Un elemento importante de una transmisión mecánica es el embrague, que se utiliza para desconectar momentáneamente el motor de la transmisión. Además, el embrague actúa como una especie de amortiguador que protege el motor de sobrecargas.
Invención del mecanismo de embrague
La invención del mecanismo de embrague se atribuye a Karl Benz. Si esto es cierto o no, es imposible establecerlo de manera confiable: varias empresas participaron simultáneamente en la producción y mejora de los primeros automóviles en el siglo XIX, y todas siguieron su desarrollo, como dicen, "cara a cara". " El tipo de embrague más antiguo, generalizado en la mayoría de los coches a finales del siglo XIX y principios del XX, fue el embrague cónico. Sus superficies de fricción se estrecharon. Tal embrague transmitía más par, con las mismas dimensiones, en comparación con el actual mono-disco, era extremadamente simple en su estructura y en su cuidado.
Un disco cónico pesado de este tipo de embrague poseía una gran inercia y, al cambiar de marcha después de pisar el pedal, seguía girando a ralentí, lo que dificultaba la puesta en marcha. Para frenar el disco de embrague, se utilizó una unidad especial: un freno de embrague, pero su uso fue solo la mitad de la solución al problema, al igual que el reemplazo de un cono por dos menos masivos. Como resultado, ya en la década de 1920, se abandonó por completo una construcción tan pesada y engorrosa (para quien requiere un esfuerzo muscular significativo), como un embrague cónico. También había un embrague de cono inverso que trabajó para expandirse.
El principio mismo de este mecanismo ha encontrado una nueva encarnación en el diseño de cajas de cambios modernas con sincronizadores. Los sincronizadores de caja de cambios son esencialmente pequeños embragues cónicos que funcionan frotando bronce (u otro metal de alta fricción) contra acero.
El principio del mecanismo
Las siguientes partes principales están involucradas en el funcionamiento del conjunto del embrague:
- un volante de inercia unido rígidamente al cigüeñal de la unidad de potencia;
- 2 discos, a presión y accionados, que forman el mecanismo de fricción;
- caja;
- resortes de presión;
- Llevando;
- resorte de diafragma en forma de palancas concéntricas;
- tenedor;
- Cilindro esclavo de accionamiento hidráulico que se acciona cuando se pisa el pedal.
El mecanismo más primitivo que se utilizó en el siglo pasado no incluía un cilindro hidráulico, lo que facilita enormemente el trabajo del conductor. En cambio, había un mecanismo de transmisión por cable mecánico.
El disco de transmisión (también conocido como la canasta) está atornillado al volante y gira con él. El estado normal del embrague cuando el pedal está en la posición presionada es "conectado". Es decir, el cigüeñal del motor y la caja de cambios primaria están conectados por medio de un disco presionado contra el plano del volante por medio de un resorte.
Cuando pisa el pedal, la unidad funciona de acuerdo con el siguiente algoritmo:
- A través del líquido de frenos, la fuerza se transmite al cilindro hidráulico que empuja la horquilla.
- La horquilla presiona el cojinete y empuja las palancas concéntricas, cuyos extremos tocan la placa de presión.
- Los extremos de las palancas se tiran hacia atrás y sueltan el disco, como resultado, la conexión entre los ejes se rompe, mientras que el cigüeñal giratorio no hace girar los engranajes de la caja.
- Cuando necesite alejarse, suelte gradualmente el pedal. El rodamiento libera las palancas que, bajo la influencia de los resortes, presionan el disco. Este último es presionado contra el volante por la superficie de fricción y el automóvil avanza suavemente.
- El algoritmo se repite con cada cambio de marcha.
Variedades de nudos
Los diseños de embrague existentes se dividen en los siguientes tipos:
- por el número de superficies de fricción: mono y multidisco;
- por método de control: mecánico, servoaccionado e hidráulico;
- ambiente de trabajo - seco y húmedo.
El sistema multidisco se implementa junto con motores de alta potencia. La razón es la siguiente: un grupo de forros de fricción es difícil de soportar cargas elevadas y se desgasta con bastante rapidez. Gracias al diseño con dos discos separados por un espaciador, el gran par se distribuye uniformemente entre los 2 grupos de almohadillas (el apriete se produce simultáneamente). La reducción de la carga específica aumenta la vida útil de la unidad.
Mecánico
La estructura de un embrague mecánico suele ser uno o más discos de fricción que se comprimen con el volante o entre sí mediante resortes. El embrague mecánico se acciona mediante un cable.
