NF2.A1_El embrague
1. Misión del embrague
2. Tipos de embrague
2.1. Embragues de fricción (Principio de funcionamiento)
2.2. Accionamientos de embragues de fricción
2.3. Mantenimiento del embrague de fricción
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricción
2.5. Diagnóstico de averías
3. Embrague hidráulico
3.1. Funcionamiento del embrague hidráulico
NF2.A1_El embrague
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
4.2. Embrague anulador del convertidor de par
5. Embrague electromagnético
NF2.A1_El embrague
Qué sabes de…
¿Qué es el embrague?Es el elemento que acopla o desacopla la transmisión de fuerza (par)
desde el motor a la caja de cambios.
La principal misión del embrague es transmitir la potencia del motor al
cambio de manera progresiva.
¿Conoces las diferencias entre un embrague de una
motocicleta y el de un coche con cambios manual?Los embragues mas empleados en las motocicletas están bañados en
aceite, son embragues de fricción con varios discos (multidisco) y de poco
diámetro.
En los automóviles con cambios manual el embrague que se emplea es de
fricción con un solo disco y en seco. (Es el embrague más utilizado en los
vehículos con cambio manual).
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1.MISIÓN DEL EMBRAGUE
1. Misión del embrague
Figura 2.1.
Conjunto caja de cambios y embrague
Como ya hemos visto antes, la principal misión del embrague es transmitir
la potencia del motor al cambio de manera progresiva.
En los vehículos con cambio manual, el embrague tiene otra función
añadida, la de permitir desacoplar el giro del motor (desembragar) de la
caja de cambios, para poder cambiar de velocidad.
Este condicionante es el que impide el montaje de embragues
automáticos en cajas de cambio manuales.
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1. Misión del embrague
Figura 2.1.
Conjunto caja de cambios y embrague
Un embrague debe reunir las siguientes características:
-Buena resistencia mecánica que permita transmitir el par motor a las
ruedas.
- Elevada resistencia térmica, para absorber el calor que se genera en la
fricción.
- Gran adherencia que evite que el embrague patine y pierda fuerza de
transmisión.
- Progresión y elasticidad, para trasmitir el movimiento sin brusquedades.
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2. TIPOS DE EMBRAGUES
2. Tipos de embragues
Embrague por fricción- Seco (Disco ó cono)
- Bidisco
- Bañado en aceite
Embrague hidráulico- Embrague hidráulico
- Convertidor de par
Embrague electromagnético
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2.1. EMBRAGUES DE FRICCIÓN
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Principio de funcionamiento del embrague de fricción
Figura 2.3.
Transmisión de movimiento del embrague
VIDEO
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción
Los embragues de fricción con disco
son muy empleados, mecánicamente
son sencillos y de fácil mantenimiento.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción
El embrague mediante disco de fricción está formado por los
siguientes elementos:
- El disco de embrague
- Plato de presión
- Resortes elásticos (diafragma o muelles)
- Cubierta o carcas carcasa del embrague
- Collarín de empuje
- Volante de inercia
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción
NF2.A1
Figura 2.15.
a) Embrague de diafragma presionado por el collarín.
b) Embrague de diafragma tirado por el collarín.
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
La misión del disco de embrague es transmitir el
movimiento del volante motor al primario de la
caja de cambios.
Esta transmisión de movimiento requiere dos
cualidades principales:
- Para las operaciones del embrague el disco
debe resbalar unos momentos entre el volante y
el plato de presión (acoplamiento progresivo)
-Una vez embragado, el disco debe quedar firmemente sujeto y sin
resbajamiento posible, ya que de no ser así se perdería par motor.
Para conseguir estas dos cualidades, los discos de embrague están
construidos con las siguientes características:
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
RemacheFerodo
Estriado
MuelleMaterial antifricción formado con
fibras e hilos metálicos, y resinas
sintéticas que se emplea
principalmente par forrar las
zapatas de los frenos, los
embragues, etc.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
Figura 2.11.
Disco de embrague seccionado
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DISCO)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (PLATO DE PRESIÓN)
Plato de presión
Es la pieza que oprime el disco de embrague contra el volante motor.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (DIAFRAGMA)
Figura 2.13.
Diafragma
Es el elemento que ejerce la fuerza de
empuje al plato de presión.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (CARCASA)
Figura 2.14.
