El sistema de transmision es el conjunto de elementos que tiene la misión de hacer llegar el giro del motor hasta las ruedas motrices. Con este sistema también se consigue variar la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas. Esta relación se varía en función de las circunstancias del momento (carga transportada y el trazado de la calzada). Según como intervenga la relación de transmisión, el eje de salida de la caja de velocidades (eje secundario), puede girar a las mismas revoluciones, a más o a menos que el cigüeñal. El cigüeñal es una de las partes básicas del motor de un coche. A través de él se puede convertir el movimiento lineal de los émbolos en uno rotativo, lo que supone algo muy importante para desarrollar la tracción final a base de ruedas, además de recibir todos los impulsos irregulares que proporcionan los pistones, para después convertirlos en un giro uqe ya es regular y equilibrado, unificando toda la energía macanica uqe se acumulan en cada una de las combustiones. Si el árbol de transmisión gira más despacio que el cigüeñal, diremos que se ha producido una desmultiplicación o reducción y en caso contrario una multiplicación o súper-marcha.
TIPOS DE TRANSMISIÓN
-Motor delantero y tracción Sus ruedas delanteras son motrices y directrices y no posee árbol de transmisión. Este sistema es muy empleado en turismos de pequeña y mediana potencia.
-Motor delantero y propulsión Las ruedas motrices son las traseras, y dispone de árbol de transmisión. Su disposición es algo más compleja, utilizándose en camiones y turismos de grandes potencias.
- Motor trasero y propulsión Sus ruedas motrices son las traseras y tampoco posee árbol de transmisión. Este sistema apenas se emplea en la actualidad por problemas de refrigeración del motor
-Propulsión doble Utilizado en camiones de gran tonelaje, donde la mayor parte del peso está soportado por las ruedas traseras y mejor repartido.Este sistema consiste en colocar dos puentes traseros y motrices evitando así colocar un solo grupo cónico de grandes dimensiones. De esta manera el esfuerzo a transmitir por cada grupo cónico se reduce a la mitad, reduciéndose las dimensiones sobre todo las del par-cónico.
-Transmisión total Los dos ejes del vehículo son motrices. Los dos puentes o ejes motrices llevan un diferencial cada uno. Con esta transmisión pueden, a voluntad del conductor, enviar el movimiento a los dos puentes o solamente al trasero. Este sistema se monta frecuentemente en vehículos todo terreno y en camiones de grandes tonelajes sobre todo los que se dedican a la construcción y obras públicas.
ELEMENTOS DEL SISTEMA DE TRANSMISION
Para describir los elementos de transmisión, consideramos un vehículo con motor delantero y propulsión ya que en este el montaje emplea todos los elementos del sistema de transmisión:
-Embrague: Tiene la misión de acoplar y desacoplar, a voluntad del conductor, el giro del motor de la caja de cambios. Debe transmitir el movimiento de una forma suave y progresiva, sin que se produzcan tirones que puedan producir roturas en algunos elementos del sistema de transmisión.Se encuentra situado entre el volante de inercia (volante motor) y la caja de velocidades. Dentro de la gran variedad de embragues existentes, caben destacar los siguientes:
-Embragues de fricción. -Embragues hidráulicos. -Embragues electromagnéticos. -Embrague de fricción monodisco de muelles -Embrague de disco
-Caja de velocidades: es la encargada de aumentar, mantener o disminuir la relación de transmisión entre el cigüeñal y las ruedas, en función de las necesidades, con la finalidad de aprovechar al máximo la potencia del motor.
• Función de la caja de velocidades: La misión de la caja de cambios es convertir el par motor. Es, pues, un convertidor o transformador de par.Un vehículo avanza cuando vence una serie de fuerzas que se oponen a su movimiento, y que constituyen el par resistente.El par motor y el resistente son opuestos.La función de la caja de cambios consiste en variar el par motor entre el motor y las ruedas, según la importancia del par resistente, con la particularidad de poder intervenir en todo momento y conseguir el desplazamiento del vehículo en las mejores condiciones.
• Tipos de caja de cambio de velocidades
-Cajas de cambios manuales Son las utilizadas en la mayoría de los automóviles de serie, por su sencillez y economía. Es accionado manualmente mediante una palanca de cambio. Podemos considerar tres partes fundamentales en su constitución: -Caja o cárter: donde van montadas las combinaciones de ejes y engranajes. Lleva aceite altamente viscoso. -Tren de engranajes: conjunto de ejes y piñones para la transmisión del movimiento. -Mando del cambio: mecanismo que sirve para seleccionar la marcha adecuada.Estudiamos tres tipos de cajas de cambio manuales:
-Caja manual de toma variable desplazable: Actualmente las cajas de velocidades de toma variable apenas se usan, pues han sido desplazadas por las de toma constante, que presentan los engranajes tallados con dientes helicoidales, permitiendo que los piñones del eje primario o intermediario y secundario estén siempre en contacto.Las de toma variable, al ser los dientes rectos, tienen más desgaste y producen más ruido.La palanca tiene tantas posiciones como velocidades, más la de punto muerto. -Caja de cambios manual de toma constante normal silenciosa: Es éste un montaje que nos permite la utilización de piñones helicoidales.Los piñones helicoidales se caracterizan por la imposibilidad de ser engranados estando en movimiento. Es preciso, por tanto, que estén en toma constante.Al existir distintas relaciones de engranajes es necesario que los piñones del árbol secundario giren libres sobre dicho árbol.Al ser una necesidad el girar libres los piñones en el árbol secundario , para realizar la transmisión es preciso fijar el piñón correspondiente con el árbol secundario. -Caja de cambios manuales de toma constante simplificada sincronizadas: Muy empleada en la actualidad, ya que hay gran cantidad de vehículos de tracción delantera. Las tracciones delanteras se emplean por su sencillez mecánica y su economía de elementos (no tienen árbol de transmisión).El secundario de la caja de cambios va directamente al grupo cónico diferencial y, además, carece de eje intermediario por la que el movimiento se transmite del primario al secundario mediante sincronizadores . En el eje secundario va montado el piñón de ataque del grupo cónico . Se suelen fabricar con una marcha multiplicadora de las revoluciones del motor (superdirecta), que resulta muy económica.
-Caja de velocidades de cambio automático Con el fin de hacer más cómodo y sencillo el manejo del automóvil, despreocupando al conductor del manejo de la palanca de cambios y del embrague y para no tener que elegir la marcha adecuada a cada situación, se idearon los cambios de velocidades automáticos, mediante los cuales las velocidades se van cambiando sin la intervención del conductor. Estos cambios se efectúan en función de la velocidad del motor, de la velocidad del vehículo y de la posición del acelerador.El cambio está precedido de un embrague hidráulico o convertidor de par.Aunque carece de pedal de embrague, sí tiene palanca de cambios, o más bien palanca selectora de velocidad, que puede situarse en distintas posiciones .
-Árbol de transmisión: transmite el movimiento de la caja de velocidades al conjunto par cónico-diferencial. Está constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por uno de los extremos al secundario de la caja de cambios, y por el otro al piñón del grupo cónico.
-Mecanismo par-cónico diferencial: mantiene constante la suma de las velocidades que llevan las ruedas motrices antes de tomar la curva. Desmultiplica constantemente las vueltas del árbol de transmisión en las ruedas motrices y convierte el giro longitudinal de éste, en giro transversal en las ruedas.
-Función: El puente trasero, con su grupo de piñón y corona (par cónico) , constituye la transmisión final y su misión es conseguir que la transmisión del movimiento que viene desde el motor, pasando por el embrague, caja de cambios y árbol de transmisión , cambie en ángulo recto para transmitir la fuerza motriz a las ruedas. Es decir, que transforma la fuerza motriz que llega del árbol de transmisión en sentido longitudinal, en transversal en los palieres. Existen varias formas de engranaje que permiten transmitir el esfuerzo de un eje a otro en ángulo recto y sin pérdida apreciable de potencia.
-Tipos de engranajes utilizados en el grupo piñón-corona.
El tipo hipoide es más adecuado para turismos y camiones ligeros, ya que permite colocar el piñón de ataque por debajo del centro de la corona y bajar así el árbol de transmisión para conseguir bajar el piso de la carrocería, teniendo en cuenta además que su funcionamiento es silencioso.
-Puente trasero de doble reducción.
En camiones pesados se emplean grandes reducciones y éstas se realizan en dos etapas:
-En la entrada al puente. -Colocando un mecanismo reductor en los palieres, en el cubo de las ruedas, después del diferencial.
Si el reductor se puede anular, cada relación del cambio puede ser normal o reducida. De esta forma se duplica el número de velocidades disponible en el camión.