El volante está atornillado al cigüeñal del motor. Se utiliza como unidad maestra.
Ahora es común utilizar un volante de inercia de doble masa que estabiliza las cargas de torsión en el eje. Ambas partes están conectadas entre sí por resortes.
La cesta es de tipo de presión (los pétalos se mueven hacia adentro, hacia el volante) y de tipo de escape (por ejemplo, en algunos modelos franceses). Cada tipo tiene su propio rodamiento de liberación. La canasta está atornillada al volante.
El disco impulsado entra en las estrías del eje de la caja y puede moverse a lo largo de ellas. Los resortes de amortiguador de disco realizan la función de suavizar las vibraciones en el momento del cambio de marcha.
Las pastillas de fricción están remachadas a la base del disco impulsado. Están hechos de un material compuesto: más a menudo, de hilos de Kevlar o fibra de carbono, a veces, de cerámica. Particularmente duraderos son los revestimientos de cermet. Están diseñados para soportar temperaturas de hasta 600 ° C durante un breve período de tiempo.
El cojinete de liberación está fijado a la carcasa protectora y tiene una almohadilla de liberación. Ubicado en el eje de entrada.
Principio de funcionamiento
Un volante está unido al cigüeñal del motor y actúa como un disco de transmisión. Además, hay una "cesta" (es decir, un plato de presión) y un disco de embrague (con forros de fricción). La "cesta" presiona el disco impulsado contra el volante, lo que contribuye a la transmisión de par a la caja de cambios desde el motor.
La placa de presión tiene una forma circular con una base radial y está firmemente conectada al volante. Contiene resortes de liberación tipo pétalo que interactúan con la almohadilla de presión. El tamaño de la pastilla corresponde al diámetro del volante. Un disco impulsado se encuentra entre la plataforma y el volante. El cojinete de liberación presiona los resortes de liberación en el centro del disco de liberación. El movimiento de presionar el pedal del embrague pasa a través del cable más allá de la horquilla de liberación, y ya desplaza el cojinete de liberación. En el centro del disco, el cojinete presiona contra los resortes de liberación. Como resultado, la plataforma se desacopla con el disco impulsado.
Hidráulico
Un embrague hidráulico es un embrague mecánico operado hidráulicamente.
Los componentes principales son, en primer lugar, cilindros: principal y de trabajo. Si se pisa el pedal del embrague, la varilla del cilindro hidráulico principal se moverá en consecuencia. La presión resultante pasa a través del tubo hacia el cilindro esclavo, que mueve la horquilla de liberación y que desplaza el cojinete.
Dos discos
Este embrague se utiliza en camiones pesados, tractores, tanques, algunas motocicletas y autos deportivos.
Se utiliza cuando hay pares de sobrepotencia. Su instalación proporciona una mayor vida útil de las piezas estructurales usadas.
Utiliza 2 discos accionados y la "cesta" tiene dos superficies de trabajo. Se ha añadido al diseño un sistema de control de prensado sincrónico.
Fricción húmeda
Los mecanismos de este embrague realizan sus funciones en un entorno de aceite.
Se utiliza en motocicletas que tienen motor transversal.
Esto se debe a la característica de diseño de los propios motores de motocicleta. Aquí se utiliza el mismo cárter: tanto para la caja de cambios como para el motor.
Principio de funcionamiento. El vástago, que pasa a través del eje hueco de la caja de cambios, envía un movimiento alternativo desde el cable de la palanca del embrague.
El papel del cojinete de liberación lo desempeña la bola en el extremo de la varilla. Actúa sobre el hongo. Como resultado, la placa de presión se retrae, la compresión entre el paquete de discos se debilita y el eje de la caja de cambios deja de girar.
Eléctrico
La diferencia constructiva entre el sistema eléctrico y el mecánico es el motor eléctrico. Se activa cuando se baja el pedal del embrague. El motor eléctrico mueve el cable y ya desplaza el cojinete de liberación a través del balancín.
Fallos comunes
Muy a menudo, los siguientes problemas ocurren en el mecanismo del embrague:
- fuga del manguito del cilindro hidráulico;
- desgaste crítico de los forros de fricción;
- debilitamiento del resorte del diafragma;
- lubricación y deslizamiento del disco impulsado;
- rotura o atasco del enchufe.
Solo el primer mal funcionamiento asociado con una fuga de líquido de frenos le permite llegar al servicio del automóvil sin ningún problema. En otros casos, es posible que el embrague no se active y no pueda seguir conduciendo.
