mantiene en la posición correcta para poder realizar los movimientos de embrague y desembrague. Actualmente son de Acero.

Plato: Se encarga de aplicar la carga sobre el disco para realizar la transmisión de par (transmitiendo la carga aportada por el diafragma), realizar la fricción correcta sobre los forros y Disipar el calor que se produce en la operación de embrague.

Diafragma: El diafragma es una arandela Belleville que ha sido modificada en su interior, con unas extensiones denominadas dedos en las que actúa el cojinete de desembrague. Es el elemento que aporta la carga al conjunto y por tanto se encuentra altamente solicitada a fatiga.

Disco de embrague

El disco de embrague es el elemento que recibe la carga por parte del plato de presión y la transmite hacia la caja de cambios, cuando se produce el desembrague. Esta transmisión del par debe realizarla de una forma progresiva, para proporcionar una sensación agradable en la conducción y para evitar en gran medida el desgaste prematuro de los forros.Asimismo la función amortiguadora del embrague también ha sufrido notables mejoras debido a todos estos nuevos requerimientos, como han podido ser, la aparición de las dos etapas de amortiguación o el aumento de la elasticidad torsional y del ángulo en la fase del amortiguador principal.El disco de embrague está compuesto generalmente por: 1. Los forros de fricción.2. El sistema de progresividad.3. El sistema de amortiguación, cabe destacar que no todos los discos disponen de este sistema, a los que no lo utilizan se les denomina discos rígidos.



El forro de fricción: Es geométricamente es una corona circular que se une mediante remaches al sistema de progresividad del disco, concretamente a la chapa de conducción. Los discos de embrague disponen de dos forros de fricción, uno situado en contacto con el plato de presión, y el otro con la cara de fricción del volante motor.

El sistema de progresividad: Es el que se encarga de que las arrancadas se realicen de una forma progresiva y suave. Este sistema está formado por la chapa de conducción y la unión chapa de conducción- forro.

La chapa de conducción es la que realmente aporta la progresividad y elasticidad al sistema con sus ondulaciones. En la chapa van montados los dos forros de fricción.Además entre los dos anillos de material de fricción tenemos a la amortiguación del revestimiento. Consiste en unas láminas de acero dobladas de forma que al presionarse el disco entre plato de presión y volante se enderezan. Se encargan de proporcionar un desembrague blando, por tanto, de un arranque sin tirones.

El sistema de amortiguación: El disco dispone de dispositivos que son capaces de realizar la amortiguación de las vibraciones torsionales que genera el motor. El Sistema elástico torsional, cuyas características necesariamente deben de ser rigidez torsional (N/grado), giro total y par máximo, esta formado por resortes que están alojados en ventanas tanto axialmente (sujeción lateral), como radialmente (fuerzas centrífugas). Los muelles enlazan de una forma elástica la parte conducida y conductora del disco. Su rigidez, el número de ellos que estén activos y el radio en el que se dispongan definirán la rigidez del sistema amortiguador.



Discos preamortiguados: Para amortiguar las vibraciones que genera el motor en marcha, vibraciones de alta frecuencia y amplitud, se instala el amortiguador principal del disco pero cuando el motor se encuentra en ralentí, genera unas vibraciones distintas, de más baja amplitud y frecuencia que el disco debe también absorber.Por este motivo se han desarrollado los discos preamortiguados, en los que al ya conocido sistema de amortiguación se le añade otro sistema extra que filtra estas vibraciones del motor a bajas vueltas que consta de unos resortes mas chiquitos.

El cojinete de embrague

El cojinete es el tercer elemento que forma el embrague mecánico. El cojinete recibe la acción del mando y aplica la carga sobre el diafragma para realizar las operaciones de embrague y desembrague. La acción del mando debe ser una fuerza deslizante coaxial con el eje del embrague y con un desplazamiento definido para producir el desembrague, esta fuerza deber ser aplicada por el cojinete sobre un elemento que se encuentra en rotación, por tanto, el cojinete debe ser un mecanismo capaz de resolver este doble contacto



