MECANICA AUTOMOTRIZ PRESENTACIÓN El módulo “ SISTEMA

MECANICA AUTOMOTRIZ
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MECANICA AUTOMOTRIZ
PRESENTACIÓN
El módulo “ SISTEMA DE TRANSMISIÓN ” del programa de segundo año del
bachillerato técnico en mecánica automotriz, tiene como objetivo fundamental
proporcionar a los estudiantes los conocimientos TEÓRICO – PRÁCTICOS necesarios
para brindar mantenimiento básico, reparar y/o cambiar piezas dañadas en los
mecanismos de embrague, cambio de marchas (manual y automática), ejes de
transmisión y diferencial ; empleando técnicas específicas.
Este manual se divide en cuatro unidades fundamentales:
MECANISMO DE EMBRAGUE: Comprende el funcionamiento, análisis de fallas,
servicio básico de mantenimiento y reparaciones del sistema.
MECANISMO DE CAMBIO DE MARCHAS: Proporciona los conocimientos básicos
para brindar servicio de mantenimiento y reparar dicho sistema.
EJES DE TRANSMISION: Presenta el funcionamiento, análisis de fallas y reparación
de los elementos del sistema.
MECANISMO DIFERENCIAL: Comprende la estructura, operación y servicio
Además este manual contiene varias notas de precaución general que deben leerse
con cuidado para reducir al mínimo el riesgo de una lesión personal o daño al vehículo
que se le está dando servicio.
Si usted que estudia éste manual toma en cuenta las medidas de seguridad (en el
descritas ) previas a brindar servicio de mantenimiento y/o cambiar elementos en los
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MECANICA AUTOMOTRIZ
SISTEMAS DE TRANSMISIÓN tenga por seguro que su trabajo será más
fácil y rápido.
El tren de propulsión
Un tren de propulsión es un mecanismo integrado que transmite la potencia
desarrollada en el motor al movimiento de las ruedas de un vehículo. Dos tipos
de tren de propulsión son usados generalmente: son el motor delantero de
transmisión posterior tipo (FR) y el motor delantero de transmisión delantera
tipo (FF). Además de estos, hay un motor intermedio de transmisión posterior
tipo (MR) y el de transmisión a las 4 ruedas tipo (4WD). El tipo 4WD es
mayormente dividido en el tipo 4WD a tiempo parcial y el tipo 4WD a tiempo
completo.
Configuración del Tren de Propulsión
Embrague
EI embrague permita al conductor desacoplar y acoplar el motor de la
transmisión para poner en marcha el vehículo o para los cambios de engranaje.
Este transmite potencia desde el motor al tren de propulsión (vía transmisión).
Transmisión
La transmisión cambia la combinación de engranajes que transmiten potencia
desde el motor al movimiento de las ruedas, además, cambia la velocidad del
vehículo obtenida desde el motor. El transeje es una unidad que integra la
transmisión y el mecanismo diferencial en un caso simple. Es usado en FF y
vehículos similares. En las transmisiones automáticas y transejes automáticos
cambia la combinación de engranaje automáticamente.
Árbol de Transmisión
En los vehículos FR y 4WD, el árbol de transmisión transmite potencia desde la
transmisión delantera al diferencial posterior.
Diferencial
El diferencial reduce la velocidad rotacional y después la transmisión, y dirige la
potencia, luego es transmitida en ángulos rectos al eje propulsor o al eje motriz.
Durante el giro de un vehículo, el diferencial absorbe diferentes velocidades en
los neumáticos izquierdos y derechos, facilitando el movimiento.
Eje Propulsor / Eje Motriz
Este eje transmite la potencia del diferencial a los neumáticos.
Transferencia
La transferencia es usada en los vehículos 4WD. Esta distribuye la potencia
desde la transmisión / transeje a las ruedas delanteras y posteriores.
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Tipo FR
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El Embrague
Esquema y mecanismo de operación
El embrague transmite la potencia del motor a
la transmisión manual mediante su
acoplamiento o desacoplamiento. También,
hace la salida más suave, hace posible
detener el vehículo sin parar el motor y facilita
las operaciones del mismo.
Tipos de Embrague
Los siguientes tipos de embragues de automóvil son frecuentemente utilizados:
Embrague de Fricción
El disco de embrague (placa de fricción) presiona contra el volante del motor,
transmitiendo potencia desde el motor por medio de la fuerza de fricción.
Operación del Embrague
Un embrague opera en una de las formas siguientes:
Embrague Mecánico
Los movimientos del pedal del embrague son transmitidos al embrague usando
un cable.
