TREN DE FUERZA MOTRIZ DISEÑO DEL SISTEMA DE EMBRAGUE DONCENTE: ING. PAÚL NARVAEZ REALIZADO POR: JOHN CHACHA, GABRIEL NARVAEZ, WALTER SOLANO, JORGE VILLA.

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1 TREN DE FUERZA MOTRIZ DISEÑO DEL SISTEMA DE EMBRAGUE DONCENTE: ING. PAÚL NARVAEZ REALIZADO POR: JOHN CHACHA, GABRIEL NARVAEZ, WALTER SOLANO, JORGE VILLA.

2 OBJETIVO GENERAL DEMOSTRAR MEDIANTE CÁLCULOS QUE EL SISTEMA DE EMBRAGUE ESTÁ BIEN DIMENSIONADO. OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Definir el tipo de sistema de embrague de un vehículo del medio.  Establecer el tipo de sistema de mando en el sistema de embrague  Calcular los parámetros de diseño del sistema de embrague  Definir el material y las propiedades de los componentes del sistema  Generar un análisis del diseño en base a los resultados obtenidos.

3 Marco Teórico El embrague transmite la potencia del motor a la caja de cambios y permite que la transmisión sea interrumpida, mientras un engranaje se selecciona para abandonar una posición fija o cuando los engranajes se cambian mientras el auto está en movimiento. La mayoría de los autos utilizan un embrague a fricción que funciona por medio de líquido (hidráulico) o mediante un cable. Cuando un auto se mueve con poca potencia, el embrague participa. Un plato de presión atornillado al volante motor, ejerce fuerza constante por medio de un resorte de diafragma sobre el plato de transmisión.

4 CÁLCULOS DE LOS TIRANTES La transmisión de la mitad del par que sufre el tirante es despreciable debido a las tensiones acumuladas en la flecha que sufre el tirante cuando este tiene que levantar el plato alejándolo del disco. Entonces para un óptimo diseño del tirante se calcula el estado tensional asociado a las flechas máximas de trabajo, se usará un material que soporte más que las tensiones máximas.[1] En la fase de levantamiento del plato; sobre cada uno de los tirantes está actuando una fuerza de levantamiento que hace que el elemento se doble en cierto valor. Para calcular este valor el tirante tiene una longitud “L” se considera al tirante como una viga empotrada.[1] Parámetros característicos de los tirantes eEspesor bAnchura Llongitud lMomento de Inercia b*e^3/12 fflecha que sufre el tirante MMomento en el empotramiento FCarga aplicada(N) tensión n/mm^2 KRigidez del tirante EMódulo de Young Tabla 2. Par á metros caracter í sticos de los tirantes.

5 Figura 5. Esquema para caculo de los tirantes.[2] Dónde:  E es el módulo de Young.  f es la flecha del tirante  b es el ancho del tirante  e es el espesor  L el la longitud

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7 CÁLCULO DE LAS PATILLAS DEL DIAFRAGMA. Las patillas son los elementos que sale de la arandela hacia el centro de plato en dirección radial y tienen como función trasmitir la carga proveniente de la horquilla. Lo que se pretende con estos elementos es que se flexionen cuando se les aplique una determinada carga.[3] Dónde:  b es el ancho de la patilla en la zona del cojinete  B es el ancho de la patilla en la zona de apoyo  E es el módulo de Young del diafragma.  t es el espesor de la patilla  Les la longitud de la patilla

8 DESARROLLO Para comenzar con los cálculos primero debemos conocer las características del vehículo en el que vamos a trabajar, estos datos nos servirán para comparar con los valores calculados. Características del vehículo Cilindrada1.0 L TransmisiónTracción Torque 77Nm a 3200 rpm 120Nm a 3500 rpm Potencia 36Kw a 5100 rpm 60Kw a 5500 rpm Fuerza de empuje (Embrague)8000 N

9 Cálculo de los componentes del conjunto de presión Cálculos de los tirantes Cálculo de las patillas del diafragma. Cálculo de los muelles del sistema de amortiguación. Cálculos realizados en el mando del embrague. Calculo de relación de fuerzas en el embrague. Rediseño del sistema.