-Diferencial
-Función: Si los ejes de las ruedas traseras (propulsión trasera), estuvieran unidos directamente a la corona (del grupo piñón-corona), necesariamente tendrían que dar ambas el mismo número de vueltas. Al tomar una curva la rueda exterior describe un arco mayor que la interior; es decir, han de recorrer distancias diferentes pero, como las vueltas que dan son las mismas y en el mismo tiempo, forzosamente una de ellas arrastrará a la otra, que patinará sobre el pavimento. Para evitarlo se recurre al diferencial, mecanismo que hace dar mayor número de vueltas a la rueda que va por la parte exterior de la curva, que las del interior , ajustándolas automáticamente y manteniendo constante la suma de las vueltas que dan ambas ruedas con relación a las vueltas que llevaban antes de entrar en la curva.Al desplazarse el vehículo en línea recta, ambas ruedas motrices recorren la misma distancia a la misma velocidad y en el mismo tiempo.
-Juntas de transmisión: las juntas se utilizan para unir elementos de transmisión y permitir variaciones de longitud y posiciones.
-Semiárboles de transmisión (palieres): son los encargados de transmitir el movimiento del grupo cónico-diferencial hasta las ruedas motrices, cuando el sistema carece de árbol de transmisión.
Se llama distribución, al conjunto de piezas que regulan la entrada y salida de los gases en el cilindro para el llenado y vaciado de éstos, en el momento preciso. Cuanto mayor es la cantidad de aire que penetra en el cilindro, mayor será la potencia que desarrolla el motor, por eso es fundamental el sistema de distribución que es el encargado regular los tiempos del funcionamiento del motor. Cuanto más rápido gira un motor, más difícil resulta llenar los cilindros, puesto que las válvulas abren y cierran mucho más deprisa. Lo ideal es que la válvula de admisión se abra un poco antes del inicio de la carrera de admisión, y la de escape un poco antes de iniciarse la carrera de escape, para ayudar así al vaciado y llenado de los cilindros. El inconveniente proviene de que el momento óptimo de apertura de las válvulas es diferente para cada régimen del motor, por lo que resulta imprescindible sacrificar rendimiento en todos los regímenes de giro para obtener un resultado aceptable también en todos los regímenes de giro. Los elementos que forman el sistema de distribución, son:
• Elementos interiores.Estos elementos son las válvulas de admisión y las válvulas de escape.VálvulasSon las encargadas de abrir o cerrar los orificios de entrada de mezcla o salida de gases quemados en los cilindros. Válvula , se distinguen dos partes: cabeza y cola . La cabeza, que tiene forma de seta, es la que actúa como verdadera válvula, pues es la que cierra o abre los orificios de admisión o escape. La cola o vástago, (prolongación de la cabeza) es la que, deslizándose dentro de una guía , recibirá en su extremo opuesto a la cabeza el impulso para abrir la válvula.Las válvulas se refrigeran por la guías, principalmente, y por la cabeza.Las válvulas que más se deterioran son las de escape, debido a las altas temperaturas que tienen que soportar 1000º C. Algunas válvulas, sobre todo las de escape, se refrigeran interiormente con sodio .Debe tener una buena resistencia a la fatiga y al desgaste (choques).Debe presentar igualmente una buena conductividad térmica (el calor dilata las válvulas) y buenas propiedades de deslizamiento.La cabeza o tulipa de admisión es de mayor diámetro que la de escape, para facilitar el llenado. Muelles.Las válvulas se mantienen cerradas sobre sus asientos por la acción de un resorte (muelle) .Los muelles deben tener la suficiente fuerza y elasticidad para evitar rebotes y mantener el contacto con los elementos de mando.o Debe asegurar la misión de la válvula y mantenerla plana sobre su asiento.o El número de muelles puede ser simple o doble. Guías de válvula.Debido a las altas velocidades, el sistema de distribución es accionado muchas veces en cortos periodos de tiempo. Para evitar un desgaste prematuro de los orificios practicados en la culata por donde se mueven los vástagos de las válvulas y puesto que se emplean aleaciones ligeras en la fabricación de la culata, se dotan a dichos orificios de unos casquillos de guiado G, llamados guías de válvula, resistentes al desgaste y se montan, generalmente, a presión en la culata.Las guías permiten que la válvula quede bien centrada y guiada. La guía de válvula debe permitir un buen deslizamiento de la cola de la válvula, sin rozamiento.Si existiera demasiada holgura entre la guía y el cuerpo de una válvula de admisión, entraría aceite en la cámara de compresión, debido a la succión del pistón, produciendo un exceso de carbonilla en dicha cámara, y si fuera en una válvula de escape, el aceite se expulsará por el tubo de escape.Asientos de válvulasSon unos arillos postizos colocados a presión sobre la culata para evitar el deterioro de ésta, por el contacto con un material duro como el de la válvula, su golpeteo, y a la corrosión debido a los gases quemados.El montaje de los asientos se hace a presión mediante un ajuste (frío-calor), y cuando estén deteriorados se pueden sustituir.
• Elementos exteriores
Son el conjunto de mecanismos que sirven de mando entre el cigüeñal y las válvulas. Estos elementos son: árbol de levas, elementos de mando, empujadores o taqués y balancines. Según el sistema empleado, los motores a veces carecen de algunos de estos elementos.
Árbol de levas.Es un eje que controla la apertura de las válvulas y permite su cierre. Tiene distribuidas a lo largo del mismo una serie de levas , en número igual al número de válvulas que tenga el motor. El árbol de levas o árbol de la distribución, recibe el movimiento del cigüeñal a través de un sistema de engranajes . La velocidad de giro del árbol de levas ha de ser menor, concretamente la mitad que la del cigüeñal, de manera que por cada dos vueltas al cigüeñal (ciclo completo) el árbol de levas dé una sola vuelta. Así, el engranaje del árbol de levas, tiene un número de dientes doble que el del cigüeñal.El árbol de levas lleva otro engranaje , que sirve para hacer funcionar por la parte inferior a la bomba de engrase, y por la parte superior al eje del distribuidor. Además tiene una excéntrica para la bomba de combustible en muchos casos.Según los tipos de motores y sus utilizaciones, las levas tienen formas y colocaciones diferentes.
Elementos de mando.El sistema de mando está constituido por un piñón del cigüeñal, colocado en el extremo opuesto al volante motor y por otro piñón que lleva el árbol de levas en uno de sus extremos, que gira solidario con aquél.En los motores diesel se aprovecha el engranaje de mando para dar movimiento, generalmente, a la bomba inyectora.El acoplamiento entre ambos piñones se puede realizar por alguno de los tres sistemas siguientes:Transmisión por ruedas dentadasCuando el cigüeñal y el árbol de levas se encuentran muy separados , de manera que no es posible unirlos de forma directa, se puede emplear un mecanismo consistente en una serie de ruedas dentadas en toma constante entre sí para transmitir el movimiento. Los dientes de los piñones pueden ser rectos, éstos son ruidosos y de corta duración o en ángulo helicoidales bañados en aceite en un cárter o tapa de distribución, siendo éstos de una mayor duración.En el caso de dos ruedas dentadas , el cigüeñal y el árbol de levas giran en sentido contrario y, si son tres, giran el cigüeñal y árbol de levas en el mismo sentido. Transmisión por cadena.Igual que en el caso anterior, este método se utiliza cuando el cigüeñal y el árbol de levas están muy distanciados. Aquí se enlazan ambos engranajes mediante una cadena.Para que el ajuste de la cadena sea siempre el correcto, dispone de un tensor consistente en un piñón o un patín pequeño, generalmente de fibra, situado a mitad del recorrido y conectado a un muelle, que mantiene la tensión requerida.En este sistema se disminuye el desgaste y los ruidos al no estar en contacto los dientes. Es poco ruidoso.
Transmisión por correa dentada.El principio es el mismo que el del mando por cadena, sólo que en este caso se utiliza una correa dentada de neopreno que ofrece como ventaja un engranaje más silencioso, menor peso y un coste más reducido, lo que hace más económico su sustitución.Es el sistema más utilizado actualmente, aunque la vida de la correa dentada es mucho menor que el de los otros sistemas. Si se rompiese ésta, el motor sufriría grandes consecuencias. Estos piñones se encuentran fuera del motor, por lo que es un sistema que no necesita engrase, pero sí la verificación del estado y tensado de la correa.En la figura , indica los tornillos para el tensado de la correa. Taqués.Son elementos que se interponen entre la leva y el elemento que estas accionan. Su misión es aumentar la superficie de contacto entre estos elementos y la leva. Los taqués , han de ser muy duros para soportar el empuje de las levas y vencer la resistencia de los muelles de las válvulas.Para alargar la vida útil de los taqués, se les posiciona de tal manera, que durante su funcionamiento realicen un movimiento de rotación sobre su eje geométrico.Los taqués siempre están engrasados por su proximidad al árbol de levas.La ligereza es una cualidad necesaria para reducir los efectos de inercia.
