U.D. 3 AUTOMOVILISMO temas 6 al 9

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1 U.D. 3 AUTOMOVILISMO temas 6 al 9

2 Sistema de Lubricación
La lubricación reduce el desgaste y el rozamiento debido a la fricción entre las partes y lo preserva de agentes corrosivos procedentes del combustible o de las altas temperaturas. Los lubricantes favorecen un mejor y más silencioso funcionamiento y alargan la vida del motor. Cárter: Parte inferior del motor que contiene entre 3 y 5 litros de aceite. La estanqueidad del conjunto se consigue con juntas sintéticas o materiales blandos (retenes, Junta de cárter y culata). Desde el punto de vista ambiental es importante evitar las pérdidas de aceite que suelen aparecer a los 5 años o a los km.

3 Sistema de Lubricación
El aceite llega a todas las partes móviles impulsado por una bomba y a través de conductos interiores, de tal forma que se forma una fina película protectora que reduce el rozamiento, disipa el calor, evitando la rotura y el desgaste rápido. La bomba de aceite, compuesta de 2 ruedas dentadas, es movida por el propio motor.

4 Sistema de Lubricación
Clases de aceite: Diesel y gasolina, Sintéticos y minerales (derivados del petróleo) Aditivos: Grafito, molibdeno, parafinas, antioxidantes, detergentes, etc. Sistemas de engrase: A presión: La bomba recoge el aceite del cárter y lo reparte por el motor a través de conductos taladrados en cigüeñal, bielas, bulón, bloque cilindros, culata, árbol de levas. Por barboteo: El diseño de ciertas piezas hace que el aceite se disperse, salpique y forme una neblina. Mixto: Combinación de ambos.

5 Sistema de Lubricación por barboteo
La neblina de aceite que se forma en el cárter debido al movimiento del cigüeñal y el propio combustible (mejor el gasoil que la gasolina) se encargan de lubricar las paredes interiores del cilindro.

6 Sistema de Lubricación
Elementos del sistema Bomba de aceite: De engranajes o de rotor. Regulador de presión: Filtro: Evita obstrucciones. Retiene partículas metálicas y emulsiones

7 Sistema de Lubricación
Elementos del sistema Otros elementos opcionales: Manómetro indicador: Siempre un testigo baja presión Radiador de aceite, tapón de vaciado imantado Ventilación del cárter: Disminuye contaminación

8 Sistema de Lubricación - Propiedades del aceite
Viscosidad  Es una medida de la resistencia a moverse por un conducto. Si el aceite es demasiado viscoso cuando el motor está frío, no circulará por su interior. Y si se hace muy poco viscoso cuando está caliente, no proporcionará la protección adecuada a las piezas del motor ¿Qué significan los números del aceite? Vienen indicados con una denominación SAE 0W, 10W, 15W, 20W, 25W (grados de invierno: medidos entre -35 ºC y -10 ºC) 20, 30, 40, 50 y 60 (grados de verano: medidos a T>100 ºC) Aceites monogrado y multigrado Monogrado: Cumple un solo grado SAE de verano o invierno (añade W) Los aceites multigrado tienen dos números para el grado de viscosidad, lo cual indica que pueden mantener el rendimiento del motor a temperaturas altas y bajas. SAE 10W-40 A baja temp. se comporta como SAE 10 y a alta temp. como SAE40

9 Sistema de Lubricación - Propiedades del aceite
Aditivos: se añaden para mejorar su comportamiento: reductores rozamiento, detergentes, antioxidantes, etc. Aceites minerales y sintéticos Mineral: extraído por destilación del petróleo Sintético: desarrollado por procesos químicos, seleccionando los elementos que dan mejores propiedades La fluidez es mejor a bajas temperaturas, que es cuando mas sufre un motor Son mas resistentes al calor y mas fácil añadir aditivos específicos Son menos volátiles

10 Sistema de Lubricación - Ventajas aceites multigrado
Facilitan arranque en frio: garantiza buen engrase cuando motor está frio (dura mas) y mayor vida batería y motor de arranque Eliminan necesidad de cambios de aceite estacionales. P.ej. SAE20 inverno, SAE 40 verano Mejora rendimiento motor a bajas temperaturas: las tolerancias en los motores modernos son cada vez menores, el aceite debe fluir mejor para llegar a las piezas vitales del motor, especialmente la lubricación del turbocompresor y el árbol de levas en cabeza. Se comportan mejor a altas temperaturas: la película de aceite mas resistente ante altas cargas mecánicas, disminuye el desgaste del motor Se consume menos aceite lubricante porque se consigue sellar mejor entre aros y cilindro La temperatura del aceite en cárter es menor: pasar de un SAE40 a un SAE 15W-40 disminuye la temperatura entre 20 y 30 ºC Los aceites se deterioran menos, alargando tiempo entre cambios

