Clutch: ¿Qué Es Y Cómo Funciona? Tipos, Averías Y Más

Uno de los más importantes y, al mismo tiempo, particularmente susceptible a un funcionamiento inadecuado, es el Clutch también conocido como embrague. Como parte del tren de transmisión, influye en si las ruedas se moverán y con qué suavidad lo harán.

Tanto la comodidad como la seguridad dependen del correcto funcionamiento de los componentes del Clutch. Ya que curiosamente, el elemento discutido funciona de manera similar para vehículos con caja de cambios manual y para aquellos con caja de cambios automática.

Por lo que, los signos de desgaste no deben ignorarse debido a su gran importancia. Entonces, con esto en mente aquí te enseñaremos todo sobre su funcionamiento, fallas y como prevenirlas.

Principio de funcionamiento del Clutch

Los Clutch que se instalan en los automóviles son embragues de fricción de un solo disco. Es el tipo de embrague más común. Los elementos básicos del kit de embrague son: disco de embrague, placa de presión de embrague (placa de presión) y cojinete de embrague.

Para describir cómo funciona el clutch en un automóvil, también debes prestar atención a elementos como el cigüeñal, el volante y el eje del embrague.

Un volante está atornillado a la parte del cigüeñal que trabaja fuera del bloque del motor. A su vez, la placa de presión del embrague (placa de presión) está montada en el volante. El motor, durante su funcionamiento, produce un par que se transfiere al disco de embrague a través del volante y la presión.

El eje del embrague es un elemento que sobresale de la caja de cambios, que tiene cortadores cortados desde el lado del embrague, en el que está montado el disco, entre el volante y la placa de presión. El disco de embrague, además de que gira junto con todos los componentes, también realiza un movimiento de deslizamiento a lo largo del eje.

Esto hace que la unidad se desconecte o se vuelva a conectar. La presión sobre el plato de clutch es causada por el resorte del plato de presión, mientras que el movimiento de retorno lo proporcionan los resortes del plato de presión ubicado en su alojamiento.

El movimiento giratorio del disco de embrague se transmite desde el volante al eje del embrague por fricción. Luego, el movimiento giratorio se transfiere a la caja de cambios y a la periferia adicional de la línea de transmisión.

Si presionas el pedal del embrague, este se  desacopla. Luego, la horquilla y el cojinete del clutch tiran hacia atrás la placa de presión y sueltan la placa. Hay una reducción o falta total de adherencia del disco del embrague al volante. A continuación, puede detener el vehículo o cambiar de marcha.

Al soltar el pedal del embrague, los resortes instalados en la carcasa de la placa de presión presionan y fuerzan la carcasa de la placa de presión hacia el volante de modo que la placa de embrague también descanse contra el volante y gire con él.

¿Cómo es su construcción?

El embrague o Clutch de un automóvil consta de tres elementos básicos: el plato, plato de presión y el cojinete del embrague. Los cuales te detallaremos a continuación:

• Construcción del plato de embrague

El disco de embrague tiene forros de fricción unidos con remaches y elementos de resorte para eliminar las sacudidas al arrancar. Los revestimientos deben tener muy buena resistencia a la abrasión y a altas temperaturas. Por eso, los materiales utilizados en la producción de este elemento suelen ser fibras de carbono, materiales orgánicos y fibras de vidrio.

También hay revestimientos de metal sinterizado para su uso en sistemas de Clutch muy cargados, como los automóviles deportivos. Además, el disco de embrague también incluye un amortiguador de vibraciones torsionales que se utiliza para reducir las vibraciones transmitidas desde el motor a la caja de cambios.

También tiene un orificio fresado centrado a través del cual se monta en el eje del embrague. En los automóviles, hay embragues de un solo disco, así como embragues de doble disco o incluso de tres discos.

Los 2 últimos tipos se utilizan en sistemas con mucha carga, como los coches de rally, donde la temperatura es más alta que durante la conducción estándar y la resistencia a la abrasión es un factor que determina el éxito de los competidores.

• Construcción del plato de presión de embrague

Como su nombre lo indica es responsable de la presión adecuada del disco del embrague contra el volante. Coopera directamente con el disco y, cuando trabaja a altas temperaturas, debe tener la capacidad de disipar el calor rápidamente.

