¿Qué es un embrague? Un embrague instalado en un vehículo de motor es un mecanismo mediante el cual el vehículo conecta mecánicamente el motor que gira a la transmisión para transmitir la potencia producida a través de la caja de cambios a las ruedas.
Esto se logra actualmente usando una (s) placa (s) de presión conectadas al volante para agarrar, 'para embragar / agarrar firmemente' una (s) placa (s) central (es) conectadas al eje de entrada de la caja de cambios. En su forma más básica y conocida, hay una sola placa de presión que se atornilla directamente a un volante que, a su vez, se atornilla directamente al cigüeñal del motor para que la placa de presión siempre gire a la velocidad del motor.
Conectada a la caja de cambios a través de un eje estriado está la placa central, o placa de fricción, como se la conoce comúnmente, que se puede mover libremente lateralmente a lo largo del eje de entrada. Cuando se acciona el embrague, el cojinete de empuje presiona (o tira) contra el (los) resorte (s) de la placa de presión, liberando cualquier fuerza de sujeción en la placa central. A medida que se suelta gradualmente el embrague, la placa de presión comienza a sujetar la placa central, que luego comenzará a girar, conduciendo contra las estrías del eje de entrada de la caja de cambios para comenzar a conducir. Cuando está completamente acoplado, la placa de presión evitará cualquier deslizamiento y el eje de entrada de la caja de cambios girará a la velocidad del motor.
El último desarrollo que se ha introducido en el mercado de automóviles de producción es la transmisión de doble embrague, una tecnología que utiliza los principios de las transmisiones manuales y automáticas y es conocida por diferentes nombres de sistemas por diferentes fabricantes, pero DCT es probablemente la más reconocida. En una transmisión manual simple, para seleccionar marchas a medida que aumenta la velocidad del vehículo, el conductor acciona el pedal del embrague para desconectar la potencia del motor de la transmisión, quitando la carga entre las marchas para permitir al conductor desconectar manualmente la marcha actual y luego seleccionar la siguiente deseada. . Luego se suelta el embrague, volviendo a conectar la potencia del motor a la transmisión para continuar. Todo esto requiere tiempo y esfuerzo y, en el tiempo que se tarda en cambiar de marcha, no se entrega potencia para propulsar el vehículo.
En la transmisión DCT, hay dos embragues independientes, uno opera las marchas impares y el otro las marchas pares. El cambio de marchas está controlado por una ECU, como en la transmisión automática, por lo que no hay pedal de embrague. Los embragues tienen un diseño de placas múltiples húmedas, similar a una motocicleta, donde los 'paquetes' de embrague están sumergidos en aceite de transmisión para aumentar la capacidad de enfriamiento. Al cambiar de una marcha a la siguiente, los dos embragues seleccionan dos marchas al mismo tiempo y la potencia se transfiere de una a la siguiente muy rápidamente sin desconectar la transmisión entre el motor y el vehículo. Usando la ECU para controlar esto, los cambios de marcha son muy rápidos, fracciones de segundo de hecho, y la potencia siempre está disponible para continuar impulsando el vehículo.
Este tipo de transmisión se conoce como secuencial, ya que la transmisión debe seleccionar la siguiente marcha en las relaciones, ya sea hacia arriba o hacia abajo, mientras que la transmisión totalmente manual puede pasar de la quinta a la primera en solo un cambio de marcha.
Selección de embrague
Hay una serie de consideraciones que se deben tener en cuenta al seleccionar un embrague apropiado para cualquier aplicación particular, incluida la suavidad de funcionamiento, el rango de temperatura, el manejo de la potencia y el par, la longevidad y el kilometraje de asentamiento.
En un embrague montado de fábrica, las prioridades son completamente diferentes del mercado de embrague de alto rendimiento. En un modelo de fábrica, el embrague debe funcionar de la manera más suave y silenciosa posible, con una potencia y un par de manejo ligeramente superiores a la potencia del motor. El tiempo de rodaje debe ser inexistente, ya que el propietario esperará que el embrague funcione perfectamente inmediatamente después de la instalación. Establecer estos como los parámetros más importantes da problemas al sintonizador de rendimiento desde el principio. Tan pronto como se aumenta la potencia, el embrague puede patinar provocando un sobrecalentamiento severo y, en última instancia, una falla del embrague. Los materiales utilizados serán para uso normal en carretera y el material utilizado se sobrecalentará y se quemará, y la tasa de desgaste será excesiva.
Manejo de poder
Hay varios métodos para aumentar la capacidad de manejo del embrague. El método más sencillo es aumentar el área de fricción del embrague aumentando su diámetro total o utilizando más de una placa central. Los fabricantes utilizan estos métodos comúnmente en los modelos de rendimiento porque los materiales de fricción aún pueden ser silenciosos y resistentes sin afectar negativamente la sensación del pedal.
Alternativamente, la fuerza ejercida por la placa de presión puede aumentarse, pero esto conduce a una mayor fuerza del pedal requerida para operarla y es una de las razones por las que en los últimos años el cable del embrague ha dado paso al embrague operado hidráulicamente, primero mediante el uso de un cilindro esclavo hidráulico y luego, más recientemente, un cojinete de empuje hidráulico a medida que aumenta la potencia del motor.
