domingo, 28 de junio de 2009

Mantenimiento de los sistemas de dirección y suspensión

Significado del sistemas de dirección

En los primeros vehículos el accionamiento de la dirección se hacía mediante una palanca o manubrio.

Posteriormente por razones prácticas se adoptó el volante redondo que hasta hoy conocemos, además se hizo necesario darle firmeza al sistema logrando cierta irreversibilidad, sobre todo cuando las ruedas chocaban contra un objeto sólido o ante las irregularidades del camino, que repercutían con violencia sobre el timón, haciéndole perder el rumbo al vehículo con gran facilidad, con los peligros consiguientes.

Adicionalmente el mover el volante debía ser una maniobra sencilla, y suave de ejecutar por lo cual se montaron los primeros sistemas de desmultiplicación, que aumentaban la suavidad de operación del sistema.

La mezcla de estas dos características necesarias, produjo a lo largo de su evolución hasta nuestros días, sistemas más suaves, precisos y sensibles para el conductor, que debe percibir a través de él, el camino por el que transita.

Evolución

Hasta finales de los años 30, los vehículos usaban eje delantero rígido. Con este primitivo sistema bastaba con poner pivotes en los extremos del eje, para que las ruedas pudieran girar. Una simple barra sólida se encargaba de transmitir el movimiento del timón a la caja de dirección y de allí a los brazos de dirección (terminales), para finalizar el recorrido en las ruedas.

Con el paso de los años se adoptaron sistemas asistencia para la dirección.

En los últimos años se ha popularizado el sistema de dirección de cremallera, usado en los años 30 por BMW. Este tipo de dirección también puede utilizar asistencia.

En los años 40 y 50 se comenzaron a utilizar en los Estados Unidos, sistemas de asistencia de dirección, que sumados a la desmultiplicación lograda, hacían muy peligroso el conducir un vehículo, ya que la dirección quedaba demasiado suave y sensible.

Este problema motivó el desarrollo de dispositivos que endurecieran la dirección, a medida que aumentaba la velocidad de desplazamiento del vehículo.

Componentes

Timón o volante: Desde él se posan las manos del conductor, para dirigir la trayectoria del vehículo.





Barra de dirección: Une el volante con la caja de dirección, antiguamente era de una sola pieza, y en la actualidad y como mecanismo de protección para el conductor en caso de colisión esta compuesta por partes pequeñas, que se doblan para evitar lesiones.





Caja de dirección: Recibe el movimiento del timón y la barra y lo reparte a las ruedas, mediante movimientos realizados por engranajes. Puede ser de tipo bolas recirculantes, o de cremallera.



Biela: Pieza ubicada a la salida de la caja de dirección, que se encarga de unir la caja de dirección con la varilla central. Es una parte exclusiva de las direcciones de bolas recirculantes.


Varilla central: Recibe el movimiento de la caja de dirección y lo transmite a los terminales de dirección.




Terminales de dirección: Son uniones (tipo rótula) con cierta elasticidad para absorber las irregularidades del piso, y tiene como función principal unirse con cada una de las ruedas direccionales.




Tipos de Dirección

Bolas recirculantes: Su funcionamiento básico es el siguiente: Inmersos dentro de una caja con aceite grueso (valvulina) hay un gran tornillo roscado, que recibe el extremo de la barra de dirección. Este tornillo da tres o cuatro vueltas alrededor de sí mismo, produciendo el movimiento de una serie de engranajes, este desplazamiento disminuye el esfuerzo que debe realizar el conductor para mover las llantas, debe su nombre a que utiliza una serie de esferas que facilitan el movimiento, al hacerlo más suave. Este tipo de dirección se utiliza en vehículos de trabajo pesado y buses y camiones.



Cremallera: Es un sistema muy sencillo, cuenta con un piñón que gira hacía la derecha o hacía la izquierda sobre un riel dotado de dientes (cremallera). Estos componentes trabajan inmersos en grasa. Por eso es importante revisar el estado de los cauchos retenedores de este lubricante, para evitar que con su escape, se produzcan desgastes en los componentes.