SISTEMA DOBLE EMBRAGUE

La innovación más reciente del departamento de desarrollo de cambios desde Volkswagen es la caja de cambios de doble embrague DSG. Lo que realmente hace destacar a este cambio de seis velocidades totalmente automático es el hecho de que posibilita que los cambios de marcha tengan lugar sin interrupción alguna del flujo de potencia. En consecuencia, los cambios de marcha son extremadamente suaves y apenas perceptibles para los ocupantes. El cambio de doble embrague cuenta con dos embragues en baño de aceite que actúan mediante dos ejes de mando, con el embrague 1 engranando la 1ª, 3ª, 5ª marchas y la marcha atrás y el embrague 2 responsable de engranar la 2", 4ª y 6ª marchas. Al realizarse un cambio de marcha, la siguiente marcha ya está preseleccionada, pero aún no engranada. Bastan tan sólo de tres a cuatro centésimas de segundo para que un embrague engrane mientras el otro desembraga. Esto permite realizar los cambios de marcha sin que el conductor lo perciba siquiera, y sin interrupción alguna del flujo de potencia.Dependiendo del estilo de conducción preferido, la electrónica de control inteligente permite un ahorro de combustible de hasta el 10 por ciento en comparación con un cambio manual de 6 velocidades.El conductor puede accionar el cambio DSG manualmente o permitir que los cambios de marcha tengan lugar automáticamente. En el modo automático se puede escoger entre el ajuste de cambio estándar, extremamente suave y bien equilibrado, y un modo de cambio con un carácter mucho más deportivo. Los cambios manuales se realizan mediante la palanca selectora o accionando las levas de cambio o los pulsadores situados en el volante.Más fabricantes también comienzan a fabricar más transmisiones de este tipo: Powershift (Ford/Volvo), TCT (Fiat, Alfa Romeo), DCT (Mercedes-Benz), PDK (Porsche), DKG (BMW), EDC (Renault), etc. pero funcionan de la misma forma. En los gasolina es más frecuente ver las. Por razones de marketing, en Audi las transmisiones se llaman S tronic en vez de DSG, cajas con embragues en seco, los bañados en aceite se usan en motores con mucho par. Ahorran más combustible los que van en seco, al haber menos pérdidas por bombeo de aceite.



http://www.youtube.com/watch?v=QW7tqtudC-k

http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=J6tTJ4yK3xc&feature=fvwp

TECNOLOGIA SAT

Las siglas SAT, en Valeo, hacen referencia a la tecnología de Kit de embrague “auto-ajustable”, a la que otros fabricantes se refieren como SAC o XTEND.Uno de los inconvenientes de los embragues tradicionales reside en el aumento de la fuerza a aplicar sobre el pedal a medida que el disco de embrague se desgasta, de forma que al final de la vida útil del disco, la fuerza a realizar sobre el pedal es muchísimo mayor que con el embrague nuevo.Con las tecnologías auto-ajustables “SAT”, se consigue compensar la distancia correspondiente al desgaste del disco de embrague, manteniendo constante la fuerza a ejercer sobre el pedal a lo largo de la vida del embrague.Gracias a un segmento dentado, conseguimos desplazar el plato de presión, compensando el desgate del disco de embrague, de forma que el espesor del conjunto (plato+disco) es siempre el mismo, independientemente del desgaste. Con ello se consigue que el “diafragma” mantenga su posición original, y que siempre haya que realizar la misma fuerza para desembragar el conjunto.


http://www.google.com.ar/url?sa=i&source=images&cd=&cad=rja&docid=rgke1W5fAfzefM&tbnid=5nf8JGzn3cKqdM:&ved=0CAgQjRwwAA&url=http%3A%2F%2Fembraguesviaweb.blogspot.com%2F2011%2F02%2Fcajas-de-cambio-de-doble-embrague.html&ei=lnyXUbKVE6-y0AG7g4HYCw&psig=AFQjCNFwynzFife--ljuZO1OyDwEMtgpvA&ust=1368968726353640


