Los 10 Tipos de Embrague. Funcionamiento y Partes

En el coche, el embrague es la parte que establece o rompe la relación entre el motor y la caja de cambios. Siendo tan importante para tu vehículo, hemos querido traerte un post sobre los tipos de embrague que te puedes encontrar en el mercado.

Los seres humanos dependen significativamente de los coches para su transporte diario. Por lo tanto, en los automóviles, hay muchos desarrollos que utilizan el máximo rendimiento del automóvil. El embrague es un componente de la máquina, que transmite la potencia del motor a las ruedas del vehículo a través de la caja de cambios.

El embrague consta de varias partes como superficie de fricción, resorte de diafragma, resorte helicoidal, cubo, etc. Entre varios tipos de embragues, los embragues de fricción son los embragues más utilizados en la industria automovilística. En el vehículo, se presiona el pedal del embrague para cambiar la marcha con respecto a la variación de la velocidad del vehículo.

¿Qué es un Embrague?

El embrague es la parte más importante del motor de un automóvil. Un embrague se utiliza para transferir el movimiento de rotación o el par de un eje a otro eje cuando sea necesario.

El par desarrollado por el motor a la velocidad inicial es muy bajo. Por lo tanto, es imposible arrancar el motor bajo carga.

Requiere que el sistema de transmisión proporcione un medio para conectar y desconectar el motor del resto del sistema de transmisión. Tal operación debe ser suave y sin golpes para los pasajeros del vehículo.

El embrague permite la toma gradual de la carga cuando se opera adecuadamente, por lo que evita movimientos bruscos del vehículo y esto evita una tensión indebida en las partes del vehículo así como en los pasajeros.

El sistema de transmisión, es el sistema por el cual la potencia desarrollada por el motor se transmite a las ruedas de la carretera para propulsar el vehículo. En los automóviles, la potencia la desarrolla el motor que se utiliza para hacer girar las ruedas. Por lo tanto, el motor debe conectarse a los sistemas de transmisión para transferir potencia a las ruedas.

Además, debería haber un sistema mediante el cual el motor se pueda conectar y desconectar con el sistema de transmisión de manera suave y sin golpes para que el mecanismo del vehículo no se dañe y los pasajeros no sientan molestias. Se emplea un embrague en automóviles para este propósito.

Principio de Funcionamiento del Embrague

Cuando dos superficies de fricción giratorias se ponen en contacto y se presionan, se unen y comienzan a girar a la misma velocidad debido a la fuerza de fricción entre ellas.

Este es el principio básico de un embrague. La fricción entre estas dos superficies depende del área de la superficie de contacto, la presión que se les aplica y el material de fricción entre ellas.

El miembro impulsor de un embrague es el volante montado en el cigüeñal del motor y el miembro impulsado es una placa de presión montada en el eje de transmisión.

Algunas placas de fricción, a veces conocidas como placas de embrague, se mantienen entre estos dos miembros. Todo este conjunto se conoce como embrague.

Función del embrague

El embrague realiza el siguiente trabajo en el coche.

• Puede desconectar mecánicamente el motor. Esto permite que el motor arranque y permite que el motor funcione sin entregar potencia a la transmisión.
• Mientras se desacopla, permite al conductor cambiar la transmisión a varias velocidades según las condiciones de funcionamiento.
• Mientras se acopla, el embrague se desliza momentáneamente. esto proporciona un acoplamiento suave y reduce el impacto en los engranajes, el eje y otras partes del coche.
• Al acoplar, el embrague transmite la potencia a la rueda sin patinar, en condiciones ideales.

Partes de un embrague

El embrague consta de las siguientes partes. Lo discutiremos en detalle.

1. Volante

El volante es una parte integral del motor, que también se utiliza como parte del embrague. Es un miembro impulsor y se conecta a la placa de presión del eje del embrague y se aloja con cojinetes en un volante. El volante gira a medida que gira el cigüeñal del motor.

2. Cojinete piloto

El cojinete o buje piloto presiona el extremo del cigüeñal para soportar el extremo del eje de entrada de la transmisión.

El cojinete piloto evita que el eje de la transmisión y el disco del embrague se muevan hacia arriba y hacia abajo cuando se suelta el embrague. También ayuda al centro del eje de entrada del disco en el volante.

3. Placa de embrague o placa de disco

Es el miembro impulsado del embrague de placa única y se alinea con material de fricción en ambas superficies. Tiene un cubo central con estrías internas para limitar el recorrido axial a lo largo del eje de transmisión estriado de la caja de cambios.

Esto ayuda a proporcionar acciones de amortiguación contra vibraciones torsionales o variaciones del par motor entre el motor y la transmisión.