Dirección asistida hidráulicamente

Funciona igual para cualquier sistema. Cuenta con un tanque de almacenamiento, que suministra el aceite especial (generalmente Dexron II o III) a una bomba, que a su vez es accionada por el motor del vehículo mediante una correa proveniente del cigüeñal. Esta bomba acciona un mecanismo hidráulico, que proporciona una fuerza que se suma al esfuerzo que debe hacer el conductor para mover las llantas.




Sistema electro hidráulico


Es similar al anterior, pero la fuerza para accionar la bomba hidráulica la suministra un pequeño motor eléctrico, en lugar del motor del vehículo. Tiene como ventaja que no le quita potencia al motor, lo que convierte a este sistema ideal para ser usado en vehículo de baja cilindrada. Adicionalmente al ser accionada por un motor eléctrico es susceptible de ser informado por el computador, sobre el comportamiento de la suspensión y la velocidad del vehículo, para ajustar de manera progresiva su dureza.

Sistema electro hidráulico


Es similar al anterior, pero la fuerza para accionar la bomba hidráulica la suministra un pequeño motor eléctrico, en lugar del motor del vehículo. Tiene como ventaja que no le quita potencia al motor, lo que convierte a este sistema ideal para ser usado en vehículo de baja cilindrada. Adicionalmente al ser accionada por un motor eléctrico es susceptible de ser informado por el computador, sobre el comportamiento de la suspensión y la velocidad del vehículo, para ajustar de manera progresiva su dureza.

Significado del sistema de suspensión

La suspensión tiene como misión que las irregularidades del terreno no llegue a la carrocería del vehículo o lo hagan lo más disminuidas posible. Para ello, entre las ruedas y el bastidor, se coloca un medio elástico de unión, medio elástico que se deformará con el peso del vehículo y con la inercia del mismo al elevarse o bajarse como consecuencia de las irregularidades del pavimento.



En efecto, si las ruedas suben o bajan, como consecuencia de las irregularidades del terreno, el medio elástico debe absorber estas irregularidades para que el ascenso o descenso de la carrocería sea el menor posible. Además se evitan las brusquedades por la acción de los amortiguadores.
Denominamos suspensión al conjunto de elementos elásticos que se interponen entre los órganos suspendidos y no suspendidos. Existen otros elementos con misión amortiguadora, como son los neumáticos y los asientos. Los elementos de la suspensión han de ser lo suficientemente resistentes y elásticos para aguantar las cargas a que se ven sometidos sin que se produzcan deformaciones permanentes ni roturas y también para que el vehículo no pierda adherencia con el suelo.



Elementos del sistema de suspensión:





Los Elementos Fundamentales En Toda Suspensión Son:

El muelle helicoidal: es otro medio elástico en la suspensión (tanto rígida como independiente). No puede emplearse como elemento de empuje ni de sujeción lateral, por lo que es necesario emplear bielas de empuje y tirantes de sujeción.



Barra de torsión: La resistencia que opone a la torsión una barra de acero, constituye un medio elástico, empleado también como elemento de suspensión.





Amortiguadores: La deformación del medio elástico, como consecuencia de las irregularidades del terreno, da lugar a unas oscilaciones de todo el conjunto. Cuando desaparece la irregularidad que produce la deformación y, de no frenarse las oscilaciones, haría balancear toda la carrocería. Ese freno, en número y amplitud, de las oscilaciones se realiza por medio de los amortiguadores.



- Brazos de control: conectan la articulación de la dirección, eje de la rueda, con la carrocería o chasis. Los brazos oscilan en ambos extremos, permitiendo movimientos hacia arriba y hacia abajo. Los extremos exteriores permiten acción oscilatoria para la conducción.

- Articulación de la dirección: forma del eje muñón o eje de rueda para soporte del rodamiento de masa y de la rueda.

- Bujes de goma: los bujes torsionales de caucho permiten la acción oscilatoria hacia arriba y hacia abajo, de los brazos de control.

- Rotulas: permiten la acción oscilatoria entre el extremo de los brazos de control, para el movimiento de la suspensión hacia arriba y hacia abajo para la acción de viraje del automóvil

- Resortes: soportan el peso del automóvil. La flexión de los resortes en compresión y la extensión permite que las ruedas se muevan hacia arriba y hacia abajo para amortiguar la conducción.


Clases de suspensión:

INDEPENDIENTE:

Una suspensión independiente consiste en que cada rueda esta conectada al automóvil de forma separada con las otras ruedas, lo cual permite que cada rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo sin afectar la rueda del lado opuesto. La suspensión independiente se puede utilizar en las cuatro ruedas.




