TEMA 23 AUTOMOVILISMO SEMANA 4.

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1 TEMA 23 AUTOMOVILISMO SEMANA 4

2 Tema 9.2 Dirección Elementos que nos permiten variar la dirección en que circula el vehículo. Actúa generalmente sobre las ruedas delanteras. Cuando el vehículo gira, las ruedas directrices deben ir debidamente orientadas en cada momento: paralelas entre sí en línea recta. En curvas, los centros de los arcos descritos por cada rueda delantera debe coincidir con la prolongación del eje trasero. Para ello las ruedas van unidas a las manguetas y bieleta, unidas entre sí por la cremallera de dirección.

3 Dirección La Dirección debe ser suave y segura.
Volante de dirección: Acoplado a la columna de dirección. Columna de dirección: Eje que transmite el movimiento del volante. Termina en un tornillo sin fin. Engranaje o cremallera: Barra dentada sobre la que actúa el tornillo sin fin.

4 Características de un sistema de dirección.
Semirreversible: El giro del volante ha de ser mayor que el de las ruedas. Desmultiplicación del giro. Progresiva: Los primeros grados de giro se corresponden con un menor movimiento de las ruedas que los siguientes. Estable: Las ruedas tienden a ir en línea recta y vuelvan a la posición inicial de forma automática. Suave, segura y precisa: Para facilitar el desgaste homogéneo de las ruedas y la seguridad al vehículo. Esto se consigue con la geometría de la dirección…

5 Dirección - Geometría de la dirección
Las ruedas directrices no son exactamente paralelas entre sí ni son perpendiculares al eje, sino que se montan con unos determinados ángulos para garantizar la seguridad. Ángulo de avance: Inclinación hacia adelante o atrás del pivote para una conducción más suave y tiende a que las ruedas vayan rectas. Ángulo de salida: Inclinación transversal hacia afuera de la parte inferior del pivote. Mayor agarre en curvas y estabilidad. Ayuda a recuperar la línea recta. Complementa al avance.

6 Dirección - Geometría de la dirección
Ángulo de caída o despunte: Inclinación hacia dentro de las manguetas. Ángulo de convergencia o divergencia: Contrarresta la tendencia a abrirse de las ruedas.

7 Dirección Dirección asistida
Reduce el esfuerzo físico necesario para girar las ruedas. Distintas fuentes: Vacío de admisión (en desuso), aire comprimido o circuito hidráulico. Una bomba hidráulica suministra aceite hidráulico a alta presión. Servodirección: El volante además de mover la cremallera actúa sobre una válvula rotativa que deja pasar el aceite y ayuda al movimiento de la cremallera.

8 Tema 9.3 Sistema de frenos Permite al conductor detener el vehículo o variar la velocidad cuando está en marcha e impide que estando parado pueda moverse (freno de mano). El frenado se basa en el rozamiento de unas pastillas o zapatas sobre los discos o tambores en movimiento. Se acciona con un pedal, que acciona una bomba de presión que transmite la presión hidráulica a las ruedas. El frenado debe ser paulatino para ser más efectivo y suave. El frenado es mas efectivo sino se detienen las ruedas: frena mas rodando que deslizando.

9 Sistemas de transmisión de frenado:
Sistema de frenos Tema 9.3 Sistemas de transmisión de frenado: Mecánico (Freno de mano) Hidráulico: Mediante líquido de frenos que dan presión a unos bombines. Aire comprimido: Aire en lugar de líquido. Eléctrico: Mediante electroimanes. Electro-hidráulico: sistemas automáticos (ABS, ESP, etc.)

10 Sistemas de frenos Tambor: Tambor metálico y hueco solidario a la rueda, por cuyo interior unas zapatas presionan y detienen la rueda. (Ver animación con IE) Disco: Disco metálico solidario a la rueda sobre la cual presionan unas pastillas con material de fricción. Evacúan mejor el calor generado. Pueden tener mas superficie: mas efectividad.

11 Descripción sistema ABS (1)
Hace mas efectivo el frenado. La presión ejercida sobre el pedal no se aplica directamente a las cuatro ruedas, sino a través de 4 válvulas independientes, controladas por electrónica. El sistema mide la velocidad de cada rueda y si detecta que una tiende a disminuir repentinamente, disminuye la presión, evitando su bloqueo. Facilita el control permanente de la dirección. Cuando actúa, la apertura y cierre de la válvulas provoca vibraciones que se sienten en el pedal. 11