Un disco de embrague es una placa entre el volante y la placa de fricción o presión. Tiene una serie de revestimientos inversores a cada lado para aumentar la fricción. Estos revestimientos de embrague están hechos de material de amianto y son resistentes al calor.

4. Placa de presión

La placa de presión está hecha de hierro fundido especial. Es la parte más pesada del conjunto del embrague.

La función principal de la placa de presión es establecer un contacto uniforme con el revestimiento de la placa impulsada a través del cual los resortes de presión pueden ejercer una fuerza suficiente para transmitir el par total del motor.

La placa de presión, presiona la placa del embrague sobre el volante desde su superficie mecanizada. Entre la placa de presión y el conjunto de la tapa del embrague, se colocan resortes de presión.

La presión se retirará del volante cada vez que las palancas de liberación presionen la palanca o las palancas de liberación giren en consecuencia.

5. Tapa de embrague

El conjunto de la tapa del embrague se atornilla al volante. Consiste en un plato de presión, un mecanismo de palanca de liberación, una tapa de embrague y resortes de presión. Generalmente, el disco del embrague gira con el volante.

Sin embargo, cuando el embrague se ha desacoplado, el volante, así como las placas de presión, pueden girar libremente independientemente de la placa impulsada y del eje impulsor

6. Mecanismo de liberación

Estos pivotan sobre pasadores a la tapa del embrague, sus extremos exteriores se ubican y se colocan en las patas del plato de presión, y los extremos interiores se proyectan hacia el eje del embrague.

Un ajuste cuidadoso y preciso del mecanismo de liberación es uno de los factores más importantes que rigen el desempeño de un conjunto de embrague.

7. Eje de embrague

Es un componente de la caja de cambios. Ya que es un eje estriado al cubo del disco del embrague, que se desliza sobre él. Un extremo del eje del embrague se conecta al cigüeñal o al volante y el otro extremo se conecta a la caja de cambios o forma parte de la caja de cambios.

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Tipos de Embragues

En la ingeniería mecánica existen diferentes tipos de embragues. Los ingenieros utilizan numerosos tipos de embragues para múltiples propósitos, aunque cada tipo tiene sus propias ventajas y desventajas que los ingenieros deben abordar para aumentar la eficiencia mecánica de un componente.

El principio de funcionamiento de los tipos de embragues también es de naturaleza diferente, y los veremos con más detalle a continuación.

1. Embrague de fricción

Hoy en día, la mayoría de los automóviles utilizan un embrague de fricción básico que tiene principalmente algunos componentes que son conocidos por el común de las personas. Se utiliza un embrague de fricción para conectar y desconectar la transmisión y el volante.

Se opera a través de un cable mecánico o un cable hidráulico que consta de una placa de embrague, una placa de presión y un cojinete de desembrague.

En un automóvil, el desacoplamiento se produce entre el motor y la caja de cambios aplicando fuerza sobre el embrague, por lo que los resortes son comprimidos por el pedal y la placa de presión se desliza hacia atrás.

Después de esta situación, el disco del embrague se ha liberado entre el volante y el plato de presión. Ahora se puede cambiar de marcha.

El principio del embrague ayuda a girar el volante hasta que el eje del motor no detiene la rotación. Un embrague desacopla la caja de cambios y el motor ya que ha sido presionado por el conductor.

Además, cuando el conductor suelta el plato del embrague, el plato de presión vuelve a entrar en su origen y el embrague se acopla.

Placas únicas y placas múltiples funcionan con el mismo principio, aunque la diferencia es que se usa un embrague de placa única en automóviles livianos, mientras que el embrague de placas múltiples se usa en autos pesados.

Los embragues de fricción, se pueden clasificar en dos grupos principales:

• Embrague de placa única.
• Embrague multidisco.

Embrague de placa única

El embrague de placa única se utiliza principalmente en vehículos ligeros para transmitir el par de un motor al eje de entrada. Según el nombre de este embrague, solo tiene una sola placa de embrague.

Embrague multiplato

Este tipo de embrague tiene múltiples placas de embrague que se utilizan para transmitir potencia desde el eje de un motor al eje de transmisión del mismo vehículo.

De los embragues multiplato, también podemos decir que existen dos: el embrague húmedo y el embrague seco. Un embrague cuando opera dentro de un baño de aceite se llama embrague húmedo. Por otro lado, un embrague seco funciona sin aceite.

2. Embrague de cono

La superficie de fricción se ubica en este tipo de embragues como un cono, por eso tiene esta denominación. Dos superficies transmiten par mediante la utilización del concepto de fricción. El eje del motor consta de un cono macho y uno hembra. Se clasifica en dos secciones: embrague de cono interno y externo.

