Archivo mensual: enero 2012

Cajas de cambios automáticas

En este documento vamos a tratar la constitución básica de una caja de cambios automática, vamos a describir los distintos elementos que la componen, también veremos los distintos sistemas estándar que existen en este tipo de cajas de cambio.

Una de las funciones más importante es la de transmitir,  modificar el par motor y la velocidad. El convertidor de par, la transmisión propiamente dicha y la unidad de transmisión final (diferenciales), son factores importantes en el par total y velocidad de salida en las ruedas motrices.

Cada vez es más común encontrarnos con vehículos de transmisiones automáticas, y estas no solamente contienen dispositivos hidráulicos sino que estos interactuan con elementos electromecánicos; por lo que su diagnóstico requiere conocimientos implícitos sobre su funcionamiento.

Con este fin intentaré describir y explicar los distintos elementos que la componen para que podamos realizar un estudio de un buen diagnóstico.

Una de las funciones más importante es la de transmitir,  modificar el par motor y la velocidad. El convertidor de par, la transmisión propiamente dicha y la unidad de transmisión final (diferenciales), son factores importantes en el par total y velocidad de salida en la ruedas motrices.

Veamos ahora los distintos elementos por separado que existen en las transmisiones.

Convertidor

Los convertidores de par proporcionan el medio de transmisión de la potencia del motor a la transmisión automática.

Consiste en si, en un acoplamiento hidráulico, que en su forma más sencilla podrimos describirla como dos ruedas inmersas en un líquido que pueden girar sobre ejes axiales.

Al transmitir el motor movimiento a una de estas ruedas (llamémosla impulsor), el líquido cercano a esta comenzará a moverse, por fricción, en el mismo sentido el cual transmitirá este movimiento a la otra rueda (turbina). Si a estas ruedas le colocamos paletas rectas, mayor será la facilidad con la que se pondrá en movimiento la masa de fluido y este al impactar sobre las palas de la turbina hará que esta se ponga en movimiento.

El acoplamiento hidráulico descripto en el párrafo anterior, crearía un gran desperdicio de energía si en el diseño no se tienen en cuenta las fuerzas hidráulicas entre el impulsor, el fluido y la turbina.

Cada partícula de fluido, estará sometida a un flujo giratorio, provocador por el esfuerzo de  rotación del impulsor, y un flujo vorticial que hace circular el fluido entre la turbina y el impulsor y es provocado por la acción centrífuga de bombeo del impulsor.Este último puede ser fácilmente demostrado si tomamos un balde de agua y lo hacemos girar con nuestro brazo en circulo a gran velocidad, al detener el balde observaremos que el agua tiene un movimiento circular (flujo vorticial) dentro del balde.

Asimismo, la forma y orientación de las paletas y como el fluido pegue en ellas están intimamente relacionado con la eficacia de transmitir el movimiento. De esta forma, el impulso que suministra un chorro sobre una paleta plana, será menos efectivo su la paleta esta diseñada para absorber el empuje de presión del fluido.

 Es por ello que en el convertidor se introduce un tercer elemento que es el Estator. Este se acopla entre el flujo de salida de la turbina y el de entrada en el impulsor para invertir la dirección del fluido y hacer que fluya en la misma dirección de giro del impulsor y permitiendo un conveniente ángulo de ataque del fluido. En lugar que el fluido, una vez que golpea a la turbina, se oponga al impulsor, la  energía hidráulica no usada ahora contribuye a la rotación del cigüeñal y del impulsor. El estator va montado sobre un embrague de rodillo unidireccional (o rueda libre).
 

Con un buen diseño, no se puede lograr que la turbina gire a las mismas revoluciones que el impulsor. Siempre habrá pérdida de energía, y la eficiencia en estos dispositivos rondan por el orden del 90 % ( ej. Si el impulsor gira a 1.000 [rpm], la turbina girará a 900 [rpm] )

Esto nos permite introducir un cuarto elemento, un embrague de bloqueo del convertidor que solidarizando el impulsor con la turbina permita que ambas giren a las mismas revoluciones, proporcionando una conexión mecánica entre el motor y el árbol de entrada de la transmisión.
Este embrague se puede accionara a través de dispositivos hidráulicos o eléctricos cuando las condiciones de marcha del vehículo así lo permitan, con el consiguiente ahorro de combustible.

