Unidad # I: embragues de las maquinas automotrices introduccióN



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PARTES DE LA CAJA DE TRANSMISION MANUAL O STANDARD

Los partes componente de una caja de transmisión mecánica son las siguientes:

Contraeje (tren fijo), engranajes fijos en el contraeje (de 1a, 2a, 3a, 4a, R), rodamientos, eje de salida (astriado), engranajes móviles astriados en el eje de salida de (1a, 2a , 3a, 4a, R), sincronizador, horquilla de cambio(de 1a y R, 2a y 3a, 4a y 5a), palanca de cambios, carcasa, aceite de la transmisión, tapón de vaciado, tapón de llenado, sellos, retenedores, pernos de sujeción.
SINCRONIZADOR

La sincronización debe compensar con ayuda de un acoplamiento de fricción, la diferencia de revoluciones entre el manguito de conexión y la rueda de la marcha que se va a conectar, de tal manera que impida que el manguito de conexión toque el dentado corto de la rueda antes de alcanzarse la marcha sincrónica. De este modo el proceso de cambio se realiza fácilmente, sin ruidos y sin desgaste.

El cambio de engranajes de la transmisión se realiza estando el embrague desacoplado. En este momento la única propulsión de rotación que llega a la transmisión proviene de las ruedas motrices a través del eje principal a medida que el vehiculo se mueve por inercia.

Cuando la transmisión se coloca en posición neutral y el embrague se desacopla, tanto el eje del embrague, el disco del embrague, el conjunto del contraeje y los engranajes de reducción quedaran libres de las ruedas como un conjunto. Entonces el sincronizador acelera o desacelera todo este conjunto para igualar la velocidad de rotación del eje principal lo cual permite hacer los cambios rápido y sin choque entre los dientes de los engranajes.

En la caja de transmisión se usan siguientes tipos de sincronizadores:
Cono sincronizador con bolas, con limitadores, con tacos, y anillo sincronizador elástico, tipo espigas y tipo placas.

Dispositivos de bloqueo:

Elementos de bloqueo móviles en sentido radial, taco de bloqueo con cinta de bloqueo, anillo sincronizador torsionable axialmente con tacos deslizantes, bulon escalonado con añillo elástico.

El sincronizador mas utilizado es el tipo placas.


Los sincronizadores están siempre entre los cambios de segunda y tercera en el caso de las transmisiones de tres velocidades. Las transmisiones de cuatro velocidades tienen sincronizadas todas las velocidades hacia adelante.
Cuando se conecta la primera los engranajes de los demás cambios marchan en vacío. Cuando se marcha en toma directa; todos los demás engranajes marchan en vacío lo mismo ocurre cuando se conecta el retroceso ya que todos los engranajes de los cambios hacia adelante giran libremente.
LUBRICACION DE LAS CAJAS DE TRANSMISION MECANICAS

Las cajas de transmisión usan un aceite especial para su lubricación, el cual viene especificado por el fabricante en el manual del usuario. Siempre se debe usar el aceite recomendado por el fabricante para evitar daños a la caja de transmisión y prolongar su vida útil y también para no perder la garantía del vehiculo, en el caso de ser nuevo.

La caja de transmisión mecánica se lubrica por salpicadura del contraeje, por canales a presion y por medio de una bomba de aspas (Ejemplo: cajas de transmisión de contra flecha triple).
SERVICIO A LA TRANSMISION

La falla de una transmisión puede deberse a horquillas fuera de ajuste; sobrecarga o por daño de los engranajes.

Cuando las horquillas no están sujetas correctamente, el movimiento del conjunto puede causar que la transmisión se deslice fuera del engrane. Por otro lado el ajuste incorrecto puede dificultar el acople de los cambios.

La sobre carga de la transmisión puede deberse al acoplamiento repentino del embrague estando el motor en altas revoluciones y el vehiculo en reposo.

La inercia del eje del cigüeñal, la volante y el embrague, pueden provocar cargas muy altas de torsión sobre los engranajes de la transmisión, lo cual puede romper los dientes de los engranajes y en algunos casos hasta puede romper la propia caja de transmisión. Los cambios conectados a la fuerza pueden dañar anillos, tope y clavijas del sincronizador.

Cuando esto sucede, se vuelve difícil conectar los cambios y la transmisión se salta del cambio cuando esta bajo carga. Esto solo puede repararse desmontando por completo la caja de transmisión.

Un ruido anormal de la transmisión indica un problema que requiere el desmontaje de la misma.

Este ruido puede ser causado por un juego excesivo en el acople del contra eje, cubo del sincronizador suelto, engranajes dañados o gastados o cojinetes con picadura áspera. Se den reemplazar las partes para corregir el problema.


Varios tipos de ruidos pueden presentarse en las transmisiones. Una especie de gemido o zumbido, ya sea estable o intermitente, puede deberse a engranajes desgastados, astillados, ásperos o rajados.
A medida que los engranajes continúan deteriorándose, el ruido puede adquirir la característica de un rechinamiento particularmente en la posición de engrane en que se produce la mayor carga sobre los engranajes desgastados. Los problemas en los cojinetes con frecuencia producen un ruido como de silbido, que se convertirla en un golpeteo a medida que los cojinetes se desgastan más y mas.

Los ruidos en forma de vibraciones metálicas pueden ser originados por piezas que están desgastadas o flojas, o engranajes flojos en las ranuras de los ejes.

