IntroducciónEl movimiento de giro necesario para poner en movimiento el vehículo es

transmitido a las ruedas por medio de un conjunto de mecanismos hasta el motor. Es imprescindible acoplar un mecanismo capaz de interrumpir o conectar suavemente la transmisión de movimiento entre el motor y las ruedas. Este mecanismo lo constituye el embrague.

Este elemento mecánico es muy importante para comunicar la fuerza del motor con la transmisión por eso es de gran importancia en el funcionamiento del vehículo. No solo de los vehículos automáticos sino los sincrónicos también.

EL EMBRAGUEEl embrague es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la

transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par motor desde el motor hacia las ruedas.

El embrague es el mecanismo encargado de transmitir el par motor que nos proporciona el grupo propulsor, a la caja de cambios y ésta, a su vez, a las ruedas a voluntad del conductor (manual) o automáticamente (automático), o dicho de otra manera, su misión, es desconectar el motor de las ruedas en el momento de arrancar o realizar un cambio de marcha.

ImportanciaEl mecanismo de embrague es absolutamente necesario en los vehículos

automóviles dotados de motor térmico, ya que para iniciar la marcha del vehículo hay que transmitir el par motor a bajo régimen de una forma progresiva por resbalamiento mecánico o viscoso, hasta conseguir un acoplamiento rígido entre el motor y las ruedas del vehículo a través del cambio de velocidades. Además, en los vehículos con cambio de velocidades mecánico es necesario disponer del mecanismo de embrague para desconectar el movimiento del motor del movimiento de las ruedas siempre que tengamos que cambiar de velocidad o deseemos parar el vehículo sin detener el motor.

El embrague va situado entre el motor y la caja de cambios, y más concretamente entre el árbol motor o cigüeñal y el eje primario de la caja de cambios.

CaracterísticasEl embrague debe cumplir una serie de características, debe poseer

suficiente fuerza para que no patine con el motor funcionando a pleno rendimiento y a la vez proporcionar una marcha suave. Tiene que ser resistente, rápido y seguro. Resistente debido a que por él pasa todo el par motor. Rápido y seguro para poder aprovechar al máximo dicho par, en todo el abanico de revoluciones del motor.

En lo que concierne al confort, el mecanismo de embrague también tiene que ser progresivo, para que no se produzcan tirones cuando ponemos en movimiento el vehículo, desde una posición de parado; debe ser, además, elástico

para absorber los cambios de revoluciones en aceleraciones y desaceleraciones del motor.

Las características que ha de reunir el sistema de embrague son:

Resistencia mecánica: para transmitir todo el par motor a las ruedas. Resistencia térmica: para poder absorber el calor generado por la fricción. Progresividad y elasticidad: para que su movimiento se transmita sin

brusquedad ni tirones. Adherencia: para que no pueda patinar durante la marcha ni perder fuerza

de transmisión. Rapidez de maniobra: que facilite la operación de embrague y

desembrague.

FuncionamientoEl principio de funcionamiento es muy simple, une o separa dos árboles;

esta separación debe efectuarse tanto si los dos árboles se hallan en movimiento como si están parados. Se trata de dos discos que se pueden acercar o alejar entre sí, de modo que cuando entran en contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos firmemente girando solidarios. Normalmente, la disposición de trabajo del embrague es en la posición de transmisión del movimiento, en tal circunstancia se dice que el automóvil está embragado, el par motor pasa al primario de la caja de cambios. En caso contrario, cuando se interrumpe la transmisión de dicho par, un automóvil está desembragado cuando no transmite ningún tipo de movimiento.

Tipos de embragueExisten diferentes tipos de embrague, que se agrupan básicamente en tres:

de fricción, basados en la unión de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola, hidráulicos son los que utilizan como elemento de unión el aceite y son utilizados generalmente por los vehículos dotados de cambios de velocidades automáticos, y electromagnéticos son los menos utilizados, y están basados en el principio de los efectos de la acción de los campos magnéticos.

Los engranajes de fricción pueden dividirse en:

Engranajes de muelles helicoidales Embrague de diafragma

Embrague automático. Embrague de discos múltiples

EMBRAGUES DE FRICCIONEstán constituidos por una parte motriz, que transmite el giro a una parte

conducida, utilizando para tal efecto la adherencia existente entre los dos elementos, y a los que se les aplica una determinada presión, que los une fuertemente uno contra el otro. El embrague de fricción está compuesto por dos partes claramente diferenciadas, el disco de embrague y el plato de presión

Partes del embrague a fricción

DISCO DE EMBRAGUE

Este dispositivo está formado por un disco de acero en el que por medio de unos remaches van sujetos los forros, de tal manera que la cabeza de los remaches van embutidas para que no rocen contra la superficie del asiento del volante y en el plato de presión.