NO INDEPENDIENTE:

En una suspensión no independiente las ruedas izquierda y derecha están conectadas al mismo eje sólido. Cuando una rueda se mueve hacia arriba o hacia abajo, hace que la rueda del lado opuesto se incline en su parte superior hacia afuera o hacia adentro. Normalmente es utilizada en la parte trasera de algunos automóviles con tracción trasera y en algunos automóviles en la parte delantera con tracción de cuatro ruedas.




SEMI-INDEPENDIENTE:

Es utilizada en algunos automóviles de tracción delantera, lo cual permite un movimiento independiente limitado de cada rueda, al transmitir una acción de torsión al eje sólido de conexión.




RESORTES EN ESPIRAL:

Lo resortes en espiral son los mas utilizados en los automóviles actuales, se emplean tanto en la suspensión delantera como la trasera. Un resorte en espiral es una varilla de acero enrollada. La presión requerida para comprimir el resorte es el coeficiente del resorte. El coeficiente del resorte es calculado para hacerlo compatible con cada automóvil; en algunos casos esto es distinto de derecha a izquierda. Los resortes en espiral de coeficiente variable proporcionando tasas distintas de compresión de resorte.




domingo, 21 de junio de 2009

Sistema de Carga y Arranque


Componentes del sistema de carga y alimentador eléctrico


Batería





Motor de Arranque





Alternador





Regulador






Batería


Es un dispositivo electroquímico, que permite almacenar energía en forma química. Una vez cargada, cuando se conecta a un circuito eléctrico, la energía química se transforma en energía eléctrica, revertiendo el proceso químico de carga.

La mayoría de las baterías son similares en su construcción y están compuestas por un determinado número de celdas electroquímicas. El voltaje o tensión de la batería vendrá dada por el número de celdas que posea, siendo el voltaje de cada celda de 2 v.


Motor de Arranque

Es el encargado de proporcionar al motor del automóvil los primeros giros para que posteriormente pueda seguir girando por si solo. (Es un motor eléctrico que se alimenta de la batería del automóvil).



Partes de un Motor De Arranque






Alternador

Transforma la energía mecánica en eléctrica, generando mediante fenómenos de inducción, una corriente alterna.

Un alternador consta de dos partes fundamentales, el inductor, que es el que crea el campo magnético y el inducido, que es el conductor el cual es atravesado por las líneas de fuerza de dicho campo.


Caja Reguladora



El sistema eléctrico funciona con transistores, diodos. El regulador gobierna la corriente de excitación y con ella el campo de excitación en el rotor del alternador, en función de la tensión generada en el alternador, de este modo, la tensión en bornes de dicho alternador, se mantiene e independiente del número de revoluciones y de la carga.


Funcionamiento del Alternador


miércoles, 17 de junio de 2009


Sistema de Frenos

Su principal función es:

Disminuir o anular progresivamente la velocidad del vehículo o mantenerlo inmovilizado cuando esta detenido.

Un freno es eficaz, cuando al activarlo se obtiene la detención del vehiculo en un tiempo y distancia mínimos.

La estabilidad de la frenada es buena cuando el vehículo no se desvía de su trayectoria.

Tipos de freno:

-Frenos de discos:

Este sistema esta constituido por un disco de freno, además contamos con un cáliper en cuyo interior se encuentra alojado un embolo o pistón el cual recibe la presión del liquido de freno desplazándose en dirección al disco produciendo una presión sobre las pastillas de freno, logrando así el trabajo de las pastillas sobre el disco con el fin de producir la acción de frenado.

Mantención del sistema de disco:

1.-Lijado de la superficie del disco freno, lijado de las pastillas de freno.

2.-La bomba de freno que se encuentra en el cáliper no esté botando o eliminando liquido de freno.


Al momento de realizar el cambio de liquido de freno, se debe realizar el sangrado o purgado del sistema. Al sangrar el sistema uno debe partir por la rueda que está mas lejana de la bomba de freno.

-Frenos de tambor:

Los frenos de tambor están constituidos por un tambor metálico, el cual recibe la presión de las balatas o zapatas de frenado produciendo con esto la acción de frenado.