Algunas veces, si los resortes de amortiguación del disco de fricción del embrague o el amortiguador de vibraciones torsionales del motor están defectuosos, la vibración torsional del motor pasara a la transmisión. Esto resultaría evidente solamente en ciertas velocidades del motor.

Como primer paso al analizar los ruidos en la transmisión, hay que observar si el ruido se produce en neutral con el vehiculo estacionario o en ciertas posiciones de los engranajes. Si el ruido se manifiesta claramente con la transmisión en neutral y el vehiculo sin moverse, hay que desembragar. Si esto no suprime el ruido, entonces lo probable es que la dificultad no esté en la transmisión en modo alguno (si el embrague esta operando correctamente).

En este caso, el ruido esta probablemente en el motor o en el embrague. Pero si el ruido cesa cuando se desembraga, entonces la dificultad puede estar en la transmisión.

Los ruidos que se producen en neutral con el embrague conectado podrían provenir del desalineamiento de la transmisión respecto al motor, cojinetes desgastados o secos, engranajes desgastados, contraeje desgastado o torcido, o excesivo juego longitudinal en el contraeje. Nótese que estas son las piezas que están en movimiento cundo el embrague esta conectado y la transmisión en neutral.

Los ruidos que se manifiestan en los engranajes podrían ser el resultado de algunas de las circunstancias apuntadas en el párrafo anterior.

Además, podrían deberse a defectos del disco fricción del embrague o defectos en el amortiguador de vibraciones torsionales del motor, cojinete principal trasero de la transmisión desgastada o seca, los engranajes del eje principal podrían estar flojos, o los dientes de los engranajes pudieran hallarse desgastados.

Otra causa del ruido puede estar en el desgaste de los engranajes del velocímetro.

Tratar de escuchar atentamente para notar la posición especifica en que los engranajes producen el mayor ruido, con frecuencia resulta de gran ayuda para determinar cuales son las piezas que ocasionan el problema.


El choque entre los engranajes puede producirse en muchos vehículos al aplicarles baja velocidad o retroceso, si se realiza un cambio brusco hacia estas velocidades mientras los engranajes se encuentran aun en movimiento.

Estas dos posiciones de los engranajes generalmente no tienen dispositivos sincronizadores, y para evitar esos impactos al conectar estos cambios es necesario hacer una pausa lo

suficientemente amplia para que los engranajes lleguen a quedar inmóviles antes de efectuar el cambio.
Si el lubricante que usa en la caja de transmisión no es del tipo adecuado, este puede formar un exceso de espuma. Al ocurrir esto, se llenara completamente la caja y comenzara a salirse el aceite. Lo mismo podría ocurrir si el nivel del aceite es demasiado alto.
Además, si los sellos están rotos o no se han instalado o si los retenedores están defectuosos, el aceite se fugara por los ejes en los extremos de la transmisión. Igualmente si el tapón de vaciado esta flojo o si el retenedor del cojinete de la transmisión no esta bien atornillado a la caja, el aceite también se fugara. También se fugara el aceite si la caja esta rajada. Por todo lo antes expuesto siempre se recomienda usar el aceite recomendado en la caja de transmisión a fin de evitar las fugas debido a la formación de espuma.
MANTENIMIENTO DE LA CAJA DE TRANSMISION

Revisar el nivel de aceite cada vez que lo recomiende el programa de mantenimiento del vehiculo.

Analizar la condición del aceite para monitorear el estado de la caja de transmisión.

Revisar los respiraderos de la caja de transmisión.

Nota: Cuando se cambie el aceite de la caja de transmisión, lave la caja con Diesel, limpie los tapones magnéticos y cambie los filtros. Lene la caja al nivel correcto y con el aceite recomendado por el fabricante.
Frecuencia de cambio de aceite de la caja de transmisión

El cambio de aceite deberá realizarse en la fecha u horas de servicio que establece el manual de mantenimiento del vehiculo en particular. A continuación se dan a conocer algunos intervalos de cambio de aceite de las cajas de transmisión solo como una referencia:

Cada año, en verano e invierno, cada 25,000 millas, cada 1000 hrs (para equipo pesado).

FALLAS QUE SE PRESENTAN EN LAS CAJAS DE TRANSMISION.


  1. El cambio esta duro.

Causas posibles:

El embrague no desembraga, desajuste en la articulación de cambios, inadecuada lubricación de la articulación, torcedura en la horquilla de cambio, el engranaje corredizo esta apretado en las ranuras del eje, los dientes del engranaje corredizo están averiados, sincronizador averiado.
2. La transmisión se atasca en una velocidad.

Causas posibles:

El embrague no desembraga, desajuste en la articulación de cambios, inadecuada lubricación de la articulación, los engranajes están apretados en las ranuras del eje.
3. La transmisión se salta de primera o retroceso.

Causas posibles:

Desajuste en la articulación de cambios, el engranaje esta flojo en el eje principal, dientes de los engranajes gastados, excesivo juego longitudinal de los engranajes, insuficiente tensión en el resorte de la palanca de cambios, cojinete desgastado.
4. La transmisión se salta de segunda.

Causas posibles:

Desajuste en la articulación de cambios, engranaje flojo en el eje principal, excesivo juego longitudinal en el eje principal, desgaste en los dientes del engranaje, insuficiente tensión en el resorte de la palanca de cambios.
5. La transmisión se salta en directa.

Causas posibles:

Desajuste en la articulación de cambios, desalineamiento entre el motor y la transmisión, excesivo juego longitudinal en el eje principal, desgaste en los dientes del engranaje, insuficiente tensión en el resorte de la palanca de cambios, cojinetes desgastados, sincronizador desgastado o defectuoso.
6. La transmisión esta sin fuerza.

