2015

Fernando Vidal

Sofotec chile

11/03/2015

Mecánica automotriz

Tabla de contenido

Mecánica automotriz ............................................. 3

Fundamentos de la mecánica ....................... 3

Equipo básico y herramientas de la

mecánica automotriz ......................................... 4

Motor de combustión interna

alternativo ............................................................ 5

Motor wankel ....................................................... 5

Motor diesel .......................................................... 5

Motor radial .......................................................... 6

Motor rotativo ..................................................... 6

Correa de distribución .................................... 7

Árbol de levas ...................................................... 7

Embrague ................................................................. 8

Funcionamiento ............................................................. 8

Caja de cambios .................................................... 9

Fundamento ................................................................... 9

Ejes de transmisión ......................................... 10

Ejes o arboles de transmisión en vehículos .................. 10

Mecanismo de diferencial ............................ 11

Funcionamiento ........................................................... 11

Mecánica automotriz

a mecánica automotriz es la rama de

la mecánica que estudia y aplica los principios

propios de la física y mecánica para la generación y

transmisión del movimiento en sistemas automotrices,

como son los vehículos de tracción mecánica.

Fundamentos de la mecánica

l término mecánico se

refiere principalmente

para denominar a todos

los profesionales que se ocupan

de la construcción de equipos

industriales y maquinarias, así

como de su montaje y de su

mantenimiento cuando las

máquinas están en servicio.

Tanta globalidad de

profesionales contiene una

buena variedad de

especialidades de mecánicos

según la tarea que desarrollen:

Así por ejemplo en los talleres y

fábricas de construcción de

equipos y maquinaria, los

mecánicos se especializan

según la máquina herramienta

que manejen, por ejemplo:

Ajustadores, torneros,

fresadores, rectificadores,

soldadores Los mecánicos que

se ocupan del montaje de

maquinaria, se les conoce como

M ecánicos montadores.

Finalmente a los mecánicos que

se ocupan del mantenimiento

de maquinaria reciben el

nombre de: mecánicos de

automoción, mecánicos de

barcos, nichos de trenes,

mecánicos de aviones, etc. La

formación de un profesional

mecánico se adquiere después

de varios años de aprendizaje

tanto teórico como práctico.

Este aprendizaje se imparte en

los Institutos de Formación

Profesional. Un profesional

mecánico que continúe sus

estudios, puede titularse como

Ingeniero Mecánico y poder

trabajar en la Oficina técnica de

proyecto y diseño de

maquinaria y equipos

industriales. En sus tareas

profesionales los mecánicos

manejan una buena cantidad de

herramientas e instrumentos de

medición, muestra de la cual se

adjunta en este artículos, etc.

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Equipo básico y herramientas de la

mecánica automotriz

as herramientas básicas de un taller mecánico se pueden clasificar en cuatro grupos diferentes:

n primer lugar podemos citar a las herramientas llamadas de corte, que sirven para trabajar los materiales que no sean más duros que de un acero

normal sin templar. Los materiales endurecidos no se pueden trabajar con las herramientas manuales de corte. Como herramientas manuales de corte podemos citar las siguientes: Sierra de mano, lima, cuchillo, macho de roscar, escariador, terraja de roscar, tijera, cortafrío, buril, cincel, cizalla, tenaza.

n segundo lugar se pueden considerar las herramientas que se utilizan para sujetar piezas o atornillar piezas. En este

grupo se pueden considerar la siguiente: Llave, alicate, destornillador, tornillo de banco, remachadora, sargento

n tercer lugar hay una serie de herramientas de funciones diversas que se pueden catalogar en un capítulo de varios

Temas, estas herramientas son las siguientes: Martillo, granete, extractor mecánico, números y letras para grabar, punzón cilíndrico, polipasto, gramil, punta de trazar, compás, gato hidráulico, mesa elevadora hidráulica

n cuarto lugar pueden citarse como herramientas básicas los instrumentos de medida más habituales en un taller

mecánico son las siguientes: Regla graduada, fluxómetro, goniómetro, calibre pie de rey, micrómetro

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Generación del movimiento (motor)

s el elemento encargado de la generación del movimiento. Las diversas clases de motores son:

Motor de combustión interna

alternativo

os motores de combustión interna alternativos, vulgarmente conocidos como motores y motores diesel, son motores térmicos en los que los gases resultantes de

un proceso de combustión empujan un émbolo o pistón, desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal, obteniendo finalmente un movimiento de rotación.