Maza de embrague
Es la pieza que sujeta exteriormente el plato de presión y sirve de
alojamiento al diafragma .
Está atornillada la volante motor girando solidaria a él, por lo que
también cubre el disco de embrague.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (COLLARÍN DE EMPUJE)
Figura 2.15.
Collarín de empuje
Es la pieza que oprime el centro de
diafragma, consiguiendo despegar el
plato de presión y desembragar el
vehículo.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (VOLANTE DE INERCIA)
Figura 2.16.
Volante de inercia con corona dentada
El volante de inercia del motor también forma parte del conjunto de
embrague.
La cara exterior de éste es la superficie de contacto donde el disco
asienta cuando se ejerce presión a través de la maza.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (VOLANTE DE INERCIA BIMASA)
Es utilizado en vehículos en los que se desea amortiguar al máximo las
vibraciones del acoplamiento del embrague.
El volante bimasa está formado por una masa primaria fijada al cigüeñal y otra
masa secundaria sobre la que se acopla el disco.
Las dos masas forman un conjunto y se encuentran separadas por un
mecanismo amortiguador, debidamente equilibrado y calculado.
VIDEO
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (VOLANTE DE INERCIA BIMASA)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (VOLANTE DE INERCIA BIMASA)
NF2.A1
Vibración producida por el motor
1/min
50
-50
0 t
Vibración recibida por el cambio
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción (VOLANTE DE INERCIA BIMASA)
NF2.A1
Vibración producida por el motor
1/min
50
-50
0 t
Vibración recibida por el cambio
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague mediante discos de fricción
Figura 2.17.
Embrague con
volante de inercia
bimasa
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Principios de funcionamiento del embrague de fricción
En el embrague mediante diafragma, el
mayor esfuerzo se realiza en la primera
fase de desembragado hasta vencer la
conicidad del diafragma.
En el embrague mediante muelles, el
esfuerzo es progresivo, aumentando más
cuanto mayor sea la compresión de los
muelles
VIDEO
VIDEO
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Principios de funcionamiento del embrague de fricción
Figura 2.7.
Comparativa de fuerzas necesarias para
desembragar (muelles y diafragma)
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague por conos de fricción
Figura 2.19.
Embrague de cono
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague bidisco
Figura 2.20.
Embrague bidisco
Utilizado en vehículos de mucha potencia y par,
ya que las dimensiones del embrague de un
solo disco serían muy grandes.
También es utilizado en vehículos agrícolas.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague bidisco
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco
Son utilizados en motocicletas y en cambios DSG,
del grupo Volkswagen.
Utilizan un fluido (aceite) que lubrica y refrigera el
conjunto, a la vez que disminuye el rozamiento y
aumenta la duración de los discos.
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2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco
NF2.A1
[1]
[2]
[13][1] Cigüeñal
[2] DMF (Volante bimasa)
[3] Anillo central
[4] Cojinete de soporte
[5] Plato de presión K1
[6] Disco de embrague K1
[7] Plato de presión K2
[8] Disco de embrague K 2
[9] Cojinete de accionamiento K2
[10] Cojinete de accionemiento K1
[11] Eje de entrada de la caja de cambios 1 (eje macizo)
[12] Eje de entrada de la caja de cambios 2 (eje hueco)
[13] Anillo de retención
[14] Muelle de diafragma K2
[15] Muelle de diafragma K1
[14]
[15]
[9]
[10] [8]
[7] [3][5]
[4]
[6]
[11]
[12]
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
Figura 2.23.
Despiece de un embrague multidisco de motocicleta bañado en aceite
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Tiene dos conjuntos o juegos de discos:
-Un conjunto está encahvetado a la carcasa del embrague, o al
tambor exterior.
-El otro conjunto está enchavetado al cubo del embrague, o centro
del embrague.
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
Discos de embrague
Plato de presión
Muelles
Discos de fricción
Buje
Carcasa
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco (motocicleta)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.1. Embragues de fricción
Embrague multidisco DSG
Figura 2.24.
Doble embrague multidisco para cambio automatizado DSG
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2.2. ACCIONAMIENTOS DE EMBRAGUES DE FRICCIÓN
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Podemos encontrar diferentes tipos de accionamiento del
embrague de fricción:
- Manual- Por palancas y varillas
- Por cable
- Hidráulico
- Hidroneumático
- Automático o pilotado
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2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Manual por palancas y varillas
Requiere un mantenimiento y engrase regular de las articulaciones
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2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Manual por cable
¿De qué depende la fuerza aplicada por el conductor?