Causas posibles:

Resbalamiento en el embrague, los dientes de los engranajes están averiados, la horquilla de cambios u otra pieza de la articulación esta desgastada, rotura en el engranaje o en el eje.
7. Ruidos en la transmisión en neutro.

Causas posibles:

La transmisión esta desalineada del motor, cojinetes desgastados o secos, engranajes desgastados, contraeje desgastado o torcido, excesivo juego longitudinal en el contraeje.
8. Ruidos en la transmisión al conectar alguna velocidad.

Causas posibles:

Disco de fricción del embrague defectuoso, amortiguador de vibraciones torsionales del motor defectuoso, el cojinete principal traserote la transmisión esta desgastado o seco, los engranajes están flojos en el eje principal, desgate en los dientes de los engranajes, desgaste en los engranajes del velocímetro.
9. Los engranajes chocan al hacer los cambios.

Causas posibles:

El embrague no desembraga, sincronizador defectuoso, los engranajes se atascan en el eje principal.
10. Fugas de aceite de la caja de transmisión.

Causas posibles:

Lubricante inadecuado, nivel de aceite demasiado alto, sellos rotos, retenedores averiados, tapón de vaciado flojo, pernos flojos, caja de transmisión rajada.
11. La palanca de cambios se traba.

Causas posibles:

Pasadores atascados, palanca de cambio torcida, articulación desajustada.

UNIDAD # III: PUENTE DELANTERO Y TRASERO DE LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES
PUENTE TRASERO DE LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES

El puente trasero de las maquinas automotrices de tracción trasera incluye los siguientes componentes:

Árbol de transmisión (único o articulado en varias secciones), juntas universales (cruz cardanica), junta corrediza, diferencial trasero, semi-ejes traseros o flechas, ruedas, cojinetes, patentes de las ruedas.

EJE MOTRIZ O ARBOL DE TRANSMISION

Está sometido en su funcionamiento a esfuerzos constantes de torsión que son contrarrestados por la elastidad del material. Por este motivo están diseñados para que aguanten el máximo de revoluciones sin deformarse.


Se fabrica en un tubo de acero elástico, con su sección longitudinal en forma de uso (más grueso en el medio que en los extremos) y perfectamente equilibrados para no favorecer los esfuerzos en ningún punto determinado.

Además, del esfuerzo de torsión, el árbol de transmisión está sometido a otro de oscilación alrededor de su centro fijo de rotación. Debido a este movimiento de oscilación se modifican continuamente las longitudes de las uniones, dando como resultado un movimiento axial del árbol de transmisión

Este árbol transmite la fuerza desde la transmisión hasta las ruedas traseras y consta del eje propulsor; el diferencial; los semi ejes o flechas y las ruedas traseras.

El eje propulsor conecta al eje principal de la transmisión y al mecanismo impulsor de las ruedas traseras o diferencial. El eje propulsor es algo más que un simple eje de línea ya que esta conectado en un extremo con la transmisión, montado rígidamente, y en el otro extremo, se conecta con los ejes de las ruedas, los cuales se mueven hacia arriba o hacia abajo según el movimiento de los muelles de las mismas. Este movimiento produce dos efectos separados:


1. La distancia entre la transmisión y los ejes de las ruedas disminuye a medida que los muelles se comprimen y los ejes se mueven hacia el bastidor (chasis) del vehículo y la distancia aumenta cuando los muelles, se expanden.
2. El ángulo impulsor o de marcha atrás varía con el movimiento de los muelles, por lo tanto el eje de propulsión tiene que ser flexible para absorber el movimiento de la suspensión antes señalado.
El eje propulsor es un tubo de acero con juntas universales forjadas, soldadas en cada extremo.

Su única función es entregar el momento de torsión de salida de la transmisión al piñón de entrada del diferencial.





TIPOS DE UNIONES O JUNTAS
Junta de Cardan

A fin de absorber las diferencias en el ángulo impulsor cuando el eje se mueve hacia arriba y hacia abajo, el eje propulsor presenta una o más uniones universales. Una unión universal es esencialmente una unión de doble articulación por medio de la cual el eje propulsor puede transmitir fuerza al eje impulsado. Cada uno de los ejes tienen una horquilla o yugo en el extremo y entre estos yugos hay una pieza central que tiene forma de cruz. Esta junta se llama “Junta Universal de CARDAN o HOOKE”.

Los 4 brazos de la cruz central están montados en cojinetes en los extremos de las horquillas. Los cuales pueden girar en las crucetas para absorber la angularidad entre los ejes a medidas que estos rotan. También existen uniones de doble cardan de velocidad constante usadas generalmente en automóviles de lujo de propulsión trasera.



Junta corrediza

Puesto que el eje propulsor tiende a acortarse y alargarse con el movimiento del eje de las ruedas traseras es necesario incorporar en el eje propulsor algún dispositivo que permita esta acción. El dispositivo usado es la “Junta corrediza”, ubicada en la junta frontal de la sección trasera del motor.

La junta corrediza es sencillamente un eje ranurado externamente y un eje ranurado internamente concordante entre sí.

Los 2 ejes pueden resbalar hacia adelante y hacia atrás uno respecto al otro y además transmitir fuerza.


Arboles con juntas universales elásticas

Estos árboles se emplean cuando el puente trasero va fijo a la carrocería o para secciones intermedias de transmisión; por tanto, no necesitan transmitir el giro con grandes variaciones angulares. Como juntas se emplean discos de tejido o articulaciones de goma interpuesta entre dos bridas sujetas con pernos de unión.