Motor Wankel

l motor Wankel es un tipo de motor de combustión interna, inventado por Félix Wankel, que utiliza rotores en vez de

los pistones de los motores alternativos. Wankel concibió su motor rotativo en 1924 y obtuvo la patente en 1929. Durante los años 1940 se dedicó a mejorar el diseño. En los años 1950 y los 1960 se hicieron grandes esfuerzos en desarrollar los motores rotativos Wankel. Eran especialmente interesantes por funcionar de forma suave y silenciosa, y con escasas averías, gracias a la simplicidad de su diseño.

Motor diesel

l motor diesel es un motor térmico que tiene alternativa que se produce por el autoencendido del combustible debido a

altas temperaturas derivadas de la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diesel. Se diferencia del motor de gasolina en usar gasóleo como combustible. Ha sido uno de los más utilizados desde su creación.

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Motor radial

l motor radial o motor estrella es un tipo de disposición del motor de combustión interna en la cual los cilindros van ubicados radialmente respecto

del cigüeñal, formando una estrella como en la figura. Esta configuración fue muy usada en aviación, sobre todo en grandes aviones civiles y militares, hasta la aparición del motor a reacción

Motor rotativo

l motor rotativo fue uno de los primeros tipos de motores de combustión interna en el cual el cigüeñal permanece fijo y el motor entero gira a su alrededor. El diseño fue

muy usado en los años anteriores a la Primera Guerra Mundial y durante ésta para propulsar aviones, y también en algunos de los primeros autos y motocicletas. A principios de los años 20 del siglo XX el motor rotativo comenzó a volverse obsoleto, principalmente debido a su bajo par motor, consecuencia de la forma en que trabaja el motor. También estaba limitado por su restricción inherente dada por la forma de aspirar la mezcla de aire/combustible a través del cigüeñal y cárter hueco, que afectan directamente a su rendimiento volumétrico. Sin embargo, en su tiempo fue una solución muy eficiente para los problemas de potencia, peso y fiabilidad.

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Correa de distribución

a correa de distribución, banda de distribución o dentada, es uno de los más comunes métodos de transmisión de la energía mecánica entre un piñón de arrastre y otro

arrastrado, mediante un sistema de dentado mutuo que posee tanto la correa como los piñones, impidiendo su deslizamiento mutuo. Se emplea muy frecuentemente en motores Otto y diesel de 4 tiempos entre el cigüeñal y el árbol de levas, en motores de motocicletas y maquinaria industrial, de forma general, es una correa de goma que normalmente enlaza un generador de movimiento con un receptor de la misma por medio de poleas o piñones.

Árbol de levas

n árbol de levas es un mecanismo formado por un eje en el que se colocan distintas levas, que pueden tener distintas formas y tamaños, y están orientadas de

diferente manera, para activar diferentes mecanismos a intervalos repetitivos, como por ejemplo unas válvulas, es decir constituye un temporizador mecánico cíclico, también denominado Programador mecánico. En un motor controla la apertura y el cierre de las válvulas de admisión y escape, para desplazar las válvulas de sus asientos se utilizan una serie de levas, tantas como válvulas tenga el motor. Dichas levas van mecanizadas en un eje, con el correspondiente ángulo de desfase para efectuar la apertura de los distintos cilindros, según el orden de funcionamiento establecido

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Transmisión del movimiento:

Embrague

l 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.

Funcionamiento

stá constituido por un conjunto de piezas situadas entre el motor y los dispositivos de transmisión, y asegura un número de funciones:

En posición acoplado (o "embragado") transmite el par motor suministrado por el motor. En un automóvil, cuando el embrague gira, el motor está vinculado a la transmisión. En posición desacoplada (o "desembragado") se interrumpe la transmisión. En un automóvil, las ruedas giran libres o están detenidas, y el motor puede continuar girando sin transmitir este par de giro a las ruedas. En las posiciones intermedias restablece progresivamente la transmisión de par, mediante rozamiento o fricción.

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Caja de cambios

n los vehículos, la caja de cambios o caja de

velocidades (también llamada

simplemente caja) es el elemento encargado

de obtener en las ruedas el par motor suficiente para

poner en movimiento el vehículo desde parado, y una

vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para

vencer las resistencias al avance, fundamentalmente

las derivadas del perfil aerodinámico, de rozamiento

con la rodadura y de pendiente en ascenso.

Fundamento

l motor de combustión interna alternativo, al revés de lo

que ocurre con la máquina de vapor o el motor

eléctrico, necesita un régimen de giro suficiente (entre

un 30% y un 40% de las rpm máximas) para proporcionar la

capacidad de iniciar el movimiento del vehículo y

mantenerlo luego. Aun así, hay que reducir las revoluciones

del motor en una medida suficiente para tener el par

suficiente; es decir si el par requerido en las ruedas es 10

veces el que proporciona el motor, hay que reducir 10 veces

el régimen. Esto se logra mediante las diferentes relaciones

de desmultiplicación obtenidas en el cambio, más la del

grupo de salida en el diferencial. El sistema

de transmisión proporciona las diferentes relaciones de

engranes o engranajes, de tal forma que la

misma velocidad de giro del cigüeñal puede convertirse en

distintas velocidades de giro en las ruedas. El resultado en la

ruedas de tracción es la disminución de velocidad de giro

con respecto al motor, y el aumento en la misma medida

del par motor. Esto se entenderá mejor con la expresión de la

potencia P en un eje motor

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Ejes de transmisión

n ingeniería mecánica se conoce como eje de transmisión a todo objeto axis métrico especialmente diseñado para transmitir potencia.

Estos elementos de máquinas constituyen una parte fundamental de las transmisiones mecánicas y son ampliamente utilizados en una gran diversidad de máquinas debido a su relativa simplicidad. Un árbol de transmisión es un eje que transmite un esfuerzo motor y está sometido a solicitaciones de torsión debido a la transmisión de un par de fuerzas y puede estar sometido a otros tipos de solicitaciones mecánicas al mismo tiempo.

Ejes o arboles de transmisión en vehículos

n la actualidad, la mayoría de los automóviles usan ejes de transmisión rígidos para transmitir la fuerza del tubo de transmisión a las ruedas. Normalmente se usan dos palieres o

semiárboles de transmisión para transferir la fuerza desde un diferencial central, un tubo de transmisión o un transeje a las ruedas. En los vehículos con motor delantero y propulsión trasera, hace falta un eje de transmisión más largo para trasladar la fuerza a lo largo del vehículo. Hay dos sistemas principales: El tubo de par, con una junta universal, y el accionamiento Hotchkiss, con dos o más juntas. Este sistema fue conocido como el sistema Panhard después de que la compañía de automóviles, Panhard et Levassor lo patentara. Los primeros automóviles usaban a menudo mecanismos de transmisión de cadena o de correa antes que un árbol de transmisión. Algunos usaban generadores eléctricos y motores para transmitir la fuerza a las ruedas. El término “driveshaft” en inglés americano se refiere a cualquier eje que transmite el par motor a las ruedas. En inglés británico, sin embargo, “driveshaft” se referiría al eje transversal, especialmente el delantero, que transmite la potencia a las ruedas.

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Mecanismo de diferencial

n diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derechas e izquierda de un vehículo giren a velocidades diferentes, según éste

se encuentre tomando una curva hacia un lado o hacia el otro.1 Cuando un vehículo toma una curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda derecha recorre un camino más corto que la rueda izquierda, ya que esta última se encuentra en la parte exterior de la curva. Antiguamente, las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija sobre el eje. Este hecho significaba que una de las dos ruedas no giraba bien, desestabilizando el vehículo. Mediante el diferencial se consigue que cada rueda pueda girar correctamente en una curva, sin perder por ello la fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor actúa con la misma fuerza sobre cada una de las dos ruedas.

Funcionamiento

l diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta, el engranaje se mantiene en

situación neutra. Sin embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas. La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial. Un vehículo con tracción en las cuatro ruedas puede tener hasta tres diferenciales: uno en el eje frontal, uno en el eje trasero y un diferencial central. En el hipotético caso de que ambos ejes sean directrices, el que tenga mayor ángulo de giro describirá un radio mayor.

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Fundamentos de la mecánica automotriz

l término mecánico se refiere principalmente para denominar a todos los profesionales que se ocupan de la construcción de equipos industriales y maquinarias, así como de su montaje y

de su mantenimiento cuando las máquinas están en servicio. Tanta globalidad de profesionales contiene una buena variedad de especialidades de mecánicos según la tarea que desarrollen: Así por ejemplo en los talleres y fábricas de construcción de equipos y maquinaria, los mecánicos se especializan según la máquina herramienta que manejen, por ejemplo: Ajustadores, torneros, fresadores, rectificadores, soldadores, etc. Los mecánicos que se ocupan del montaje de maquinaria, se les conoce como mecánicos montadores. Finalmente a los mecánicos que se ocupan del mantenimiento de maquinaria reciben el nombre de: mecánicos de automoción, mecánicos de barcos, nicos de trenes, mecánicos de aviones, etc. La formación de un profesional mecánico se adquiere después de varios años de aprendizaje tanto teórico como práctico. Este aprendizaje se imparte en los Institutos de Formación Profesional. Un profesional mecánico que continúe sus estudios, puede titularse como Ingeniero Mecánico y poder trabajar en la Oficina técnica de proyecto y diseño de maquinaria y equipos industriales. En sus tareas profesionales los mecánicos manejan una buena cantidad de herramientas e instrumentos de medición, muestra de la cual se adjunta en este artículo.

Suspensión y dirección

a suspensión es el conjunto de mecanismos que

conforman la unión al suelo de la carrocería y los

órganos mecánicos internos , en una primera época

con un objetivo de confort de los ocupantes, aunque hoy

día ha pasado a ocupar un lugar mucho más primordial el

aspecto de seguridad = estabilidad. La dirección es el

mecanismo básico que permite dirigir al vehículo, ya que al

contrario del ferrocarril, las ruedas no van guiadas.

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Sistema de transmisión y frenado

a transmisión es el conjunto de mecanismos que permiten transmitir el par motor a las ruedas, aumentándolo hasta el valor

necesario para el arranque y el desplazamiento a cualquier velocidad, mediante una serie de desmultiplicaciones. Asimismo permite arrancar el vehículo desde parado, mantener el motor en marcha estando el vehículo inmóvil, y permitir su movimiento hacia atrás por ejemplo para aparcar. El sistema de frenos permite al conductor conservar en cualquier instante un control sobre la velocidad del vehículo, durante la conducción normal y en casos de peligro, de modo tal que siempre su fuerza sea superior a la de la potencia de tracción del motor.

Carrocería

onstituye el elemento de protección y alojamiento

para los ocupantes y los órganos mecánicos.

Tradicionalmente se soportaba en un chasis, siendo hoy

día estructural, por motivos de peso y de seguridad,

pasando el chasis a formar parte integrante de la misma. El

chasis sin embargo permanece por motivos de robustez,

para los vehículos industriales y de transporte a partir de un

cierto tonelaje, así como para el Todo-terreno de mayores

exigencias

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Alimentación

l carburador, originalmente el sistema de alimentación dominante, fue sustituido por los diferentes sistemas de inyección de combustible, en

particular la inyección electrónica. La inyección permitió mejoras sustanciales, como una combustión más completa y limpia, y el corte de inyección en reducciones y en el límite de revoluciones por minuto. Los sistemas de inyección se pueden diferenciar entre: Inyección multipunto y mono punto Inyección directa e indirecta Bomba de inyección rotativa Common-rail Tipos de inyectores Inyectores electromagnéticos Inyectores piezoeléctricos Inyectores eléctricos

Válvulas

a distribución de válvulas es el sistema que abre y cierra las válvulas en un motor de cuatro tiempos. Según lleve el accionamiento de las válvulas y su

disposición, existen los motores SV, los OHV, los SOHC y los DOHC. Según como se configure además los tiempos de apertura de las válvulas en la Renovación de la carga, se puede favorecer la potencia en distintas franjas de velocidad del motor. Para mejorar la potencia en toda la gama, se utiliza el sistema de distribución variable

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Sobrealimentación

a sobrealimentación consiste en aumentar la masa de aire (diesel) o de mezcla aire/gasolina (motor de gasolina) que entra al cilindro en la fase de admisión,

aumentando su presión en el motor de combustión interna alternativo, para aumentar la fuerza de la carrera de trabajo, es decir el par motor en cada revolución y por tanto la potencia. Los sistemas de sobrealimentación se inventaron a principios del siglo XX, pero en su momento solo apareció un uso práctico en los motores de aviación, con objeto de poder compensar la pérdida de densidad del aire con la altura. La presión que ejerce un sobrealimentado se mide en bar o en lb/pulgada cuadrada (psi). Una presión de 1 bar significa que dentro de la admisión hay una presión equivalente a la presión atmosférica. Un motor de automóvil puede llegar a tener una presión de 2 bares, o sea el doble que la presión atmosférica. El funcionamiento del turbo se basa en una pequeña turbina compresora metida dentro de una caracola, unida por un eje a una turbina de empuje, que es impulsada por los gases de escape. El turbo gira a altas Rpm y para evitar la

fricción y desgaste de sus componentes, su montaje se realiza en flotación de aceite, es decir, la bomba de aceite envía el caudal suficiente como para mantener en flotación el eje del turbo para evitar su desgaste y gripado del mismo. Todos los motores turbo alimentados llevan instalado un refrigerador de aceite, ya sea un radiador de aceite o un intercambiador de temperatura aceite-refrigerante, ya que el aceite al paso por el eje del turbo se expone a altísimas temperaturas

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Mecanica automotriz

Equipo basico de la mecanica

automotriz Motor alternativo

Motor

wankel

Motor

diesel

Motor

radial

Motor rotativo

Correa de distrivucion

Arbol de

levas

Embregue

Caja de cambios

Eejes de transmicion

Diferencial

Fundamentos

Áreas del conocimiento

Ingenieros en diseño automotriz

Materiales de nueva

generación y procesos de

manufactura

4

Herramientas modernas de

mecánica automotriz

7

Matemáticas 7

Ciencias naturales 6

Educación general 8

Tópicos 4

Innovación de sistemas

mecánicos

17

Automatización y

optimización de sistemas

energéticos

6

7%12%

12%

10%

13%7%

29%

10%

Ingenieros en diseño automotriz

Materiales de nueva generación y procesos de manufactura

Herramientas modernas de mecánica automotriz

Matemáticas

Ciencias naturales

Educación general

Tópicos

Innovación de sistemas mecánicos

Automatización y optimización de sistemas energéticos

Conclusión de la mecánica automotriz

La mecánica automotriz se basa en el funcionamiento del vehículo mostrándonos fundamentalmente sus partes y las funciones que cumple cada pieza dentro del vehículo, nos muestra y nos enseña las partes principales del vehículo como por ejemplo: Motores bencineros Motores petroleros Caja de cambios Embregue Ejes y semiejes (palieres y homocinéticas) Diferencial Carrocería Etc.

Como también podemos ver las fallas que se presentan en un vehículo. En esta presentación podemos encontrar algunos de tantos componentes que también nos explican cómo funciona y que es lo fundamental que estos componentes están descritos. Algunas fallas comunes que se presentan cuando el automóvil presenta algún problema en la vida cotidiana que es lo puede producir estas fallas si no se reparan pueden perjudicar otros sistemas del vehículo provocando incluso a que este pueda dejar de funcionar dentro del vehículo podemos deducir si comparamos los vehículos antiguos con los vehículos modernos de hoy en día como a cambiado la tecnología del automóvil es decir avances en motores de combustión interna y los motores petroleros que se pueden encontrar en la vida cotidiana.