11 Sistema de Refrigeración
Es necesario mantener la temperatura exterior del motor entre los 85º y 95 º C, si bien en el interior es mucho más elevada. Refrigeración por agua: Es el sistema más empleado. El agua circula por unos espacios huecos del motor y refrigera los alrededores de los cilindros (camisas) y culata. El agua del circuito se refrigera por medio del radiador, ayudándose de un ventilador regulado con un termostato cuando el vehículo está parado. El agua lleva glicerina o alcohol como anticongelante, que rebaja la T de congelación a 20ºC bajo cero.

12 Sistema de Refrigeración
Radiadores: tubular, de panal, de láminas de agua. El agua circula por el motor por termosifón o por bomba de agua centrífuga acoplada al cigüeñal.

13 Sistema de Refrigeración
Termostato es una válvula que regula la temperatura del agua. Al arrancar el agua solo circula por el motor. Cuando sube la temperatura va abriendo el paso hacia el radiador, para que siempre sea la óptima de funcionamiento. Calefacción: desviando el flujo del agua del radiador se calienta el interior

14 Sistema de Refrigeración Refrigeración por aire
Empleado en motocicletas y algunos automóviles El aire refrigera el exterior del motor, que dispone de unas aletas a tal fin y, en ocasiones, de un ventilador. Es un sistema más sencillo, con menos averías pero más ruidoso (La camisa de agua amortigua el sonido de la explosiones)

15 Sistema de transmisión
Está formado por los mecanismos que transmiten el movimiento del motor a las ruedas motrices. La tracción puede ser delantera, trasera o 4 x 4. Embrague Caja de cambios Árbol de transmisión Puente trasero con Diferencial Palieres

16 Sistema de transmisión
Está formado por los mecanismos que transmiten el movimiento del motor a las ruedas motrices. La tracción puede ser delantera, trasera o 4 x 4. Embrague Caja de cambios Diferencial Palieres

17 Sistema de transmisión
Está formado por los mecanismos que transmiten el movimiento del motor a las ruedas motrices. La tracción puede ser delantera, trasera o 4 x 4 Embrague Caja de cambios Árbol de transmisión Diferencial Central Semieje delan-tras Diferencial delant-tras Palieres

18 Sistema de transmisión
Embrague: Al pisar el embrague, aisla el movimiento giratorio del cigüeñal de la caja de cambios cuando se quiere cambiar de velocidad de marcha. Suelen ser de tipo de fricción, que facilita un acoplamiento suave. Otros tipos: discos múltiples, hidráulico, automático y turbo-embrague

19 Sistema de transmisión
Caja de cambio: Para mantener el motor en la velocidad de régimen, (De 2000 a 4000 rpm) se emplea la caja de cambio, en la que las rpm se reducen mediante engranajes antes de llegar a las ruedas. Para reducir ruidos y desgastes innecesarios los engranajes no son rectos, sino helicoidales y se usan sincronizadores para igualar velocidades.

20 Sistema de transmisión
Elementos de la caja de cambio: Carcasa Eje primario (1) Eje secundario (2) Eje intermediario o contraeje (3) Piñón o engranaje de giro. (4) Palanca de mando (5) (5) (2) (1) (4) (3)

21 Sistema de transmisión
Árbol de transmisión y puente trasero (diferencial): En caso de tracción trasera con motor delantero

22 Sistema de transmisión Árbol de transmisión y puente trasero
El giro del árbol de transmisión se comunica al eje trasero mediante el piñón de ataque verde que hace girar la corona azul. Esta corona arrastra dos piñones marrones, que pueden girar libres sobre sus ejes. Estos piñones engranan con los dos palieres azul y rojo Si las dos ruedas giran a distinta velocidad los piñones marrones giran sobre si mismos, Permitiendo transmitir par motor a diferentes velocidades. La función del diferencial es permitir que en las curvas el eje interior gire a menos velocidad que el exterior.

23 Sistema de transmisión Árbol de transmisión y puente trasero
Cuando las dos ruedas van a la misma velocidad.. los piñones marrones (verde claro) no giran sobre su eje pero sí acompañan el movimiento de la corona verde oscuro.