Las juntas de disco, permiten un ángulo de desviación de 3 a 5º y están constituidas por uno o dos discos elásticos (tejido de tela engomada), interpuestos entre la brida del puente o caja de cambios y la brida de transmisión.



Semiárboles de transmisión o palieres

Los semiarboles o palieres pueden ser rígidos o articulados (para suspensiones independiente) tienen la misión de transmitir el movimiento desde el diferencial a las ruedas. Están constituidos por un eje de acero forjado, uno de sus extremos se acopla al planetario del diferencial y, el otro extremo se acopla al cubo de la rueda.

En vehículos con motor delantero y propulsión trasera dotada de puente trasero flotante (sin suspensión independiente) se emplean para el montaje de estos semiárboles, varios sistemas: semiflotante, tres cuartos flotante y flotante.

Los vehículos con tracción trasera usan un semieje propulsor semiflotante. Este semieje lleva el momento de torsión para la transmisión del mismo a través de los engranajes laterales (planetarios) hasta las ruedas traseras. El semieje también soporta el peso del vehículo por medio de cojinetes localizados en el extremo exterior del alojamiento de los semiejes. El montaje de la rueda es sobresaliente; ósea, está montada afuera del cojinete. Los semiejes traseros están construidos de acero forjado o extruido en caliente.

Las bridas integrales son extruidas sobre un extremo del semieje por impacto. El tambor o rotor de los frenos se coloca sobre el extremo externo del semieje. El cojinete externo del semieje se localiza apenas más adentro que la brida. El cojinete puede ser de bolas o de rodillos. Los cojinetes soportan el peso del vehículo.
Hay un sello de aceite en el reten del cojinete para evitar que la grasa o el aceite lleguen al freno y lo contaminen.

Las flechas , debido al constante uso, es frecuente que rompan la bota de hule que protege el rodaje, (Cojinete o balero)..Sin embargo esto no determina que, la flecha no sirva, o que este próxima a romperse


Antes de asumir que debe cambiar una flecha primero asegúrese, de lo siguiente: Cuando una flecha está mal; esta, produce un sonido o traqueteo, solo cuando usted, da vuelta a la izquierda o derecha; este sonido es tan marcado, que usted puede identificar, si el sonido viene del lado izquierdo o, derecho así podrá darse cuenta, de cuál de las flechas esta tronando...No trate de cambiar las botas de hule, es más barato comprar la flecha entera reconstruida y así podrá estar seguro que soluciono el problema.
Por lo regular, el traqueteo a que nos referimos, lo originan las bolas cuando están resecas; y astillan la jaula [este conjunto debe mantenerse con grasa todo el tiempo]

El movimiento de giro dentro de la unión es lo que ocasiona el traqueteo, debido a que la parte que separa las bolas con el uso se va astillando; y cuando hace el giro, las bolas se traban, dentro del compartimiento en que se alojan.

Estas bolas, al trabajar en seco, se deforman, y deforman el compartimiento donde se alojan. Dando como consecuencia, el tronido, que con el tiempo se hace insoportable y finalmente termine tirando las bolas. Al caerse las bolas, el vehículo no se moverá [se corta la conexión motor/ruedas impulsoras.







Junta homocinética Glaencer-Spicer

Consiste en dos juntas cardan unidas por una pieza de doble horquilla, de forma que el giro alterado por una de ellas es rectificado por la otra, transmitiéndose así un movimiento uniforme a las ruedas. Esta junta se puede decir que se compone de dos juntas cardan simples que se acoplan entre sí mediante un árbol muy corto. Además posee un dispositivo de centrado constituido por una rótula y una pequeña esfera, de manera que pueden deslizar a lo largo del árbol conducido.




Junta homocinética Rzeppa

La junta del tipo Rzeppa o más conocida por "junta homocinética de bolas" es la más utilizada hoy en día. Esta junta suele utilizarse combinada con la Glaenzer trípode deslizante (ver figura superior), esta ultima montada en el lado caja de cambios y junta Rzeppa en lado rueda, pues trabaja perfectamente bajo condiciones de gran angularidad.


Esta junta debido a su complejidad constructiva no se ha impuesto su utilización hasta no hace muchos años.
La junta Rzeppa consta de seis bolas que se alojan en una jaula especial o caja de bolas. A su vez, las bolas son solidarias del árbol conductor y del conducido; este acoplamiento se produce debido a que las bolas también se alojan en unas gargantas toricas, que están espaciadas uniformemente a lo largo de dos piezas interior y exterior. La pieza exterior en forma de campana, está unida al árbol conducido, en el lado rueda. La pieza interior es el núcleo del eje conductor, eje que, a su vez, se une a la junta homocinética que sale de la caja de cambios.
La disposición de las bolas y las gargantas hace que sean dos bolas las que transmiten el par, mientras que las otras cuatro aseguran el plano bisector. Tras una pequeña rotación, otras dos bolas son las que pasan a transmitir el par, mientras que las dos bolas que acaban de trabajar pasan al lado bisector. Una de las ventajas de la junta Rzeppa es su larga vida, superior generalmente a la del automóvil (esto es en teoría, porque en la práctica vemos muchos automóviles tirados en la carretera debido a la perdida de la grasa que está en el interior del guardapolvos y que provoca una avería en la junta homocinética).



Junta homocinética Tracta

Desarrollada en los años 20 del siglo pasado, se trata de una junta sencilla y relativamente fácil de fabricar. Los árboles de entrada y salida incorporan unas horquillas que se acoplan a dos piezas centrales, que hacen el efecto del árbol intermedio de las juntas. Estas dos piezas centrales, que denominaremos "nueces" por su enorme parecido con este alimento. Las nueces son macho y hembra, y se acoplan entre sí de manera que los elementos que transmiten el movimiento están siempre en el plano bisector.





Junta homocinética Bendix-Weiss

Esta junta como la Rzeppa utiliza bolas que proporcionan las puntos de contacto propulsores, en está no hay jaula que controle las bolas, las cuales van perfectamente ajustadas e n sus pistas entre las dos mitades del acoplamiento. Las cuatro bolas deslizantes son fijadas por una bola interior taladrada que gira sobre un pasador alojado en el semieje exterior. El plano de los puntos de contacto se mantiene en la bisectriz del ángulo de los dos semiejes, pero la posición de las bolas se consigue por el "roce del rodamiento" entre las cuatro bolas y sus pistas.






DIFERENCIAL CONVENSIONAL

Se conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotación, que viene del motor y la transmisión, hacia las ruedas encargadas de la tracción.


Con las excepciones del caso y sin importar, si un vehiculo es pequeño o grande, si es de tracción trasera o delantera; si trae motor de 4, 5, 6, o mas cilindros; todos los vehículos, de uso regular, traen instalado un componente llamado diferencial.
Los vehículos de doble tracción, traen diferencial adicional.

El diferencial, puede ser diferente, en cuanto a diseño, figura, tamaño o ubicación; pero, los principios de funcionamiento y objetivos; siguen siendo los mismos.


El objetivo es administrar la fuerza motriz, en las ruedas encargadas de la tracción, tomando como base, la diferencia de paso o rotación, entre una rueda, con relación a la otra. [ se entiende, que el vehiculo al tomar una curva, una rueda recorre mas espacio que la otra; igualmente una rueda mas grande, recorrerá mas espacio que una mas pequeña .El diferencial tiene la función de corregir estas diferencias.
Un vehiculo regular, deriva la tracción o fuerza motriz a dos ruedas, que pueden ser las de adelante, o las de atrás; como consecuencia, toman el nombre, tracción trasera, o tracción delantera.

La función primaria de un diferencial es, derivar la rotación recibida de la caja de velocidades; [transmisión] en un ángulo de 90 grados, Esto quiere decir que la transmisión; por medio de un piñón hace girar la corona, en la parte central del vehiculo; y la corona al rotar traslada el giro


Los vehículos de tracción delantera traen el diferencial integrado en la estructura de la transmisión o caja de velocidades.
En los motores colocados en forma transversal o atravesada, el piñón que mueve la corona, recibe la potencia, en forma indirecta, por lo que no se requiere derivar el movimiento en 90 grados como se hace en los de tracción trasera]
Este tipo de ubicación es típico en un vehiculo de tracción delantera; en los cuales la caja de velocidades, da alojamiento al conjunto del diferencial.
En este tipo de transmisión o caja de velocidades, cuando se requiera, remover el diferencial, se necesita desmontar la caja de velocidades de su posición de trabajo.

Las transmisiones automáticas, para un motor de tracción delantera; llevan instaladas un diferencial en forma similar.


Generalmente las transmisiones automáticas, reparten el fluido o aceite entre todos los engranes; pero existen transmisiones, que requieren que el diferencial, se lubrique en forma independiente.
Es importante tomar nota de esto.

Un diferencial está compuesto de 6 engranes: un piñón, una corona, 2 engranes planetarios y 2 satélites.

Lo importante es observar; que la corona al rotar, no traslada esta rotación por medio de engranes, lo hace en forma de torsión, debido a que gira conjuntamente con la caja o jaula.

La corona es un engrane, armado o instalado, en lo que se conoce como caja o jaula de diferencial. El diferencial esta constituido por una caja en la que va atornillada o remachada la corona. En el interior de la caja se instalan cuatros engranajes cónicos de dientes rectos, a los dos mayores se les llama “planetarios” estos van a los lado y reciben a los semi ejes (flechas) y dos piñones menores van opuestos a los planetarios y se les llama “satélites” de estos; un piñón cónico va frente a la corona por el lado dentado y por la punta recibe el movimiento del eje propulsor, a través del piñón motor.

Si hay que remover, un diferencial de estos tenga mucho cuidado, con la ubicación de los espaciadores [shim], antes de moverlos márquelos o píntelos, estos shims determinan el acoplamiento de la corona con el piñón principal, un shim fuera de calibración puede acercar o alejar demasiado la corona al piñón principal, dando como consecuencia que la rotación no tenga la suavidad requerida, y en estos casos la fricción quebraría los dientes del piñón.
El piñón es un componente, cuya función es recibir la rotación que viene de la transmisión; y es la parte encargada de hacer rotar la corona.

Este componente, lleva una relación de medida y cantidad de dientes, conjuntamente con la corona, cualquier modificación, que se haga a estos componentes, debe tomarse en cuenta las medidas de ambas partes.