Taqués hidráulicos.Los taqués hidráulicos funcionan en un baño de aceite y son abastecidos de lubricante del circuito del sistema de engrase del motor.Los empujadores o taqués se ajustan automáticamente para adaptarse a las variaciones en la longitud del vástago de las válvulas a diferentes temperaturas. Carecen de reglaje. Las ventajas más importantes de este sistema son su silencioso funcionamiento y su gran fiabilidad.
Varilla empujadora.No existen en los motores que llevan árbol de levas en cabeza.Las varillas van colocadas entre los balancines y los taqués .Tienen la misión de transmitir a los balancines el movimiento originado por las levas .Las varillas empujadoras:
· Son macizas o huecas, en acero o aleación ligera.
· Sus dimensiones se reducen al máximo para que tengan una débil inercia y al mismo tiempo una buena resistencia a las deformaciones.
· El lado del taqué tiene forma esférica.
· El lado del balancín tiene una forma cóncava que permite recibir el tornillo de reglaje.
Balancines.Son unas palancas que oscilan alrededor de un eje (eje de balancines), que se encuentra colocado entre las válvulas y las varillas de los balancines (o bien entre las válvulas y las levas, en el caso de un árbol de levas en cabeza).Los balancines son de acero. Oscilan alrededor de un eje hueco en cuyo interior circula aceite a presión. Este eje va taladrado para permitir la lubricación del balancín.La misión de los balancines es la de mandar la apertura y el cierre de la válvula.Se distinguen dos tipos de balancines:o Balancines oscilantes.o Balancines basculante.Balancines oscilantesLo utilizan los motores con árbol de levas en cabeza. El eje de giro pasa por un extremo del balancín. Se le conoce también con el nombre de “semibalancín”. Recibe el movimiento directo del árbol de levas y lo transmite al vástago de la válvula a través de su extremo libre.
Balancines basculantes.Lo utilizan los motores con árbol de levas laterales.Las válvulas van en cabeza. El eje de giro pasa por el centro del balancín. Uno de sus extremos recibe el movimiento de la varilla empujadora y lo transmite al vástago de la válvula por el otro extremo.
Sistema OHC de accionamiento directo.Es un sistema que lleva pocos elementos. Se emplea para motores revolucionados. La transmisión entre el cigüeñal y árbol de levas se suele hacer a través de correa dentada de neopreno. Utiliza cámara de compresión tipo hemisférica, empleándose con mucha frecuencia tres o cuatro válvulas por cilindro. Estos sistemas presentan el problema de que la culata es de difícil diseño.Puede llevar uno o dos árboles de leva en la culata, llamado sistema DOHC, si son dos árboles de levas. Sistema OHC de accionamiento indirecto.Este sistema prácticamente es igual que el anterior, con la única diferencia de que el árbol de levas , acciona un semibalancín , colocado entre la leva y la cola de la válvula .El funcionamiento es muy parecido al sistema de accionamiento directo.Al girar la leva, empuja el semibalancín, que entra en contacto con la cola de la válvula, produciendo la apertura de ésta. Reglajes.Como consecuencia de la temperatura en los elementos de la distribución, estos elementos se dilatan durante su funcionamiento por lo que hay que dotarles de un cierto juego en frío (separación entre piezas que permita su dilatación).Aunque la razón principal de dar este juego (holgura de taqués) es que determinan las cotas de la distribución, es importante no olvidar los efectos de la dilatación en la válvula.Esta holgura con el funcionamiento, tiende a reducirse o aumentarse (dependiendo del sistema empleado), por lo que cada cierto tiempo hay que volver a ajustarlos pues de lo contrario las válvulas no cerrarán ni abrirán correctamente. Esta holgura viene determinada por el fabricante y siguiendo sus instrucciones.Esta comprobación hay que realizarla cuando la válvula está completamente cerrada. En un sistema OHV el juego del taqués se mide entre el vástago de la válvula y el extremo del balancín .En el sistema de distribución OHC de accionamiento directo, el reglaje de taqués se hace colocando en el interior del taqué, más o menos láminas de acero .En el sistema de distribución OHC de accionamiento indirecto el reglaje de taqués se hace actuando sobre los tornillos de ajuste y contratuerca . El reglaje se hará siempre con el motor en frío y como se dijo anteriormente, su valor, depende del fabricante.Un juego de taqués grande provoca que, la válvula no abra del todo el orificio correspondiente, con lo que los gases no pasarán en toda su magnitud. Un juego de taqués pequeño provoca que la válvula esté más tiempo abierta incluso no llegue a cerrar si no existe holgura, no pudiéndose conseguir una buena compresión y pudiéndose fundir la válvula en la parte de su cabeza (válvula descabezada) dando lugar a producirse grandes averías en el interior del cilindro y de la culata.
Es el encargado de repartir alimentación hacia todo el coche, sin el no se podría arrancar el coche o encender las luces.
Está formado por:
·Sistema de generación y almacenamiento.
·Sistema de encendido.
·Sistema de arranque.
·Sistema de inyección de gasolina.
·Sistema de iluminación.
·Instrumentos de control.
1. Sistema de Generación y Almacenamiento.
Este sub-sistema del sistema eléctrico del automovil está constituido comúnmente por cuatro componentes; el generador , el regulador de voltaje, que puede estar como elemento independiente o incluido en el generador, la batería de acumuladores y el interruptor de la excitación del generador.
El borne negativo de la batería de acumuladores está conectado a tierra para que todos los circuitos del sistemas se cierren por esa vía.
Del borne positivo sale un conductor grueso que se conecta a la salida del generador, por este conductor circulará la corriente de carga de la batería producida por el generador. Esta corriente en los generadores modernos puede estar en el orden de 100 amperios.
De este cable parte uno para el indicador de la carga de la batería en el tablero de instrumentos, generalmente un voltímetro en los vehículos actuales. Este indicador mostrará al conductor el estado de trabajo del sistema.
Desde el borne positivo de la batería también se alimenta, a través de un fusible, el interruptor del encendido.
Cuando se conecta este interruptor se establece la corriente de excitación del generador y se pone en marcha el motor, la corriente de excitación será regulada para garantizar un valor preestablecido y estable en el voltaje de salida del generador. Este valor preestablecido corresponde al máximo valor del voltaje nominal del acumulador durante la carga, de modo que cuando este, esté completamente cargado, no circule alta corriente por él y así protejerlo de sobrecarga.
2. Sistema de Encendido. Es el sistema necesario e independiente capaz de producir el encendido de la mezcla de combustible y aire dentro del cilindro en los motores de gasolina o LPG, conocidos también como motores de encendido por chispa, ya que en el motor diesella propia naturaleza de la formación de la mezcla produce su auto-encendido.
En los motores de gasolina resulta necesario producir una chispa entre dos electrodos separados en el interior del cilindro en el momento justo y con la potencia necesaria para iniciar la combustión.
Durante la carrera de admisión, la mezcla que ha entrado al cilindro, bien desde el carburador, o bien mediante la inyección de gasolina en el conducto de admisión se calienta, el combustible se evapora y se mezcla íntimamente con el aire. Esta mezcla está preparada para el encendido, en ese momento una chispa producida dentro de la masa de la mezcla comienza la combustión. Esta combustión produce un notable incremento de la presión dentro del cilindro que empuja el pistón con fuerza para producir trabajo útil.
Para que el rendimiento del motor sea bueno, este incremento de presión debe comenzar a producirse en un punto muy próximo después del punto muerto superior del pistón y continuar durante una parte de la carrera de fuerza.
Cuando se produce la chispa se inicia el encendido primero alrededor de la zona de la chispa, esta luego avanza hacia el resto de la cámara como un frente de llama, hasta alcanzar toda la masa de la mezcla. Este proceso aunque rápido no es instantáneo, demora cierto tiempo, por lo que nuestro sistema debe producir la chispa un tiempo antes de que sea necesario el incremento brusco de la presión, es decir antes del punto muerto superior, a fin de dar tiempo a que la llama avance lo suficiente en la cámara de combustión, y lograr las presiones en el momento adecuado, recuerde que el pistón está en constante movimiento. A este tiempo de adelanto de la chispa con respecto al punto muerto superior se le llama avance al encendido.