TECNOLOGIA HEC

Las siglas HEC, en Valeo, hacen referencia a la tecnología de Kit de embrague de “Alta Eficiencia”.La diferencia principal de la tecnología HEC, frente a la tecnología tradicional, reside en el disco de embrague. El disco HEC, de alta eficiencia, está fabricado con materiales de última generación, que aumentan su resistencia.Esta tecnología está especialmente desarrollada para que sea compatible con los sistemas autoajustables de otros fabricantes, de forma que los kits HEC Valeo pueden sustituir a los kits autoajustables de otros fabricantes, aunque la tecnología del plato de presión difiera.Los embragues Valeo HEC (High Efficience Clutch) no requieren herramientas especiales para el montaje, esta ventaja se traduce en ahorro de tiempo y dinero y en una mayor seguridad y fiabilidad en el montaje.HEC (High Efficiency Clutch - embrague de altas prestaciones), ha sido diseñado por los ingenieros de Valeo para reemplazar la tecnología de embragues con auto-ajuste (SAT, SAC o Xtend).Gracias a un conjunto de embrague mejorado (con una eficiencia optimizada en la rigidez de los dedos del diafragma) y a la tecnología exclusiva de Valeo en material de fricción de reducido desgaste (ultra-performing F510 friction), Valeo ha desarrollado un conjunto capaz de sustituir el mecanismo especifico de auto-ajuste y a la vez asegurar una carga y una distancia estable en el pedal.

EMBRAGUE HALDEX

Con el desarrollo del embrague Haldex se ha logrado un paso importante en la tecnología desarrollada para la tracción total en el automóvil. El embrague Haldex de funcionamiento mecánico, tiene un accionamiento hidráulico y es controlado mediante una gestión electrónica.La activación del embrague, es decir la transmisión de par al eje posterior, es totalmente automática. Mediante una gestión electrónica se reconoce el comportamiento del vehículo en cada momento; así es posible variar el par motriz transmitido al eje posterior desde el valor máximo hasta anularlo completamente.La gestión de la tracción total trabaja completamente ligada con la gestión de motor y el sistema de frenos; esto permite obtener el máximo rendimiento a las funciones de cada una de las gestiones y lograr un comportamiento dinámico del vehículo más estable ante



cualquier situación. El intercambio de datos entre unidades de control se establece por la línea CAN-Bus.Gracias al autodiagnóstico y al mínimo mantenimiento se han simplificado y facilitado las operaciones a realizar, a la vez que se reduce el tiempo de permanencia del vehículo en el Servicio de reparación.La tracción total basada en el embrague Haldex, suele tener dispuesto este dispositivo entre el árbol cardán y el grupo diferencial posterior.El embrague Haldex permite disponer de una tracción regulable a las ruedas posteriores, según sean las condiciones dinámicas durante la circulación (aceleración, frenado, maniobra, etc.).Se trata de un sistema de accionamiento totalmente automático, el cual está formado por tres partes funcionales. La primera es el grupo mecánico responsable de transmitir el par motriz mediante unos discos de embrague. La segunda es un circuito hidráulico que acciona el grupo mecánico. Y una última, la gestión electrónica de control.FLUJO DEL PAR MOTRIZ

Al igual que en un vehículo con tracción delantera, en los de tracción total el par motor llega a la caja de cambio a través del embrague.La caja de cambio propulsa las ruedas delanteras de forma permanente, de la misma forma que un tracción delantera. Además, dispone de una toma de fuerza por la que se transmite par motriz a la caja de reenvío y de ésta al árbol cardán.El extremo final del árbol cardán se une con embrague Haldex. Se trata de un conjunto de discos de embrague que conectan el árbol cardán con el diferencial posterior. Si los discos de embrague son presionados, el par motriz llega al eje posterior. Es entonces cuando se dispone de tracción total. Según sea la presión a la que se sometan los discos variará el par transmitido. Entonces la transmisión del par hacia el diferencial trasero únicamente puede producirse a través del conjunto multidisco cerrado en el embrague Haldex.El reparto del par motriz es decidido siempre por la unidad de control. Pero es imprescindible que exista una diferencia de giro entre las ruedas de ambos ejes para transmitir par al eje posterior.

Ventajas del embrague Haldex

Las ventajas que ofrece un vehículo equipado con embrague Haldex respecto a uno de tracción delantera, o incluso a otro tipo de tracción total, son las siguientes:



Tracción regulable en las ruedas posteriores, la cual es gestionada electrónicamente.

Transmisión de un elevado par, hasta 3.200 Nm sobre el eje trasero. Reacción rápida en el reparto del par motriz entre ejes. El eje trasero es capaz de

transmitir hasta 1.000 Nm con tan sólo una diferencia de 10º de giro entre ejes. Conducción confortable, similar a la de un vehículo de tracción delantera. Es totalmente combinable con las funciones de los sistemas ABS, EBV, EDS,

ASR, MSR y ESP. Posibilita la conducción con la rueda de emergencia, situación en la que se

circula con tracción delantera. Permite el remolcado del vehículo con un eje levantado.