12 Descripción sistema ABS (2)
El sistema clásico de freno consta de bomba, servofreno, conducciones hasta pistones (en tambor o en disco) y aplica la misma presión a cada rueda que soportan diferente peso… diferente límites de deslizamiento En situaciones de frenadas apuradas o disminución del rozamiento entre ruedas y calzada, los sistemas de frenos tradicionales pueden llegar a bloquear una o varias ruedas, provocando pérdida de la dirección y del control. Ver cambios en reparto de cargas y fuerza de rozamiento 12

13 Espacio recorrido hasta parar (1)
Condición: en seco, con amortiguadores y neumáticos en buen estado

14 Espacio recorrido hasta parar (2)
Condición: en mojado, con amortiguadores y neumáticos en buen estado ¡ 20 m más que en seco ! VOLVER

15 Descripción sistema ABS (3)
El sistema ABS añade a lo anterior, sensores de velocidad, bomba eléctrica, electro válvulas y lógica de control 15

16 Descripción sistema ABS (4)
Solo un conductor muy bien entrenado puede mejorar el funcionamiento del ABS Para la mayoría de los conductores supone una ayuda importante y muy conveniente En muchos coches se siente la vibración cuando el sistema está actuando, lejos de levantar el pie del freno hay que seguir pisando para que el ABS optimice la frenada La ventaja del ABS es que al ir sucesivamente manteniendo, disminuyendo, aumentando la presión en cada rueda, siempre mantiene cada rueda en el punto donde la fuerza de rozamiento es máxima 16

17 Descripción sistema ESP (1)
Su función: Evitar que un automóvil derrape como consecuencia de un volantazo o una maniobra brusca. También ayuda ante un exceso de velocidad en curva. Su aportación: Se estima en un 50 % de reducción en número de accidentes. Mucha gente no sabe exactamente para qué sirve. No ayuda la sopa de letras de los diferentes fabricantes: ASC, DSC, ESC, etc. El mas utilizado es el ESP (Programa electrónico de estabilidad) La tendencia actual de los fabricantes es incorporarlo de serie. (en la actualidad algunos lo ofrecen como opción entre 400 y 700 euros). Según encuesta de Bosch, solo un 14 % conoce correctamente este sistema de seguridad. 17

18 Descripción sistema ESP (2)
¿por qué es tan importante? Ayuda al conductor en situaciones críticas: el 25 % de los accidentes con lesiones graves y el 60 % de los impactos laterales con heridos de gravedad se deben a derrapes ¿Qué ofrece? Supervisa y compara 25 veces por segundo, la situación del coche en la carretera y las intenciones del conductor al girar el volante, acelerar o frenar. Detecta las amenazas de estabilidad y los desvíos de la trayectoria y actúa sobre el motor o frenando alguna rueda ¿En qué situaciones interviene? Incrementa las seguridad activa en todas las situaciones de conducción, sobre todo en las curvas, donde se generan grandes fuerzas de desplazamiento lateral. 18

19 Descripción sistema ESP (3)
¿Se debe cambiar el modo de conducir con ESP? No. El ESP no obliga a conducir de modo diferente al acostumbrado. Proporciona uniformidad en la estabilidad y es capaz de “perdonar” algunos pequeños errores Pero tampoco hace milagros y NO soluciona los problemas cuando se superan los límites de las leyes físicas ¿Cuándo conviene desactivar el ESP? Cuando se conduce con cadenas, sobre suelo embarrado y cuando en taller tengan que probar el coche en un banco de pruebas de potencia ¿Cómo se si está no activado? Cuando se desconecta se enciende permanentemente un testigo luminoso 19

20 Descripción sistema ESP (4)
ELEMENTOS DEL SISTEMA Sensor del número de revoluciones de cada rueda Sensor del movimiento de giro del coche alrededor de un eje vertical Ruedas delanteras con ASR: control de tracción Un microprocesador, con las señales de los sensores, calcula cuándo y cómo debe actuar Las 4 ruedas cuentan con ABS 20

21 Descripción sistema ESP (5)
Video de Continental Video Exige ESP 21

22 ELECTRICIDAD DEL AUTOMOVIL
Tema 10.1 ELECTRICIDAD DEL AUTOMOVIL Elementos principales: Sistema de encendido – Dinamo / Alternador – Batería – Motor de arranque Otros: Ha ido evolucionando, incorporando elementos de seguridad o confort: Sistema de alumbrado, limpiaparabrisas, limpialunetas, elevalunas, calefacción, encendedor, radio, DVD, etc. Para ello dispone de: Generador: Dinamo (en desuso) o alternador movido por el motor. Batería. Para almacenar la energía generada por el alternador y alimentar el motor de arranque.