El plato de presión del embrague tiene una tapa que conecta el elemento que coopera con el plato del embrague por medio de ballestas, que a su vez empujan o mueven la presión con relación al plato del embrague cuando se desacopla el accionamiento y centran la presión en la carcasa.

La presión del embrague gira con el volante y está unida permanentemente a él. Tiene la capacidad de moverse a lo largo del eje del embrague cuando está activado o desactivado.

• Cojinete de embrague

El cojinete de empuje presiona contra el resorte del plato de presión, luego surge un ligero juego entre los elementos del Clutch: el plato de presión se aleja del plato del embrague. !Así es como se desacopla!

El rodamiento está montado centralmente en el eje del embrague, guiado sobre un casquillo generalmente unido a la caja de cambios. Debido a la fuerza de fricción entre los componentes del Clutch, la transmisión se transmite a la caja de cambios.

El mecanismo de liberación del embrague también incluye un pedal de embrague que está conectado a una horquilla que mueve el cojinete. Este control puede ser mecánico o cada vez más a menudo hidráulico.

Los principales tipos de Clutch

Debido a los diferentes tipos de cajas de cambios, existen modelos de clutch adaptados a su construcción y especificidad de funcionamiento. Como parte de la clasificación básica, los clutch de coches se dividen en tres grupos principales, diferenciándolos según el principio de funcionamiento:

• Clutch de fricción.
• Clutch electromagnéticos.
• Clutch hidrocinéticos.

1. Clutch de fricción

Hay varios tipos de construcción dentro de los propios clutch (embragues) de fricción. Debido a la forma de los elementos de fricción, existen clutch de fricción, de disco y, mucho menos habituales, embragues cónicos y de tambor.

Los clutch de disco suelen tener la forma de embragues de uno, dos o varios discos. Los discos simples y dobles suelen estar secos, mientras que los discos múltiples funcionan húmedos (en aceite).

También se pueden dividir según la forma de ejercer presión. Este modelo de clasificación distingue entre clutch de fricción: mecánicos, centrífugos y semi-centrífugos, eléctricos, hidráulicos y neumáticos. Vale la pena señalar, sin embargo, que tanto los acoplamientos mecánicos centrífugos como su versión semi-centrífuga pueden clasificarse como “históricos”.

Este último se usó en la década de 1950 (por ejemplo, en Nysa 57 o Star 20), mientras que los clutch centrífugos se usan hoy (pero todavía en una versión de tambor modificado) solo en ciclomotores y scooters ligeros.

Entonces, los embragues de fricción de disco son el tipo más común utilizado en vehículos, tanto de pasajeros como de camiones y los conductores lo dirigen con el pedal.

¿Cómo funciona?

En el caso de un embrague de fricción, la transmisión se transmite debido a las fuerzas de fricción que se oponen al deslizamiento de los elementos impulsados ​​e impulsores del clutch. En otras palabras, presionar el pedal del embrague aleja la placa de presión deslizante de la placa del embrague accionado.

Esto a su vez conduce a la pérdida de la fuerza de fricción. Como resultado, tanto el disco de clutch como el resto de la línea de transmisión pueden funcionar independientemente del cigüeñal del motor, lo que permite, por ejemplo, un cambio de marcha.

Al soltar el pedal del embrague, la placa de presión vuelve a su posición inicial: se mueve contra la placa del embrague y comienza a girar con ella, a la velocidad a la que gira el cigüeñal del motor.

• Ventajas y desventajas

Hay más de una docena de tipos diferentes de clutch de fricción, cada uno de los cuales tiene un conjunto específico de ventajas y desventajas. En este punto, mencionemos en primer lugar que los embragues de fricción producidos actualmente se caracterizan por una alta durabilidad y una buena resistencia a la abrasión.

Hoy en día, para la producción de embragues de fricción (secos) se utilizan polímeros orgánicos como termoestables o elastómeros, que pueden soportar temperaturas de hasta 350-400 C. Este es un resultado realmente bueno, considerando el hecho de que la temperatura promedio a la cual la fricción de trabajo de los forros es de aproximadamente 100 C.

2. Clutch electromagnetico

En el caso de los acoplamientos electromagnéticos, el accionamiento se transmite mediante la acción de un campo magnético sobre electroimanes. Al igual que los clutch de fricción, el conductor los controla mediante el pedal del embrague.

Es importante destacar que, en la práctica, se hace una distinción entre dos acoplamientos electromagnéticos que se diferencian en términos de su modo de funcionamiento: acoplamientos de disco sujetado y acoplamientos de polvo.