Ventajas del embrague cónico

• En comparación, el embrague de cono es más eficiente que un embrague de placa única.
• En el caso del embrague cónico, la superficie de fricción experimenta el potencial de la fuerza normal.

Desventajas del embrague cónico

• El embrague cónico a menudo es ineficaz para desengancharse. Esta situación se produce cuando el ángulo es superior a 20.
• Puede producirse un pequeño desgaste debido a un gran movimiento axial.

3. Embrague centrífugo

Para realizar el acople, el embrague centrífugo utiliza el concepto de fuerza centrífuga. Se opera automáticamente según la velocidad del motor. Por lo tanto, en un vehículo, no se requiere ningún pedal de embrague para el movimiento.

Un conductor puede tanto parar como arrancar un motor sin bajar ni subir la marcha.

Este embrague incluye un peso que se pivota en una ubicación específica. Según la velocidad del motor, la fuerza centrífuga sube el peso y se aplica fuerza sobre la manivela de campana. Debido a esto, se presiona la placa.

Después de eso, la placa presiona el resorte, que es el resorte que se usa principalmente para presionar la placa del embrague. Así, el embrague se ha acoplado.

El embrague permanece para desacoplarse hasta unas RPM más bajas, cercanas a las 500 rpm. Este embrague es muy usado en algunas Scooter.

Ventajas del embrague centrífugo

• Es automático.
• Bajo costo y también bajo costo de mantenimiento.
• Menor desgaste y rotura.
• Mayor control sobre la velocidad.

Desventajas del embrague centrífugo

• A veces, los motores sufren de deslizamiento a bajas RPM.
• No se puede utilizar en un motor de alta velocidad.
• La velocidad máxima depende del tamaño del embrague.

4. Embrague semi-centrífugo

Para mantenerse en la posición acoplada, el embrague semi-centrífugo utiliza la fuerza del resorte junto con la fuerza centrífuga. El embrague semi-centrífugo está hecho de una placa de embrague, revestimiento de fricción, palancas, placa de presión, volante y resortes de embrague.

El resorte del embrague y las palancas se fijan por igual en la placa de presión. A una velocidad normal del motor, el embrague está diseñado para activar el resorte de torsión.

A velocidad normal y transmisión de baja potencia, no hay presión sobre la placa de presión. Por lo tanto, el embrague permanece acoplado. En una transmisión de alta velocidad y alta potencia, se ejerce presión sobre el plato de presión y el embrague se activa.

Los resortes menos rígidos de los embragues ayudan a eliminar cualquier tensión durante las operaciones del embrague. Cuando la velocidad del vehículo disminuye o la velocidad cae rápidamente, no hay presión sobre la placa de presión mediante palancas.

5. Embrague de diafragma

Para realizar el acople, este tipo de embrague genera presión sobre el plato de presión. Este embrague está hecho de un diafragma en el resorte cónico. El resorte tipo corona o dedo está unido a la placa de presión.

Para el embrague de diafragma, la potencia del motor se envía al volante desde el cigüeñal. El volante consta de un revestimiento de fricción y el embrague está conectado con el volante.

A medida que se acopla, la presión se aplica a la placa de presión del embrague, debido a lo cual, la placa de embrague se coloca detrás de la placa de presión. El embrague de diafragma tiene forma cónica. El cojinete exterior va al volante después de presionar el pedal del embrague.

El cojinete exterior presiona el resorte del diafragma, de modo que la placa de presión sea empujada hacia atrás por el resorte del diafragma. Esa presión desengancha el embrague al eliminar la presión en el plato.

El resorte del diafragma y la placa de presión vuelven a su estado normal después de liberar la presión de los pedales del embrague.

Ventajas del embrague de diafragma

• En el embrague de diafragma, no es necesario soltar las palancas, ya que los resortes funcionan como las palancas.
• El resorte helicoidal aumenta la presión más que las paletas pesadas. Para que no haya necesidad de remos pesados.

Desventajas del embrague de diafragma:

• Como el embrague es un cono, los resortes se vuelven más rígidos, lo que necesita más fuerza para desengancharse.
• A mayor velocidad, el resorte helicoidal se enfrenta a la tendencia a la distorsión en una dirección transversal.

6. Embrague Dog and Spline

El embrague Dog and Spline tiene dos piezas que realizan la función. Una es el embrague Dog y el otro es el embrague Spline.

La ranura también se denomina manguito deslizante. Este embrague se utiliza para conectar un eje con el engranaje o para bloquear juntos los dos ejes.