De aplica la “ley de la palanca”.
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2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Manual por cable
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Manual por cable (tensado automático)
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Manual por cable (tensado automático)
NF2.A1
Bieleta
1 Posición
de reposo
2 Inicio
de acción
3 Desembrague
Sector
dentado
Muelle
de tensión
TopeEje
principal
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
Permite realizar grandes
esfuerzos con una fuerza
pequeña en el pedal.
Se emplea un circuito hidráulico con una bomba que es accionada por el
conductor a través del pedal de embrague y que transmite la presión hidráulica
al bombín que empuja la horquilla del collarín.
¿De qué dependerá la fuerza de accionamiento aplicada por el conductor?
De las superficies de los émbolos de la bomba y el bombín y de sus palancas
(pedal y horquilla).
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2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
NF2.A1
4
3
2
1
8
7
6
5
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
NF2.A1
Collarín de empuje Actuador hidráulico de empuje
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidráulico
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Hidroneumático
Mezcla un circuito hidráulico que es el que transite el esfuerzo del conductor al
embrague y una servoasistencia hidroneumática que facilita su accionamiento.
El servoembrague actúa cuando se alcanza un determinado
esfuerzo sobre el pedal.
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.2. Accionamientos del embrague de fricción
Accionamiento automático o pilotado
Figura 2.32.
Accionamiento del embrague automático
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2.3. MANTENIMIENTO DE EMBRAGUES DE FRICCIÓN
2. Tipos de embragues
2.3. Mantenimiento del embrague de fricción
Los trabajos de mantenimiento que se realizan en el embrague son:
-Regular la tensión del cable (recorrido libre) de manera que el pisar a
fondo el pedal quede desembragado totalmente.
-Cambiar el líquido de accionamiento hidráulico según fabricante (2 años).
-En los embrague multidisco, el aceite y los filtros se deben sustituir
(tiempo establecido por fabricante)
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2.4. REPARACIONES Y VERIFICACIONES EN EL EMBRAGUE
DE FRICCIÓN
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricción
Figura 2.33.
Centrado del disco de embrague
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2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricción
Figura 2.34.
Verificación del desgaste en los extremos del diafragma
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricción
Medir la distancia entre el volante y el diafragma. (según fabricante)
Comprobar accionamiento diafragma con prensa.
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricción
Figura 2.35.
Verificación de uniones elásticas y remachadas
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2. Tipos de embragues
2.4. Reparaciones y verificaciones en el embrague de fricciónNF2.A1
2.5. DIAGNÓSTICO DE AVERÍAS
2. Tipos de embragues
2.5. Diagnóstico de averías
Las principales averías del embrague están provocadas por:
-El desgaste o cristalización del recubrimiento del disco.
- Regulación incorrecta del mecanismo de accionamiento.
-Roturas en elementos mecánicos.
NF2.A1
2. Tipos de embragues
2.5. Diagnóstico de averíasNF2.A1
3. EMBRAGUE HIDRÁULICO
3. Embrague hidráulico
Introducción
¿Qué es el embrague hidráulico?
Es un mecanismo automático que permite acoplar y desacoplar el motor de
la caja de cambios sin que el conductor actúe sobre ningún mecanismo.
El acoplamiento del embrague se realiza a medida que el motor aumenta de
revoluciones por minuto.
¿Se puede montar en cajas de cambio manuales este tipo de
embrague?
No, ya que no se puede desacoplar a voluntad del conductor, por lo tanto
no es posible realizar el cambio de marchas.
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3. Embrague hidráulico
3.1. Funcionamiento del embrague hidráulico
Transmite el movimiento y el par motor a
través de la fuerza que ejerce la circulación de
un fluido entre la bomba y la turbina.
La bomba de embrague está unida al volante
de inercia.
La turbina está unida al eje primario de la
caja de velocidades.
Bomba y turbina forman un conjunto cerrado
en el que interiormente encontramos aceite.
NF2.A1
3. Embrague hidráulico
3.1. Funcionamiento del embrague hidráulico
Al girar el volante de inercia, este transmite el
movimiento a la bomba que impulsa el aceite contra
la turbina.
Cuando el número de revoluciones es bajo, el
aceite impulsado choca contra los álabes de la
turbina con una fuerza insuficiente para desplazar el
vehículo.