Los piñones cumplen el mismo cometido en todos los casos, pero suelen ser diferentes en cuanto a medidas y cantidad de dientes, por ello se necesita tener mucho cuidado, y ser muy observador, y sobre todo tener el dominio del funcionamiento de estos componentes.
Las flechas o ejes de las ruedas, se acoplan, en lo planetarios [side gear]; los ejes al acoplarse en los planetarios, se les coloca un candado o seguro en forma de para evitar que se deslicen de regreso
Los satélites [pinion gear], se acoplan con los planetarios y se centran con el pinion shaft; el pinion shaft atraviesa la caja [case] y satélites de un lado a otro de la caja, este pinion shaft, a su vez para que no se mueva o resbale lleva un pequeño tornillo [bolt pinion shaft] que lo atraviesa y lo fija en la caja [case].
Si las dos ruedas o llantas son del mismo tamaño o medida; los satélites y planetarios, no tienen necesidad de rotar entre ellos.
Los satélites y planetarios, solo rotan entre ellos, cuando tienen que compensar un desnivel de rotación; [esto sucede al tomar curvas, o en terrenos resbalosos].

Recuerde; si usted levanta las dos ruedas, y gira manualmente una de ellas la otra rueda, hará el giro en sentido contrario; pero el piñón principal y la corona, ni se enteran de este movimiento, si usted traba una de las ruedas y trata de girar la otra, en este caso la corona y transmisión si; sentirá la intención del giro.


Dicho de otra manera, si una de las ruedas, cae en terreno resbaloso, o arenoso; al aplicar la fuerza del motor, la rotación de la corona hará que el planetario de esa rueda rote, haciendo girar los satélites;[esta acción hará que la rueda, en terreno resbaloso, aumente su rotación, con relación a las vueltas de la corona];pero no aplicará ninguna fuerza al planetario de la rueda, que se encuentra en terreno firme.
Para que la rueda, que se encuentre en terreno firme, agarre fuerza, o tracción se requiere, trabar o afirmar el piso de la rueda, que se encuentra en terreno resbaloso o arenoso.
En conclusión, la fuerza de tracción, en este tipo de diferencial, requiere el apoyo firme de ambas ruedas.
AVERIAS DEL DIFERENCIAL

Los problemas de un diferencial empiezan, por una falta de lubricación o descuido: Por lo general una fuga de aceite por uno de los retenedores, o sellos de aceite, en una de las ruedas, terminan por dejar sin aceite la corona, dando como consecuencia, que el rodamiento [rodaje, balero, cojinete) fricciones en seco.


Cuando sucede esto, empiezan por hacer ruido, y terminan quebrando los dientes del piñón y corona.

Como solución, se recomienda hacer una limpieza, que incluya el uso de un magneto o imán, que ayude a remover la baba metálica, y remplazar las partes afectadas

Un diferencial, gradúa las revoluciones del motor, usando para ello la cantidad de dientes del piñón, con relación a la cantidad de dientes de la corona; Los requerimientos en cuanto al peso y uso del vehiculo, determinan el tamaño y cantidad de dientes de la corona y piñón; por ejemplo; si un piñón de 11 dientes, se usa para mover una corona de 44 dientes, podríamos decir que la relación es de 4 : 1; pero también se agrega la conveniencia, de usar un numero impar en la cantidad de dientes de la corona; para evitar la coincidencia de los dientes (así se evita, que una imperfección en determinados dientes coincidan en forma repetitiva].
Un ruido como zumbido en el diferencial, a menudo se debe al ajuste incorrecto del piñón impulsor o de la corona, lo que impide el contacto normal de los dientes de los engranajes.

Así se produce el desgaste rápido de los dientes de lo engranajes, de manera que el ruido adquirirá gradualmente las características de un gemido.


Sí el ruido es parecido a un gemido requerirá el reemplazo del piñón y la corona.
Sí el ruido se nota más cuando el vehículo se acelera, lo probable es que exista un excesivo; contacto del talón en los dientes de los engranajes; en este caso habrá que mover la corona y acercarla al piñón impulsor.
Sí el ruido se nota más cuando el vehículo se acelera, lo probable es que exista un excesivo contacto del talón en los dientes de los engranajes, en este caso habrá que mover la corona y acercarla al piñón impulsor.
Si el ruido se nota más cuando el vehículo marcha con el pulso únicamente, sin acelerar, es probable que exista un excesivo contacto en la punta de los dientes de los engranajes; en este caso la corona habrá que alejaría del piñón impulsor.

Un ruido en forma de golpe ocurrirá si los cojinetes ó engranajes están averiados ó muy desgastados.


DIFERENCIAL DE DESLIZAMIENTO LIMITADO (ALGUNOS VEHICULOS)

Sirven para reducir o limitar el rebajamiento de las ruedas al transferir una parte del par de torsión no usado por la rueda que resbala a la rueda que tiene tracción.

Los diferenciales de deslizamiento limitado tienen un embarque entre la caja del diferencial y el engranaje lateral. El acoplamiento del embrague limita el movimiento entre la caja el engranaje lateral (planetario) de modo que ambos ejes darán vuelta junto con la caja. El eje que produce tracción es obligado a girar de modo que el vehículo se moverá.

Existen dos tipos de embragues usados en los diferenciales de deslizamiento limitado, el tipo platos, en el cual un plato esta unido al semi eje y el otro no y los platos alternos están unidos a la caja del diferencial. Otro es el embrague tipo cono ubicado entre la caja del diferencial y el semi eje. Un cono macho conectado al semi eje se acopla con el cono hembra de la caja del diferencial.

La mayor parte de los diferenciales de deslizamiento limitado tienen uno resortes de precarga ligera que le ponen carga al embrague. Esto limita el deslizamiento bajo cargas tractivas ligeras y provee un cambio suave entre operación de deslizamiento limitante y operación de carga de tracción.