El embrague Dog consta de dientes externos y el embrague Spline consta de dientes internos. Los dos embragues están diseñados para girar entre sí a la misma velocidad, pero nunca se separan.

Para acoplar dos ejes, deben estar conectados. El manguito deslizante va hacia atrás desde el eje estriado y no hace contacto entre sí y luego el embrague se desacopla.

Ventajas del embrague Dog and Spline

• Los embragues no se deslizan entre sí.
• El embrague Dog and Spline genera una gran cantidad de torque.
• No se produce fricción ya que se bloquean juntos cuando gira.

Desventajas del embrague de perro y estriado:

• A mayor velocidad, es difícil acoplar o desconectar los embragues.
• Para el desenganche y el enganche, se requiere cierto movimiento relativo, algo difícil de hacer

7. Embrague electromagnético

El embrague electromagnético consta de las siguientes partes.

Rotor: Rotor es la parte que se conecta directamente al eje del motor y ayuda a girar el eje del motor y el eje impulsor continuamente.

Bobinado: el bobinado se adjunta detrás del rotor. No gira. Está conectado con el suministro de CC de alto voltaje que se convierte en el electroimán por bobinado.

Armadura: la armadura está unida en la parte delantera del rotor. Se fija al cubo mediante pernos o remaches.

Cubo: El cubo está conectado detrás de la armadura. Se fija con el eje impulsado por los pernos y gira con el eje.

Placa de fricción: Base en la transmisión de la placa de fricción de potencia se realiza la inserción entre el rotor y la armadura.

Unidad de suministro: La unidad de suministro consta de una batería, un interruptor de embrague, un cable, etc.

El suministro de corriente continua de alto voltaje se entrega al devanado desde la dínamo o la batería. El devanado produce un campo electromagnético que atrae la placa de presión y activa el embrague.

Para desconectarse, se debe desconectar el suministro de energía. Para revivir el interruptor de la palanca de cambios del embrague, el embrague se desacopla cambiando la marcha. El embrague no se activa cuando la salida de la dinamo está a baja velocidad.

Hay tres resortes en la placa de presión para activar el embrague también a baja velocidad.

Ventajas del embrague electromagnético

• Su funcionamiento es sencillo.
• La dirección remota se utiliza para operar un embrague, ya que no tiene ningún requisito de conexión.

Desventajas del embrague electromagnético

• Alto costo.
• Como la alta temperatura no es sostenida por ningún componente eléctrico, debe haber una limitación en la temperatura de funcionamiento.

8. Embrague de vacío

Hay un vacío existente en el colector del motor (entrada) que opera el embrague de vacío. El colector del motor está conectado a través de una válvula que no se puede devolver con el depósito de vacío.

El depósito se conecta a través de una válvula que se opera con solenoide con el cilindro de vacío. Hay un interruptor en la palanca de cambios. La batería opera el solenoide. La palanca cambia de marcha cuando es sostenida por el conductor y se realiza la operación del interruptor.

La presión aumenta en el colector de admisión cuando se abre el acelerador. Para que la válvula de retención esté cerrada, el colector aísla el depósito. Hay un vacío presente todo el tiempo en el depósito.

Ventajas del embrague de vacío:

• Es mucho más económico que otros embragues.
• Permite un recorrido mínimo del actuador.

Desventajas del embrague de vacío:

• Consta de muchas piezas y componentes.
• Es de accionamiento lento.

9. Embrague hidráulico

El principio de funcionamiento del vacío y el embrague hidráulico es casi el mismo. Aunque la diferencia significativa entre ellos es que, el embrague hidráulico funciona a través de la presión del aceite, mientras que el embrague de vacío funciona a través de un vacío aprovechado.

Una bomba envía aceite al acumulador desde el depósito a través de una bomba. La conexión entre el acumulador y el cilindro se realiza mediante una válvula de control.

El motor del vehículo hace funcionar la bomba. Un interruptor controla la válvula. Aparte de eso, se utiliza un mecanismo para establecer la conexión entre el pistón y el embrague.

El conductor del vehículo presiona la palanca de cambios del coche y abre el interruptor de la válvula para permitir el flujo de aceite. Debido a la presión del aceite, el pistón del vehículo comienza a moverse hacia adelante y hacia atrás, lo que hace que el embrague se active y desactive.

Ventajas del embrague hidráulico

• Es mucho más fácil de activar.
• El sistema dispone de una cantidad equivalente de líquido.

Desventajas del embrague hidráulico

• A veces, debido al uso de fluidos de tipo silicio, pueden producirse fugas.
• Tiene problemas comunes en los sellos, y por consiguiente, fugas.