ACCIONAMIENTO DE EMBRAGUUE

Los sistemas de mando empleados para el accionamiento de los embragues pueden ser de 3 tipos:

Accionamiento Mecánico Accionamiento Hidráulico Accionamiento Neumático

El accionamiento mecánico se emplea generalmente para vehículos pequeños de turismo. Para el desplazamiento del cojinete de empuje se utiliza un dispositivo de horquilla montada sobre la carcasa del embrague, y una palanca de accionamiento, situada en el interior de la carrocería y al alcance del pie del conductor. La fuerza necesaria para desacoplar el embrague viene dada por el conductor.

El accionamiento hidráulico para embragues de gran presión, se usa con el fin de aminorar el esfuerzo del conductor y para que el accionamiento sea más suave. Para ello se utiliza un sistema hidráulico formado por Bombin emisor y un pistón receptor.



El accionamiento neumático es poco empleado. Consiste en la instalación en un depósito que envía el aire a un servo-embrague a través de una tubería flexible. El servo-embrague sirve para distribuir el aire en la operación de embrague y desembrague. Del servo sale una tubería que envía aire al cilindro de mano, cuyo vástago actúa sobre la horquilla del embrague.

Accionamiento Hidroneumático:

Este sistema de accionamiento hidroneumático, está constituido por un servo mecanismo de actuación hidráulica y neumática, destinado a disminuir el esfuerzo del conductor para accionar el pedal del embrague. Además de eso, posibilita una operación suave y precisa del sistema de embrague. En general, es aplicada en vehículos cuyos embragues requieren una fuerza de desembrague bastante elevada.

Al oprimir el pedal del embrague, este acciona el cilindro maestro, produciendo una presión hidráulica que actúa directamente detrás del émbolo hidráulico, que a su vez se comunica con la cámara hidráulica. Esta presión actúa sobre el diafragma que empuja el émbolo de comando contra la válvula neumática y ésta, al desplazarse, permite la entrada de aire comprimido, enlazado a través de la conexión hacia dentro del cuerpo neumático, auxiliando el accionamiento del embrague y produciendo un desembrague.



Cuando el pedal del embrague es desactivado, hay un alivio de la presión hidráulica y el resorte del émbolo de mando hidráulico lo empuja hacia atrás, contra el diafragma, abriendo el pasaje de aire entre éste y la válvula neumática, permitiendo que el aire escape hacia la atmósfera a través de la válvula de descarga. En este caso, el embrague empieza a quedar totalmente acoplado.

CONCLUCIÓN

El trabajo realizado tuvo, en la primera parte, como objeto explicar los distintos sistemas de freno y marcar las diferencias existentes entre cada uno.

Muchas veces se confunde un tipo de freno con el sistema a través del cual es accionado, por ello se hizo hincapié en marcar la diferencia y explicar cada uno de ellos.

En lo que respecta al aprendizaje, fue muy valioso debido a que se completó con un intenso trabajo de investigación demostrado en la bibliografía.

Es necesario hacer una reflexión y concluir que los sistemas de freno han sufrido muchos cambios con el pasar de los años, acomodándose a las exigencias, cada vez superiores, de potencia y seguridad. No hay que ser un experto en la materia para deducir que los frenos, al igual que la mayoría de los sistemas en los vehículos, comenzaron una migración hacia la electrónica y que probablemente finalizará estando completamente constituida por ésta.

En cuanto a la segundo parte del trabajo, pudimos diferenciar y aprender sobre todos los tipos de embrague, sus componentes y para que se usan. Asimismo se puedo aprender sobre temas desconocidos como son el doble embrague y el embrague Haldex.

En cuanto a la orientación del embrague se dedujo que se estaba buscando nuevas tecnología para lograr un mayor confort y una mejor relación motor caja para poder brindar al conductor una sensación de manejo suave.

Cabe destacar que el trabajo se caracterizo por buscar e investigar sobre lo último en cuanto a la tecnología y a los avances de ambos sistemas ya sea el de freno como el de embrague.



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