martes, 10 de mayo de 2011

Re: Tecnologia del automovil


Concepto de Transmisión

 

Se le llama transmisión al conjunto de bandas cadenas o engranes que sirven para comunicar fuerza y movimiento desde un motor hasta su punto de aplicación. Recibe el nombre de tren de engranes el conjunto de éstos que se encuentran endentados entre sí, ya sea directamente o por medio de cadenas. La figura Nº 1 nos muestra un ejemplo y como podemos observar, el engrane "M" (motor) hace girar a los engranes "m" (movidos) notándose que en cada paso se invierte el sentido de giro.

 

Transmisión por cadena

 

En el caso de la transmisión por cadena, el movimiento y la fuerza se transmiten a cierta distancia de los engranes y se conserva el sentido de giro. Además del cambio del sentido de giro existen otros conceptos que es necesario conocer para la comprensión total del trabajo de una transmisión. Uno de ellos es la relación de transmisión. La relación de transmisión es la proporción entre el número de dientes de un engrane en comparación con su pareja de trabajo. En la figura Nº 3 tenemos una relación de 2:1 en donde el engranaje motor dará dos vueltas para que el engranaje conducido gire sólo una.Una relación de transmisión adecuada para el trabajo que se debe realizar es un factor determinante pues en función de ella se pueden modificar otros factores. Veamos la

donde se puede ver el manejo de las revoluciones por minuto. El número de R.P.M. establece la cantidad de vueltas que un engrane da durante un minuto. Según el ejemplo anterior, el engranaje motor gira a 100 R.P.M. y, debido a su relación, el engranaje conducido gira a sólo 50 R.P.M. o sea a la mitad de las R.P.M. del primero. Ha perdido

velocidad.  Sin embargo, en estos asuntos de la tecnología, cuando pierdes algo ganas otra, que en este caso es torque. Como ya sabemos, el torque, par motor o torsión, es la capacidad para realizar un trabajo independientemente del tiempo que se tarde en hacerlo.

 

 cuando el engranaje conducido da la mitad de la velocidad, entrega el doble de torque. Esta relación inversamente proporcional entre las rpm y la torsión es una constante en todo tipo de transmisiones.

Con estos antecedentes podemos definir una transmisión a base de engranes como un convertidor mecánico de torque. Con este concepto en mente pasemos a ver cómo es que se aplica en un automóvil. Primeramente debemos saber que existe algo llamado inercia y que se puede manifestar de dos maneras distintas: la inercia estática y la inercia dinámica Cuando un objeto se encuentra estacionario se requiere de la aplicación de una fuerza para ponerlo en movimiento. Dicha fuerza deberá ser superior al peso del objeto pues de otra manera no podrá moverlo, es decir, no podrá sacarlo de su inercia estática. A un automóvil parado deberemos aplicarle entonces una fuerza superior a su peso a fin de hacerlo rodar, pero una vez iniciado el movimiento y en la medida que se incremente la velocidad de rodaje, se requerirá cada vez menos fuerza para seguirlo acelerando. Esto significa que una masa acelerada puede mantenerse así con poco consumo de fuerza y requerirá también de muy poca para acelerarla más.  Un automóvil está dotado con una transmisión diseñada según las características del vehículo y el servicio que se espera de él. Así podemos encontrar transmisiones de 3, 4, 5 o más "velocidades", lo que significa que tendrá disponibles 3, 4, 5 o más relaciones de transmisión, y que por cada relación o "cambio" estará trabajando una pareja de engranes.

 

Mantenimiento de la transmisión y frenado de un vehiculo

 

la 1ª velocidad está formada por una pareja de engranes que proporciona un elevado torque, necesario para sacar al vehículo de la inercia estática. Una vez avanzando el vehículo, las relaciones seleccionadas en los cambios subsecuentes hasta la 5ª velocidad van disminuyendo el torque obtenido e incrementando las R.P.M. de salida. Asimismo, se

puede apreciar que en la 5ª relación existe una multiplicación de las R.P.M. debido a que el engranaje motor es algo mayor que el movido; de este modo el vehículo avanzará a gran velocidad y el motor marchará a un régimen de R.P.M. más bajo que en 4ª con la consiguiente economía de combustible. Sólo falta decir que la 5ª relación carece de torque por lo que no es adecuada para subir cuestas empinadas. En una transmisión manual, la selección de la relación de engranes se efectúa por medio de una palanca que desplaza un mecanismo deslizable llamado sincronizador  para comunicar el movimiento y la fuerza a la flecha de salida. se observa el patrón de movimientos para conectar cada uno de los cambios disponibles, incluyendo la reversa. Para terminar esta parte diremos que la transmisión proporciona también una posición neutral en donde no se encuentra

seleccionada ninguna pareja de engranes, lo que permite que el motor esté funcionando con el vehículo parado y sin pisar el pedal del embrague o clutch; esta posición es conocida como "neutro".

 

Embrague o clutch

 

 

Para poder efectuar los cambios de velocidad, el vehículo dispone de un mecanismo que desacopla el movimiento giratorio del motor hacia la transmisión o "caja" de velocidades; esto es conveniente para hacer los cambios con suavidad. Opera el desacoplamiento al oprimir el pedal y acopla nuevamente al liberarlo. Su accionamiento también permite tener conectada una relación sin que el vehículo se mueva. Se encuentra un esquema simplificado que ilustra la operación del embrague.

 

Conducción Final

 

Sea cual sea la relación de transmisión seleccionada con la palanca, la fuerza deberá pasar necesariamente por una última relación, altamente multiplicadora (elevador de torque), formada por un piñón y una corona; es de esta corona de donde se toma la fuerza

para las ruedas de tracción. Esta pareja de engranes recibe el nombre de conducción final o diferencia.

 

Condiccion Diferencial

 

Cuando un vehículo marcha en línea recta todas las ruedas giran a la misma velocidad y dan el mismo número de vueltas, pero al voltear una esquina o al recorrer cualquier curva, las ruedas exteriores se desplazan una distancia mayor que las ruedas interiores. Para recorrer una mayor distancia en el mismo tiempo, las ruedas exteriores deberán girar más rápido que las interiores. Esta diferencia de giros no tiene importancia en los ejes traseros con ruedas locas pero en las ruedas de tracción, que se encuentran engranadas en la conducción final, resulta indispensable el compensar la diferencia en el número de vueltas, que conlleva también el reparto proporcional del torque. Hacer este trabajo es la función del engranaje diferencia.  El conjunto del diferencial consta de dos engranes llamados planetarios o planetas que le entregan movimiento a los semiejes, mediante unas estrías interiores. Estos planetarios están engranados con otros piñones cónicos llamados satélites que van instalados dentro de la caja de la corona los que permiten, por ejemplo, hacer girar una rueda más que la otra  en una curva.  El diferencial puede describirse como un conjunto de engranajes donde los satélites funcionan como simples transmisores del movimiento cuando el vehículo avanza en recta  trasladándose entre los planetarios sin girar sobre sí mismos; sin embargo cuando el vehículo da vuelta, los satélites giran sobre sí mismos (rotan) permitiendo que un planetario gire más rápidamente que el otro .


Luis Fernando Cantor Bueno

Ing. Electronica, CRF


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