10. Embrague de rueda libre

A menudo se le llama con diferentes nombres, como por inercia, unidireccional y embrague de resorte. La potencia de transmisión producida por estos tipos de embrague se produce principalmente en una dirección.

El embrague de rueda libre por lo general se ubica detrás de la caja de cambios de un motor. El cubo del embrague antes mencionado gira en el sentido de las agujas del reloj y luego el rodillo sube por las levas.

Este movimiento se produce debido a la acción de acuñamiento. Después de esta situación, el eje sigue al corredor exterior.

El corredor gira en la misma dirección y a la misma velocidad en comparación con el buje. El cubo está conectado con el eje principal y la pista exterior está conectada con el eje de salida.

Ventajas del embrague de rueda libre

• La rueda libre puede ofrecer una mejor economía de combustible.
• Menor desgaste que el embrague manual.

Tipos de Materiales en la Fabricación del Embrague

Se han utilizado muchos materiales para fabricar los discos de embrague. En el pasado, el amianto era el material que se utilizaba para fabricar las placas de embrague. En la actualidad, los fabricantes utilizan resina orgánica compuesta con el alambre de revestimiento de cobre y también utilizan material cerámico.

En la aplicación de transporte pesado o carreras deportivas, normalmente se utilizan materiales cerámicos. En el mundo moderno, el asbesto se ha clasificado como poco confiable y, en general, estos embragues no son comunes.

Materiales semimetálicos

Este tipo de material contiene del 30% al 65% de acero, hierro y cobre. Estos embragues tienen una alta resistencia al calor y son difíciles de romper y son lo suficientemente duraderos. Las placas son fiables pero no tan buenas para el funcionamiento a alta velocidad.

Materiales orgánicos

Este es el tipo de material más utilizado en el embrague. Estos embragues de materiales orgánicos son capaces de todo tipo de uso en una variedad de vehículos diferentes.

Este material contiene un alto contenido de cobre debido a que puede transferir el calor de manera efectiva.

Materiales cerámicos

Este tipo de embragues contiene materiales orgánicos e inorgánicos al mismo tiempo que incluyen materiales de vidrio, caucho, Kevlar y carbono. En este embrague, el coeficiente de fricción es relativamente alto, y se encuentra entre 0,33 y 0,4.

En la mayoría de las aplicaciones intensas, se utiliza este tipo de embrague, como en camiones y coches de carreras.

Requisitos De Un Embrague

Un embrague debe tener los siguientes requisitos.

1. El embrague debe poder acoplarse de manera gradual y positiva sin que se produzcan sacudidas repentinas.
2. Debe ser capaz de transmitir el par máximo al motor.
3. El diseño del embrague es tal, que debe asegurar la disipación suficiente del calor que se genera durante el funcionamiento.
4. El embrague debe equilibrarse dinámicamente con la vibración en el sistema de transmisión. Es un requisito muy importante en los automóviles modernos que operan a alta velocidad.
5. El tamaño del embrague debe ser lo más pequeño posible para que ocupe el mínimo espacio.
6. El mecanismo adecuado debe incorporarse dentro del embrague para amortiguar las vibraciones y eliminar el ruido producido durante la transmisión.
7. Para reducir la carga de sujeción efectiva en el cojinete de empuje del automóvil, así como el desgaste, se debe tomar una disposición para que el pedal se juegue sin embrague.

Aplicaciones Del Embrague

Los embragues tienen diversas aplicaciones según su tipo. El embrague no solo se utiliza para fines automovilísticos sino también para fines industriales.

• Uso de automóviles: vehículos pesados, vehículos de cuatro ruedas como automóviles, camiones, autobuses, vehículos de dos ruedas, ciclomotores, scooters, bicicletas.
• Uso industrial: estampado de metales, prensado, máquinas de embalaje, mesas de indexación, máquinas ensambladoras, máquinas de impresión, cintas transportadoras, bombas, accionamientos de engranajes.

Para Cerrar

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Un embrague es un componente importante de un motor, ya que es capaz no solo de transmitir el movimiento de una parte de la máquina a otra, sino que también puede desacoplar y acoplar el miembro impulsado y el impulsor.

Por lo tanto, la importancia de utilizar un embrague radica en el control de la velocidad del movimiento del motor. La velocidad de rotación debe ser controlada por una persona para mantener un entorno seguro y protegido.

Además de esto, se puede decir que un embrague es algo imprescindible para separar el motor y las ruedas del coche.

El motor de un automóvil gira todo el tiempo mientras que las ruedas no giran. Por lo tanto, el desarrollo de un embrague es realmente necesario para permitir y controlar la transmisión entre las ruedas y el motor.