23 Sistemas de encendido Se encarga de aportar la energía para iniciar la combustión en los motores de gasolina. Tipos de sistemas de encendido: Encendido convencional (por ruptor) Encendido electrónico (descarga de condensador) Encendido electrónico sin contactos (transistorizado) Encendido electrónico integral Sistema de encendido DIS (Direct Ignition System)

24 Sistema encendido - Ruptor
Recordamos…en vez de bomba de inyección (regula el momento de la inyección de combustible) necesita un Distribuidor o Delco: distribuye la tensión a cada bujía en el momento adecuado para iniciar la explosión de la mezcla. Consta de: Bobina de encendido, resistencia, ruptor (platinos), condensador, Distribuidor, avance centrifugo, avance por vacío, cables y bujías. El eje gira a mitad de revoluciones del Cigüeñal: una explosión en cada cilindro cada dos vueltas de cigüeñal (una vuelta del Delco)

25 Sistema encendido - Ruptor
Con el contacto puesto, la bobina está conectada a masa a través de los platinos, acumulando energía (energía magnética). Al abrir el contacto, la corriente circula por el condensador (en paralelo con los contactos) cargándolo (centenares de voltios), evitando perder parte de la tensión en bobina primaria. Por la relación del número de espiras, la tensión en la bobina secundaria está entre V y V. La tensión de la bobina secundaria se manda por cable de alta tensión hasta el distribuidor, que reparte a la bujía de cada cilindro.

26 Sistema encendido electrónico por descarga de condensador
Se sustituye el ruptor por un generador de pulsos-tiristor, que carga un condensador. Luego se descarga, generando la alta tensión que hace saltar la chispa. Se consiguen tensiones mas elevadas y constante en una gama de rpm mas alta que con ruptor-bobina-condensador (límites mecánicos). Desventaja: duración menor de la chispa. Lo que limita su uso en motores utilitarios. Mas adecuado para motores de competición (altas rpm). Funcionamiento, al poner el contacto, se carga un condensador (a través del tiristor) almacenando energía. El condensador alimenta la bobina primaria y la alta tensión de la bobina secundaria se reparte con el distribuidor.

27 Sistema encendido electrónico sin contactos
Se suprime el condensador. El ruptor se sustituye por generador de impulsos inductivo. Una centralita conecta un amplificador de impulsos, que alimenta a la bobina primaria en el momento adecuado. Muy usado en turismos de gama media. La alta tensión generada en la bobina secundaria se distribuye a cada bujía con el distribuidor.

28 Sistema encendido electrónico integral
Elimina cualquier sistema mecánico en la generación/control de la chispa: - Un sensor de rpm (sustituye al regulador centrífugo) - Un sensor de presión de carga del motor (sustituye al regulador de vacío) Ventajas: Adapta el encendido a las situaciones variables del motor. Posibilita incluir otros parámetros (temperatura, caudal colector admisión, etc.) Facilita el arranque, marcha mas estable al ralentí, menor consumo.

29 Sistema encendido DIS (Direct Ignition System)
Sistema sin distribuidor: no hay ninguna parte mecánica y/ móvil Envía la chispa a dos cilindros, uno que va a realizar la combustión y otro que no (escape), de forma que perdemos una de las chispas, pero ya no se precisa el distribuidor. Necesitamos datos que nos aportan los sistemas de control, para saber en que momento se debe lanzar la chispa. Mas precisión en el avance de encendido y mas preciso a elevadas rpm.

30 ELECTRICIDAD DEL AUTOMÓVIL
DINAMO: Transforma energía mecánica del motor en energía eléctrica en forma de tensión continua. Su misión es reponer /acumular la energía gastada de la batería y alimentar directamente a los demás consumidores: Consiste en un rotor formado por un conjunto de bobinas que es movido por una correa unida al cigüeñal. Las bobinas inductoras (excitaciòn) se conectan en paralelo. La tensión generada suele ser de 6 V o 12 V. Entre batería y dinamo, hay que montar un disyuntor que impide que la corriente fluya de la batería a la dinamo y se descargue. Tema 10.2 Necesitan mas revoluciones que el alternador para cargar la batería. Desde los años 70 se han venido sustituyendo por los alternadores.

31 ELECTRICIDAD DEL AUTOMÓVIL
Tema 10.3 ELECTRICIDAD DEL AUTOMÓVIL ALTERNADOR: Transforma energía mecánica del motor en energía eléctrica en forma de tensión alterna. Su misión es reponer /acumular la energía gastada de la batería y alimentar directamente a los demás consumidores en funcionamiento (cada vez más). Consiste en un rotor formado por un conjunto de electroimanes o polos que es movido por una correa unida al cigüeñal. En el estator las bobinas inducidas trifásicas, son rectificadas por un puente de diodos. La corriente rectificada es regulada antes de salir al polo positivo. Necesitan menos revoluciones para cargar la batería: incluso al ralentí. Los diodos rectificadores también evitan la descarga de la batería. Para misma potencia pesan menos. Mayor duración y escaso mantenimiento.

