Otros tipos de sistemas de embrague.

Además del embrague de fricción utilizado en automoción descrito en la parte anterior, existen otros tipos de sistemas que, a modo de recopilación, se describen brevemente en este punto.

2.4.1. Embrague centrífugo.

Este sistema de embrague está previsto de unos contrapesos que, al alcanzar el motor un determinado régimen de giro, son empujados hacia la periferia por la fuerza centrífuga, haciendo que las palancas que van unidas a ellos basculen y hagan presión sobre la maza de embrague.

Cuando el motor gira a ralentí, los contrapesos ocupan su posición de reposo gracias a la acción de unos pequeños muelles y, con ello, el plato de presión deja en libertad al disco de embrague, consiguiendo el desembragado del motor.

Dado que la velocidad de giro del motor sube en las aceleraciones de forma progresiva, la acción de embragado resulta igualmente progresiva.

Basados en este mismo sistema se montan embragues semiautomáticos. Estos embragues están formados por un sistema de embrague convencional, disco y mecanismo, montados sobre la cara frontal de un tambor que recibe en su interior el plato provisto de zapatas en su periferia. El plato está unido al volante de inercia del motor y, por tanto, gira con él. Las zapatas son capaces de desplazarse hacia fuera por la acción de la fuerza centrífuga, haciendo solidario el tambor con el giro del plato. Con esta disposición se consigue que siempre que el motor alcance un determinado régimen de giro se produzca el embragado del motor.

Figura 9. Embrague centrífugo.

2.4.2. Embrague electromagnético.

El embrague de fricción basa su funcionamiento en los efectos de adherencia entre dos piezas de distinto coeficiente de rozamiento. A causa de este frotamiento, estos sistemas de embragues pueden resultar ruidosos y padecen un desgaste. Estos inconvenientes se solucionan gracias al uso de embragues electromagnéticos e hidráulicos, aunque generan otros inconvenientes propios.

El sistema de embrague electromagnético está constituido por una corona de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor. En el interior de esta corona va alojada una bobina que, al pasar corriente eléctrica a su través, produce un campo magnético en la zona del entrehierro formado entre la corona y el disco de acero.

El disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional. El espacio existente en el interior de la corona se cierra con chapas de acero, y se rellena con polvo magnético que se aglomera en el entrehierro por la acción del campo magnético creado por la bobina, haciendo solidarios a la corona con el disco. De esta forma, cuando pasa corriente por el arrollamiento de la bobina, se produce la aglomeración del polvo magnético consiguiendo el embragado del motor. Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina, el polvo magnético no se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vacío a la corona sin arrastrar al disco, permaneciendo así el motor desembragado.

En el instante en que comienza a pasar corriente por la bobina se inicia la aglomeración del polvo magnético, que tarda un cierto tiempo en completarse, además del retardo en la aparición del flujo magnético que se produce en todas las bobinas. Este efecto consigue que el embrague tenga un funcionamiento progresivo.

2.4.3. Embrague automático servocomandado.

Muchos modelos de vehículos montan actualmente un embrague de tipo automático pilotado, donde las acciones de embragado y desembragado se efectúan automáticamente, sin que el conductor tenga que utilizar el pedal, con lo que éste queda suprimido. Este tipo de embrague automático está formado por un embrague centrífugo que se une al volante de inercia del motor, al que se le acopla, mediante un mecanismo de rueda libre, un sistema de embrague convencional. La rueda libre no permite girar al disco del embrague centrífugo a mayor velocidad que el motor, pues en cuanto esto ocurre, la rueda libre se bloquea, haciendo a los dos embragues solidarios.

El embrague centrífugo actúa en función de las revoluciones del motor, que realiza las acciones de embragado y desembragado a partir de un cierto valor de giro. El embrague convencional es gobernado por un mecanismo servoneumático activado por una electroválvula, que es mandada por la palanca del cambio de velocidad y por el pedal del acelerador.

La marcha del vehículo, partiendo de la situación de parado, comienza alrededor de las 1000 revoluciones por minuto del motor, mientras que a partir de las 1500 vueltas ya puede ser transmitido todo el par motor, concluyendo por ello todo deslizamiento y permaneciendo conectado el embrague centrífugo durante todo el tiempo de marcha.

Con el vehículo en marcha, al accionar la palanca del cambio de velocidad se activa una electroválvula capaz de poner en comunicación el servo con la depresión creada por el motor. Con ello se consigue el accionamiento de la palanca de desembrague produciéndose el desembragado del motor. En cuanto se lleva la palanca del cambio a la posición de una nueva velocidad se desactiva la electroválvula interrumpiendo la comunicación entre el servo y la depresión producida por el motor, con lo cual se logra el embragado. Esta maniobra se realiza de forma progresiva en función de la posición del pedal del acelerador, que influye en la depresión transmitida al servo, lo que permite una conexión suave y gradual en el paso a marchas inferiores y una conexión rápida sin excesivos deslizamientos en las maniobras de cambio de marchas en las aceleraciones.