Si aumentamos las revoluciones del motor, la bomba impulsará el aceite con
más fuerza hasta conseguir girar la otra mitad del motor (la turbina)
Los álabes de la bomba y de la turbina tienen un diseño que permite al aceite
retornar a la bomba una vez impulsada la turbina.
Los álabes forman un torbellino que se hace cada vez mayor a medida que
aumenta el número de revoluciones de la bomba (motor).
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3. Embrague hidráulico
3.1. Funcionamiento del embrague hidráulico
Durante el funcionamiento, siempre existe un resbalamientoentre la bomba y la turbina, pero cuando las revoluciones consiguen
desplazar la turbina y transmitir íntegramente el par motor, el deslizamiento
no supera el 2%.
NF2.A1
3. Embrague hidráulico
Ventajas e inconvenientes del embrague hidráulico respecto
al embrague de fricción
Inconvenientes
Este tipo de embrague presenta el inconveniente de que no sirve para su
acoplamiento a una caja de cambios manual.
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.
NF2.A1
3. Embrague hidráulico
Ventajas e inconvenientes del embrague hidráulico respecto
al embrague de fricción
Ventajas
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
Diesel.
-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”.
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4. CONVERTIDOR DE PAR
4. Convertidor de par
El convertidor de par es un embrague hidráulico perfeccionado.
Mediante un reactor y un diseño especial de los álabes (en forma
helicoidal) de la bomba y de la turbina, se consigue mejorar el rendimiento a
cualquier régimen de funcionamiento.
Curvatura opuesta a la
turbina y bomba
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4. Convertidor de par
El convertidor de par actúa en dos etapas:
En la primera etapa el convertidor de par es capaz de
multiplicar hasta por tres el valor del par del motor que
recibe.
En la segunda etapa, a medida que aumente el
número de revoluciones, reduce el factor multiplicador
de par que desciende hasta valores de 1:1.
En esta etapa el convertidor se comporta como un
embrague hidráulico, transmitiendo hasta el 98% del
giro del motor (resbalamiento)
NF2.A1
4. Convertidor de par
Figura 2.38.
Convertidor de par
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
Figura 2.39.
Conjunto convertidor (turbina, reactor y bomba)
Figura 2.40.
Conjunto reactor
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de parNF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
La corriente de aceite de la bomba es enviada a las palas de la turbina.
Desde la turbina, el aceite se devuelve a la bomba, chocando en el retorno
contra el reactor y éste desvía y canaliza el aceite nuevamente hacia la bomba.
Cuando el número de revoluciones de la bomba aumenta, el aceite, en su
retorno no choca contra el reactor y la función del reactor queda anulada
girando éste libremente.
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de parNF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de parNF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de parNF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
En la figura puede verse que el chorro a presión del fluido dirigido contra una
superficie plana ejerce una fuerza sobre ella, con una pérdida por choque
provocada por la ruptura del flujo.
Si se curva el lado de entrada de la placa, se reduce considerablemente la
pérdida por choque, pero la fuerza en la superficie plana se mantiene igual.
Curvando la superficie de la placa tanto en la entrada como en la salida, se
incrementa en gran medida la fuerza ejercida por el chorro sobre la placa, al
tiempo que se evita la rotura del flujo.
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
Funcionamiento en fase de multiplicador del par
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.1. Funcionamiento del convertidor de par
Funcionamiento en fase de multiplicador del par
NF2.A1
4. Convertidor de par
4.2. Embrague anulador del convertidor de par
El funcionamiento del convertidor hidráulico de par puede ser anulado para
ciertas condiciones de marcha del vehículo, en las que el pequeño
resbalamiento entre la bomba y la turbina resultas un inconveniente.
NF2.A1
5. EMBRAGUE ELECTROMAGNÉTICO
5. Embrague electromagnético
Los embragues electromagnéticos basan su funcionamiento en los efectos
de los campos magnéticos, que permiten solidarizar el giro de dos piezas sin
rozamientos entre ambas.
Bobina que genera el
campo magnético
Cavidad
de polvo
magnético
Eje de salida
Rodamiento
Carcasa
Rotor externo
a)
Eje de entrada
Rotor interno
Corona
Bobina
Entrehierro
Rotor
Carcasa
Eje primario
b)
NF2.A1
5. Embrague electromagnético NF2.A1