Para poder desplazar las balatas hacia el tambor de freno contamos con un elemento llamado bomba de freno. Esta bomba esta constituida en su interior por 2 émbolos o pistones que al recibir la presión del liquido de freno produce el desplazamiento de los pistones.





Los frenos de tambor a diferencia de los frenos de discos requieren de un proceso de ajuste, esto con el fin de poder dejar la balata a lo más próximo al tambor de freno.

Esta regulación se puede lograr de 2 formas:

-manualmente

-automáticamente

-Manualmente:

Para poder regular este tipo de sistema lo realizamos por medio de un elemento llamado regulador de freno. Este regulador de freno esta constituido en 2 secciones y además cuenta con una rueda dentada, la cual permite expandir o retraer las balatas.

-Automáticamente:

Para realizar esta función contamos con unos elementos los cuales los denominaremos como excéntrica.

Comparación de los 2 sistemas de freno: (ventajas)

Frenos discos v/s frenos tambor

-El equilibrio de las presiones en ambas caras del disco suprime toda reacción sobre el eje (delantero o trasero), además estas presiones axiales no producen deformaciones de la superficie de frenado.

-El disco se encuentra al aire libre y por ello su refrigeración esta asegurada, con esto se logra retardar considerablemente el fenómeno fading.

-Los cilindros de freno están situados en el exterior y son mejor refrigerado que los frenos de tambor, con esto al igual que lo anterior se logra retardar el fenómeno fading.

-Menor peso y mayor facilidad de intervención y sustitución de sus diferentes componentes.

Servo freno

Para que el esfuerzo aplicado por el conductor sobre el pedal no tenga que ser considerable se utiliza el denominado servo freno, que ayuda con su fuerza la acción sobre el pedal.

Clasificación de los sistemas de servo freno:

-Aire presión

-Hidráulicos

-Eléctricos

-Mixtos (integrales)

Sistema de Transmisiones

Este se puede definir como el encargado de transmitir la fuerza del motor de combustión interna a las ruedas motrices del vehículo.








Tipos de sistemas de transmisión.

-Sistema de embrague: (fricción) este sistema se sitúa entre el volante del motor y la caja de cambios. Este tipo de embreague entra en funcionamiento al momento de pisar el pedal de embrague con lo que se logra, por medio de un sistema mecánico o hidráulico, el desplazamiento del rodamiento de empuje, a la vez este es accionado por un elemento llamado horquilla.

Este rodamiento actúa sobre el diafragma, al presionar este diafragma la prensa de embrague se retrae dejando así el disco de embrague libre.




Componentes del sistema de embrague:

-horquilla.

-rodamiento de empuje.

-carcasa, diafragma y prensa.

-disco de embrague.

-volante de inercia del motor.

Tipos de sistemas de embrague:

-embrague automático.

-embrague centrifugo.

-embrague electromagnético.

-embrague automático servo comandado.

-embrague pilotado electrónicamente.

-embrague hidráulico.






Cajas Mecánicas

Su función principal es multiplicar y desmultiplicar la fuerza a las ruedas motrices.

-Cajas de 2 ejes

-Cajas de 3 ejes

-Cajas de 2 ejes: un eje primario recibe el par del motor y lo transmite de forma directa a uno secundario de salida de par que acciona el grupo diferencial.

-Caja de 3 ejes: un eje primario recibe el par motor a través del embrague y lo transmite a un eje intermediario, este a su vez lo transmite a un eje secundario (de salida), coaxial con el eje primario que acciona el grupo diferencial.


Cajas Automáticas


Componentes:

1.-Convertidor de torque: La función de este componente es transmitir el movimiento rectilíneo circular del M.C.I a la caja de velocidades.

2.-Caja de velocidades: Esta compuesta por un tren epicicloidal, el cual esta compuesto por:

-planetarios

-satélites

-porta satélites

-corona



Diferencial



Para evitar que una rueda motriz del automóvil gire las mismas vueltas en una curva, existe el sistema diferencial que es un mecanismo que hace dar mayor numero de vueltas a la rueda que va en la parte exterior de la curva.

Componentes:

-2 planetarios.

-2 satélites.

-1 corona.

-2 ejes palier.

-1 piñón de ataque.