24 Sistema de transmisión Suspensión y Árbol de transmisión
Los desplazamientos de la suspensión requiere un elemento de conexión en el árbol de transmisión que admita variaciones de alineación: junta cardan y de distancia: telescópico

25 Sistema de transmisión Suspensión y Árbol de transmisión
Los desplazamientos de la suspensión requiere un elemento de conexión en el árbol de transmisión que admita variaciones de distancia: telescópico Por la geometría de las juntas cardan las velocidades de los dos ejes no son constantes en todo momento. Varían con el ángulo girado Provoca aceleraciones y deceleraciones: esfuerzos en los elementos conectados

26 Sistema de transmisión
Juntas Homocinéticas Para evitar el inconveniente de las juntas Cardan se montan homocinéticas Dos tipos: Doble cardan: el aumento de velocidad que provoca la primera lo compensa la otra. Así los ejes extremos giran a misma velocidad. Ocupan mucho espacio Homocinética Glaencer-Spicer. (igual velocidad) Similar a anterior pero comparten uno de los ejes, por lo ocupan menos espacio

27 Sistema de transmisión
Juntas Homocinéticas Homocinética Rzeppa. (o de bolas). La mas usada Suelen ir combinadas: Glaenzer en caja de cambios y Rzeppa en el lado rueda Homocinética Tracta. Diseño muy sencillo, fácil de fabricar (de los años 1920). Ángulo efectivo limitado a 45º. Problemas de rozamiento con pares elevados

28 Sistema de suspensión Tema 9
Su función es amortiguar las irregularidades de la carretera. Formado por: 1.- Neumáticos: Permiten el desplazamiento del vehículo y absorben los pequeños desniveles. 2.- Muelles amortiguadores: Absorben los grandes movimientos. Soportan el peso de la carrocería al comprimirse en los movimientos bruscos de inercia en frenadas y curvas. 3.- Barras estabilizadoras: Ejes de torsión que se flexionan con los movimientos de las ruedas. Limitan la inclinación de la carrocería Tema 9

29 Sistema de suspensión 4.- Amortiguadores: Complementan los elementos anteriores, asegurando que las ruedas no se separen del firme. Mantienen las ruedas en contacto permanente con la carretera

30 Dirección Actúa generalmente sobre las ruedas delanteras.
Cuando el vehículo gira las ruedas directrices deben permanecer paralelas entre sí. Para ello las ruedas van unidas a las manguetas y bieleta, unidas por la cremallera de dirección.

31 Dirección 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.

32 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.

33 Dirección Dirección asistida
Reduce el esfuerzo necesario para girar las ruedas Una bomba hidráulica suministra aceite hidráulico a alta presión El volante además de mover la cremallera actúa sobre una válvula rotativa que deja pasar el aceite y ayuda al movimiento de la cremallera. Sin presión cuesta mas, pero gira

34 Dirección Servodirección
Una bomba hidráulica suministra aceite hidráulico a alta presión El volante además solo actúa sobre una válvula rotativa que deja pasar el aceite a unos pistones que mueven la cremallera. Sin presión NO GIRA. Muchos autobuses, camiones, maquinaria, etc.

35 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. Ángulo de caída o despunte: Inclinación hacia dentro de las manguetas. Ángulo de convergencia o divergencia: Contrarresta la tendencia a abrirse de las ruedas.

36 Geometría de la dirección.
Ángulo de avance: Ángulo de salida: Ángulo de caída o despunte: Ángulo de convergencia o divergencia:

37 Sistemas de transmisión de frenado:
Sistema de frenos Permite al conductor detener el vehículo 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. El frenado debe ser paulatino para ser más efectivo y suave. 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.

38 Sistema de frenos Sistemas para frenar las ruedas:
Tambor: Tambor metálico y hueco solidario a la rueda, por cuyo interior unas zapatas presionan y detienen la rueda. Disco: Disco metálico solidario a la rueda sobre la cual se presionan unas pastillas con material de fricción. Evacuan mejor el calor generado. Pueden tener mas superficie.

39 Descripción sistema ABS (1)
El sistema clásico de freno consta de bomba, servofreno (booster), conducciones hasta pistones (en tambor o en disco) y aplica la misma presión a cada rueda que tienen diferentes fuerzas normales… diferentes límites de deslizamiento En situaciones de frenadas apuradas, disminución del rozamiento entre ruedas y calzada, equilibradas o no, 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 39

40 Descripción sistema ABS (2)
El sistema ABS añade a lo anterior, sensores de velocidad, bomba eléctrica, electro válvulas y lógica de control 40

41 Descripción sistema ABS (3)
Informaciones Físicas (señales eléctricas): - Velocidad de las cuatro ruedas - Información del contactor de luces de stop - Resultados de los test de control (estado Bomba, captadores y electroválvulas) Informaciones calculadas: - Velocidad de referencia: calculada en función de las velocidades de las cuatro ruedas - Deslizamiento de cada rueda: diferencia con la de velocidad de referencia - Aceleraciones y deceleraciones de cada rueda: por la evolución de la velocidad de cada rueda en el tiempo SIGUE….. 41