• Embrague electromagnético con discos sujetos

Con este tipo de embrague de automóvil, el devanado magnético se coloca en el volante. Debido a la corriente que fluye hacia los electroimanes, es posible crear un fuerte campo magnético que hace que la placa de presión se mueva más cerca de la placa del clutch.

Cuando se pisa el pedal del embrague, se corta la alimentación, lo que provoca la desaparición del campo magnético y, por lo tanto, el desenganche del plato de presión.

Sin embargo, en la práctica, tanto los clutch de disco con abrazadera como los embragues de polvo se utilizan principalmente para impulsar equipos auxiliares, por ejemplo, un ventilador de radiador o un compresor de aire acondicionado.

• Embrague electromagnético de polvo

Los clutch de polvo electromagnético están disponibles en forma de embragues de disco o tambor. Y aunque estos tipos utilizan diferentes soluciones de diseño, el principio de su funcionamiento es relativamente similar.

Para ambos tipos de clutch, la característica principal es la presencia de una pasta o polvo ferrítico semilíquido, que se coloca entre los elementos accionados. La concentración de estas sustancias, que se produce como resultado de la acción del campo magnético, permite la unión de los elementos mencionados del sistema de embrague del automóvil.

Además, la fuerza del campo magnético determina hasta qué punto se solidifica la pasta o el polvo. Por otro lado, la principal desventaja de los clutch de pólvora es el desgaste relativamente rápido de los anillos de contacto y las escobillas, que se produce debido a la rotación de los electroimanes.

Esto genera la necesidad de su servicio, que es relativamente caro. En cambio, en el caso de este tipo de embragues no se produce ningún desgaste de los elementos acoplados, por lo que la suma se considera muy duradera. Los clutch de pólvora también son pequeños, en relación con sus posibles dimensiones, lo que se considera una de sus mayores ventajas.

Acoplamientos hidrocinéticos o convertidor de par

Los embragues del convertidor de par transmiten potencia circulando en un fluido de circuito cerrado (aceite, agua o emulsión). Este último, obligado a circular por el movimiento de los rotores rotativos, ejerce una presión sobre el embrague, lo que le permite funcionar.

• Ventajas y desventajas de un convertidor de par

Como el convertidor de par trabaja con un deslizamiento constante, su eficiencia es necesariamente menor que la de, por ejemplo, un embrague de fricción. También significa que un automóvil equipado con este tipo de embrague de automóvil consume un poco más de combustible que un automóvil equipado con un embrague de fricción.

Además, el convertidor de par es bastante grande y requiere un tiempo relativamente largo para encenderse / apagarse. Un cierto inconveniente aquí es también la necesidad de utilizar refrigeración adicional, que es necesaria debido al cambio de energía mecánica en energía térmica.

Sin embargo, el convertidor de par también tiene muchas ventajas. Incluyen principalmente:

• Transmisión suave del par generado por la unidad de accionamiento.
• Larga durabilidad debido a la falta de elementos susceptibles de desgaste por fricción.
• Buena amortiguación de sacudidas, impactos y vibraciones de torsión en el sistema de accionamiento.
• La capacidad de mover el automóvil a baja velocidad, sin temor a que el motor se detenga.
• Arranque suave.
• Trabajo tranquilo.

En la práctica, el tipo de clutch de automoción comentado funciona bien con cajas de cambios automáticas, lo que es posible principalmente debido a las propiedades del fluido que utiliza en su funcionamiento.

Los embragues de este tipo también se utilizan a menudo en vehículos pesados ​​(en su caso, el uso de embragues de fricción, debido al rápido desgaste de los forros de fricción, es ineficaz), así como en vehículos todo terreno.

En este último, principalmente porque el sistema de propulsión está bien protegido contra sobrecargas repentinas y transmisión de vibraciones, que es fácil de encontrar cuando se conduce por terrenos más difíciles.

Cada tipo de embrague automotor tiene propiedades específicas, modo de operación y un conjunto único de ventajas y desventajas. Cuál de ellos funciona mejor para un vehículo determinado depende de muchos factores diferentes, pero en este contexto, el propósito del vehículo y el tipo de transmisión utilizada en él son de importancia clave.

