1.- MISION DEL EMBRAGUE
El embrague es el mecanismo encargado de transmitir el par motor que nos proporciona el grupo propulsor, a la caja de cambios y ésta, a su vez, a las ruedas a voluntad del conductor (manual) o automáticamente (automático), o dicho de otra manera, su misión, es desconectar el motor de las ruedas en el momento de arrancar o realizar un cambio de marcha.
El mecanismo de embrague es absolutamente necesario en los vehículos automóviles dotados de motor térmico, ya que para iniciar la marcha del vehículo hay que transmitir el par motor a bajo régimen de una forma progresiva por resbalamiento mecánico o viscoso, hasta conseguir un acoplamiento rígido entre el motor y las ruedas del vehículo a través del cambio de velocidades. Además, en los vehículos con cambio de velocidades mecánico es necesario disponer del mecanismo de embrague para desconectar el movimiento del motor del movimiento de las ruedas siempre que tengamos que cambiar de velocidad o deseemos parar el vehículo sin detener el motor. El embrague debe cumplir una serie de características, debe poseer suficiente fuerza para que no patine con el motor funcionando a pleno rendimiento y a la vez proporcionar una marcha suave. Tiene que ser resistente, rápido y seguro. Resistente debido a que por él pasa todo el par motor. Rápido y seguro para poder aprovechar al máximo dicho par, en todo el abanico de revoluciones del motor.
En lo que concierne al confort, el mecanismo de embrague también tiene que ser progresivo, para que no se produzcan tirones cuando ponemos en movimiento el vehículo, desde una posición de parado; debe ser, además, elástico para absorber los cambios de revoluciones en aceleraciones y desaceleraciones del motor.
El embrague va situado entre el motor y la caja de cambios, y más concretamente entre el árbol motor o cigüeñal y el eje primario de la caja de cambios.
El principio de funcionamiento es muy simple, une o separa dos árboles; esta separación debe efectuarse tanto si los dos árboles se hallan en movimiento como si están parados. Se trata de dos discos que se pueden acercar o alejar entre sí, de modo que cuando entran en contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos firmemente girando solidarios. Normalmente, la disposición de trabajo del embrague es en la posición de transmisión del movimiento, en tal circunstancia se dice que el automóvil está embragado, el par motor pasa al primario de la caja de cambios. En caso contrario, cuando se interrumpe la transmisión de dicho par, un automóvil está desembragado cuando no transmite ningún tipo de movimiento.
Existen diferentes tipos de embrague, que se agrupan básicamente en tres: de fricción, basados en la unión de dos piezas que al adherirse forman el efecto de una sola hidráulicos, son los que utilizan como elemento de unión el aceite y son utilizados generalmente por los vehículos dotados de cambios de velocidades automáticos, y electromagnéticos, son los menos utilizados, y están basados en el principio de los efectos de la acción de los campos magnéticos.
Aunque vamos a describir el principio de funcionamiento de los tres tipos de embrague, veremos más detenidamente los embragues de fricción, debido a que actualmente son los más frecuentemente instalados dentro de la industria del automóvil, tanto en primer equipo como en reposición.
EL ACCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE
Por accionamiento del embrague o timonería se entiende todos los elementos que se encargan de llevar la acción que el conductor realiza sobre el pedal hasta el embrague en sí.
Veremos las diferentes posibilidades con las que el conductor puede pilotar el sistema de embrague. Debido a la evolución que actualmente están recibiendo los accionamientos del embrague, existen en el mercado diferentes formas, agrupadas básicamente en dos:
SISTEMAS DE EMBRAGUES PILOTADOS POR UN PEDAL
Dentro de este tipo de accionamiento, nos encontramos con dos variantes básicamente:
Accionamiento mecánico: este mecanismo se basa en el accionamiento del sistema de embrague, mediante un cable de acero, unido por uno de sus extremos al pedal de embrague, y por el otro a una horquilla de embrague, unida ésta a su vez con el cojinete de embrague. Al pisar el pedal, el cable tira de la horquilla, aplicándole un esfuerzo capaz de desplazar al cojinete de embrague, deformando a su vez el diafragma del mecanismo de embrague, con el consiguiente desembragado del sistema. Al soltar el pedal, la fuerza de dicho diafragma, hace desplazar al cojinete en sentido contrario, y ésta a su vez al cable, con el consiguiente retorno del pedal de embrague a su estado de reposo. En el sistema de accionamiento del embrague por cable, encontramos básicamente dos variedades. Por una parte tenemos el sistema en el que el cojinete de embrague, en posición de reposo, está en constante contacto con el diafragma, o con las patillas de accionamiento, según proceda. Y por otra, está el sistema en el que el cojinete de embrague y el diafragma, en posición de reposo, tienen una separación denominada guarda. Esta separación, se obtiene gracias a un muelle situado en la horquilla del embrague. La separación guarda, es ajustable por el extremo del cable. En la actualidad, en los sistemas en los que el cojinete está siempre en contacto con el diafragma, para absorber de manera automática el juego entre el cojinete de embrague y el diafragma, existen dispositivos como cables autorregulables, o pedales dotados de unas serretas que, a medida que se va gastando el disco, regulan la posición del cable.