Si consideramos ahora la velocidad de avance de la llama como constante, resulta evidente que con el aumento de la velocidad de rotación del motor, el pistón se moverá mas rápido, por lo que si queremos que nuestro incremento de presión se haga siempre en la posición adecuada del pistón en la carrera de fuerza, tendremos necesariamente, que adelantar el inicio del salto de la chispa a medida que aumenta la velocidad de rotación del motor.
La consideración hecha de que la velocidad de avance de la llama es constante no es estrictamente cierta, además en dependencia del nivel de llenado del cilindro con mezcla durante la carrera de admisión y de la riqueza de esta, la presión dentro del cilindro se incrementará a mayor o menor velocidad a medida que se quema, por lo que durante el avance de la llama en un cilindro lleno y rico la presión crecerá rápidamente y puede que la mezcla de las partes mas lejanas a la bujía no resistan el crecimiento de la presión y detonen antes de que llegue a ellas el frente de llama, con la consecuente pérdida de rendimiento y perjuicio al motor.
3. Motor de arranque. En la actualidad todos los automóviles llevan incorporado el motor eléctrico de arranque, que ofrece unas prestaciones extraordinarias. El circuito eléctrico de arranque consta de batería, interruptor de arranque, conmutador y motor.
Tipos de Motor de arranque.
Conmutador Electromagnético. Los motores con conmutador electromagnético son los que se sirven del efecto electromagnético producido en el electroimán del conmutador para desplazar una horquilla que, a su vez, traslada el piñón de arrastre que engranara con la corona del cigüeñal .
El eje del inducido, en el extremo del colector, posee unas estrías en forma de hélice dentro de las cuales se desplaza el piñón de arrastre. Este mecanismo de rueda libre consta de dos discos de giro independiente, uno que transmite el giro del inducido y otro el del piñón, que por medio de unos rodillos, según la velocidad de giro de cada uno de ellos, los embraga o los separa de modo que cuando se produce un giro acelerado del motor se obtiene la desconexión del piñón.
El esquema de funcionamiento podría sintetizarse diciendo que cuando se pulsa el interruptor de arranque o demacre, la corriente llega al electroimán, el cual atrae el ancora, circunstancia que por una parte, al desplazar la palanca, hace que el piñón engrane con la corona y que por otra, el conmutador envié corriente al motor de arranque que se pone en marcha. Cuando el interruptor de arranque se desconecta, el electroimán no recibe corriente, el resorte cobra su posición inicial, la horquilla desconecta el piñón de la corona y el motor de arranque se para. Si cuando arranca el motor continua recibiendo corriente por no desconectar convenientemente el interruptor, la corona, que es quien normalmente recibe el esfuerzo del giro del piñón , actúa a la inversa transmitiendo su giro al piñón, que automáticamente actúa como mecanismo de rueda libre, con lo que se evita el giro desproporcionado del inducido que podría tener efectos sumamente perjudiciales.
Motores con piñón deslizable pendix
El sistema mas empleado para el arranque de motores de automóviles es el que constituye el motor con dispositivo de inercia, que comúnmente se conoce como Bendix. Este dispositivo se basa en la inercia producida por el eje del motor cuando este se pone en marcha. Al producirse el arranque y la aceleración del motor, la corona dentada imprime al piñón una rotación más rápida que la del eje del inducido, por lo que le hace retrocede a trabes de la parte roscada, desconectándose de la corona.
El sistema Bendix ofrece un excelente rendimiento, puesto que tanto la conexión como la desconexión del piñón sobre la corona se hacen de forma automática; además el aclopamiento de los dos elementos se puede hacer cuando el motor de arranque gira notablemente revolucionado, cosa que favorece a la batería, al necesitar poco consumo de corriente.
Motores de arranque con inducido o deslizante
Los motores de arranque con inducido deslizante, además del arrollamiento de excitación conectado en serie, poseen dos arrollamientos mas, uno auxiliar y otro de sujeción. En este instante, el motor obtiene el momento de pleno giro y arranca el motor del vehículo; pero al adquirir este mayor velocidad la corriente y el campo magnético decrecen notoriamente, lo que haría que se desengranara el piñón de la corona si no fuese porque entonces actúa el arrollamiento de sujeción, que mantiene engranada la corona con el piñón. Al soltar el interruptor de arranque el motor queda sin corriente y el piñón se desengrana por efecto del muelle antagonista, de modo que el inducido regresa a su posición de reposo.
Motores con circuito mecánico accionado a mano:
El sistema se compone de un piñón deslizante sobre el eje del inducido que sufre el desplazamiento impulsado por una palanca que simultáneamente conecta la corriente eléctrica y engrana el piñón. Al cerrar el interruptor de puesta en marcha se comprime un muelle que hace que el piñón retroceda por efecto antagonista cuando se suelta la palanca. Estos motores de arranque están dotados de un mecanismo de rueda libre para evitar daños en el inducido cuando el giro de la corona sea más rápido que el piñón.
Motores con dispositivos de cubilete.
Los motores de arranque con dispositivo de cubilete constituyen una variante del sistema de inercia o Bendix, con la notable diferencia de que el desplazamiento del piñón hacia la corona se hace en dirección contraria. Cuando se pone en movimiento el eje del inducido, el piñón se desplaza por inercia hasta su engrane con la corona. Para reforzar esta inercia el piñón lleva adosado una especie de cubilete que posee mayor superficie, lo que incrementa la inercia al tiempo que protege al piñón.
Conmutadores
La alimentación de los motores de arranque, debido a su consumo de corriente y a la caída de tensión que se produce, debe hacerse con cables de las dimensiones adecuadas, situando el arranque lo más cerca posible de la batería. Esta circunstancia se acentúa en los motores de arranque sin conmutador electromagnético. En realidad debería llamarse conmutador al dispositivo que, a voluntad, conecta al circuito eléctrico una o os baterías en serie-paralelo, cosa que suele hacerse par obtener el arranque de motores de vehículos pesados y de gran potencia.
Conmutadores electromagneticos
El sistema proporciona un arranque en dos tiempos un primer tiempo en que la tensión nominal de cada una de las baterías produce los primeros giros del motor de arranque con el consiguiente desplazamiento del piñón hasta engranar con la corona; y un segundo tiempo que, hecho el engranaje, doblando el voltaje y reduciendo la intensidad proporciona la velocidad de giro necesaria para el arranque del motor.
Interruptor de puesta en marcha
En otros automóviles se independiza de las otras prestacio nes y se configura en un pulsador, que situado asimismo en el tablier, al presionarlo cierra el circuito, enviando la corriente al solenoide o al motor de arranque.
En este video enseñan un motor de arranque por dentro y sus componentes
4. Inyección de Gasolina
Aunque el carburador nacido con el motor, se desarrolló constantemente hasta llegar a ser un complejo compendio de cientos de piezas, que lo convirtieron en un refinado y muy duradero preparador de la mezcla de aire-gasolina para el motor del automovilen todo el rango de trabajo, no pudo soportar finalmente la presión ejercida por las reglas de limitación de contaminantes emitidas por las entidades gubernamentales de los países mas desarrollados y fue dando paso a la inyección de gasolina, comenzada desde la décadas 60-70s principalmente en Alemania, pero que no fue tecnológicamente realizable hasta que no se desarrolló lo suficiente la electrónica miniaturizada.
La diferencia conceptual fundamental entre los dos tipos de preparación de la mezcla, es que en el carburador se hace básicamente de acuerdo a patrones mas o menos fijos, establecidos de fábrica, que con el uso se van alterando hasta sacarlo de los estrechos índices permitidos de producción de contaminantes, mientras que la inyección de gasolina tiene sensores en todos los elementos que influyen en el proceso de alimentación y escape del motor y ajusta automáticamente la mezcla para mantenerlos siempre dentro de las normas, a menos que se produzca una avería en el sistema.
Es notoria la mayor complejidad de la inyección de gasolina con respecto al carburador, lo que la encarece, pero no hay hasta ahora, ningún otro sistema que garantice la limpieza de los gases requerida para mantener la atmósfera respirable en las zonas de tránsito urbano intenso actual.
Colocado en el conducto de admisión del motor existe una electroválvula conocida como inyectorque al recibir una señal eléctrica, se abre y deja pasar la gasolina al interior del conducto. La linea de entrada al inyector tiene una presión fija mantenida desde el depósito, por una bomba eléctrica asistida por un regulador de presión. El tiempo de duración de la señal eléctrica y con ello la cantidad de gasolina inyectada, así como el momento en que se produce la inyección, los determina la unidad procesadora central en consecuencia con la posición de la mariposa de entrada de aire al motor y las señales emitidas por un grupo de sensores que miden los factores que influyen en la formación de la mezcla.
