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HIDRÁULICO (Embrague) - Definición - Significado

17/11/2010
Tipo de *embrague en el cual la transmisión de potencia se produce a través de un acoplamiento fluido, que cede al árbol de salida la energía cinética que el líquido ha recibido del árbol de entrada. Por ello, este sistema de transmisión se considera de tipo hidrocinético y, en la práctica, funciona por efecto de la circulación de un fluido por un circuito cerrado constituido por una bomba, accionada por una máquina motriz, y por una turbina, acoplada a una máquina utilizadora. El acoplamiento que se consigue es tal que, en cualquier condición, el par de entrada es igual o mayor que el de salida, despreciando las inevitables pérdidas. Si entre los 2 elementos antes mencionados se interpone un estator, se obtiene un sistema en que el par de entrada puede ser menor que el de salida; en este caso, se habla de un convertidor de par.
Los embragues hidráulicos se emplean frecuentemente en los autobuses urbanos.
Gracias a la presencia del embrague, el motor puede arrancar incluso bajo carga y, mientras acelera, el par transmitido aumenta rápidamente siguiendo la curva de deslizamiento máximo, denominada también curva de asiento del embrague.
Cuando el par alcanza un valor que iguala al del par resistente, el árbol conducido se pone en movimiento. El deslizamiento inicial disminuye rápidamente y, en correspondencia, el par transmitido varía según las diferentes curvas, permitiendo alcanzar enseguida el valor de par máximo del motor. En el régimen
tanto con tracción eléctrica como Diesel, mientras que, en los automóviles, se emplea casi siempre el convertidor de par.
Estos 2 tipos de transmisión hidrocinética fueron estudiados simultáneamente en torno a 1905-1910 por Fottinger e, inicialmente, tuvieron aplicaciones navales para transmitir el movimiento de las turbinas de vapor al eje de la hélice. Posteriormente, hacia 1919, con la introducción de los motores Diesel para propulsión naval, los embragues hidráulicos se emplearon también para reducir las vibraciones de torsión. Simultáneamente, se realizaron las primeras aplicaciones en vehículos terrestres, al principio en los ferrocarriles y autobuses; tan sólo hacia 1930, la Daimler adoptó, en un modelo de 25 HP, un embrague hidráulico de la Sinclair.
El embrague hidráulico está formado por 2 carcasas enfrentadas, dotadas de unos compartimientos radiales, y unidas una al motor (bomba) y la otra al utilizador (turbina). Si la bomba es accionada, el fluido que contiene se pone también en movimiento; por efecto de la fuerza centrífuga, el fluido es empujado hacia la periferia y, dirigido por los alabes y por la forma de la carcasa, va a chocar contra' los alabes de la turbina. Los empujes que de ello se derivan producen un par, poniendo en rotación la máquina utilizadora. Después de haber circulado por los compartimientos de la turbina, el fluido retorna a la bomba, donde vuelve a adquirir energía cinética, repitiéndose el proceso.
De todo lo expuesto se deduce que, si la bomba y la turbina girasen a la misma velocidad, las fuerzas centrífugas que actuarían sobre el fluido serían idénticas en cada una de las secciones enfrentadas de la bomba y de la turbina y no podría existir movimiento del fluido; por tanto, el embrague no sería capaz de transmitir potencia.
Por ello, en un embrague hidráulico siempre existe una diferencia de velocidades entre los árboles de entrada y salida, de manera que sea posible la transferencia de la energía cinética adquirida en la bomba a la turbina. En el embrague, el fluido circula continuamente entre la bomba y la turbina, siguiendo un recorrido helicoidal.
En general, los embragues hidráulicos se estudian de forma que, para transmitir un par dado, la diferencia de velocidades entre los dos ejes sea más bien reducida, de manera que la potencia que entra sea, al menos en condiciones de régimen, casi igual a la que sale. Esta característica se conoce como deslizamiento y se expresa con un porcentaje que representa la disminución del número de revoluciones a la salida.
Se define como rendimiento del embrague la relación entre la velocidad de salida y la de entrada. Por tanto, para obtener un rendimiento alto, es necesario reducir al mínimo el valor del deslizamiento. Los embragues para automóviles se suelen estudiar de manera que tengan un deslizamiento del 2-3 % en el régimen de potencia máxima, es decir, con un rendimiento del 98-97%.
Cuando la turbina se encuentra en reposo (en el arranque), el deslizamiento es del 100% y el par evoluciona según la curva de asiento hasta alcanzar el par máximo. Si el vehículo se halla en marcha, el aumento del par sigue las curvas de deslizamiento menor, hasta la curva de deslizamiento mínimo (2%).
Los vehículos dotados de embrague hidráulico permiten, por todos estos motivos, un arranque suave, progresivo y sin sacudidas. Además, durante la circulación por ciudad, es posible emplear una única marcha sin necesidad de cambiar, actuando exclusivamente sobre el pedal del acelerador y sobre el del freno.
Mediante determinados artificios del embrague, es posible reducir el par de arrastre al mínimo, lo cual requiere la presencia de un embrague mecánico para la introducción de las marchas. En algunos casos, se han empleado diafragmas que impiden la circulación del aceite a regímenes bajos y que se abren automáticamente cuando aumenta la velocidad de rotación. En cualquier caso, los diafragmas móviles se emplean poco, ya que, además de su complejidad de construcción, reducen mucho el rendimiento.
De uso más frecuente son los diafragmas circulares situados en la zona central del embrague, los cuales impiden la circulación del aceite en condiciones de grandes deslizamientos y en el arranque. Este sistema impide eliminar el embrague mecánico en los cambios de marcha, pero permite detenerse en los semáforos con una marcha colocada y sin tener que apretar el embrague.
Otra ventaja del embrague hidráulico consiste en que las vibraciones de torsión no se transmiten a los órganos conducidos. Además, se reduce el desgaste, tanto del motor como del cambio, por la mayor flexibilidad y capacidad de absorción de las solicitaciones debidas a la transmisión fluida. Un factor negativo viene dado por la imposibilidad de emplear completamente el motor con freno, debido al deslizamiento.
Los fluidos para embragues hidráulicos son, en general, aceites de baja viscosidad y bajo punto de congelación (para reducir el arrastre a bajas temperaturas). Además, están dotados de características antiespumantes y anticorrosivas.
Los embragues para automóviles generalmente se llenan en un 85 % de su capacidad total para evitar excesivos aumentos de presión debidos a calentamientos.
Los diferentes componentes suelen ser fundidos de aleación ligera, especialmente cuidados de manera que se obtengan superficies de deslizamiento lo más lisas posible. A veces, los rodetes son de chapa, con los alabes remachados o soldados.
En general, los embragues hidráulicos son órganos que dan lugar a pocos inconvenientes. El más grave es la pérdida de aceite por defecto o desgaste de las juntas estancas. Un empleo poco adecuado puede elevar excesivamente la temperatura del aceite, haciendo aumentar desmesuradamente la presión en el interior del circuito, con la consiguiente pérdida de estanquidad. Por ello, deben evitarse los regímenes estables del motor demasiado altos, como puede suceder si se pretende circular en cuesta con una marcha adecuada para terreno llano, o bien si, en ciudad, se trata de mejorar la aceleración aumentando las revoluciones del motor y reteniendo el coche con el freno, que se suelta de golpe en el momento del arranque.

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