Las finalidades del diferencial son:

-recibir el movimiento y fuerza del eje cardan y transmitirlo a las ruedas motrices.

-permite que una rueda motriz gire más que la otra en una curva.

-el diferencial es un reductor de velocidad y por lo tanto aumenta la fuerza de tracción de las ruedas motrices.

-Caja satélite:


La caja satélite está formada por los engranajes satélites y planetarios, los cuales están encargados de permitir que una rueda gire más que otra en una curva. También la caja satélite transmite el movimiento de la corona a los semiejes o palier.

-Semiejes o palier:



Estos elementos van conectados en un extremo a los engranajes planetarios, que al girar cuando lo hace la caja satélite, transmiten este movimiento a las ruedas motrices y ponen en movimiento el vehículo.

-Piñón de ataque:

Este elemento transmite el movimiento del cardan a la corona del diferencial.


-Corona:

Recibe el movimiento del piñón de ataque y lo transmite a la caja satélite.

Mantención Sobrealimentadores




La Sobrealimentación

Los aparatos de sobrealimentación para motores de combustión interna, elevan por compresión la cantidad de aire necesaria para la combustión del combustible manteniendo constante la cilindrada y el número de revoluciones del motor con la cual facilitan una mayor densidad de potencia.

Los aparatos de sobrealimentación para motores de combustión se denominan generalmente compresores y estos se distinguen entre:

-Compresores mecánicos.

-Turbocompresor de gases de escape.

-Compresor de onda de presión.


¿De dónde se obtiene la potencia?


- Compresores mecánicos: estos tipos de compresores obtienen la potencia del mismo cigüeñal del motor.

- Turbocompresores: estos obtienen la potencia de los gases de escape del motor.

- Compresores de onda: la potencia se obtiene de los gases de escape mediante un aparato de transmisión mecánica.



Turbocompresor


El turbocompresor esta conformado por 3 partes:

-la turbina

-cojinete o central

-el compresor.


Funcionamiento del turbo compresor


Los gases de escape al salir muy rápido hacen que giren los alabes de la turbina a elevadas velocidades y el eje central gira el compresor (los alabes de la turbina y los del compresor giran dentro e una carcasa).

Por el cuerpo de la turbina los gases de escape entran tangencialmente y circulan por un pasaje circular que se estrecha progresivamente y van hacia el centro al rodete de alabes de la turbina, los gases al chocar con los alabes hacen girar la turbina, cambian la dirección a 90º y salen por el centro al tubo de escape.

Para que el turbo funcione perfectamente no debe sobrepasar ciertos valores de sobrepresión, que oscilan entre 0.4 y 0.7 bares, de modo que es necesario la válvula de seguridad que controle la presión máxima para la que el motor esta diseñada, esta válvula denominada “waste gate” desvía las presiones de los conductos cuando sobrepasa lo establecido.

Cuando se produce la sobrealimentación al saltar la chispa la temperatura y la presión aumenta considerablemente por lo tanto un motor sobrealimentado debe tener una RC menor a la de un motor atmosférico, respecto a la lentitud de respuesta del turbo se tiene en cuenta que la presión de sobrealimentación resulta prácticamente proporcional a su régimen de giro, mayor caudal y también mayor valor de sobrepresión.

El aumento de calor es consecuencia de la altas temperaturas que se alcanza en la cámara de combustión, los gases de escape salen para los colectores con una temperatura cercana a los 1000ºC, estos gases acaban calentando los de adm. movidos por el compresor, esto se traduce en una dilatación del aire y perdida de oxigeno en una misma unidad de volumen, lo que hace que el excesivo calor de la mezcla en la cámara eleve la temperatura de funcionamiento del motor por lo que la refrigeración tradicional del mismo resulta insuficiente.

La solución para este problema llego con la adaptación de un sistema de refrigeración del aire de admisión, por medio de un radiador enfriador aire-aire, conocido como intercooler.



Esta refrigeración hace posible el uso continuado del turbo y dificulta enormemente la presencia de los efectos de detonación que se presentan con frecuencia con el aire caliente.