Embrague Hidráulico
Los movimientos del pedal del embregue son transmitidos al embrague por
presión hidráulica. Una varilla de empuje conectada al pedal de embrague
genera presión hidráulica en el cilindro maestro cuando el pedal es presionado
y esa presión hidráulica desconecta el embrague.
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Embrague mecánico
Embrague hidráulico
ADVERTENCIA: como producto del desgaste del disco, se produce un polvillo
el cual al ser inhalado en grandes cantidades puede generar cáncer, se
recomienda usar mascarilla al brindar servicio al embrague.
REFERENCIA
Arrastre y desgaste del Embrague
Si el embrague esta gastado, con la presión la placa del embrague se separa
del disco del embrague. Esto origina que el disco gire junto con el volante
igualmente cuando no hay presión del rodamiento sobre este, y así la rotación
se pierde causando una pérdida de fuerza motriz
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MECANICA AUTOMOTRIZ
Funcionamiento del Embrague
Configuración
El mecanismo de embrague
consiste en la unidad del
embrague propiamente, la
cual transmite la potencia del
motor y desengancha éste
desde la trasmisión. La unidad
de embrague puede dividirse
en el disco, que transmite la
potencia por medio de la
fuerza de fricción y la cubierta
de embrague, que es
integrada con la placa de
presión y el resorte. EI mecanismo de operación consiste en una
horquilla/rodamiento de desembrague que transmite el movimiento del pedal
del embrague al resorte interior de la cubierta del embrague.
Disco de Embrague
Se trata de un disco redondo
colocado entre el volante en el lado
del motor y la placa de presión
interior de la cubierta del embrague.
El material de fricción es fijado al
exterior de la circunferencia y a
ambos lados y una muesca es
provista en el centro para fijar el eje
de la transmisión. Además son
provistos resortes para absorber y
suavizar el impacto cuando la potencia es transmitida al centro.
Cubierta de Embrague
La cubierta de embrague empuja la placa de presión contra el disco de
embrague para transmitir la potencia y para desenganchar el embrague. Un
tipo usa varios resortes en espiral y otro tipo usa resorte de diafragma simple
(resorte de placas).
Resorte de Diafragma
Este es un resorte de placas que tiene que empujar al disco de embrague
contra el volante. Comparado a un resorte espiral, este tipo tiene las siguientes
características:




Puede aligerar la fuerza requerida para presionar al pedal del embrague.
Empuja contra la placa de presión uniformemente.
Su fuerza no disminuye durante su uso a alta velocidad.
El número de piezas en la unidad de embrague puede ser menor.
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Placa Presionadora
Se trata
de acero
presiona
de un anillo
que
el disco del
embrague
contra el
volante
motor
usando el
resorte
en la
cubierta
de
embrague.
La
superficie
que pega contra el disco de embrague es plana. Esta placa es hecha de un
material que tiene excelente resistencia al calor y resistencia al desgaste.
Cojinete de Desenganche del Embrague ( collarin )
El cojinete de desenganche del embrague es movido atrás y adelante, por la
horquilla de desembrague, que recibe el movimiento del pedal del embrague.
Este opera el resorte interior de la cubierta del embrague, causando luego el
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desenganche del embrague.
La Transmisión
configuración
La transmisión cambia la combinación de engranajes de acuerdo con las
condiciones del uso del vehículo, como cambia también la velocidad y potencia
del motor, transmitiendo éstas al movimiento de las ruedas. Cuando arranca el
vehículo desde la condición de parada o cuando sube una cuesta, la
transmisión desarrolla una gran fuerza y transmite esta al movimiento de las
ruedas. Cuando se usa a grandes velocidades, la transmisión hace girar el
movimiento de las ruedas a grandes velocidades y cuando se usa el vehículo
marcha atrás, la transmisión origina el movimiento de ruedas para girar al
contrario.
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Configuración de la Transmisión
La apariencia externa y construcción de una transmisión puede diferenciarse
dependiendo del modelo del vehículo, pero una transmisión consiste
principalmente en las siguientes partes:
Eje Impulsor
Este eje transmite la potencia del motor a la transmisión vía el embrague. La
parte trasera de este eje tiene un engranaje motriz que gira en contra del eje.
Contraeje
Este eje sostiene cada uno de los engranajes (1er. Engranaje, 2º Engranaje,
3er. Engranaje, 4º Engranaje, 5º engranaje y engranaje de marcha atrás). Cada
uno de los engranajes sobre este eje conecta con los engranajes en el eje de
salida.
Eje de Salida
Este eje sostiene desde el 1º hasta el 5º engranaje, así como a un mecanismo
de conexión (mecanismo sincronizado) que sostiene cada engranaje de
transmisión. Cada engranaje gira libremente en el eje de salida, con la potencia
transmitida sólo para el engranaje que ha sido engranado.