Los diferenciales de deslizamiento limitado transfieren el par de torsión cada vez que gira una rueda más firmemente que la otra, aun en una vuelta. En la vuelta, la rueda externa debe girar más rápido que la rueda interna, de manera que la característica de limitación de deslizamiento transmite ligeramente más par de torsión a la rueda sobre el lado interior de la vuelta.


DIAGNOSTICO

Por lo regular el conjunto de las bolas que se daña; es la que va del lado de la rueda, llanta o neumático.

En algunos casos, la parte de la flecha, que conecta a la transmisión, puede deteriorarse, con el uso, En estos casos, las bolas alojadas en ese lado de la bota de hule, producen ruidos, aun cuando el vehiculo va derecho.

Si le toca desarmar esta parte de la flecha tenga cuidado, con los balines o pequeñas barras que componen el balero; pueden caerse; y al reinstalar observe que la parte rebajada de esta estructura va como se muestra en el eje.

El cambio de flechas implica ciertos grados de dificultad, por que el destrabar las flechas de la transmisión, obligan a tener buen conocimiento de lo que se esta haciendo de lo contrario el trabajo de una hora se puede dilatar dos días.

Además debe tener en cuenta que algunas marcas de vehículos llevan dos tornillos, que conectan el spin wheel, con el poste de amortiguación; que usted necesariamente tendrá que quitar; y antes de hacerlo tendrá que marcarlos minuciosamente de lo contrario el vehiculo perderá alineamiento (camber).

Aunque las flechas [ejes de velocidad constante], difieren en el nombre, diseño, estilo y tamaño; el principio y objetivo son los mismos. El principio es recibir la rotación de la transmisión y transmitirlas hacia las ruedas encargadas de la tracción.

El objetivo es suavizar y quitar rigidez a la rotación, acomodándose al giro lateral de las ruedas, como al sube y baja de la suspensión.

Si usted asume que tiene problemas con una o dos flechas, y se decide repararlo por su cuenta; recuerde que debe preguntar precios en algunos lugares sale mas barato comprarlas reconstruidas, que andar comprando partes.

Las flechas [junta de velocidad constante, axel, juntas homocineticas, palier etc.] vienen especificadas, para cada tipo de vehiculo. Esto significa que debe tener cuidado al cambiarla por otra; 1/2 pulgada de diferencia en el largo es suficiente, para que esta; se este saliendo de posición; o se haga difícil instalarla.

El puente [cross member], en algunas ocasiones se agrieta; este hecho, con el movimiento aleja o esfuerza el alcance de la flecha, dando como consecuencia que esta se salga de posición o se desconecte de la transmisión.

En algunos vehículos, al remover las flechas, asegúrese de reponer el aceite que se le cae.

Algunas transmisiones automáticas usan diferencial con lubricación independiente que requieren reponer aceite, removiendo un tornillo grande, ubicado exactamente en el centro de la tapa del diferencial [no caiga en la falsa impresión, de que tratándose de un vehiculo de tracción delantera, con transmisión, de diferencial integrado; el aceite se surte por el mismo tubo de alimentación].

Si al prenteder remover el tornillo principal de la flecha, este, esta demasiado apretado; debe removerlo con herramienta, de impacto, o llévelo a un taller o llantera para que lo aflojen.[en estos lugares tienen compresoras de alta presion].

Si usted siente que su vehiculo, hace ruidos o tronidos cuando va derecho o sea sin dar vuelta a ningún lado, quiere decir que usted tiene un problema en el balero (wearing, rodaje o cojinete) de la rueda donde usted siente el ruido. Este balero es diferente al balero de las flechas.
CAJA DE TRANSFERENCIA (ALGUNOS VEHICULOS)

En los vehículos con tracción en las cuatro ruedas se usa una caja de transferencia conectada a la transmisión. Esta caja de transferencia divide el para de torsión, una parte va al eje motriz trasero y una parte va a un eje motriz frontal. Cada eje motriz se conecta a un diferencial el cual en algunos vehículos es de deslizamiento limitado. La caja de transferencia tiene algún tipo de mecanismo diferencial para dividir el par de torsión. Las cajas de transferencia para un tiempo parcial se pueden cambiar a la condición ya sea de tracción en las cuatro ruedas o tracción en dos ruedas. Las cajas de transferencia para tiempo completo dan fuerza en todo tiempo tanto a los ejes de transmisión delanteros como a los traseros.

Los vehículos con tracción para tiempo parcial en las cuatros ruedas tienen alguna manera de desconectar las masas de las ruedas frontales de la acción del eje de transmisión. Esto permite a la línea frontal de transmisión marchar en vacío cuando no se requiere. Esto mejora la economía del vehículo y reduce el desgaste de la línea de transmisión.

Los candados manuales de las masas tienen que engancharse en cada rueda (delantera). Los candados automáticos operan a través de un embrague que deja libre al eje.


MANTENIMIENTO DEL PUENTE TRASERO DE LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES

Se debe realizar mantenimiento al puente trasero a los intervalos de tiempo que recomiende el fabricante, algunas tareas de mantenimiento son las siguientes:

Cambio de aceite del diferencial.

Revisión de la cruz cardanica.

Realizar balanceo estático y dinámico del eje motriz (agregando abrazaderas o pesas).

Chequeo de las flechas.

Engrase de las balineras.

Los aceites para diferencial se especifican según la sociedad de ingenieros automotrices con el número de viscosidad SAE (Society of Automotive Engineers) o según la clasificación API-GL (American Petroleum Institute Gear Lubricants) que se traduce como aceites lubricantes para engranajes según el Instituto del Petróleo Americano.