La clave de la inyección de gasolina es la unidad procesadora central (UPC) o unidad central electrónica (UCE), que es un miniordenador cuya señal de salida es un pulso eléctrico de determinada duración en el momento exacto que hace falta (durante la carrera de admisión) al, o los inyectores. La señal principal para hacer la decisión del tiempo de apertura del inyector la recibe de una mariposa colocada en el conducto de admisión en cuyo eje hay montada una resistencia eléctrica variable, así la posición de la mariposa es interpretada por la UPC como mas o menos aire al cilindro y por lo tanto mas o menos necesidad de gasolina, regulada a través del tiempo de apertura del inyector. El momento exacto de comenzar la apertura del inyector viene de un sensor de posición montado en el árbol de levas o el distribuidor, que le indica a la UPC cuando están abiertas las valvulas de admisión y por lo tanto se está aspirando el aire que arrastrará al interior del cilindro la gasolina inyectada en el conducto de admisión.
Este trabajo lo hace la UPC utilizando un tiempo básico que viene con él por defecto y que hace funcionar el motor en condiciones normales, pero que no son las óptimas para el trabajo del motor en otras condiciones.
Para ajustar con exactitud el tiempo de apertura de los inyectores y obtener la máxima eficiencia y la mínima emisión de gases tóxicos, la UPC tiene en cuenta un grupo de otras entradas que llegan a él, procedentes de varios sensores, que vigilan el comportamiento de los factores que influyen en el proceso de combustión, estas entradas son procesadas electrónicamente y sirven para modificar el tiempo de apertura del inyector a la cantidad exacta.
Las UPC están preparadas para ignorar los sensores cuando hay una avería de algunos de ellos, o están dando señales fuera del rango normal, y continuar con el programa básico, para permitir el funcionamiento del motor hasta llegar al taller de reparaciones. Este programa básico no se pierde aunque la UPC se quede sin alimentación eléctrica al desconectar la batería con el motor apagado como es frecuente oír.
Se diferencias las siguientes partes.
Inyectores.
El inyector es el encargado de pulverizar en forma de aerosol la gasolina procedente de la linea de presión dentro del conducto de admisión, es en esencia una refinada electroválvula capaz de abrirse y cerrarse muchos millones de veces sin escape de combustible y que reacciona muy rápidamente al pulso eléctrico que la acciona.
Sistema de Presurización.
En todos los casos hay una bomba eléctrica que empuja la gasolina desde el depósito al riel donde se alimentan los inyectores, de donde sale un retorno para mantener circulando cierta parte de la gasolina y evitar que se caliente demasiado el riel con el calor del motor. El tránsito se hace a través de un filtro que evita la entrada de impurezas al sistema.
La regulación de presión puede hacerse con el uso de un acumulador e interruptor de presión, que apaga y enciende la bomba manteniendo la presión constante, o bien sin el acumulador pero con un regulador a la salida del riel que mantiene la presión constante y la bomba funciona permanentemente.
Mariposa de Aceleración.
Al igual que en el carburador la velocidad y potencia del motor se regula con una mariposa interpuesta en el conducto de admisión, que permite mayor o menor entrada de aire al cilindro del motor para la combustión. Es evidente que cuanto mas esté abierta la mariposa, mayor será el llenado del cilindro y por tanto será mayor también la cantidad de combustible que debe inyectarse, por tal motivo acoplado al eje de la mariposa hay una resistencia eléctrica variable que envía al UPC a través de un cable un valor de resistencia diferente para cada posición de la mariposa, la UPC a su vez interpreta esto como un grado de apertura de la mariposa, o lo que es lo mismo un llenado del cilindro determinado, lo que le sirve para decidir el tiempo de apertura del inyector para formar la mezcla óptima de acuerdo a su programa básico.
Como eso no es estrictamente cierto y el llenado real del cilindro depende también de otros factores como; la altitud del lugar donde funcione el motor, la mayor o menor resistencia al paso del aire que tenga el filtro, la velocidad de rotación así como la temperatura y humedad del aire exterior, se proveen otros sensores que miden estas variables y también envían sus señales a la UPC para corregir con exactitud el tiempo de apertura y lograr la mezcla óptima real.
Los Sensores.
Las señales de estos sensores modifican el programa básico de la UPC a fin de perfeccionar el tiempo de apertura del inyector y con ello ajustar exactamente la preparación de la mezcla aire-gasolina
ECU.
Este es el "cerebro" del sistema de inyección de gasolina y se conoce también como "Unidad de Control Electrónica" o ECU del acrónimo en inglés "Electronic Control Unit".
Es común oír términos muy ensalzados para nombrar esta unidad electrónica, como "computadora" u "ordenador", cuando en realidad solo es un generador de pulsos cuya frecuencia y duración pueden controlarse. Porque así es, la UPC lo que hace es generar un pulso eléctrico que sirve para abrir el inyector durante un tiempo y momento determinados, en consecuencia con variables simples como voltage o resistencia eléctrica procedentes de los sensores.
Esto no quiere decir que sea "una caja con cuatro cables" pero tampoco, ni remotamente, tiene el alcance de una real computadora u ordenador tal y como se usa el concepto. Esta tendencia parece ser consecuencia de la intención comercial de algunos talleres de mecánica, a los que le conviene la "oscuridad" y "complejidad" elevada de algo simple, a fin de intimidar a los automovilistas para su conveniencia. Lo cierto es que con el manual del automóvil en cuestión, un simple multímetro y algo de conocimiento de electricidad puede diagnosticarse perfectamente el sistema de inyección en caso de fallo, que casi siempre se debe al fallo de algún sensor.
Si alguna inteligencia tiene le UPC es que puede ignorar el, o los sensores que se averíen o que den valores fuera de lo normal y continuar con el tiempo de apertura básico que trae por defecto, utilizando solo la señal procedente de la maripos de la aceleración.
5. Sistema de Iluminación.
1.-Acumulador 2.-Caja de fusibles 3.-Interruptor de luces de reversa 4.-interruptor de luz de cabina 5.-Interruptor de luz de carretera 6.-Interruptor de luces de ciudad 7.-interruptor
de Luces de vía a la derecha 8.-Interruptor de luz de frenos 9.-Luces de vía 10.-Luces de reversa 11.-Luces altas de carretera 12.-Permutador de luces de carretera 13.-Interruptor de luces de vía 14.-Luces bajas de carretera 15.-Luces de frenos
16.-Luces de ciudad y tablero de instrumentos 18.-Luces de vía a la izquierda
Cada vez es mas frecuente la utilización de circuitos electrónicos de control en el sistema de iluminación del automovil, de esta forma en un auto actual es frecuente que las luces de carretera se apaguen solas si el conductor se descuida y las deja encendidas cuando abandona el vehículo, o, las luces de cabina estén dotadas de temporizadores para mantenerlas encendidas un tiempo después de cerradas las puertas, y otras muchas, lo que hace muy difícil generalizar.
Todos estos circuitos se alimentan a través de fusibles para evitar sobrecalentamiento de los cables en caso de posibles corto-circuitos.
En general cualquier automóvil tiene como mínimo:
1.- Seis interruptores marcados con los números del 3 al 8 en la figura 1 y cuya función es la siguiente:
Interruptor #
Función
3
Encender luces de reversa
4
Iluminar la cabina
5
Encender las luces de carretera
6
Encender las luces de ciudad
7
Poner a funcionar las luces de vía
8
Encender las luces de cola al frenar
Aunque los interruptores se han representado como uno solo por circuito, en algunos casos pueden ser varios conectados en paralelo para hacer la misma función; ejemplo: puede haber un interruptor de la luz de cabina en cada puerta y uno adicional en el tablero, o en la propia lámpara. Es muy frecuente un interruptor adicional para encender las luces intermitentes de avería.
2.- Dos permutadores de luces, uno para permutar las luces de carretera de altas a bajas y otro para seleccionar las luces intermitentes de vía de acuerdo al giro a efectuar. Como indicadores de vía en algunos vehículos se usan las propias lámparas de frenos, en otros, lámparas aparte, comúnmente de color amarillo o ámbar.
6. Instrumentos de Control.
En todos los automóviles resulta necesario la presencia de ciertos instrumentos o señales de control en el tablero, al alcance de la vista, que permitan al conductor mantener la vigilancia de su funcionamiento con seguridad y cumpliendo con los reglamentos de tránsito vigentes. Aunque es variable el modo de operar y la cantidad de estos indicadores de un vehículo a otro en general pueden clasificarse en cuatro grupos:
Instrumentos para el control de los índices de funcionamiento técnico del coche.
Instrumentos para indicar los índice de circulación vial.
Señales de alarma.
Señales de alerta.
Instrumentos de control técnico.
Lo común es que en el tablero puedan existir los siguientes:
1.Indicador de la temperatura del refrigerante del motor.