En los motores a gasolina el aceite hace una labor mucha mas dura, debido a las altas temperaturas que alcanza el turbo, el aceite ha de realizar una doble labor de engrase y refrigeración, lo que significa que esta sometido a condiciones mucho mas duras y extremas de lo que podría considerarse habitualmente en otros motores, por ello los motores sobrealimentados tienen un carter de aceite sobredimensionado, suelen llevar radiador de refrigeración para el aceite y utilizan formulaciones distintas a las habituales en la composición de estos aceites, además de acortar los cambios de aceite y normas básicas para encender y apagar el motor.


Elementos que acompañan al turbocompresor

-caja de mariposas: en los sistema de inyección, se sustituye el carburador por una caja de mariposas de gases que esta unida mecánicamente con el pedal del acelerador, de esta manera regula el paso de aire soplado por el turbo a diferencia del carburador que es aire-gasolina, en una palabra es la regulación de carga del motor.

-potenciómetro de carga: según la carga del motor se informa al calculador de inyección, a través del potenciómetro de carga, para que controle la presión de aire soplado por el turbo a través de las válvulas eléctricas que funcionan por impulsos de tal manera que a relentí esta totalmente abierta y a todo potencia está cerrado.

-colector de admisión: el calculador debe detectar en cada momento la presión en el colector de adm. para determinar la dosificación de combustible.

-captador de presión máxima: para poder controlar la presión máxima de soplado de un turbo se instala un calculador de presión máxima que interrumpe la alimentación eléctrica del calculador. De esta manera se protegen los elementos del motor.



Tipos de compresores volumétricos.


-COMPRESOR EATON ROOTS 1:

Se trata de una máquina pura de circulación, en las que no se comprime el aire. La presión de carga efectiva no se crea hasta llegar al colector de admisión.
Esta versión sencilla con rotores de dos álabes origina una presión relativamente baja, y además la crea muy despacio al aumentar el régimen de giro.
La potencia absorbida se sitúa para una sobrepresión de 0,6 bares y paso máximo de aire, en 12.2 CV.

El rendimiento del compresor Roots no es muy alto y además empeora con el aumento del régimen de giro.
La capacidad de suministro sólo supera el 50% en una gama muy limitada. El aire comprimido se calienta extraordinariamente.


-COMPRESOR EATON ROOTS 2:


Al igual que el anterior tampoco comprime el aire internamente, sin embargo la sobrepresión de carga, bajo las mismas condiciones, alcanza un máximo más elevado.

La potencia absorbida se sitúa en sólo 8 CV y la temperatura del aire se eleva menos.
El rendimiento de este compresor supera el 50% en una gama más alta.


-COMPRESOR VOLUMÉTRICO DE PISTONES ROTATIVOS WANKEL:

Su funcionamiento es similar al del compresor roots, pero variando sustancialmente su geometría. De esta manera se mejoraron notablemente las propiedades.
La sobrepresión que se alcanza es alta. La potencia absorbida para una presión de 0,6 bares y máximo paso de aire alcanza 8.2 CV. La temperatura del aire no se eleva mucho.
El rendimiento está por encima del 50% para capacidad de circulación media y en una pequeña gama incluso supera el 60%.


-COMPRESOR DE HÉLICE SPRINTEX:


Este compresor fabricado en Escocia presenta un elevado consumo de energía, para una baja capacidad de suministro, con el máximo en casi 11 CV. La causa parece radicar en los cojinetes lisos del compresor Sprintex que ayudados por el rozamiento interno eleva mucho la temperatura del aire.
El rendimiento no es muy bueno y sólo con alta sobrepresión y un elevado grado de paso de aire se acerca al 50%.


-COMPRESOR PIERBURG DE PISTÓN ROTATIVO:


Este compresor tiene un parentesco cinemático con el motor Wankel. Un rotor de tres álabes describe una trayectoria circular en un tambor rotativo con cuatro cámaras. Las cámaras en su rotación van cambiando de volumen y por lo tanto el aire se comprime dentro del compresor.
El consumo de energía es muy bajo también en carga parcial, entre 2.7 y 8.2 CV. La elevación de la temperatura es reducida. El rendimiento del compresor supera el 50% en una amplia gama de capacidad media de suministro.



martes, 16 de junio de 2009

Visión

"Lograr que nuestro blog sea reconocido por los estudiantes y así lograr que los alumnos se motiven y entiendan la mecánica automotriz"

Misión

"Somos estudiantes con un enfoque innovador para informar a otros estudiantes sobre la especialidad de mecánica automotriz"