El disco de acero tiene unos cortes en su periferia formando una especie de lengüetas (5) que pueden doblarse en ambos sentidos de giro por la inercia de la fricción. Para amortiguar la inercia de contacto se colocan unos muelles entre el disco de acero y el platillo. Para el accionamiento del disco el árbol primario de la caja de cambios, se incluye un manguito estriado (8).El disco de embrague es el elemento encargado de transmitir a la caja

de velocidades todo el par motor sin que se produzcan resbalamientos. Por este motivo, el disco de embrague, está forrado de un material de fricción que se adhiere a las superficies metálicas (superficies con las que entra en contacto dicho disco); es muy resistente al desgaste y al calor.

Dependiendo del par motor a transmitir, y del peso del vehículo, se calcula el dimensionado del disco de embrague. Se trata de un disco en cuyo centro está dispuesto un cubo estriado (por el que se pone en contacto con el eje primario de la caja de velocidades) que se une, mediante unos muelles repartidos en toda su circunferencia, a un plato forrado por sus dos caras con el material adherente anteriormente descrito.

Dichos muelles, sirven para que la transmisión de giro desde el material adherente al cubo estriado (y por tanto al eje primario), se realice de una manera elástica (y pueda volver a su posición inicial).

El plato, a su vez, por su parte externa está provisto de unos cortes, quedando toda la periferia de éste dividida en diferentes lengüetas, que están dobladas en uno y otro sentido facilitando la progresividad, cuando se realiza el apriete del disco de embrague contra el volante debido a la flexibilidad que adoptan dichas lengüetas.

PLATO DE PRESIÓNEl plato o disco de presión (4) sirve de acoplamiento del conjunto al volante de inercia por medio de un disco de fricción y va montado entre el disco de fricción y la carcasa. Entre el disco de presión y la carcasa van montados los elementos de presión que pueden ser muelles helicoidales o un diafragma.

También denominado maza de embrague, se compone de un disco de acero en forma de corona circular. Por una cara se une a la carcasa del mecanismo de embrague, a través de unos muelles o diafragma y por otra cara se une a una de las caras del disco de embrague.

CARCASA

Es el elemento que sirve como cubierta al mecanismo de embrague, por el que se fija éste al volante de inercia (por medio de tornillos). En ella se alojan los distintos muelles o diafragma, y las patillas de accionamiento (si proceden).

COJINETE DE EMBRAGUE

Denominado también cojinete axial o collarín de embrague. Es el elemento por el que accionamos el mecanismo de embrague. Se trata de un cojinete de bolas, que se desliza sobre el tamo de primario situado en la campana de la caja de velocidades. Dicho deslizamiento axial, se controla por una de sus caras a la que va acoplado un elemento denominado horquilla, (gestionada ésta por diferentes formas que veremos más adelante), y por el otro extremo permanece en contacto con las patillas de accionamiento, en el caso de que se trate de un mecanismo de embrague por muelles, o sobre los dedos elásticos, si se trata de un mecanismo dotado de embrague por diafragma.

MUELLES O DIAFRAGMA

Tanto los muelles como el diafragma, son los que realizan el esfuerzo necesario para aprisionar el disco de embrague, entre el volante motor y el plato de presión. El sistema provisto de muelles, actualmente ha sido sustituido por el sistema por diafragma, debido a las ventajas que ahora veremos.

Con el desgaste del disco, en el sistema con diafragma, aumenta la presión sobre éste, debido a la mencionada conicidad del diafragma. Mientras que

con los muelles esta presión va disminuyendo debido al estiramiento de los mismos.

El esfuerzo que hay que ejercer para el desembragado es menos en el sistema por diafragma que en el sistema de muelles. El sistema de diafragma es más fácil de equilibrar, y más sencillo de construir.

EMBRAGUE DE MUELLES HELICOIDALES

Este es uno de los tipos de embrague que más se han utilizado. Los muelles, están dispuestos circularmente para que resulte una presión más uniforme sobre la maza de embrague. Empujan al plato de presión por uno de sus dos extremos, apoyando el otro en la carcasa.

Debido a la presión que ejercen éstos sobre el plato de presión, cuando no actuamos sobre el mecanismo de embrague, el disco de embrague está presionado entre el plato y el volante motor. Por el contrario cuando actuamos sobre el mecanismo de embrague, oprimimos dichos muelles, dejando de ejercer presión sobre el disco de embrague, con la consiguiente interrupción de la transmisión del par motor a la caja de velocidades.

En el sistema de embrague provisto de muelles, para ejercer la acción sobre éstos, el sistema está provisto de unas patillas de accionamiento. Estas están accionadas, en uno de sus extremos, por un elemento denominado cojinete de embrague, y por el otro extremo actúan sobre el plato de presión, desplazándolo y éste actuando a su vez sobre dichos muelles.