En los diferenciales de vehículos se puede usar la clasificación API-GL-5, también se usan los aceites SAE-90 (monogrado) o loa multigrados: SAE-75W, SAE 80W-90, SAE 80W-140

PUENTE DELANTERO DE LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES

La construcción del puente delantero se determina por el tipo vehículo, por el tipo de tracción de las ruedas y por el tipo de suspensión que se utilice en el mismo.

Cualquiera que sea la tracción de las ruedas, los puentes delanteros de todos los vehículos contienen las ruedas de la dirección y el mecanismo de dirección del de las ruedas del vehículo.

Si el vehiculo es de tracción delantera, el puente delantero también llevará, el diferencial delantero y las flechas delanteras.


Debido a que la dirección del vehiculo es uno de los sistemas mas importantes del automóvil, a continuación se detallan cada uno de sus componentes.


FUNCION DEL MECANISMO DE DIRECCIÓN DE LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES

El conjunto de mecanismos que componen el sistema de dirección tienen la misión de orientar las ruedas delanteras para que el vehículo tome la trayectoria deseada por el conductor.


Para que el conductor no tenga que realizar esfuerzo en la orientación de las ruedas (a estas ruedas se las llama "directrices"), el vehículo dispone de un mecanismo desmultiplicador, en los casos simples (coches antiguos), o de servomecanismo de asistencia (en los vehículos actuales).


El conductor controla la dirección de las ruedas frontales del vehículo, a través del engranaje de la dirección, el cuál está formado principalmente por una unidad de engrane y un timón de la dirección.

La unidad de engrane, multiplica el esfuerzo de manejo del conductor para controlar mejor la dirección del vehículo.

El timón de la dirección tiene un eje que conecta la rueda del volante a la unidad de engrane de la dirección.

Los engranes de la dirección manual son similares, a los de la dirección potencia (ya sea hidráulica o eléctrica).


La principal diferencia de la dirección de potencia respecto a la manual, consiste en las superficies de presión sobre las cuales actúan la presión de un fluido para auxiliar y multiplicar el esfuerzo del conductor.
Una bomba impulsada por el motor suministra el fluido a presión para la dirección de potencia del automóvil y una válvula de control que es sensible al esfuerzo de conducción del conductor, dirige la presión del fluido contra los émbolos de presión ubicados en el sistema de la dirección, para auxiliar al conductor en el control del vehículo.
Características que deben reunir todo sistema dirección
Siendo la dirección uno de los órganos más importantes en el vehículo junto con el sistema de frenos, ya que de estos elementos depende la seguridad de las personas; debe reunir una serie de cualidades que proporcionan al conductor, la seguridad y comodidad necesaria en la conducción. Estas cualidades son las siguientes:

  • Seguridad: depende de la fiabilidad del mecanismo, de la calidad de los materiales empleados y del entretenimiento adecuado.

  • Suavidad: se consigue con un montaje preciso, una desmultiplicación adecuada y un perfecto engrase.
    La dureza en la conducción hace que ésta sea desagradable, a veces difícil y siempre fatigosa. Puede producirse por colocar un neumático inadecuado o mal inflado, por un "avance" o "salida" exagerados, por carga excesiva sobre las ruedas directrices y por estar el eje o el chasis deformado.

  • Precisión: se consigue haciendo que la dirección no sea muy dura ni muy suave. Si la dirección es muy dura por un excesivo ataque (mal reglaje) o pequeña desmultiplicación (inadecuada), la conducción se hace fatigosa e imprecisa; por el contrario, si es muy suave, por causa de una desmultiplicación grande, el conductor no siente la dirección y el vehículo sigue una trayectoria imprecisa. La falta de precisión puede ser debida a las siguientes causas:
    - Por excesivo juego en los órganos de dirección.
    - Por alabeo de las ruedas, que implica una modificación periódica en las cotas de reglaje y que no debe de exceder de 2 a 3 mm.
    - Por un desgaste desigual en los neumáticos (falso redondeo), que hace ascender a la mangueta en cada vuelta, modificando por tanto las cotas de reglaje.
    - El desequilibrio de las ruedas, que es el principal causante del shimmy, consiste en una serie de movimientos oscilatorios de las ruedas alrededor de su eje, que se transmite a la dirección, produciendo reacciones de vibración en el volante.
    - Por la presión inadecuada en los neumáticos, que modifica las cotas de reglaje y que, si no es igual en las dos ruedas, hace que el vehículo se desvíe a un lado.

  • Irreversibilidad: consiste en que el volante debe mandar el giro a las pero, por el contrario, las oscilaciones que toman estas, debido a las incidencias del terreno, no deben ser transmitidas al volante. Esto se consigue dando a los filetes del sin fin la inclinación adecuada, que debe ser relativamente pequeña.


CLASIFICACIÓN DE LOS TIPOS DE DIRECCIÓN USADOS EN LAS MAQUINAS AUTOMOTRICES
Por su principio de funcionamiento: Dirección Mecánica, hidráulica y eléctrica.
Según la posición del timón: Timón a la derecha y a la izquierda.

Nota: La dirección con timón a la izquierda tiene una mejor visibilidad de la vía por lo que facilita la conducción del vehiculo.


Por su construcción:

Dirección central de las ruedas (remolques), por giro de manguetas.


Según el numero de ruedas directrices: De rueda única (tractores), dirección de ruedas delanteras (vehículos de turismo y camiones), de ruedas traseras (maquinas de obras) y de todas las ruedas.






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