Fallas, selección y sustitución del kit

El montaje correcto del embrague o Clutch requiere en muchos casos un cuidado especial. Una parte importante de los volantes de inercia bimasa se dedica únicamente a la cooperación con un conjunto de embrague estrictamente definido.

Este tipo de información está visible en catálogo en línea. No es raro que el kit de embrague se seleccione correctamente decodificando el VIN. El grupo VAG se caracteriza por un ajuste particularmente problemático.

Entonces, la selección adecuada del acoplamiento está garantizada por catálogos de proveedores que contienen especificaciones técnicas e instrucciones de montaje. Estas bases de datos son importadas por catálogos, gracias a lo cual cada uno de los clientes es capaz de ajustar rápida y fácilmente el kit de clutch, rueda bimasa, cojinete hidráulico, etc.

Sin embargo, la selección correcta del clutch y su reemplazo por parte de especialistas debe garantizar que no haya fallas. Los síntomas de daño más comunes que se pueden observar son:

• Deslizamiento del embrague.
• Embrague sacudido.
• El clutch no se desacopla.
• Ruido de embrague.
• Sin aceleración del automóvil con revoluciones crecientes.
• Dificultad para presionar el pedal del embrague.
• El automóvil no reacciona ante un intento de arranque repentino.

El correcto funcionamiento del clutch también depende de la experiencia, formación continua y conocimiento del mecánico que emprende la instalación del nuevo elemento. Cabe destacar que el kit de embrague y las ruedas bimasa, a pesar de sus grandes dimensiones, se dañan con mucha facilidad.

Estas son partes delicadas del tren de transmisión, cuyo montaje inadecuado da como resultado los defectos mencionados anteriormente.

¿Se puede prolongar la vida útil del embrague?

El funcionamiento inadecuado del Clutch, cuya función principal es transferir el par del eje del motor al eje del embrague de la caja de cambios por medio de fuerzas de fricción, puede provocar un fallo grave o la inmovilización del automóvil. Los errores más comunes que cometen los conductores incluyen:

• Liberación repentina del pedal del embrague.
• No presionar completamente el pedal al cambiar de marcha.
• Arrancar con una marcha demasiado alta o cambiar a una marcha demasiado alta.
• Regular la velocidad de conducción deslizando el embrague.
• Mantener el pie en el pedal del embrague mientras conduce.
• Frenado con el embrague (motor) reduciendo la marcha.
• Sobrecargar el vehículo, remolcar, chiptuning, es decir, aumentar la potencia del motor sin reemplazar el embrague por otros más fuertes correspondientes a los nuevos parámetros del automóvil.

La durabilidad del Clutch depende de muchos factores. Suponiendo que el embrague se ha seleccionado correctamente para el automóvil, se debe enfatizar la función del mismo y el estilo de conducción preferido del conductor.

Estos factores tienen un impacto significativo en su vida útil. Los forros de fricción están expuestos al mayor desgaste, cuya durabilidad depende de la frecuencia de arranque y cambio de marchas. Según la investigación, operamos nuestro embrague durante 1 kilómetro de 2 a 60 veces según la ruta.

Es una mala costumbre utilizar el embrague como apoyo para el pie izquierdo, ya que incluso una ligera presión tiene un efecto significativo en el desgaste prematuro de los forros o daños por sobrecalentamiento.

¿Solo se puede cambiar la placa de presión o el disco de embrague?

Por supuesto que puede, pero esto es un ahorro aparente, que obliga al conductor a visitar rápidamente el taller nuevamente, donde se reemplazará todo el conjunto. A menudo, la selección aparentemente correcta debería funcionar con los elementos restantes del kit de Clutch, a pesar del mismo diámetro exterior, número de dientes, etc.

Es bastante popular decir “este conjunto parecía idéntico, pero no encaja”. Comprar elementos individuales por separado suele ser una solución mucho más cara. Por ejemplo, a continuación se describe una comparación de precios de uno de los índices seleccionados.

Suponiendo el costo de uno de los juegos de embrague que consta de abrazadera, disco y cojinete, el costo del juego sería 395 $. Con cada uno de los elementos por separado, el costo es de 600 $. Cuando hacemos una comparación de precios, los kits de embrague son más baratos del 3% al 60% que las piezas compradas individualmente.

Al reemplazar el conjunto, también puedes estar seguro de que cada uno de los elementos funcionará correctamente en conjunto durante los próximos 150-200 mil km.

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