Dichas patillas se basan en el principio de la palanca, para realizar tal función, teniendo como punto de apoyo, la carcasa.

El volante de inercia, que estará siempre girando con el motor, es el elemento por el que entra el movimiento al embrague. A continuación aparece el disco del embrague, que es uno de los elementos más importantes del embrague, a través de él se va a transmitir el movimiento, es además el disco que se puede desplazar a lo largo del eje de modo que se corte la transmisión de par.

El disco del embrague esta recubierto a ambos lados por un material antideslizante que asegura una perfecta unión.

El embrague de muelles recibe su nombre de los resortes helicoidales que aparecen sobre la placa de presión. Estos muelles hacen que la placa esté siempre empujando al disco contra el volante de inercia, con lo que, gracias al material antideslizante, se transmitirá el movimiento.

Para liberar el embrague de la placa de presión se dispone la palanca de desembrague, que al accionar el pedal desde el interior del vehículo, tirará de aquella hacia atrás.

EMBRAGUE DE DIAFRAGMA

El diafragma está constituido por un disco de acero, con forma cónica, en el cual se encuentran practicados unos cortes radiales, cuya elasticidad causa la presión necesaria para mantener el plato de presión contra el disco de embrague.

Al practicarse dichos cortes, el disco queda dividido interiormente en varios dedos elásticos, que ejercen la función de las patillas de accionamiento estudiadas en los embragues con muelles.

Cuando se monta en el vehículo, en posición de reposo, el diafragma se fuerza montándose en su posición plana, por lo que al tratar de recuperar su forma cónica, oprime al disco de embrague por el medio del plato de presión.

La acción sobre el diafragma, se ejerce en el centro de éste mediante un cojinete de embrague. Cuando realizamos la acción de desembragado, actuamos de manera que invertimos la conicidad del diafragma, dejando de ejercer presión sobre el plato de presión con la consiguiente liberación del disco de embrague.

Se trata de un tipo de embrague muy similar al de muelles pero en el que estos elementos son sustituidos por una especie de corona circular con forma cónica, llamada diafragma. En realidad el diafragma no es más que un muelle y se comporta de la misma manera.

Los coches provistos de este tipo de embrague resultan más agradables de conducir, ya que la fuerza necesaria para accionar el pedal del embrague es menor.

Además, este sistema tiene la ventaja de que la fuerza que se hace sobre el disco del embrague es mucho más uniforme que si se utilizan los muelles tradicionales.

Para que el sistema funcione el diafragma debe montarse en una posición prácticamente plana, de modo que al tratar de recuperar su posición primitiva lo que hará será empujar al disco del embrague, fijándolo contra el volante de inercia.

Al pisar el pedal para realizar un cambio de marcha lo que sucede es que se empuja el diafragma por su parte central, con lo que invierte su conicidad y se libera el disco, esta operación recibe el nombre de desembragado.

EMBRAGUE AUTOMATICO

La acción de embragar y desembragar está a cargo a un accionamiento mecánico por contrapesos que funcionan por acción de fuerza centrifuga, de tal manera que cuando el motor gire a ralentí los contrapesos estén calculados para que no ejerzan presión sobre el plato, quedando por tanto en posición de desembragado. En el momento 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 disco.

EMBRAGUE DE DISCOS MULTIPLES

Se emplean solo en motocicletas o en turismos de gran potencia. Esto surge cuando por problemas de tamaño en el motor, no se puede colocar el disco requerido para transmitir todo el par motor, entonces se emplea el embrague de varios discos, cuya superficie de adherencia sea equivalente a las necesarias de un solo disco.

Generalmente los discos de este tipo de embrague deben ser metálicos, y los discos conductores están hechos de material diferente a los del disco conducido.

MONTAJE DEL EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Cuando montamos un equipo de mecanismo de embrague por fricción, lo montamos sobre el volante motor. Debido a que el eje primario está colocado en la caja de velocidades (que hay que separar del motor para acceder al mecanismo de embrague), debemos centrar el disco de embrague con el volante de inercia para que, al montar la caja de velocidades, el mencionado estriado del disco de embrague y el del eje primario de la caja de velocidades coincidan. Para efectuar esta operación necesitaremos un centrador de embragues. Se trata de un eje cilíndrico, con dos diámetros diferentes: uno es igual al diámetro interior del estriado del disco de embrague, y el otro es igual a un orificio situado en el centro del volante de inercia. Existen casos en los que dicho orificio no está practicado, entonces el centrado del disco se efectúa con el diafragma. Es decir, un diámetro del centrado seguirá siendo el del interior del disco de embrague, y el otro diámetro, será el mismo que el diámetro interior del diafragma. Una vez realizado el centrado, la herramienta se retira.