2. Indicador del nivel de combustible en el depósito.
3. Indicador del nivel de carga del acumulador.
4. Indicador de la presión del aceite lubricante en el motor.
5. Indicador de la velocidad de giro del motor.
Instrumentos para el control vial.
Normalmente son dos los indicadores:
- Indicador de la velocidad de circulación (velocímetro).
- Indicador de la distancia recorrida (odómetro).
En algunos casos, especialmente en las máquinas de la construcción y agrícolas el velocímetro no existe y el odómetro está sustituido por un contador de horas de trabajo.
Señales de Alarma
Estas señales pueden ser luminosas, sonoras o ambas, y están destinadas a mostrar alarma en caso de fallo de alguno de los sistemas vitales para la seguridad vial o la integridad del automóvil. Las mas común es que estas señales den la alarma cuando:
Falle el sistema de frenos.
Exista valor bajo o nulo de la presión de aceite del motor.
Exista valor bajo del nivel de combustible en el depósito.
El generador no está produciendo electricidad.
La temperatura del motor está demasiado alta.
Avería en el sistema de inyección de gasolina.
Señales de Alerta.
Estas señales no representan necesariamente una alarma, pero alertan al conductor el estatus de operación de alguno de los sistemas que están bajo su responsabilidad, a fin de mantenerlo informado de ello, y pueda hacer las modificaciones adecuadas al caso. Pueden ser luminosas, sonoras o ambas al igual que las de alarma. Entre ellas están:
Indicador luminoso de la luz de carretera encendida.
Indicador de la posición de la palanca de cambios, especialmente en los automáticos.
Indicador luminoso de la aplicación del freno de mano con el encendido conectado.
Las puertas no están bien cerradas y el encendido conectado.
No está colocado el cinturón de seguridad de los pasajeros y el encendido conectado.
Las llaves están en el interruptor de encendido y la puerta del conductor está abierta.
La creciente tendencia actual a la utilización microprocesadores electrónicos en los vehículos ha hecho que la responsabilidad de administrar los indicadores y la señales de alerta y alarma esté cada día mas en manos de estos dispositivos, ellos reciben la señal del sensor, la procesan y toman las decisiones pertinentes.
En las cámaras de combustión del motor, la energía química del combustible es convertida en energía calórica, que a su vez se transforma en energía cinética. El calor puede ser intenso, hasta mil grados. El calor se dispersa y en muchas partes del motor pueden producirse temperaturas altas. Es preciso disipar el calor excesivo para que el motor no se ecaliente y sufra daños.
Casi todos los motores son refrigerados por medio de un líquido. Una bomba activada por el cigüeñal del motor bombea un refrigerante en el bloque del motor y la culata a través de canales. El refrigerante absorbe el calor y fluye hasta un radiador situado detrás de la calandra del automóvil. El refrigerante sale del radiador hacia un gran número de tubos estrechos que son enfriados por el aire que genera el movimiento del automóvil. Se utiliza un ventilador para crear una corriente de aire alrededor del radiador en caso que el automóvil no tenga la suficiente velocidad para generar el efecto de refrigeración adecuado. Este ventilador suele ser eléctrico y está regulado por un termostato, es decir, se conecta cuando la temperatura sobrepasa un punto determinado.
Circuito cerrado
Los automóviles modernos tienen un sistema de refrigeración de circuito cerrado. El sistema es hermético y funciona a presión. Esta presión hace que el punto de ebullición del refrigerante sea más alto, reduciendo así el riesgo de que empiece a hervir.
El circuito de refrigeración incluye un depósito de expansión que permite las variaciones de volumen del refrigerante producidas por los cambios de temperatura. El usuario puede controlar el nivel de refrigerante en este depósito. Es preciso rellenar el depósito si el nivel desciende por debajo de lo normal.
El motor debe alcanzar rápidamente la temperatura de funcionamiento normal después del arranque en frío. Para facilitarlo se utiliza un termostato que evita que el refrigerante salga del radiador hasta que haya alcanzado una determinada temperatura, a menudo en torno a los 90ºC. A esta temperatura, el termostato se abre, permitiendo que el refrigerante circule por el radiador para evitar que la temperatura suba demasiado. Si la temperatura desciende, el termostato se cierra, y así sucesivamente.
Refrigeración por aire
La refrigeración por aire nunca ha sido corriente en los automóviles. Se utiliza sólo en unos pocos modelos. El inconveniente es que exige un gran ventilador que genera ruido y que también quita potencia al motor. El nivel de ruido del mismo motor es también superior cuando se adopta esta solución de refrigeración. Los cilindros encapsulados y el refrigerante amortiguan el ruido en los motores refrigerados con líquido. Una de las ventajas es que el motor puede ser más ligero.
Refrigeracion con aceite
La misión del aceite como refrigerante de los elementos internos del motor se circunscribe únicamente a los motores de cuatro tiempos. Al ser impulsado por la bomba de engrase, recorre todas aquellas zonas donde la lubricación es necesaria. A la vez, refrigera elementos como las válvulas y sus asientos al pasar por la culata, donde baña en la práctica toda sus extensión. También lo hace a través de la niebla que, creada por el frenético movimiento de las piezas internas del motor, inunda todo su interior. El destino final del aceite caliente es el fondo del cárter, donde finalmente será recogido de nuevo por la bomba.
Hace tiempo se decía que para que un motor funcionara necesitaba ''chispa y gasolina'', y de eso se encarga el sistema de alimentación, de llevar la gasolina hasta los inyectores del sistema de inyección para que la combustión se realice c0rrectamente. Se emplean varios sistemas para la entrada de carburante en el cilindro:
motores diesel: bomba inyectora.
el tipo más usado es la de membrana y su funcionamiento es el siguiente: La excentrica del arbol de levas acciona la palanca número 1, que mueve la membrana número 2, aspirando combustible por efecto de las válvulas 3 y 4, que son de efecto contrario, Cuando la leva no acciona la palanca, ésta vuelve a su sitio por el resorte número 5, impulsando la membrana y con ella el carburante que sale hacia los cilindros por el número 4.
En motores gasoil: carburador
El carburador es el elemento que prepara la mezcla de aire y gasolina en una proporción adecuada, dependiendo de las necesidades del motor. El carburador se divide en 3 partes:
La cuba
El surtidor
El difusor
La cuba
Un pequeño depósito que sirve para mantener constante el nivel de gasolina en el carburador
El surtidor
un cubito estrecho y alargado llamado sustidor que comúnmente se le conococe con el nombre de "gicler". El surtidor pone en comunicación la cuba con el conducto de aire, donde se efectúa la mezcla de aire y gasolina
El difusor
estrechamiento del tubo por el que pasa el aire para efectuar la mezcla, una aplicación del llamado "efecto venturi", que se fundamenta en el principio de que "toda corriente de aire que pasa rozando un orificio provoca una succión". La cantidad de gasolina que pasa con el fin de lograr una óptima proporción la regulan el calibrador o gicler, o el difusor o venturi. El colector de admisión, que es por donde entra el aire del exteriorse estrecha para activar el paso del aire y absorber del difusor la gasolina, llegando ya mezclada a los cilindros. Una válvula de mariposa sirve para regular la cantiad de mezcla, ésta es a su vez accionada por el conductor cuando pisa el pedal del acelerador, se sitúa a la salida del carburador, permitiendo el paso de más o menos mezcla.
Funcionamiento del carburador
Cuando el conductor no acciona el acelerador, la válvula de mariposa se encuentra cerrada y sólo permite que pase una pequeña cantidad de aire, que absorbe la suficiente gasolina para que el motor no se pare sin acelerar. Cuando el conductor pisa el acelerador, la válvula de mariposa se abre, permitiendo mayor caudal de airecon lo que el motor aumenta de revoluciones. Al dejar de acelerar, la mariposa se cierra e interrumpe la corriente de aire, con lo que anula el funcionamiento del difusor. El motor no se para porque en ese momento entra en funcionamiento el surtidor de ralentí. Si en un momento de la marcha queremos más fuerza, el carburador dispone de un pozo de compensación que dispone de un remanente de gasolina y en él es donde se alimenta el sistema de ralentí. Para poder enriquecer momentáneamente la mezcla para obtener un aumento instantáneo de fuerza, casi todos los carburadores acutales poseen una bomba de aceleración
Bomba de aceleración
a partir de cierto punto de apertura de la válvula de mariposa el pistón presiona y envía la gasolina al colector a enriquecer la mezcla realizada por el difusor. Constan de dos válvulas que sólo permiten el paso de gasolina en dirección al colector, una para llenado de la bomba y otra para enviarla al colector.