En la próxima veremos los engranajes planetarios en las transmisiones. El sistema Simpson y el sistema Ravigneaux. Hasta la próxima, saludos y espero que le sea de utilidad.

Engranajes planetarios

Un simple tren de engranaiojes planetarios es el mecanismo básico utilizado en la mayoría de las transmisiones automáticas para proporcionar un medio mecánico de obtener varias relaciones de transmisión.
Los engranajes en si nos permiten multiplicar las revoluciones, disminuyendo el par “o” aumentar el par y disminuir las revoluciones.

La relación de dos engranajes, estará dada por la siguiente fórmula:

Relación de transmisión = Diámetro conducido / Diámetro conductor

Los dientes de dos engranajes en contacto deben tener el mismo tamaño si queremos que se acoplen perfectamente y este tamaño esta relacionado con el diámetro del engranaje (no entrare en detalles pues desde el punto de vista práctico la explicación de esto no tiene incidencia), por lo que para nosotros los técnicos, nos es más práctico calcular la relación de transmisión con la siguiente fórmula:

Relación de transmisión = Dientes conducidos / Dientes conductor

Ej. Si tenemos un engranaje de 12 dientes que mueve a un engranaje de 24 dientes entonces la relación de transmisión será  Rel. de trans.= 24/12=2, por lo que decimos que la relación será de 2 a 1. Esto nos dice que la rueda conductora tiene que dar 2 (dos) vueltas para que la rueda conducida gire una (1) vez.

Funcionamiento de los Engranajes Planetarios

Los engranajes planetarios están compuestos por tres miembros: Piñón planetario, el Portasatélites y la Corona

•    Son compactos

•    Los planetarios siempre van engranados constante y completamente, eliminando la posibilidad de que se produzcan daños en los dientes debido a choques en las maniobras de engrane.

•    Son fuertes y robustos, pudiendo soportar cargas de par mayores en comparación con otras combinaciones de engranajes de transmisiones manuales.

Su funcionamiento esta gobernado por cinco estados que proporcionan la clave para entender los diferentes flujos de potencia de engranajes en las transmisiones automáticas. Pasemos a ver estos estados.

Estado Neutro: Ninguno de los elementos del planetario esta bloqueado. (Punto muerto). En la figura 1 el piñón actúa como miembro de entrada conductor, y los satélites rotan libremente sobres sus ejes pues la corona también puede girar libremente.

 Estado de Reducción: (Reducción de Marcha) Pongamos un elemento de reacción (fijo) como ser la corona y que la salida sea el portasatélite el cual transmitirá el movimiento a las ruedas. Ver figura 2.

En este caso el par es multiplicado y la velocidad se reduce de acuerdo con el factor de relación de transmisión. Ej. Una relación de 3 : 1 cambia un par de entrada de 100 [Nm] y una velocidad de entrada de 2.700 [rpm] en un par de salida de 300 [Nm] y 900 [rpm]

Estado de Supermarcha: cuando tenemos un elemento de reacción (fijo) y el portasatélites es la entrada, en este caso tenemos una multiplicación del giro, produciendo un efecto contrario al Estado de Reducción de Marcha, reduciendo el par y aumentando la velocidad.

En la figura 3a y 3b  podemos ilustrar esto. Fig. 3a con el piñón planetario estacionarios, vemos el sentido de giro del portasatélites y el arrastre de la corona.

Fig. 3b con la corona estacionaria, vemos el sentido de giro del portasatélites (entrada de movimiento) y el sentido de giro del planetario.

Estado de transmisión directa: Obtenemos este estado bloqueando entre sí dos miembros cualesquiera del tren de engranajes planetarios. Conducir dos miembros al mismo tiempo con relación a la velocidad y en la misma dirección produce el mismo efecto.

Estado de Inversa: Este estado lo obtenemos reteniendo el portasatélite  para que no rote, entonces la corona y el piñón tendrán sentido de giro distintos, sea que la entrada fuere por el piñón y la salida por la corona

Sistema de engranajes.

Prácticamente las mayorías de las cajas automáticas utilizan dos sistemas de engranajes o derivaciones de estas. Estos son el sistema Simpson y el Sistema Ravigneaux.
Sistema Simpson: consisten en dos trenes de planetarios que comparten los planetarios y un árbol de salida. Esta integración de los planetarios comunes ofrece una clasificación adicional del conjunto  denominándolo también planetario compuesto.

Sistema Ravigneaux:  Sus característica es poseer tres conjuntos de satélites dobles, cada conjunto de satélites esta compuesto por un piñón corto y otro largo y dos engranajes planetarios independientes que se engranan con los satélites doble del portasatélites.
Como ejercicio a continuación se presentan los dos sistemas para ser analizado.

Fuente: todomecanica.com

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El encendido electrónico

Cada vez es menos frecuente hablar de encendido electrónico ya que todos los coches que actualmente se venden en nuestro país lo llevan, pero aún existen todavía muchos vehículos por la calle que carecen de encendido electrónico.

El encendido tiene como misión llevar la chispa a la bujía correspondiente en el momento justo para detonar la mezcla de un motor de gasolina. Esta tarea se llevaba a cabo antes por métodos puramente mecánicos, donde una bobina de alta tensión generaba la chispa que viajaba a través de un delco o distribuidor para “distribuir” (valga la redundancia) la chispa a la bujía en cuestión. El distribuidor contaba con ruptores mecánicos (o platinos) que giraba sincronizado con el motor, de manera que siempre el encendido correspondía a los giros del motor. No hace falta decir que este sistema mecánico estaba sometido a mucho desgaste por la velocidad de giro y la corriente que soportaba.

El encendido electrónico actual no tiene ruptores, ni distribuidor ni ningún elemento mecánico. Simplemente un circuito de transistores corta o suministra la tensión procedente de la bobina hacia las bujías en el momento oportuno. Algunos sistemas más modernos llevan las bobinas directamente sobre la bujía.

Tiene una serie de ventajas:

-La tensión puede ser mucho más alta al carecer de elementos mecánicos susceptibles de deteriorarse con los chispazos. Por ello, la chispa de encendido es más potente.

-Al no existir piezas en movimiento, no se desgastan mecánicamente sus componentes.

-No se desajusta, por lo que no hay que realizar la “puesta a punto de encendido”. Esta tarea de mantenimiento ha traido (y trae) de cabeza a muchos mecánicos.

Fuente: blog del motor

Elige la silla adecuada para tu bebé

Supongo que todos estamos de acuerdo. En caso de accidente en carretera, los infantes pueden ser los más perjudicados si previamente sus padres no les han “amarrado” correctamente a la vida. La gran variedad existente en el mercado de la seguridad infantil, puede en ocasiones confundir al consumidor. Por ello, a continuación, desgranamos de forma esquemática y para todos los públicos, las posibilidades que los usuarios tienen a su disposición para el beneficio de la seguridad de los más pequeños.
Grupo 0 (recién nacidos hasta 10 kilos)

  • Nombre: Capazo, cuna o cuco. El bebé viaja tumbado y sujeto por el abdomen mediante arneses o con dos tiras de velcro.
  • Colocación: En los asientos traseros de forma transversal a la marcha y de espaldas al conductor y copiloto. La sujeción al vehículo se hace por medio de los cinturones de seguridad del coche, pasándolo por los adaptadores del capazo, tensando y asegurando correctamente los cierres.

-Grupo 0+ (recién nacidos hasta los 13 kilos)

  • Nombre: Silla portabebés o silla-cesta. El bebé viaja sentado, sujeto por un arnés de tres o cinco puntos. El primero incluye dos correas que pasan por encima de los hombros y otra entre las piernas. El segundo, además, incorpora otros dos por encima de las caderas.
  • Colocación: En el asiento delantero, con el airbag desactivado, o en los traseros. En ambos casos siempre en dirección contraria a la marcha. Pasar la parte central del cinturón de seguridad por las guías de pasaje localizadas en la parte inferior de los laterales de la silla, o en la parte supeior, dependiendo del modelo elegido. Es necesario pasar la parte dorsal por las guías de bloqueado situadas en la parte trasera de la silla.
  • Importante: Se recomienda dilatar en el tiempo lo máximo posible el cambio a una silla en el mismo sentido de la marcha. A la hora de elegir la silla adecuda, hay que tener en cuenta que la edad es un mero dato orientativo. Lo más importante es el peso y por ello la mayoría de los dispositivos cumplen con la normativa europea R44/04 que diferencia entre cinco grupos distintos dependiendo de la fase de crecimiento del niño.

-Grupo 1 (niños entre 9 y 18 kilos)

  • Nombre: Silla infantil. El niño queda sujeto por un arnés de cinco puntos. Dos correas pasan por encima de los hombros, otras dos por encima de las caderas y una entre las piernas.
  • Colocación: En los asientos traseros del coche, si el cinturón tiene tres puntos de anclaje, o en su defecto, a los lados de los asientos traseros, en ambos casos en el sentido de la marcha. La silla queda fijada al asiento mediante el cinturón de seguridad. Los pasajes por donde debe colocarse suelen estar indicados en color rojo. Hay que pasar el cinturón por la parte trasera de la silla y por la base y después abrocharlo.

-Grupo II y III (de 15 a 36 kilos)

  • Nombre: Silla infantil o elevador.
  • Colocación: En los asientos traseros, en el mismo sentido de la marcha. Hay que deslizar el cinturón de seguridad por las guías rojas ubicadas en los apoyabrazos. El ventral tiene que estar sobre las caderas, en la zona donde no hay órganos vitales. En último lugar, tirar del cinturón pasando por la guía instalada en el reposacabezas. La cinta debe quedar localizada en la parte central del hombro.

Fuente: noticias.coches

El desgaste de los amortiguadores, un buen ejemplo en video

Para los conductores sin grandes conocimientos de mecánica siempre se ha hablado de cambiar los amortiguadores entre los 60 y los 80.000 Km. En este video podemos comparar las reacciones del vehículo con diferentes kilometrajes.

Los amortiguadores son unos de los grandes desconocidos del mundo del automóvil. El porcentaje de conductores que revisa su estado, siquiera de manera visual es muy bajo y casi todo el mundo espera a que esten en las últimas para cambiarlos.

Pues los efectos de unos amortiguadores gastados son muy peligrosos: pérdida de estabilidad, aumento de distancia de frenado, mayor riesgo de aquaplanning… Como una imágen vale más que mil palabras, os traemos una misma maniobra arriesgada realizada con amortiguadores nuevos, gastados y muy desgastados.

Con amortiguadores nuevos y algo de contravolante la situación queda resuelta

Con amortiguadores gastados la cosa se complica bastante

Con 95.000 Km los amortiguadores han perdido casi toda su eficacia

Fuente: blogdemotor

¿Que es el convertidor catalítico? ¿Como funciona?

En la actualidad existen millones de vehículos de gasolina circulando por el mundo y cada uno de ellos es una fuente de contaminación. En ciudades grandes como el DF la contaminación de estos vehículos puede ocasionar problemas graves.

Para solucionar este problema los gobiernos de algunos países han establecido leyes que limitan la cantidad de contaminantes que un vehículo puede generar, lo que obligó a la industria automotriz a buscar medios para hacer más eficientes y menos contaminantes sus motores. Sin embargo, por más eficiente que sea un vehículo de gasolina siempre genera una cantidad de contaminantes, esto es precisamente lo que motivó al uso del convertidor catalítico ya que es un sistema que trata los gases de escape el motor antes de dejarlos libres en la atmósfera.

Contaminantes de los motores a gasolina

Los vehículos modernos controlan cuidadosamente la cantidad de combustible que queman para reducir los contaminantes. Las computadoras de los vehículos mantienen una relación de aire-gasolina muy cercana a la relación estequiométrica que es la relación ideal entre ambos. Teóricamente, si la relación es exacta y la gasolina es pura todo el combustible sería utilizado para generar energía, desechando únicamente dióxido de carbono y agua.

Las principales emisiones de un motor de gasolina son las siguientes:

Nitrógeno (N2): El 78% del aire es nitrógeno y éste únicamente pasa por el interior del motor sin ser alterado.

Dióxido de carbono (CO2): Este es un producto de la combustión. El carbono de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire.

Vapor de agua (H2O): El agua también es un producto de la combustión. El hidrógeno de la gasolina reacciona con el oxígeno del aire para formar agua.

Estas emisiones no son consideradas como contaminantes aunque el calentamiento global de la tierra se le atribuye en parte a las emisiones de dióxido de carbono.

Todos sabemos que el proceso de combustión dentro de nuestros motores no es ideal ya que la gasolina presenta ciertas impurezas y es imposible mantener una relación exacta de aire-gasolina todo el tiempo. Esto provoca la emisión de los siguientes contaminantes:

Monóxido de carbono (CO): Es un gas venenoso sin color ni olor que se genera por una combustión incompleta.

Hidrocarburos (HC): Principalmente residuos de gasolina que no se quemó dentro del motor.

Óxidos de nitrógeno (NOX): Puede ser monóxido o dióxido de nitrógeno. Es el causante de la lluvia ácida.

Estos son los tres principales contaminantes que un convertidor catalítico tiene que reducir.
¿Cómo reduce los contaminantes un convertidor catalítico?

Los vehículos modernos están equipados con convertidores catalíticos de tres vías haciendo referencia a los tres contaminantes que debe reducir (CO, HC y NOX). El convertidor utiliza dos tipos de catalizadores, uno de reducción y otro de oxidación. Ambos consisten de una estructura cerámica cubierta con metal normalmente platino, rodio y paladio. La idea es crear una estructura que exponga al máximo la superficie del catalizador contra el flujo de gases de escape, minimizando también la cantidad de catalizador requerido ya que es muy costoso.

Catalizador de reducción

El catalizador de reducción es la primera etapa del convertidor catalítico. Utiliza platino y rodio para disminuir las emisiones de NOX. Cuando una molécula de monóxido o dióxido de nitrógeno entra en contacto con el catalizador, éste atrapa el átomo de nitrógeno y libera el oxígeno, posteriormente el átomo de nitrógeno se une con otro átomo de nitrógeno y se libera. Es decir, descompone los óxidos de nitrógeno en oxígeno y nitrógeno que son los componentes del aire y por lo tanto no son contaminantes.

Catalizador de oxidación

El catalizador de oxidación es la segunda etapa del convertidor catalítico. Este catalizador de platino y paladio toma los hidrocarburos (HC) y monóxido de carbono (CO) que salen del motor y los hace reaccionar con el oxígeno que también viene del motor generando dióxido de carbono (CO2).

Fuente: moronisport.com

fotografias: automotrizmiga.com y sabelotodo.org

 

Filtro del habitáculo.

El filtro del habitáculo es uno de los filtros más olvidados por los conductores. El momento más adecuado para cambiar dicho filtro es justo antes de la primavera.

El filtro del habitáculo retiene las partículas de polvo, polen, etc. También filtran en mayor o menor medida los gases de los vehículos que circulan delante nuestro, el hollín y el ozono. Para las personas alérgicas puede considerarse incluso un elemento de seguridad, al verse el conductor menos afectado por lloros, moqueo, estornudos, etc.La capacidad de retención de un filtro es limitada y cuando llega a su límite de saturación las propiedades filtrantes caen en picado. En algunos coches incluso puede llegar a criar moho, bacterias, etc e incluso empañar el interior del habitáculo con el consiguiente riesgo para la conducción.
Normalmente suelen venderse dos repuestos, uno normal  y uno con carbono activo. El carbono activo retiene de forma mucho más eficaz los óxidos de nitrógeno y el ozono, son mucho más necesarios si se conduce frecuentemente por ciudad.

Fuente: blogmotor

Control de tracción

TCS

El control de tracción es un sistema de seguridad activa para evitar la pérdida de adherencia cuando las ruedas patinen al acelerar o en virajes bruscos. Según la marca, se puede denominar de diferente manera: TCS, ASR, etc.

Usa los sensores del ABS para su funcionamiento, pero no es capaz de recuperar la trayectoria del vehículo en caso de subviraje o sobreviraje, como sí hace el control de estabilidad. Su funcionamiento consiste en controlar si alguna rueda del eje motriz patina y, si ocurre, intenta reducir el par de giro y la adherencia del neumático.

Puede tener varias formas de actuar según el modelo: Algunos sólo actúan sobre el motor, reduciendo la potencia, aunque se mantenga el acelerador pisado a fondo; para esto, retarda o suprime la chispa a uno o más cilindros, o reduce la inyección de combustible a uno o más cilindros. Otros actúan sobre los frenos, como haría undiferencial autoblocante, frenando la rueda que patina para que llegue la potencia a la que tiene más adherencia.

Como apunte, la primera marca en introducirlo fue, como no, Mercedes-Benz. ¿El modelo? En efecto, el Clase S.

Fuente: Doble Embrague