Accionamiento hidráulico: en este sistema se utiliza, para desplazar al cojinete de embrague y en consecuencia al mecanismo de embrague, un cilindro emisor (o bomba), y un cilindro receptor (o bombín). Están comunicados entre si, a través de una tubería, el sistema funciona por medio del movimiento de unos émbolos situados dentro de los cilindros, dicho movimiento se efectúa a través de un líquido (el mismo que es utilizado en los sistemas de frenado). Cuando presionamos el pedal de embrague, este actúa directamente sobre el cilindro emisor, desplazando su émbolo, éste a su vez ejerce una presión sobre el líquido, que desplaza al émbolo del cilindro receptor. El cilindro receptor (o bombín), se comunica con el cojinete de embrague (en la mayoría de los casos), por medio de una horquilla. Esta está accionada por el cilindro receptor, por medio de un vástago, que permanece en contacto con el émbolo de dicho cilindro. Al desplazarse el émbolo por la fuerza del líquido, se desplaza el vástago y acciona la horquilla. Otra variedad con la que nos podemos encontrar es que el cilindro receptor y el cojinete de embrague, sean una misma pieza. Con lo que el desplazamiento axial del cojinete de embrague, es aplicado del cilindro receptor directamente a dicho cojinete. Los diámetros de los dos cilindros, (emisor y receptor) son diferentes, por lo que la fuerza ejercida por el conductor sobre el pedal de embrague (aplicada directamente sobre el cilindro emisor), se multiplica, permitiendo al conductor un esfuerzo menos para el desembragado.
MECANISMOS DE EMBRAGUE PILOTADOS ELECTRÓNICAMENTE
El otro medio por el cual el conductor pilota el mecanismo de embrague, aunque esta vez sin la existencia del pedal de embrague. En este mecanismo el mando del sistema, está encomendado a un sistema electrónico de gestión accionado por la electrónica o la hidráulica.
Embragues electromagnéticos: están formados por un elemento conductor fijado al volante de inercia en el que se encuentra polvo metálico, un elemento conducido ensamblado sobre el primario de la caja de cambios con una bobina que es alimentada a través de unas escobillas y un calculador electrónico, que recibe información de la posición de la palanca de cambios, del régimen del motor, de la velocidad del vehículo, y de la posición del pedal del acelerador. El embrague es gestionado por corrientes de intensidad variable. En otras ocasiones, el calculador es gestionado por un grupo hidráulico el cual proporciona, mediante un cilindro receptor, la fuerza necesaria para desplazar la horquilla de embrague y el cojinete de embrague, y en consecuencia el mecanismo de embrague.
Embragues hidráulicos: se constituye mediante una bomba solidaria al volante de inercia y una turbina solidaria al primario de la caja de cambio; entre ambas se sitúa un reactor montado sobre una rueda libre y todo el conjunto va cerrado y bañado por aceite, siendo los álabes helicoidales de los tres elementos los que mueven el aceite. Es importante conocer los principios de los diferentes tipos y accionamientos de un sistema del que depende el aprovechamiento y transmisión del movimiento del motor a la caja de cambios y a las ruedas, para su correcta sustitución en los vehículos.
EVOLUCION DE LOS MATERIALES
El cuero, que constituyó durante muchos años el material de rozamiento más empleado, tenía el problema de un calentamiento rápido y su gran sensibilidad al aceite y a la humedad, por lo que nunca garantizaba un funcionamiento constante.
Hacia 1920, la construcción y difusión de los forros de embrague de aglomerado de amianto, permitió obtener elevados coeficientes de rozamiento (de más de 0,3) y alcanzar elevadas temperaturas sin perjuicio para los propios forros, lo que permitió el éxito definitivo de un tipo de embrague que había sido introducido ya a principio de siglo por De Dion Bouton.
El éxito del embrague monodisco en seco se debió en gran parte a la empresa británica Ferodo, que anteriormente había construido forros de rozamiento a base de conglomerado de amianto y cobre, para el frenado. Dicho material demostró su capacidad de resistencia a elevadas temperaturas y presiones, necesarias para un embrague monodisco.
