INTRODUCCIÓN Existen múltiples criterios para poder clasificar los diferentes tipos de embragues que existen, pero todos ellos pueden ser agrupados en tres grandes grupos. Los embragues hidráulicos, los electromagnéticos y los de fricción. En este punto se va a realizar una breve descripción de cada uno de ellos para poder entender por qué en los vehículos automóviles tipo turismo es el embrague de fricción es el que se utiliza en la totalidad de los casos.
EL EMBRAGUE DE FRICCIÓN Estos embragues utilizan la adherencia de dos superficies de contacto (cónicas, cilíndricas o planas); tienen la ventaja de ser graduados y de hacer cesar la impulsión cuando el esfuerzo rebasa cierto límite. Este tipo funciona principalmente con disco único o con discos múltiples. El de disco único (automóviles) comprende un disco recubierto por ambas caras con un revestimiento especial para fricción. En el embrague de discos múltiples una serie de elementos, anillos planos o curvos, está encajada en el árbol principal y otra segunda serie es solidaria al árbol propulsado. Para automóviles, desde 1950 sólo se utiliza el sistema de disco único. El embrague de fricción es el que se utiliza en los vehículos automóviles actualmente. Los principales elementos que componen el embrague actual son:
CONJUNTO DE PRESIÓN: Es el elemento que sirve de soporte y que transmite la acción del cojinete. Las partes más importantes del conjunto de presión son: • La carcasa: está unida de manera solidaria al volante de inercia del motor mediante unos remaches. • El diafragma: es el elemento accionado por el cojinete, y que se encarga de transmitir la carga necesaria al plato de presión para que el conjunto forros de fricción - volante de inercia - plato de presión actúen conjuntamente. • El plato de presión: es el elemento encargado de unir o desunir los forros al volante de inercia y al propio plato de presión.
DISCO: se encuentra prensado entre el volante y el conjunto, además es solidario al primario de la caja de cambios. Las partes más importantes del disco de embrague son: • Los forros de fricción: transmiten el par propor cionado por el motor a la chapa de conducción. • La parte conductora del disco de embrague: la chapa de conducción y las tapas (que por una parte está unida a los forros de fricción gracias a los remaches del forro y por otra parte transmiten el giro y la fuerza a la parte conducida mediante muelles de amortiguación; a su vez la chapa y las tapas están unidas gracias a cuatro remaches separadores). • La parte conducida: formada por el ala y el cu bo; el ala recibe el movimiento de la parte conductora por medio de los muelles amortiguadores y el cubo es el que transmite dicho movimiento al primario de la caja de velocidades
COJINETE DE EMBRAGUE: se encarga de recibir la carga del pedal y transmitirla al conjunto, desliza sobre la trompeta.
EMBRAGUE HIDRÁULICO El embrague hidráulico que más tarde evolucionara llamándose convertidor de par, actúa como embrague automático entre el motor y la caja de cam bios que, en estos casos, suele ser automática o semiautomática. Dicho embrague permite que el motor gire al ralentí (en vacío) y además transmite el par motor cuando el conductor acelera. Está fundado en la transmisión de energía que una bomba centrífuga comunica a una turbina por mediación de un líquido que generalmente es aceite mineral. Para comprender bien este principio se puede poner el ejemplo de dos ventiladores (figura inferior) colocados uno frente al otro. El ventilador (1), conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como impulsor o bomba sobre el otro ventilador (2) que está sin conectar; éste último, al recibir el aire, se pone a girar como una turbina.
CONSTITUCIÓN DEL EMBRAGUE HIDRÁULICO Está constituido, como puede verse en la figura inferior, por dos coronas giratorias (bomba y turbina) que tienen forma de semitoroide geométrico y están provistas de unos tabiques planos, llamados alabes. Una de ellas, llamada rotor conductor, va unida al árbol motor por medio de tornillos y constituye la bomba centrífuga; la otra, unida al primario de la caja de cambios con giro libre en el volante, constituye la turbina o corona arrastrada. Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y están separadas por un pequeño espacio para que no se produzca rozamiento entre ella
FUNCIONAMIENTO Cuando el motor gira, el aceite contenido en la carcasa es impulsado por la bomba, proyectándose por su periferia hacia la turbina, en cuyos alabes incide paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la bomba o rotor conductor, formándose así un torbellino tórico. La energía cinética del aceite que choca contra los alabes de la turbina, produce en ella una fuerza que tiende a hacerla girar. Cuando el motor gira a ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y la fuerza transmitida a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. En estas condiciones, hay un resbalamiento total entre bomba y turbina con lo que la turbina permanece inmóvil. El aceite resbala por los alabes de la turbina y es devuelto desde el centro de ésta al centro de la bomba, en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo. A medida que aumentan las revoluciones del motor, el torbellino de aceite se va haciendo más consistente, incidiendo con más fuerza sobre los alabes de la turbina. Esta acción vence al par resistente y hace girar la turbina, mientras se verifica un resbalamiento de aceite entre bomba y turbina que supone el acoplamiento progresivo del embrague. Cuando el motor gira rápidamente desarrollando su par máximo, el aceite es impulsado con gran fuerza en la turbina y ésta es arrastrada a gran velocidad sin que exista apenas resbalamiento entre ambas (éste suele ser de un 2 % aproximadamente con par de transmisión máximo). El par motor se transmite íntegro a la transmisión de embrague, cualquiera que sea el par resistente y, de esta forma, aunque se acelere rápidamente desde ralentí, el movimiento del vehículo se produce progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que la fuerza cinética va venciendo al par resistente. Al subir una pendiente, la velocidad del vehículo disminuye por aumentar el par resistente, pero el motor continúa desarrollando su par máximo a costa de un mayor resbalamiento, con lo que se puede mantener más tiempo la directa sin peligro de que el motor se cale.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS EMBRAGUES HIDRÁULICOS Este tipo de embrague presenta el inconveniente de que no sirve para su acoplamiento a una caja de cambios normal, es decir, de engranes paralelos; ya que, aún funcionando a ralentí, cuando el resbalamiento es máximo, la turbina es tá sometida a una fuerza de empuje que, aunque no la haga girar por ser mayor el par resistente, actúa sobre los dientes de los engranajes y no permite la maniobra del cambio de velocidades. Por esta razón este embrague se utiliza en cajas de cambio automático. Para su acoplamiento a una caja normal, habría que intercalar un embrague auxiliar de fricción que permita desacoplar la caja de cambios en el momento del cambio. Debido a la inevitable pérdida de energía por deslizamiento del aceite en su acoplamiento para obtener el par máximo, los vehículos equipados con este tipo de embrague consumen algo más de combustible que los equipados con un embrague normal de fricción. Presentan también la desventaja de un mayor coste económico, así como la necesidad de tener que acoplar una caja de cambios automática. Como contrapartida de estos inconvenientes, la utilización del embrague hidráulico presenta las siguientes ventajas:
Ausencia de desgaste. Duración ilimitada, incluso mucho mayor que la vida útil del vehículo. Las vibraciones por torsión en la transmisión están fuertemente amortiguadas, cualidad muy importante para su utilización en los motores Diésel. Arranque muy suave, debido a la progresividad en el deslizamiento. Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo más atención que el cambio periódico de aceite cada 15 000 ó 20 000 km
Como contrapartida de estos inconvenientes la utilización del embrague hidráulico presenta las siguientes ventajas:
Ausencia de desgaste Gran duración Es muy elástico Es muy progresivo
APLICACIONES: Existen siete tipos de convertidor de par, que se utilizan principalmente en equipos de carga pesada como: Cargadores de ruedas grandes CAT 994F Moto traílla Cargadores frontales
También se puede encontrar estos embragues en la industria como: Marina Papelería Molinos minería
Embragues Hidráulicos Multidisco
Par transmisible hasta 4.166 Nm. Estos embragues hidráulicos son unidades multidisco disponibles en diseños de cilindro rotativo o estacionario. Están diseñados para rociar el sistema de lubricación del eje, donde existan grandes velocidades y se necesiten grandes pares en carcasas relativamente pequeñas. También son apropiados para actuar con aire.
Embragues Hidráulicos Centrífugos
Embrague Hidráulico Centrifugo Potencia de 0,37 a 1.470 Kw Arrancador hidráulico Turbostart intercalado en una transmisión para arrancar una alta inercia controlada por un motor asincrónico eléctrico con arranque directo en línea
Embrague Hidromecánico Centrífugo Potencia de 1,5 a 2.200 Kw Distribución automática de las demandas de la carga. El acoplamiento hidromecánico no presenta deslizamiento en funcionamiento permanente. Garantiza una eficiencia del 100%, protege la transmisión y la máquina accionada. Transmite la potencia completa independientemente de cambios en la carga
EL EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICO 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. 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 la transmisión de par. 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, es decir, no se produce la transmisión del par. 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. La principal desventaja de este tipo de embrague es el alto coste económico, solo se utiliza en aplicaciones industriales muy específicas
APLICACIÓN: Las principales características de estos embragues son: El doble flujo electromagnético que permite duplicar la fuerza de atracción El reducido tamaño para el alto torque que entregan La posibilidad de trabajar tanto en seco como en presencia de aceite Cosechadoras Trituradoras