Economizador
Algunos motores incorcoporan al carburador un economizador, que consigue un ahorro de combustible a medida que el motor está más acelerado. Su funcionamiento se basa en tapar el pozo compensador con una válvula de membrana que permanece cerrada por la acción de un resorte y, al acelerar , ésta hace un vacío en la cámara, que vence el resorte y permite una entrada de aire mayor en el pozo. Cuando se arranca el motoren los días fríos, la gasolina se condensa en las aredes del cilindro de modo que la mezcla que llega a los cilindros es demasiado pobre, por lo que el arranque se dificulta. Es necesario disponer de un sistema que enriquzca la mezcla y para ello disponemos del estrangulador o del "starter".
El estarter es un pequeño carburador especial que en frío produce una mezcla apropiada para el arranque, mientras no recupere la temperatura adecuada el motor.
El estrangulador es una válvula de mariposa que se acciona desde el tablero y que hace que el paso del aire esté obstruido, don lo que se enrique la mezcla. El sistema estrangulador tiene el riesgo de que se pueda inundar el motor.
Según la Organización Mundial de la Salud 1 − OMS − 800.000 personas mueren cada año en el mundo por culpa de accidentes de carretera y otras casi 20 millones resultan heridas. En Europa, cada año 65.000 vidas se pierden para siempre sobre el asfalto. España no es diferente, pues 9.000 personas fallecen anualmente en los treinta días siguientes de sufrir un accidente, 15.000 quedan permanentemente inválidas y 150.000 resultan heridas de consideración.
Los accidentes de tráfico.
Cada vez hay modelos de automóviles con mayor seguridad, pero ¿de que sirve esto si no realizamos un uso responsable?. Las principales causas de accidentes de tráfico son las siguientes:
Exceso de confianza, ya que, los automóviles incorporan cada vez mejores sistemas de seguridad como el ABS, airbag..., esto da lugar a una conducción más arriesgada.
Conductores desinformados: algunos conductores usan de manera incorrecta o no saben utilizar los nuevos sistemas de seguridad.
El alcohol: es una de las principales causas que provoca accidentes de tráfico. Además las tasas de alcohol permitidas son muy elevadas. Esta permitido 0,5g/l aunque el hecho de haber ingerido alcohol interfiere en la manera de conducir de una persona. Por ello lo más indicado es ' si bebes no conduzcas'.
En el automóvil hay numerosos sistemas para aumentar la seguridad, podemos distinguir entre dos tipos de sistemas de seguridad: activa y pasiva.
Seguridad pasiva.
Estos sistemas de seguridad tienen que ver con el uso del automóvil por parte del conductor. Los sistemas de seguridad activa más importantes son:
Tren de rodaje: El tren de rodaje debe proporcionar al conductor facilidad de manejo y control en situaciones límite del vehículo, esto se consigue gracias a una extensa insensibilidad al viento lateral, una dirección precisa y una manejabilidad fiable; instrumentos que permiten al conductor responsable circular con máximo nivel de seguridad.
El tren de rodaje esta formado por los siguientes elementos:
- Dirección: Una dirección precisa representa una de las condiciones más importantes para la conducción segura. Pero la precisión también exige una resistencia perceptible de la dirección y suficiente fuerza de retrogiro, de modo que el conductor obtenga la sensación más directa posible acerca de las condiciones del pavimento y la marcha. Una servodirección (dirección asistida) demasiado confortable, que se deje mover con un solo dedo a cualquier velocidad de marcha, puede conducir a situaciones de extremo peligro. Por otra parte, las fuerzas de direccionamiento al aparcar y acomodar el coche deben ser lo más reducidas posibles.
- Frenos: Los frenos constituyen uno de los más importantes sistemas de seguridad de un automóvil. En virtud de ello, los fabricantes dedican mucho tiempo al desarrollo y diseño de los sistemas de frenado. Buena prueba de ello es que hoy en día podemos encontrar coches de la talla del Audi S4, Mitsubishi Carisma Evo VI o Porche Carrera 4 capaces de pasar de 150 km/h a 0 en escasos 75 m y menos de 3½”. Cuando éstos ya han parado, un coche sin ABS se mueve aún a 50 km/h. Este tipo de coches son fruto de años de evolución de la industria automovilística y aplicar las características de los WRC (World Rally Car) a los turismos.
- Neumáticos: El neumático es un órgano de seguridad y único lazo de unión entre el suelo y el vehículo. Su elección dependerá en gran medida del tipo de suelo sobre el que ruede normalmente el vehículo así como del modelo que lo monte.
- Sistema Electrónico de Estabilidad (ESP): sistema electrónico que corrige las pérdidas de trayectoria provocadas por un excesivo subviraje o sobreviraje, actuando sobre los frenos de manera discriminada -independientemente en cada rueda, o bien actuando sobre la alimentación para evitar un exceso de aceleración. Para ello se toma como base toda la infraestructura del ABS y del control de tracción a lo que se añaden como elementos específicos una serie de mecanismos de medición y unos actuadores unidos a una centralita de control específica. Conclusiones del sistema ESP:
1. El sistema no permite sobrepasar las leyes físicas. La velocidad de paso en curva no la determina el ESP sino el peso, la suspensión, los neumáticos y el correcto estado de todos estos elementos. 2. No «arregla» diseños deficientes de la suspensión, aunque permite alcanzar los límites de éstos con mayor tranquilidad. 3. En curva es imprescindible que el conductor ajuste la velocidad de entrada; a partir de ahí, incluso con el gas a fondo el sistema se encarga de mantener la trayectoria inducida por el volante limitando automáticamente la velocidad si ésta se eleva por encima del límite de adherencia. 4. La prioridad del sistema es la seguridad, por lo que en la mayoría de los casos la velocidad de paso en curva y, sobre todo, la de salida es más lenta con el ESP conectado. La de entrada la determina el conductor. 5. Es fundamental que neumáticos, presiones, amortiguadores y cotas de suspensión estén en perfectas condiciones para que la eficacia del ESP sea óptima. 6. Es importante vencer la tentación de iniciar contravolantes o gestos bruscos de dirección para corregir trayectorias, eso ya lo hace el ESP. La máxima eficacia se obtiene dirigiendo las ruedas delanteras hacia donde queremos ir. 7. Se trata sólo de una ayuda a la conducción, no lo «arregla» todo. No debemos caer en un exceso de confianza que nos lleve a tomar riesgos que no tomaríamos sin ESP.
Para probar el funcionamiento del sistema ESP se han realizado una serie de pruebas: manejabilidad sobre mojado, curva de doble radio, esquivar sobre hielo, encadenamiento de varias curvas.
Aqui os pongo dos videos que explican el funcionamiento del sistema EPS: Video 1
Video 2 - Suspensión: su función es disminuir el balanceo de la carrocería y mejorar la estabilidad del vehículo.
Acondicionaliento fisiológico: Accidente o no accidente: esta cuestión suele depender únicamente de la rapidez de reacción del conductor. Pero sólo quien dispone de la plenitud de su condición física y mental puede reaccionar rápida y acertadamente a la vez. Es por ello que al diseñar un vehículo se contemple la buena condición del conductor como un elemento esencial de la seguridad activa.
Seguridad pasiva.
No todo accidente es evitable. Por ello es preciso mantener limitadas las consecuencias para el hombre y el vehículo. Seguridad pasiva: significa, dado el caso, la mejor protección posible contra lesiones, no sólo para los ocupantes del vehículo, sino también para terceras personas eventualmente afectadas, sobre todo para peatones y ciclistas.
Es una equivocación muy propagada pensar que un automóvil seguro debe estar construido lo más tenaz e inflexiblemente posible. He aquí la prueba: un tanque que choca frontalmente con 50 km/h contra un muro de hormigón puede quedar relativamente ileso por fuera y aparenta ofrecer una gran protección. Sin embargo, sus ocupantes no sobreviven ese choque en ningún caso, porque su organismo no soporta la frenada repentina a cero. Por ello no da sentido que ambos elementos sean duros. Más bien, la mejor protección en caso de accidente resulta de una carrocería de seguridad calculada con exactitud y probada en ensayos prácticos, que si bien debe ser altamente resistente en las estructuras del habitáculo, sin embargo también debe ser controladamente deformable en todos los sitios en los cuales hay que degradar la energía del impacto. Los elementos de seguridad pasiva más importantes son:
Carrocería de seguridad, elementos más importantes:
-Carrocería: la seguridad efectiva de una carrocería no puede ser demostrada en consideración aislada de su solidez o de la longitud o deformabilidad de sus zonas de contracción. Más bien, en caso de accidente tiene que actuar conjuntamente toda una serie de mecanismos de protección de modo que se limite sistemáticamente al mínimo posible el riesgo de sufrir lesiones. Eso presupone una construcción cuyo material y cuya estructura constituyan un conjunto minuciosamente pensado a fondo.