Otro problema con el aumento del diámetro del embrague es la inercia que agrega al volante. A medida que aumenta el diámetro, también aumenta el peso, y cuanto mayor sea el diámetro y más alejado del centro esté el peso, más aumentará significativamente la inercia. Algunos proveedores de embragues de rendimiento del mercado de accesorios ofrecen placas de presión de aluminio para ayudar a combatir esto donde no existe el costo o la disponibilidad de una opción de placa múltiple. La solución para esto, que se usa a menudo en carreras, es usar un embrague de pequeño diámetro con múltiples placas centrales, similar al de una motocicleta, usando un volante a medida. En la Fórmula Uno, un pequeño embrague de placa de carbono múltiple de 4 ”de diámetro que pesa alrededor de 1.0 kg puede soportar más de 800 hp, mientras que un embrague típico de fábrica de BMW de 300 hp de 11” tendrá más de diez veces ese peso, ¡con 90 veces la inercia!
Embragues de rendimiento
Ajustar el rendimiento del motor más allá del diseño del fabricante es muy común con la llegada de la reasignación de rendimiento, o tradicionalmente, como el ajuste de los sistemas del motor desde escapes y tomas hasta levas y pistones. Esto siempre ha demostrado que el embrague está fallando tan pronto como la potencia se ha incrementado notablemente, especialmente con el par aumentado de los motores diesel reforzados, y en casos extremos con la adición de inducción forzada, no es inusual duplicar las salidas de potencia.
En estos casos, rara vez es posible aumentar el diámetro del embrague a menos que otro modelo de la gama utilice un embrague y un volante, por lo que se utiliza un embrague multiplato (como una conversión de placa doble) o una placa de presión mejorada. Sin embargo, también podemos aumentar el manejo de potencia cambiando los materiales usados en la placa de fricción por un material de mayor coeficiente de fricción, y esto también se puede seleccionar para el tipo de conducción para la que esperamos usar el automóvil.
Para seleccionar el embrague, necesitamos estimar cuánta potencia se requiere transmitir y tener en cuenta la forma en que se usa el vehículo (es decir, ¿calle, días de pista o alguna forma de carrera?).
Materiales de embrague
Supongamos que estamos viendo varias etapas de ajuste para el E46 M3, un automóvil muy popular con numerosos niveles de ajuste. Comencemos con el vehículo de serie a 343 CV. Queremos seleccionar el embrague que realmente necesitamos, ya que las características del embrague se vuelven cada vez menos fáciles de usar a medida que avanzamos hacia salidas más altas.
El primer material que vemos se usa para el embrague OEM, y estos son materiales 'orgánicos' (como CF Aramid) y tienen una larga vida útil, un funcionamiento silencioso, no requieren rodaje y se recuperarán completamente de sobrecalentamientos ocasionales. Cuando se usa con una placa de presión mejorada, esta es la elección perfecta para uso en la calle y con una placa de presión ligeramente mejorada será buena para 400 hp. Los embragues de Kevlar son duraderos y conservan la sensación del embrague orgánico estándar, pero se vidriarán si se usan de manera constante en el tráfico de parada / marcha. Sin embargo, volverán a la normalidad una vez que se hayan aplicado con suficiente fuerza para eliminar el esmalte. Sin embargo, una vez recalentado, el embrague no se recuperará y será necesario reemplazarlo. Por lo general, necesitan alrededor de 1000 millas para acostarse correctamente y se pueden usar en la calle, pero son más adecuados para el uso diario o para divertirse los fines de semana en autos de hasta 500 hp.
Un embrague estilo 'paleta' disipará mejor el calor, reduciendo la posibilidad de sobrecalentamiento. Estos embragues de paletas tienen segmentos separados, generalmente tres, cuatro o seis en lugar del material completamente circular que se ve normalmente. Los embragues de paletas pueden provocar vibraciones en el embrague al levantarse, por lo que no se recomiendan para la calle, ya que la mayor cantidad de discos son los más suaves para operar. Son excelentes para el uso en pista, pero se acercan al límite de lo que es aceptable para la calle. Los embragues cerametálicos de cerámica de carbono utilizan materiales de muy alta temperatura, pero el acoplamiento del embrague es brusco ya que el material se agarra en lugar de resbalar. El material desgastará el volante a menos que se utilice una placa central de solo carbono. La vibración del embrague es común y este estilo de embrague es normalmente el tipo de paleta. El material del embrague provoca algo de ruido durante el acoplamiento. Los usos incluyen el uso intensivo de pistas o carreras de arrastre. Es muy duradero, pero supera el límite de lo que es aceptable en un tranvía. Es más adecuado para un automóvil que produce hasta 600 hp. Finalmente, un embrague de hierro sinterizado es un material de temperatura extremadamente alta, pero desgastará el volante muy rápidamente y el embrague se activará de forma repentina, como un interruptor de encendido y apagado. Está diseñado para motores de carreras de resistencia de alta potencia que superan los 700 CV.
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