Eje Intermedio
El engranaje intermedio de marcha atrás gira libremente. Cuando el vehículo es
conducido marcha atrás este eje se mueve, conectando los engranajes de
marcha atrás en el eje de salida y el contraeje.
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Mecanismo de uso de la transmisión manual
El mecanismo usado para usar la transmisión consiste principalmente en la
caja de cambios, la cual selecciona el engranaje de transmisión y el
mecanismo sincronizado, haciendo posible el enganche de los engranajes
fácilmente.
Caja de Cambios
Cuando se usa la palanca de marchas de la caja de cambios, se mueve el
resorte del cubo a través de la horquilla interior de cambios de la transmisión y
cambia la combinación de engranajes que son conectados entre sí.
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Son utilizados habitualmente los siguientes tipos de cajas de cambio:
Tipo de Control Remoto
Con este tipo, la palanca de cambios y la transmisión están separadas y
conectadas entre sí por un cable o conexión.
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Tipo de Control Directo
Con este tipo, la palanca de cambios es conectada directamente a la
transmisión.
Mecanismo Sincronizado
Cuando los engranajes son cambiados la rotación de los mismos se iguala con
la rotación del eje de salida. Este mecanismo engancha a los engranajes
juntándolos fácilmente. Consiste en un anillo sincronizado, un resorte de cubo,
un embrague de cubo y algunas otras piezas.
Anillo Sincronizador
Este anillo conecta con un engranaje en el eje de salida que gira libremente. La
fuerza de fricción resultante causa la rotación de los engranajes que actúan en
pareja.
Manguito del Cubo
Cuando se usa la palanca de cambios, este manguito se mueve en la dirección
del eje por la horquilla de cambio y engancha con el engranaje que está
girando por el anillo sincronizador a la misma velocidad. Además se fijan el eje
de salida y los engranajes.
Cubo del Embrague
Este cubo siempre rota conjuntamente con el eje de salida. Este transmite la
potencia producida a través de un resorte del cubo al eje de salida.
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Mecanismo de operación de la transmisión automática
La transmisión automática es una transmisión en la cual la selección de
engranaje (del cambio) se realiza automáticamente, haciendo la aceleración y
el arranque más fáciles. Una transmisión automática consiste principalmente en
un convertidor de par y una unidad de engranaje planetario que lleva a cabo la
operación del cambio por presión hidráulica. Los cambios de acuerdo con las
condiciones de uso están controlados por un ordenador.
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Mecanismo de Cambio
Cuando se usa la palanca de cambios, este mecanismo cambia el circuito
hidráulico en el sistema de control hidráulico de acuerdo con la posición de la
palanca de cambios que se está moviendo hacia un engranaje para adelante,
marcha atrás o estacionamiento o parada.
Convertidor del Par
Consiste en un impulsor de bomba y en un rodete de turbina, que se encara
uno frente al otro, y un estator que se coloca entre ellos. Este es llenado con
aceite. Cuando el impulsor de bomba, que es conectado directamente al
cigüeñal del motor, gira el aceite en el convertidor del torque es dirigido bajo
presión al rodete de turbina, causando la rotación y la transmisión de la
potencia.
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Unidad de Engranaje Planetario
La unidad de engranaje planetario está configurada por tres tipos de engranaje:
el Engranaje Anular, el Engranaje Piñón, y el Engranaje Planetario. El cambio
se realiza a través del cambio de la combinación de los engranajes que está a
la entrada, del engranaje que está a la salida y del engranaje fijado.
Sistema de Control Hidráulico
EI sistema de control hidráulico envía la presión hidráulica necesaria para los
cambios de los engranajes a la unidad del engranaje planetario de acuerdo con
el incremento o disminución en la velocidad del vehículo y en razón a la
cantidad de presión que se ejerce sobre el pedal del acelerador.
Transmisión Automática
EGT (Sistema de Transmisión Automática Controlada Electrónicamente)
En este sistema, las funciones del sistema de control hidráulico son controladas
por un ordenador. Las señales eléctricas salen por sensores que detectan el
grado en el cual el pedal del acelerador está siendo presionado, la velocidad
del vehículo, la posición del cambio y otras cuantas condiciones. El ordenador
analiza y juzga estas señales eléctricas y controla las válvulas interiores del
sistema de control hidráulico, abriendo o interrumpiendo el flujo hidráulico y
realizando así, de este modo, los cambios de engranajes.
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Ventajas y Desventajas de la Transmisión Automática
Ventajas
No es necesario realizar manualmente los cambios de marcha o accionar el
embrague. Debido a que es posible concentrarse más en las condiciones de
conducción y sobre todo en la operación de usar el volante y los frenos, la
conducción es más segura.