32 Tema 10.4 BATERÍA Elemento que almacena energía eléctrica en forma de energía química. Carga: PbO2 + 2H2SO4 + 2e- → 2H2O + Pb + SO42- Descarga: Pb + SO42- → PbSO4 + 2e- La corriente eléctrica generada por dinamo o alternador se almacena para cuando se necesite (arrancar motor o alimentar un dispositivo). Las de Plomo (mas usuales) están constituídas por placas de plomo que forman unas celdas con pasta de óxido de plomo entre ellas. Entre una placa y otra hay un aislante que impide el contacto y cortocircuitos. Todo está sumergido en un electrolito de agua y 34 % de ácido sulfúrico.

33 % de la carga en la batería
Funciones: La batería suministra corriente al motor de arranque y el encendido del motor de gasolina cuando se pone en marcha. En caso de avería del alternador o en condiciones de gran consumo (de noche, o con muchos servicios conectados: luneta térmica, antinieblas, etc.) en que el generador no sea suficiente. La densidad del electrolito está relacionada con la carga almacenada: Descarga: Pb (placas) + SO42- (líquido) → PbSO4 (placa) + 2e- Densidad a 30º C Tensión a 30º C en voltios % de la carga en la batería 1.295 2.14 100 1.265 2.12 80 1.230 2.07 60 1.190 2.05 40 1.150 2.00 20 1.110 1.97

34 BATERÍA Mantenimiento:
Evitar sulfatación de los bornes mediante vaselina y limpieza de las proximidades. (disminuye la resistencia de contacto y evita corrosiones) Mantener nivel del electrolito 1 cm por encima de las placas (por calentamiento el agua se evapora) con agua desionizada. Cómo saber la polaridad de cada borne: Vienen marcados (+ / -) El positivo es de mayor diámetro, suele presentar un color más oscuro. Si los conectamos a vasos de agua con sal, el de más burbujas es el negativo. Con un polímetro.

35 Tema 10.5 MOTOR DE ARRANQUE Para empezar a funcionar hay que hacer girar el motor a más de 300 rpm. Para girar el motor se usa un motor eléctrico que se acopla a la corona del volante del cigüeñal. Utiliza la energía almacenada en la batería. Al girar la llave contacto se activa el relé acoplado al motor de arranque que realiza dos tareas: - Una horquilla desplaza el conjunto piñón-Bendix - Al final de su recorrido conecta la batería a las bobinas del motor de arranque, haciendo girar el conjunto motor.

36 MOTOR DE ARRANQUE El dispositivo bendix (patentado) permite que un piñón del motor eléctrico de arranque engrane o desengrane automáticamente con el volante del motor. Cuando el conductor da arranque girando la llave se acopla pero cuando arranca el motor, se desacopla automáticamente. La desconexión es necesaria por la relación del conjunto corona-piñón (orden de 10) así al ralentí (sobre 1000 rpm) el motor de aranque giraría a y se estropearía. En vehículos con cambio automático la tensión que alimenta al relé pasa por un contacto que solo está cerrado si está en posición Neutral.

37 MOTOR DE ARRANQUE: sistema Bendix

38 Sistema de distribución
Es el encargado de regular la entrada y salida de fluidos (gases o líquidos) en el cilindro. Es un conjunto de piezas que, accionadas por el mismo motor, abren y cierran las válvulas de entrada y salida de gases.

39 Sistema de distribución: Árbol de levas
Acciona las válvulas de admisión y escape de forma sincronizada en coordinación con el movimiento de los pistones. En motores antiguos estaban en el bloque motor. Necesitaban empujadores y balancines (Izq). En la actualidad casi todos lo llevan en la culata: árbol de levas en cabeza, con actuación directa sobre la cabeza de la válvula (Derecha). En motores sencillo (dos válvulas por cilindro) puede ser solo uno. En otros suelen estar duplicados: uno para válvulas de admisión y otro para las de escape.

40 Sistema de distribución
Componentes: Engranaje de distribución en cigüeñal Correa de distribución: cadena o de caucho dentada (menos ruidosa, mas frágil) Árbol de levas (eje con levas talladas. Sus ángulos determinan el momento de apertura/cierre). Válvulas (cabeza, vástago y cola, muelles). La cabeza debe resistir altas temperaturas. Para dilataciones necesitan un huelgo: juego de taqué. El/los árboles de levas giran a mitad de revoluciones del cigüeñal

41 FIN 41