2.4.4. Embrague pilotado electrónicamente.

La principal diferencia con respecto al embrague automático servocomandado radica en que el embrague pilotado electrónicamente es gobernado por un sistema electrónico de gestión que controla un circuito hidráulico de mando de la palanca de desembrague. Dicho módulo de gestión electrónica recibe información sobre la posición de la palanca de cambios y del pedal del acelerador, así como la velocidad del vehículo y el régimen del motor.

Con el vehículo parado y el contacto desconectado el embrague siempre se encuentra en posición de embragado, independientemente si está en punto muerto o no. Si se encuentra una velocidad metida no es posible arrancar el vehículo. Para sacar la velocidad el sistema está provisto de un captador de esfuerzo situado sobre la palanca del cambio que envía una señal al calculador electrónico que acciona el embrague. Permitiendo así sacar la velocidad y poder ser arrancado el motor.

Al poner en marcha el vehículo y accionar la palanca del cambio de velocidades, un captador de esfuerzo manda una señal al módulo electrónico, que activa el embrague permitiendo la selección de esta marcha. El arranque del vehículo se produce de manera progresiva con la posición del acelerador.

Con el vehículo circulando a gran velocidad el desembrague se produce cuando el módulo recibe señales del captador de esfuerzo de la palanca del cambio y el captador de la posición del acelerador indica que se ha levantado el pie del acelerador. Al colocar la palanca del cambio en la velocidad deseada el captador de la posición de la palanca del cambio envía una señal al módulo que autoriza el embragado al acelerar.

La gestión electrónica del embrague mejora considerablemente las prestaciones y manejo del cambio que un embrague convencional, además de que la conducción del vehículo es mucho más agradable y el disco de embrague se desgasta bastante menos.

2.4.5. Embrague hidráulico.

Los embragues convencionales de fricción tienen el inconveniente principal de que su funcionamiento es un poco ruidoso y se producen desgastes. Estos pequeños defectos, por otra parte no importantes en la mayoría de modalidades de competición automovilística por su relativamente corta duración, se evitan con el uso de embragues hidráulicos.

A grandes rasgos, el funcionamiento de un embrague hidráulico es parecido a dos ventiladores, uno enchufado y otro no: la corriente de aire creada incide en las aspas del ventilador desenchufado y lo hace girar. Así se logra transmitir el movimiento sin que haya rozamiento, y con ello se evitan los desgastes.

Consta de dos partes giratorias: la bomba, movida por el motor, y la turbina, que transmite el par a la caja de cambios. Ambos elementos tienen forma de medio toro con álabes en su interior y se deben colocar enfrentados entre sí, dentro de una caja llena de aceite, pero con una cierta separación de modo que nunca lleguen a tocarse.

En el funcionamiento de este tipo de embragues se puede distinguir tres fases distintas, que dependen principalmente del régimen del motor. Cuando el motor (y por tanto la bomba) gira a pocas revoluciones el aceite por efecto de la fuerza centrífuga, sale de la bomba y penetra en la turbina golpeando sus álabes. Sin embargo, la turbina permanece fija, ya que la velocidad del aceite es tan pequeña que no tiene la fuerza suficiente para hacerla girar.

Cuando el conductor pisa el acelerador para iniciar la marcha suben las revoluciones de la bomba a la par que las del motor, de modo que el aceite se mueve ahora con mucha más energía, consiguiendo hacer girar la turbina y por tanto desplazar el coche. Sin embargo, en esta situación existe un gran deslizamiento, esto es, la bomba girará mucho más deprisa que la turbina.

A partir de las 3000 revoluciones aproximadamente, se alcanza un deslizamiento mínimo que está en torno al 3%. Es importante que exista un cierto deslizamiento, aunque pequeño, puesto que de lo contrario no se transmitiría ningún esfuerzo.

Figura 10. Embrague hidráulico.

2.4.6. Embragues gemelos.

Un embrague gemelo o dual (Dual Clutch Transmission, DCT) es un tipo de transmisión semi-automática con embragues separados para marchas pares e impares. El embrague exterior controla las marchas impares y la marcha atrás, mientras que el embrague interior controla las marchas pares. Los cambios pueden realizarse sin interrupción en la transmisión de potencia del motor, al poder aplicar el par generado a un embrague mientras el otro es desconectado.

Dado que los sincronizadores que seleccionan las marchas impares pueden desplazarse mientras el vehículo funciona con una marcha par, y viceversa, los sistemas DCT pueden permitir un cambio de marcha más rápido que el de cualquier embrague convencional, incluido el utilizado en la Fórmula 1. A su vez, el cambio puede realizarse de forma más suave y progresiva, haciendo el sistema óptimo para conducción normal.

Este tipo de embrague fue inventado por Adolphe Kégresse poco antes del inicio de la Segunda Guerra Mundial, pero nunca desarrolló un modelo que funcionara. El primer sistema DCT apareció en los 80, cuando los sistemas electrónicos de control fueron lo suficientemente compactos: el PDK (Porsche Doppelkupplung) utilizado en el Porsche 956 y el 962, ambos competidores en Le Mans, y el Sport Quattro S1.

Figura 11. Embragues gemelos ( sistema «dual clutch»).

Hasta aquí la segunda parte de nuestro especial de embragues. Para leer los demás artículos publicados de este especial podéis consultar el índice de Materiales de fricción empleados en los discos de embrague.

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