Desventajas
La economía del combustible sufre ligeramente. El precio del vehículo es más
elevado que el de un vehículo con transmisión manual. La respuesta es inferior
que la de un vehículo con una transmisión manual.
Precauciones en el uso de las transmisiones automáticas
Las siguientes 3 precauciones deben de
observarse cuando se usa un vehículo con
transmisión automática:
Cuando cambiamos primero al engranaje
deseado, el pedal del freno debe ser
presionado para evitar que el vehículo arranque
súbitamente o se realice un cambio marcha
atrás por error.
Cuando la velocidad del motor llega a elevarse súbitamente (inmediatamente
después del arranque, cuando el aire acondicionado está funcionando, etc.), el
pedal de freno deberá ser presionado siempre que se realice el cambio para
evitar la marcha intempestiva del vehículo.
Debido a que el vehículo tiende a moverse (fenómeno de arrastre) sin
presionar el pedal de aceleración cuando no está en las posiciones de P o N, el
pedal de freno deberá por todos los medios estar presionado. Particular
precaución debe tenerse inmediatamente después del arranque, o cuando el
aire acondicionado está funcionando.
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¡PRECAUCIÓN!
Las características de uso de la transmisión automática son únicas para cada
modelo de vehículo. Hay que asegurarse de leer el manual del propietario para
el modelo concreto.
Árbol de transmisión
EI árbol de propulsión es un dispositivo que conecta la transmisión al
diferencial posterior en vehículos FR (motor delantero, transmisión posterior) y
en 4WD (transmisión a las 4 ruedas). Además, está diseñado para transmitir
potencia al diferencial a causa de los continuos cambios en ángulo y longitud
con respecto al diferencial, puesto que este es siempre movido hacia arriba y
abajo o adelante y atrás en respuesta a los baches o rutas en la superficie de
las pistas y cambios en la carga del vehículo. El eje está fabricado con un tubo
de acero hueco, que es liviano en peso y lo suficientemente fuerte para resistir
la torsión y el doblado. Una unión universal es montada en cada uno de los
extremos del eje. Además, está construido para que la porción conectada a la
transmisión pueda responder a cambios en longitud.
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Eje de Impulsión (diferencial)
El eje de impulsión transmite la potencia desde el diferencial a las ruedas
motrices.
Unión Universal
La unión universal responde a cambios en el ángulo de conexión del árbol de
propulsión para que la potencia pueda ser transmitida fácilmente. Una unión
universal está hecha por una unión de yugos con un eje en forma de cruceta
enclavijados por cojinetes. La parte que conecta con la transmisión está
también ranurada (con sus dientes uno a otro conectados a un eje o en un
agujero), haciéndose posible para el eje deslizarse hacia delante o atrás para
amortiguar los cambios de longitud de conexión.
El Diferencial
El diferencial reduce la velocidad de rotación transmitida desde la transmisión e
incrementa la fuerza de movimiento, así como también distribuye la fuerza de
movimiento en la dirección izquierda y derecha transmitiendo este movimiento
a las ruedas. También cuando el vehículo está girando, el diferencial absorbe
las diferencias de rotación del movimiento de las ruedas izquierda y derecha,
haciendo posible que el vehículo gire fácilmente.
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Engranaje Final
EI engranaje final está hecho de un piñón motriz y un engranaje anular. Este
engranaje reduce le velocidad de la rotación desde la transmisión,
incrementando la fuerza del movimiento. En el engranaje final, son usados
muchos engranajes hipoidales cónicos, que se conectan con el engranaje
anular. Además, la relación por la cual el engranaje final es reducido es
llamada relación de reducción. Este valor indica el número de dientes en el
engranaje anular dividido por el número de dientes en el engranaje piñón
motriz.
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Engranaje Diferencial
Cuando un vehículo marcha dentro de una curva, la trayectoria recorrida por
los neumáticos exteriores y los interiores difiere. Eso es, la velocidad de los
neumáticos es diferente. Por lo tanto, para que el neumático izquierdo y
derecho no patinen, el engranaje diferencial es usado para ajustar la diferencia
de velocidad de los neumáticos izquierdo y derecho, luego el neumático interior
es retardado y el exterior es más rápido. El engranaje diferencial consiste de
una funda de diferencial, en la cual se monta el engranaje final y dos
engranajes laterales conectados a los neumáticos izquierdo y derecho, como
también dos engranajes piñones conectan a los engranajes laterales.
Si las ruedas de ambos lados giran a
la misma velocidad, el vehículo no
se desplazará alrededor de la curva.
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Si hay una diferencia de velocidad
entre las dos ruedas, el vehículo
puede desplazarse suavemente
alrededor de la curva.
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