- Habitáculo resistente, es decir, que soporte todo tipo de colisiones.
- Sistema de combustible seguro: Si se derrama la gasolina de un automóvil accidentado se produce una situación de máximo peligro de incendio: basta con una sola chispa del sistema eléctrico o de chapas sometidas a fricción, para desencadenar un infierno en llamas. Por ese motivo no sólo ha de contarse con el deposito antichoque más seguro posible, sino también los conductos y demás componentes que integran el sistema de combustible, ya que la mayoría de los incendios de vehículos tienen sus orígenes en el motor. A este respecto también es importante la protección contra chispas producidas por posibles cortocircuitos del sistema eléctrico.
- Sólido habitáculo antivuelco, que los materiales que formen la carrocería sean uniformes para que no se produzcan vuelcos.
Sistema de retención de ocupantes: El concepto de los sistemas de retención no se limita a los cinturones de seguridad con sus diversos equipos técnicos suplementarios, sino que también incluye los sistemas Airbag y, en el sentido más amplio, los asientos y sillas infantiles. Muchas marcas han contribuido a llevar adelante el desarrollo de todos estos sistemas, desde sus propios orígenes hasta los actuales, optimizados en múltiples aspectos.
-Cinturón de seguridad: por fortuna, hoy día no sólo existe la obligación legal de que los ocupantes de un automóvil se abrochen los cinturones de seguridad, sino que también está propagado el reconocimiento de su acierto. Lo que sin embargo a menudo puede pasarse por alto, es que los cinturones de seguridad sólo pueden cumplir óptimamente su función protectora en determinadas situaciones. Para que el cinturón ejerza su función tiene que estar bien ajustado al cuerpo del ocupante. El cinturón tienen sus ventajas y desventajas, ayuda a que no salgas disparado por el cristal pero, puede causar lesiones musculares.
-Reposacabezas: El reposacabezas es uno de los dispositivos de seguridad pasiva más importantes. Su función es limitar el movimiento del cuello durante una colisión para reducir las lesiones en las vértebras cervicales. A pesar de que su eficacia está demostrada, generalmente usamos mal nuestro reposacabezas.
- Airbag: Una bolsa de gas que se infla frente al conductor u ocupante del vehículo en caso de colisión es la definición más simple, pero quizás más clara, de uno de los sistemas de seguridad pasiva que más desarrollo está alcanzando en los últimos tiempos. El airbag nació para disminuir las lesiones que se producen en las colisiones frontales y actualmente existen airbags para todas las necesidades. Una característica a tener muy en cuenta: la bolsa de aire que utilizan los coches europeos ha sido configurada como un complemento del cinturón de seguridad. Funciones:
1. Evitar el impacto del conductor o del pasajero contra los elementos duros del vehículo (volante, salpicadero, parabrisas, etc.).
2. Absorber parte de la energía cinética del cuerpo.
3. Proteger a los ocupantes del impacto de cristales provenientes del parabrisas.
4. Disminuir el movimiento de la cabeza y el riesgo de lesiones cervicales. Tipos de airbag:
1. Airbag europeo: Tiene entre 30 y 45 litros de volumen para el conductor (aproximadamente el tamaño del volante) y de 70 a 90 litros para el acompañante, entra en funcionamiento en las colisiones que se producen entre 15 y 28 km/h, dependiendo de los valores establecidos para cada coche, y se ofrece normalmente combinado con tensores en los cinturones de seguridad.
2. Airbag americano: Está diseñado para ser efectivo sin usar el cinturón de seguridad, lo que obliga a utilizar bolsas muy grandes (de 60-80 litros para el conductor y de 130-150 litros para el acompañante) y se dispara a velocidades muy bajas.
Dato importante: El uso combinado del cinturón de seguridad y el airbag, en caso de colisión, evitaría que 75 de cada 100 personas sufrieran lesiones graves en la cabeza y 66 de cada 100, en el pecho.
Otros tipos de airbags:
- Lateral: Se instala en el asiento o en las puertas del coche. Su misión es proteger la cabeza y caderas del ocupante, al mantener la distancia entre el cuerpo y el lateral del automóvil. Tiene un volumen de doce litros y se acciona en un tiempo de entre 3 y 5 milisegundos mediante un sensor, colocado en la puerta, que reacciona a los cambios de presión en esta zona.
- Cortina hinchable: Es un airbag que va colocado en la parte interior del marco del coche. Aprisiona la cabeza de forma controlada e impide que ésta se golpee contra la ventanilla, los montantes o el marco, al tiempo que evita que penetren objetos del exterior. Se infla en 25 milésimas de segundo y recubre el techo del habitáculo desde su parte delantera hasta los montantes traseros, protegiendo tanto a los ocupantes de la parte delantera como trasera. BMW y Volvo han sido las primeras en presentarlo.
- Trasero: La marca japonesa Nissan ya lo ofrecía en 1993 en las berlinas de su gama más alta. El airbag trasero persigue disminuir el impacto sobre el rostro y la cabeza de los pasajeros que ocupan el asiento trasero en caso de choque frontal. Sólo está pensado para el lado izquierdo del asiento trasero y va instalado en la parte superior del respaldo del asiento delantero. La capacidad de la bolsa es de 100 litros.
- Air Belt: Se puede denominar cinturón de seguridad con airbag incorporado. Fue presentado por Honda y su objetivo es reducir la presión sobre la caja torácica durante el accidente. En el momento del impacto, la unidad de control envía una señal que inicia el inflado de la parte del cinturón que va del hombro a la cintura, lo que hace que actúe parcialmente como un pretensor, al reducir el juego del cinturón; al mismo tiempo, reduce el movimiento de la cabeza y la presión en la caja torácica.
Funcionamiento del airbag:
- Sillas para niños: La respuesta de las sillas actuales ante una colisión lateral es aceptable, pero no óptima. Si un niño viaja sin elementos de seguridad infantil en un vehículo que sufra un impacto a 50 km/h no tiene ninguna posibilidad de sobrevivir al accidente. Tampoco sirve utilizar el cinturón de seguridad del vehículo. Sólo el uso de una silla homologada garantiza, al menos, su supervivencia.
La eficacia de las sillas de seguridad para niños está demostrada cuando un automóvil se ve involucrado en un impacto frontal, una colisión por alcance o sufre un vuelco. Sin embargo, la mitad de los accidentes de carretera y el 65% de los urbanos son golpes laterales o frontales descentrados, en los que éstas no se prueban y no son tan eficaces.
Ensayos de seguridad.
Los fabricantes cada año invierten grandes sumas en la investigación y desarrollo, para seguir incrementando la seguridad activa y pasiva de los vehículos. La envergadura y complejidad de las actividades desempeñadas a este respecto son enormes: así por ejemplo, un solo prototipo de carrocería, producido en manufactura artesanal para una prueba de choque, cuesta aproximadamente unos veinticinco millones.
Muchas cosas pueden simularse actualmente con el ordenador, pero siguen siendo indispensables los ensayos de choque. Conjuntamente con ensayos de componentes, los cuales se analizan en laboratorios para situaciones de accidentes y sus consecuencias, permiten deducir fiablemente la forma cómo se comporta un vehículo en la situación de urgencia real y permiten observar lo que ocurre con los ocupantes.
Maniquíes de ensayo, de alto nivel tecnológico (Dummies), informan con exactitud, en simulaciones de choque, acerca de los posibles riesgos de lesiones para los ocupantes y terceros afectados.
Aquí os pongo una lista de enlaces de un documental de la seguridad en el automóvil:
ado por la bomba de engrase, recorre todas aquellas zonas donde la lubricación es necesaria. A la vez, refrigera elementos como las válvulas y sus asientos al pasar por la culata, donde baña en la práctica toda sus extensión. También lo hace a través de la niebla que, creada por el frenético movimiento de las piezas internas del motor, inunda todo su interior. El destino final del aceite caliente es el fondo del cárter, donde finalmente será recogido de nuevo por la bomba.
- Sistema Electrónico de Estabilidad (ESP): sistema electrónico que corrige las pérdidas de trayectoria provocadas por un excesivo subviraje o sobreviraje, actuando sobre los frenos de manera discriminada -independientemente en cada rueda, o bien actuando sobre la alimentación para evitar un exceso de aceleración. Para ello se toma como base toda la infraestructura del ABS y del control de tracción a lo que se añaden como elementos específicos una serie de mecanismos de medición y unos actuadores unidos a una centralita de control específica. Conclusiones del sistema ESP:
