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jose-c-ramirez
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Presentación donde se explica de manera concisa y contundente el sistema de transmisión de un automóvil.
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Unidad 2. Tema 2.3
Transmisión y diferencial
Introducción
• Misión de la transmisión
• ¿Qué elementos intervienen en la transmisión
de un automóvil?
• ¿Podrá funcionar un vehículo que acople
directamente el motor a las ruedas?
• ¿Qué tipos de transmisiones conoces?
• Fuerzas que se oponen al movimiento de un
vehículo
Diferenciar entre transmisiones de:
• Automóviles
• Vehículos industriales
• Vehículos agrícolas
• Motocicletas y ciclomotores
• Hidráulicas
• Vehículos híbridos
Definición
Embrague
Caja de cambios
Grupo reductor
Diferencial
Arboles de transmisión
Componentes
Conjunto de mecanismos encargados de
transmitir el movimiento y par del motor hasta
las ruedas
• El fin ultimo es transmitir y optimizar la potencia del motor, adaptando el par a las necesidades del conductor
Acoplar y desacoplar
Reducir o aumentar el par
Transmisión del par hasta las ruedas
Funciones
Características
Adaptable a:
Resistencias al avance 𝐹𝑑
Capaz de generar una fuerza de
empuje mayor 𝐹𝑒 > 𝐹𝑑
𝐹𝑎 = 𝑃𝑠 ∗ 𝑠𝐴 ∗ 𝐶𝑥
A la rodadura
Al aire
𝐹𝑟𝑑 = 𝑤 ∗ 𝜇
𝜇 =𝑠/2
𝑟𝑅
Par transmitido
𝐶𝑚 = 𝐹𝑒𝑟𝑅
Resistencias
A la pendiente
𝐹𝑝 = 𝑤 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝛼)
𝑠𝑒𝑛(𝛼) =𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎
𝐿
Por inercia
𝐹𝐼 = 𝑚 ∗ 𝑎
• Perdidas de potencia:
• Con un Cx=0.4
– 40km/h= menos de 1CV ;
– 80km/h=8.5CV ;
– 120Km/h=28.5CV
• Con un Cx=0.2
– 40Km/h=0.4CV ;
– 80Km/h=4CV ;
– 120km/h=13.6CV
• Por ejemplo: Seat león 0.32, Toyota Prius=0.26
Coeficiente aerodinámico
1. Calcula la fuerza de rodadura de un Seat Leon,que tiene masa de 1300Kg y se desplaza por unacarretera de asfalto. ¿Cuál es la diferencia cuandose desplaza sobre un camino de arena?
2. Calcular la huella para neumáticos de 16”.
3. Calcula el par transmitido mínimo necesario paravencer una resistencia al avance de 3500 N, en unvehículo cuyas ruedas miden 19” de diámetro
4. Calcula la pendiente en porcentaje que tiene unarampa que sube 200m cada Km y la fuerza que seopone al ascenso en un Nissan Patrol GR de1835Kg de masa.
• Calcule la fuerza de inercia que se opone al
desplazamiento de un vehículo de peso de
13,508.37N cuando incrementa su velocidad
15Km/h en 10 segundos.
• BMW
• modelos
bóxer y K
Paralever
Transmisión en los automóviles
Por Distribución
Motor delantero propulsión
trasera
Motor delantero tracción delantera
Motor trasero propulsión
trasera
Motor delantero/ trasero y tracción
total
Por funcionamiento
Manual
Automática
Semiautomática/ doble
embrague/DSG
Tiptronic
CVT
Hidráulicas/Hibridas
• Básico 50/50
• Doble Transmisión Permanente o Total
• Bloqueo Automático Básico
4x4
• Pedal de embrague y el uso de una caja de
cambios
• Componentes
– Embrague
– Caja de cambios- eje primario y eje secundario
– Pedal de embrague
– Palanca selectora
– Sincronizadores
Manual
Manual
Presionar pedalDesconexión motor/caja de
cambios
Interrupción del flujo de energía
Selección de nueva relación de la caja
Con un collar de dientes y
sincronizadores
Soltar pedal de embrague
Reconexión del motor
• Realiza los cambios por si mismo y sin
intervención del conductor.
• Componentes:
– Bomba hidráulica
– Engranaje planetario (epicicloidal)
– Frenos y embragues- Cuerpo de válvulas
– Convertidor de Par o Embrague hidráulico + Reactor
– Sensores
– Centralita electrónica
Automática
• Bomba hidráulica: Dado que las cajas automáticas hidráulicas funcionan a partir del movimiento de aceite hidráulico, requieren de una bomba hidráulica. Esta bomba va conectada al motor a través de una correa que la hace girar a medida que el motor se mueve, generando mayor caudal y presión a medida que se acelera.
• Engranaje de Planetarios: Es el sistema mas importante de la transmisión automática. Existen varios tipos de engranajes de planetarios, entre los cuales se encuentran el Ravigneux, el Simpson, y el Pelletier. Estos engranajes son utilizados como reductores variables de velocidad, y son los responsables de que la transmisión automática sea capaz de realizar cambios.
• Sistema de Frenos y Embragues: Es el encargado de manejar el sistema de engranajes planetarios para cambiar de marcha. Los frenos y embragues son accionados por un el Cuerpo de Válvulas, que en diseños anteriores funcionaba hidráulicamente. En los vehículos más nuevos, esta tarea la realiza el Controlador Electrónico de Transmisión (TCU), el controlador del motor (ECM).
• Convertidor de Torque: Es el elemento que hace el papel del embrague en la caja mecánica. A medida que se acelera el motor, aumenta el flujo de aceite hidráulico del sistema de transmisión, que a su vez aumenta el par aplicado a la caja. El multiplicador de par (reactor) es el mecanismo encargado de esta tarea. Este elemento está conformado principalmente por un sistema turbinas hidráulicas que giran con ayuda de la energía cinética del aceite que bombea la bomba hidráulica.
La primera relación descrita y la tercera serían la 1ª marcha y la directa
respectivamente y la cuarta relación seria la marcha atrás.
Accionamiento del fluido por la bomba
Convertidor de par baja revoluciones
aumenta el par
Acoplamiento y desacoplamiento de
engranes
Valvulas hidráulicas de selección de
embragues y frenos
Acelerador y velocidad del
vehículo
• Dos embragues, no tiene pedal de embrague.
Semi-automática, o transmisión
manual automatizada (DCT), DSG
• No requieren convertidores de par. Utilizan
embragues húmedos.
Semiautomática continuación
• Transmisión automática de convertidor de par que
incorpora controles manuales para realizar
cambios a voluntad (automática + semiautomática)
Tiptronic
• Éstas son capaces de adaptarse al estilo de conducción del usuario a través de "lógica difusa". Así, los puntos de cambio se adaptan a los hábitos del conductor
Tiptronic continuación
• Circuito de aceiteEl aceite tiene que satisfacer los siguientes requisitos:
– Asegurar la regulación de los embragues y la gestión hidráulica.
– Tener una viscosidad estable en toda la gama de temperaturas.
– Resistir cargas mecánicas de alto nivel.
– No permitir la capilaridad.
– Lubricación/refrigeración del embrague, de las ruedas dentadas, árboles, cojinetes y sincronizadores.
– Mando del embrague doble y de los émbolos para los actuadores de cambio. (Doble-embrague)
Sistemas comunes
• Bomba de aceiteUna bomba de engranajes interiores aspira el aceite y genera la presión del aceite que se necesita para accionar los componentes hidráulicos. Suministra un caudal máximo de 100 l/min a una presión máxima de 20 bares.
– La bomba de aceite alimenta:
– Los embragues multidisco
– La refrigeración de los embragues
– El grupo hidráulico de cambio y
– La lubricación de los piñones
• La bomba de aceite se acciona a través de su eje, que gira a régimen del motor. Este eje de la bomba se encuentra dispuesto como un tercer eje en el interior de los dos árboles primarios 1 y 2 que se encuentran uno dentro de otro para la DSG.
• Investigar componentes de las distintas
palancas selectoras y del mando del volante.
Tarea
Función
Acoplar y desacoplar la transmisión del par y velocidad del motor hacia las llantas.
Características
• Alta resistencia a la deformación por calor
• Alta resistencia al desgaste por fricción (si aplica)
• Mínimo espacio
• Capacidad de transmisión de par
EMBRAGUE
Em
bra
gues Por
funcionamiento
Fricción
Disco simple
Muelles
Diafragma
CentrífugoDiscos múltiples
Por hidráulica
Hidráulico
Convertidor de par
Por accionamiento
Mecánico
Hidráulico
Neumático
Clasificación
Definición
Sistema de engranes que permite la transmisión de par y velocidad a las ruedas, la rotación del eje de giro y la variación entre las velocidades angulares de las llantas cuando el automóvil se desplaza en curva.
Características
• Montado sobre el chasis
• Montado sobre elementos de la suspensión
• Acoplado a la carcaza de la transmisión
DIFERENCIAL Funcionamiento
Automóvil tracción delantera, diferencial centrado
• Llantas de 40cm de radio
• Ancho del eje delantero 2.40 m
• Radio de giro externo 12.5 m
• Velocidad del automóvil 40km/h
Calcular
Radio de giro interno ideal
Velocidades angulares de los engranes del diferencial.
Actividad