42 Descripción sistema ABS (4)
Informaciones calculadas: Reconocimiento de las condiciones de rodaje: la lógica debe adaptarse a diferentes condiciones de rodaje: - Viraje: Las detecta por observación de las diferencias de velocidades de las ruedas traseras (interior mas lenta que la exterior) Transición de adherencia (baja a alta o a la inversa): Los deslizamientos de las ruedas y los valores de aceleración-deceleración permiten estimarla Adherencia asimétrica: Dos ruedas del mismo lado en alta adherencia y las otras dos en baja. En base a compara los deslizamientos de las ruedas del mismo lado con las del otro Función del contactor de las luces de stop: permite abandonar el modo ABS lo mas rápidamente posible cuando sea necesario Detectores de rueda Miden la velocidad instantánea de cada rueda por inducción electromagnética, generando un tren de pulsos proporcional a la velocidad Actulamente miden la velocidad de las cuatro ruedas independientemente 42

43 Descripción sistema ABS (5)
Ruido y confort de la regulación. La regulación ABS conlleva aperturas y cierres de las electroválvulas Esto genera ruidos y vibraciones que se dejan sentir en mayor o menor medida dependiendo del aislamiento acústico de cada coche En la mayor parte de los sistemas se detecta una ligera vibración en el pedal cuando está activo el ABS, que es totalmente normal y puede servir de señal de advertencia para adaptar la conducción a las condiciones presentes 43

44 Descripción sistema ABS (6)
Funcionamiento hidráulico del ABS. Si la fuerza de frenado es menor que la fuerza de adherencia, el sistema ABS no se activa Si la fuerza de frenado es mayor (las ruedas tienden a bloquearse) el sistema ABS se activa: hay frenado con regulación con tres estados posibles: Mantenimiento de la presión: la electroválvula de admisión se cierra, aislando la bomba del pistón de freno, impidiendo que se aplique mas presión Disminución de la presión: Solo pasa a esta fase si la anterior ha sido insuficiente (la rueda seguía bloqueada). La electroválvula de admisión permanece cerrada y abre la de escape y acciona la bomba evacuando el líquido de los acumuladores, bajando instantáneamente la presión Aumento de presión: La electroválvula de escape se cierra y se abre la de admisión uniendo la bomba de frenos con el pistón, aumentando la presión y la fuerza de frenado En cualquier instante, levantando la presión sobre el pedal de freno, se anula la presión y el ABS 44

45 Descripción sistema ABS (7)
Un conductor muy bien entrenado puede mejorar en determinadas circunstancias el funcionamiento del ABS Para la mayoría de los conductores supone una ayuda importante y muy conveniente Hay que saber que en algunos coches se siente la vibración cuando el sistema está actuando, lejos de levantar el pié 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 cercano la de deslizamiento y por tanto donde la fuerza de rozamiento es máxima 45

46 Descripción sistema ESP (1)
Su función: Evitar que un automóvil derrape como consecuencia de un volantazo o una maniobra brusca Su aportación: Se estima en un 50% la reducción en número de accidentes de tráfico Mucha gente no sabe exactamente en que consiste y para qué sirve. No ayuda a aclarar esto la sopa de letras de los diferentes fabricantes: ASC, DSC, ESC, etc. El mas utilizado es el ESP (Programa electrónico de estabilidad) Afortunadamente la tendencia actual de los fabricantes es incorporarlo de serie. (en la actualidad muchos lo ofrecen como opción entre 400 y 700 euros) Según encuesta de Bosch, solo un 14 % conoce correctamente este sistema de seguridad. En España, del 7 % en el 2000 hemos pasado a un 29% de los matriculados en 2004, frente a un 64 % en Alemania. La tendencia de su incorporación como equipamiento de serie es creciente 46

47 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 e 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. 47

48 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 48

49 Descripción sistema ESP (4)
ELEMENTOS DEL SISTEMA Sensor del número de revoluciones de cada rueda Sensor del rango 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 49

50 Descripción sistema ESP (5)
Para esquivar un obstáculo, el conductor gira el volante a la izquierda El sensor del ángulo de giro comprueba que el vehículo no cambia de dirección 50

51 Descripción sistema ESP (6)
El ESP frena intensamente la rueda trasera izquierda para aumentar la capacidad de giro 51

52 Descripción sistema ESP (7)
Salvado el obstáculo, el conductor gira el volante a la derecha para volver a su carril Si el giro es demasiado brusco, el ESP frena la rueda delantera izquierda para estabilizar el coche 52

53 Descripción sistema ESP (8)
Video de Continental Video Exige ESP 53