EMBRAGUES HIDRAULICOSEl embrague hidráulico sustituye al embrague de fricción en los vehículos

equipados con caja de cambios automática. Consta de dos partes giratorias: la bomba, movida por el motor, y la turbina, que transmite el par a la caja de cambios.

Ambos elementos tienen forma de medio toro con álabes en su interior y se deben colocar enfrentados entre sí, dentro de una caja llena de aceite, pero con una cierta separación de modo que nunca lleguen a tocarse.

En el funcionamiento de este tipo de embragues se puede distinguir tres fases distintas, que dependen principalmente del régimen del motor. Cuando el motor (y por tanto la bomba) gira a pocas revoluciones el aceite por efecto de la fuerza centrífuga, sale de la bomba y penetra en la turbina golpeando sus álabes. Sin embargo, la turbina permanece fija, ya que la velocidad del aceite es tan pequeña que no tiene la fuerza suficiente para hacerla girar.

Cuando el conductor pisa el acelerador para iniciar la marcha suben las revoluciones de la bomba a la par que las del motor, de modo que el aceite se mueve ahora con mucha más energía, consiguiendo hacer girar la turbina y por tanto desplazar el coche. Sin embargo, en esta situación existe un gran deslizamiento, esto es, la bomba girará mucho más deprisa que la turbina.

A partir de las 3000 r.p.m. aproximadamente se alcanza un deslizamiento mínimo que está en torno al 3%. Es importante que exista un cierto deslizamiento, aunque pequeño, puesto que de lo contrario no se transmitiría ningún esfuerzo.

Todos los sistemas de embrague descritos hasta ahora basan su funcionamiento en los efectos de adherencia entre dos piezas de distinto coeficiente de rozamiento. A causa de ese frotamiento estos embragues pueden resultar ruidosos y padecen un desgaste. Estos inconvenientes se solucionan gracias al uso de embragues electromagnéticos e hidráulicos, aunque generan otros inconvenientes propios.

El sistema de embrague electromagnético está constituido por una corona de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor. En el interior de esta corona va alojada una bobina, que al pasar la corriente eléctrica a través de ella produce un campo magnético en la zona del entrehierro formado entre la corona y el disco de acero.

Dicho disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional. El espacio existente en el interior de la corona se cierra con chapas de acero, y se rellena con polvo magnético, que se aglomera en el entrehierro por la acción del campo magnético creado por la bobina, haciendo solidarios a la corona con el disco. De esta forma, cuando pasa corriente por el arrollamiento de la bobina se produce la aglomeración del polvo magnético consiguiendo el embragado del motor. Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina el polvo magnético no se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vacío a la corona sin arrastrar el disco. Con lo cual el motor permanece desembragado.

En el instante en que comienza a pasar corriente por la bobina se inicia la aglomeración del polvo magnético, que tarda un cierto tiempo en completarse, además del retardo a la aparición del flujo magnético que se produce en todas las bobinas. Este efecto consigue que el embrague sea progresivo.

Embragues electromagnéticos

Funcionan por 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 convencional.

AVERIAS COMUNES

Las averías más frecuentes en el conjunto del embrague pueden ser:

EL DISCO DE FRICCIÓN PATINA

Causa que puede ser debida a que el disco está engrasado ya que, entre

el eje primario y volante de inercia, existe un retén para eliminar fugas de

valvulina del cambio de velocidades y aceite del motor, y este retén puede

estar en malas condiciones.

Está mal tensado el cable de accionamiento de la horquilla y cojinete de

tope, ya que el cojinete debe estar a una distancia aproximada de 2 a 3 mm.

En el momento en que se pisa el pedal hasta llegar al diafragma (el llamado

punto muerto del pedal).

Los componentes del disco (amianto y partículas metálicas) están

desgastados y tocan los remaches, que son metálicos en los platos, lo que

disminuye la adherencia.

PROBLEMAS QUE PUEDE CAUSAR LA PRENSA DE PRESIÓN EN MAL ESTADO

La marcha atrás suele rascar.

Dureza del pedal

Dureza al seleccionar las velocidades.

Materiales de fabricación

Normalmente el embrague tiene más de una composición, es una mezcla de muchos ingredientes. Los principales son:

Asbesto o amianto Partículas de fricción Agentes adhesivos (resinas, cauchos o combinación de ambas) Carbón negro Grafito

Recientemente se ha creado un nuevo tipo de material cerámico, especial para vehículos pesados. Más efectivos pero más costosos.

BIBLIOGRAFIA

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

http://html.rincondelvago.com/el-embrague.html

http://www.automotriz.net/tecnica/conocimientos-basicos-28.html

http://www.taringa.net/post/autos-motos/15453734/Funcionamiento-del-embrague.html

http://www.ro-des.com/mecanica/sistema-de-embrague-y-sus-elementos/

tic.uis.edu.co/.../ACOPLES%20Y%20EMBRAGUES/Embragues/