Mecanismos de Transmisión en Vehículos: Componentes, Tipos y Funcionamiento

Movimientos en Sistemas de Transmisión

Los movimientos en los sistemas de transmisión pueden clasificarse en:

• Rectilíneo (uniforme o acelerado): Velocidad (V) = espacio / tiempo = m/s.
• Giratorio (angular o rotación): medido en revoluciones por minuto (rpm).
• Compuesto: combinación de movimiento lineal y angular.

Conceptos Fundamentales

Fuerza

Fuerza = masa (kg) x aceleración (m/s²) = Newton (N).

Trabajo y Par

Trabajo y par = fuerza x distancia = Julios (J). (9,81 J = 1 kilopondio-metro).

Potencia

Potencia (W) = trabajo / tiempo.

Elementos de Apoyo y Guiado

Estos elementos pueden ser estáticos o móviles:

De Deslizamiento

Utilizan casquillos o cojinetes, a menudo con tratamiento de bronce o material antifricción.

De Rodadura

Se emplean entre árboles/ejes y soportes. Sus funciones principales son:

• Soportar cargas.
• Reducir el rozamiento y el desgaste.
• Mejorar el rendimiento mecánico.

Constitución: aro interior, aro exterior, elementos de rodadura y distanciador (jaula).

Tipos de cojinetes según la carga:

1. Radial (perpendicular al eje de giro):

• Rígidos de bolas o rótulas.
• De agujas.
• De rodillos cilíndricos.

Axial (paralelos al eje):

• De bolas (2 hileras).
• Cilíndricos (con diferente diámetro).
• De agujas.

Compuesta:

• Rodillos cónicos.
• De bolas (con contacto angular).

Elementos de Transmisión

• Biela-manivela.
• Árboles (transmiten movimiento circular):
  • Rígidos (árbol de levas).
  • Articulados (caña de dirección).
• Engranajes (ruedas con dientes tallados) para transmisión constante y permanente.
  • Tipos de dentado:
    • Recto (paralelos).
    • Helicoidal (+ dientes en contacto, - ruido, mejor transmisión).

Datos Técnicos de Engranajes

• Diámetro: exterior, interior, primitivo (intermedio).
• Paso = π x diámetro primitivo.
• Módulo: diámetro primitivo / número de dientes.
• Altura y anchura del diente.

Tipos de engranajes:

• Paralelos (interiores = mandrina y exteriores).
• Que se cortan (engranajes cónicos).
• Que se cruzan (tornillos sinfín y cónico hipoide).
• Ejes coincidentes: reductora (planetario, satélites, corona).
• Tren de engranajes: en serie, paralelo o mixtos.

• Correa (dentada o lisa) y poleas (con alojamiento o garganta tallada).
• Piñones y cadenas (engrasados).
• Husillos (transforman movimiento rotativo en lineal).
• Levas (excentricidad).
• Palancas (1ª, 2ª y 3ª clase).
• Juntas de transmisión (unión del cambio con la rueda para evitar desalineación):
  • Rígidas.
  • Elásticas.
  • Cardán.
  • Deslizantes telescópicas y Glaencer.
  • Homocinéticas (junta unida a la rueda): Glaencer-Spicer y Rzeppa (6 bolas).
• Rótulas (transmiten movimientos longitudinales/circulares de un brazo a otro):
  • De tracción (empuje exterior).
  • De compresión (interior).
  • De seguimiento (dirección).

Relación de Transmisión

En ruedas del mismo paso/módulo: Z1 x n1 = Z2 x n2 (donde Z = número de dientes, n = rpm).

RT = Z2 / Z1 = Ø2 / Ø1 (conductora/conducida) = n1 / n2 (conducida/conductora).

• Si RT = 1: mismo número de dientes, giran a la misma velocidad.
• Si RT < 1: la rueda conducida es menor que la conductora, por lo que la primera gira a mayor velocidad de rotación que la segunda.
• Si RT > 1: la rueda conducida es mayor que la conductora, la conducida gira a menor velocidad.

Gripaje de Correas

Signos de gripaje en correas:

• Grietas.
• Desprendimiento.
• Deshilachado.
• Abrasión.
• Ruido.
• Contaminación por aceite.

Sistemas de Transmisión

Funciones:

• Adaptación a la voluntad del conductor.
• Ajuste del par y la velocidad según las condiciones.
• Velocidad de giro.

Componentes principales:

• Convertidor de par (cambio).
• Embrague.
• Diferencial (compensa distancias).

Disposición:

• Motor delantero y eje trasero motriz (+ mecanismos, grupo cónico en el eje trasero, propulsión trasera).
• Motor trasero y eje trasero motriz (en desuso).
• Motor y eje motriz delantero (motor longitudinal o transversal, ruedas motrices y directrices).
• Motor delantero y ejes delantero/trasero motrices (4x4 permanente, 4x2 con propulsión trasera permanente y acoplamiento).

Fuerzas Resistentes

• De rodadura: depende de la velocidad, presión del neumático, peso del vehículo y superficie (peso del vehículo x coeficiente de rodadura).
• Del aire: depende de la velocidad, el viento, la superficie y la aerodinámica (coeficiente entre 0,28 y 0,40) (Peso x presión que ejerce el aire sobre la superficie frontal x coeficiente aerodinámico).
• Por pendiente: contraria al movimiento del vehículo (Peso del vehículo x fuerza de la gravedad / seno).
• Rozamientos mecánicos: desde el conjunto del motor hasta la transmisión a las ruedas.
• Por inercia: al cambiar de estado de reposo a movimiento (masa del vehículo x aceleración).
• Fuerza total: Suma de todas las fuerzas.

Fuerza Motriz

• Valor máximo: con el vehículo levantado.
• Valor superior: si hay derrape.
• Valor inferior: si se cala el motor.