10 CÁLCULOS DE LOS TIRANTES Los tirantes se encuentran en la unión entre plato de presión y la carcasa los mismos que debe cumplir ciertas características como: Permitir el desplazamiento del plato de presión hacia el desgaste. Cuando está desembragado se debe tirar del plato alejándolo de los forros. El tirante debe transmitir la mitad del par motor (que es lo que debe transmitir el plato a una de las caras del forro). Se van a utilizar tres tirantes dispuestos a 120° y deben ser capaces de levantar el plato de presión de asegurando un levantamiento de 1.3 mm que es el levantamiento mínimo del conjunto y el más común.

11 Si se usa un tirante de 60 mm de longitud con 12 mm de ancho y 1 mm de espesor Por lo tanto los tirantes son capaces de levantar el plato.

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13 Se van a utilizar un diafragma con 12 patillas. Datos: CÁLCULO DE LAS PATILLAS DEL DIAFRAGMA  b es el ancho de la patilla en la zona del cojinete  B es el ancho de la patilla en la zona de apoyo  E es el módulo de Young del diafragma.  t es el espesor de la patilla  Les la longitud de la patilla  Dm diámetro de aplicación del cojinete  Di interior de la arandela

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15 CÁLCULO DE LOS MUELLES DEL SISTEMA DE AMORTIGUACIÓN. Donde  K es un coeficiente de seguridad 1.2  Cm es el par motor del vehículo. Calculando se obtiene:

16 La carga máxima que soporta cada muelle es el siguiente: Donde R es el radio. Las ventanas están situadas a 37 mm del centro tiene una longitud de 37 mm y un ancho 16mm.

17 CÁLCULOS REALIZADOS EN EL MANDO DEL EMBRAGUE.

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19 REDISEÑO DEL SISTEMA. El sistema actual del embrague, necesita demasiada fuerza por parte del conductor para desembragar el sistema, por lo cual se ha logrado modificar el sistema a las características que se muestran en la figura Sistema de Embrague Mecánico Mejorado

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22 CONCLUSIONES ElementoValor CalculadoValor Real Tirantes Diafragma Par trasmitido216 Nm.120Nm. El diafragma y los tirantes del plato de presión están bien diseñados porque: Los tirantes soportan 38.8 N y la carga a la que están sometidos es de 24.525 N. Las patillas del diafragma soportan 726.6 N y la carga a la que están sometidos es de 500 N. Y el par trasmitido es de 216 Nm y debe soportar 120Nm y es mayor a este. Comparación de valores calculados con los reales

23 Fuerzas calculadas con el rediseñoFuerzas en el pedal En el cálculo del mando el embrague obtuvimos que para el desembragado se necesita una fuerza de 47.5Kgf lo cual no es recomendado debido, lo cual no es cómodo para el conductor por lo que se tuvo que rediseñar el conjunto del mando, una vez rediseñado se obtuvo una fuerza de 12 kgf lo cual es recomendado. Por lo que se puede observar que el mando del sistema de embrague está mal dimensionado. Comparación de valores calculados con los reales

24 Bibliografia «DISEÑO DEL EMBRAGUE MEC», yumpu.com. [En línea]. Disponible en: https://www.yumpu.com/es/document/view/14487496/diseno-del-embrague-de-un-vehiculo-archivo- abierto-institucional-/145. [Accedido: 8-nov-2016]. «Embragues de diseño básico | Embrague y Freno Eléctrico | Imán y Armadura | Warner Electric». [En línea]. Disponible en: http://www.warnerelectric.com/es/basic-design-clutch-products.asp. [Accedido: 8- nov-2016]. «Discos de fricción para servotransmisión, frenos y embrague - Obras públicas». [En línea]. Disponible en: http://www.interempresas.net/ObrasPublicas/Articulos/21467-Discos-de-friccion-para-servotransmision- frenos-y-embrague.html. [Accedido: 8-nov-2016]. «Material de Fricción | www.frenossauleda.com». [En línea]. Disponible en: http://www.frenossauleda.com/friction/?q=es/materiales. [Accedido: 8-nov-2016]. «Sistema de embrague de fricción, parte 5 (Desarrollo y elección de materiales) – 8000vueltas.com». [En línea]. Disponible en: http://8000vueltas.com/2008/08/18/sistema-de-embrague-de-friccion-parte-5- desarrollo-y-eleccion-de-materiales. [Accedido: 8-nov-2016]. «Sistema de embrague de fricción, parte 5 (Desarrollo y elección de materiales) – 8000vueltas.com»..

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