¿Alguna vez te has preguntado qué sucede dentro de un automóvil cuando presionas el pedal del embrague o por qué necesitas presionar el pedal del embrague antes de cambiar de marcha en un automóvil de transmisión manual? Este artículo te brinda respuestas lógicas a estas preguntas.
Al final del artículo, también entenderemos el papel crucial que juega el embrague en el arranque cuesta arriba. Para comprender la necesidad de un embrague, primero entendamos la anatomía de un automóvil de motor de combustión interna.
Los motores de combustión interna tienen un rango de torque muy limitado y debido a esta razón, para variar eficientemente la velocidad de las ruedas motrices, los automóviles de motor de combustión interna necesitan un sistema de transmisión.
El uso de esta transmisión asegura que el motor esté trabajando dentro de su rango óptimo de revoluciones por minuto (rpm) y al cambiar de marcha de acuerdo con las condiciones de conducción, la transmisión ayuda a controlar las velocidades de las ruedas motrices en un automóvil de transmisión manual. Sin embargo, realizar estos cambios de marcha no es una tarea fácil.
Para tener un cambio de marcha suave en un automóvil de transmisión manual, el flujo de potencia del motor a la transmisión debe interrumpirse. Sin embargo, no es práctico apagar el motor solo para este cambio de marcha. Para este propósito, se utiliza el embrague. En resumen, el embrague es un mecanismo para desconectar el flujo de potencia a la transmisión sin apagar el motor.
Cómo funciona el embrague
La parte principal del embrague consta de un disco cubierto con material de alta fricción en ambos lados. Este disco se coloca en el volante del motor. Si una fuerza externa presiona el disco del embrague, el disco del embrague también girará con el volante debido a la fuerza de fricción.
El eje de entrada de la transmisión está conectado al disco para que cuando se aplique una fuerza externa al disco, la potencia del motor se transmita al sistema de transmisión. Esta fuerza externa es proporcionada por un sistema de plato de presión y resorte. La cubierta de este sistema se une firmemente al volante, por lo que el plato de presión presionará firmemente el disco de embrague de fricción y la potencia del motor se transmitirá al sistema de transmisión.
Pero este es el caso en una conducción normal. ¿Cómo se realiza la desconexión de la potencia con el embrague? Para el propósito de desconectar, se introduce una especie de resorte especial en el conjunto de placa de presión. Este resorte se conoce como resorte de diafragma. Para entender mejor este resorte de diafragma, supongamos que el movimiento del resorte de diafragma está fijo alrededor de este círculo.
En este caso, si presionas la parte central del resorte, como se muestra, la parte exterior debería moverse en dirección opuesta. El resorte de diafragma se coloca entre la placa de presión y la cubierta para entender mejor esta configuración. Tomemos una sección transversal del conjunto. La parte exterior del resorte de diafragma está conectada al disco de presión, lo que significa que si presionas la parte interna, como se muestra, el disco de presión se alejará del disco de fricción y, por lo tanto, se interrumpirá el flujo de potencia a la transmisión.
Esto es exactamente lo que sucede cuando presionas el pedal del embrague. Un sistema hidráulico transfiere el movimiento del embrague al centro del resorte de diafragma. Cuando se presiona el resorte de diafragma, el flujo de potencia se interrumpe. Durante este tiempo, puedes cambiar de marcha. Se suelta el pedal del embrague después del cambio de marcha y el flujo de potencia continúa nuevamente.
Así es como funciona un embrague. En un embrague real, puedes ver algunos resortes de bobina en el disco del embrague. ¿Cuál es el propósito de estos resortes? Se utilizan para suavizar las fluctuaciones y vibraciones de la potencia del motor. Está claro que el cubo y el disco no están conectados directamente; la potencia del motor primero llega al disco, luego se transfiere a los resortes y finalmente al cubo de salida. Esto significa que los resortes amortiguarán la mayoría de las fluctuaciones del flujo de potencia del motor y la transferencia de movimiento al vehículo será mucho más suave.
Arranque cuesta arriba
Explorando una tarea extremadamente importante y difícil al conducir automóviles con transmisión manual: arrancar en una pendiente. Incluso en un automóvil sin freno de mano, puedes utilizar esta técnica de embrague para arrancar en una pendiente. En un arranque cuesta arriba, inicialmente se presionan tanto el pedal del freno como el pedal del embrague mientras el motor está en marcha.
Ahora suelta parcialmente el pedal del embrague hasta que sientas el «agarre» del embrague. Puedes experimentar esta sensación en tu pie; puede sentirse como si el motor estuviera temblando. En este punto, incluso si sueltas el pedal del freno, verás que el vehículo no se desplaza. El embrague parcialmente liberado actúa como un freno. Ahora puedes presionar el pedal del acelerador y el automóvil avanzará hacia adelante.
La gran pregunta aquí es: ¿cómo el embrague parcialmente liberado actúa como un freno? Este fenómeno de frenado no es más que un juego de equilibrio de fuerzas. En una condición de equilibrio de fuerzas perfecto, las ruedas del vehículo no podrán rodar y la fuerza de gravedad será la misma que la fuerza de fricción estática en las ruedas. Las ruedas del vehículo están impedidas de rodar por otro equilibrio de fuerza: el equilibrio de fuerzas entre la fuerza motriz del motor hacia adelante y la misma fuerza de fricción estática.
Cuando liberas parcialmente el embrague y equilibras el agarre del embrague, desconoces todos estos equilibrios de fuerzas. Cuando estas fuerzas están en equilibrio perfecto, las ruedas, el sistema de transmisión y el disco del embrague no podrán girar. Así es como el «agarre» del embrague actúa como un freno.
Pero recuerda, la fuerza de fricción entre las superficies de rozamiento produce la fuerza motriz hacia adelante; esto resultará en desgaste del material de fricción en el disco del embrague. Esperamos que este artículo te ayude a comprender mejor cómo funciona un embrague y a ser un ingeniero y conductor mejor.
