Dispositivos de frenado - Frenos de Tambor

Dispositivos de frenado
Para frenar el vehículo se necesita absorber la energía cinética producida en su desplazamiento. Esto se realiza por fricción entre dos piezas de elevado coeficiente de adherencia, una de ellas fija, como son las zapatas o pastillas de freno, y la otra móvil, que pueden ser los tambores o los discos de freno, según se empleen frenos de tambor o frenos de disco o la combinación de ambos en las distintas ruedas.
El frotamiento entre sí de estos dos elementos detiene el movimiento de las ruedas y transforma la energía de movimiento en calor, que es disipado a la atmósfera por las corrientes de aire que circulan a través de ellos durante el desplazamiento del vehículo.


Según los elementos empleados y la forma de efectuar el desplazamiento de la parte móvil, los frenos empleados en las ruedas pueden ser de dos tipos:

* Frenos de tambor
* Frenos de disco



Frenos de tambor
Este tipo de freno esta constituido por un tambor, que es el elemento móvil, montado sobre el buje de la rueda por medio de unos tornillos o espárragos y tuercas, del cual recibe movimiento, y un plato de freno, elemento fijo sujeto al puente o la mangueta. En este plato van instalados los elementos de fricción, llamados ferodos, y los mecanismos de accionamiento para el desplazamiento de las zapatas.



Tambor
El tambor es la pieza que constituye la parte giratoria del freno y que recibe la casi totalidad del calor desarrollado en el frenado.
Se fabrica en fundición gris perlitica con grafito esferoidal, material que se ha impuesto por su elevada resistencia al desgaste y menor costo de fabricación y que absorbe bien el calor producido por el rozamiento en el frenado. Cabe destacar también, para ciertas aplicaciones, las fundiciones aleadas, de gran dureza y capaces de soportar cargas térmicas muy elevadas.

El tambor va torneado interior y exteriormente para obtener un equilibrado dinámico del mismo, con un mecanizado fino en su zona interior o de fricción para facilitar el acoplamiento con los ferodos sin que se produzcan agarrotamientos. En la zona central lleva practicados unos taladros donde se acoplan los espárragos de sujeción a la rueda y otros orificios que sirven de guía para el centrado de la rueda al buje.
El diámetro de los tambores, según las características del vehículo, esta normalizado según la norma UNE 26 019.

Plato de freno
El plato de freno esta constituido por un plato portafrenos o soporte de chapa embutida y troquelada, sobre el que se monta el bombín o bombines de accionamiento hidráulico y las zapatas de freno y demás elementos de fijación y regulación.
Las zapatas se unen por un extremo al bombín y por el otro a un soporte fijo o regulable; a su vez, se mantienen unidas al plato por medio de un sistema elástico de pasador y muelle, que permite un desplazamiento de aproximación al tambor y las mantiene fijas en su desplazamiento axial. El muelle, que une las dos zapatas, permite el retroceso de las mismas a su posición de reposo cuando cesa la fuerza de desplazamiento efectuada por el bombín.

Forma y características de las zapatas
Las zapatas de freno están formadas por dos chapas de acero soldadas en forma de media luna y recubiertas un su zona exterior por los ferodos o forros de freno, que son los encargados de efectuar el frenado por fricción con el tambor.
Los forros de freno se unen a la zapata metálica por medio de remaches embutidos en el material hasta los 3/4 de espesor del forro para que no rocen con el tambor, o bien pegados con colas de contacto. El encolado favorece la amortiguación de vibraciones y, como consecuencia, disminuyen los ruidos que éstas ocasionan durante el frenado.



Tipos de freno de tambor
Según la forma de acoplamiento de las zapatas al tambor para ejercer el frenado, los frenos de tambor se clasifican en los siguiente tipos:

Freno de tambor Simplex
En este tipo de freno las zapatas van montadas en el plato, fijas por un lado al soporte de articulación y accionadas por medio de un solo bombín de doble pistón. Este tipo de frenos de tambor es de los mas utilizados sobre todo en las ruedas traseras.

Con esta disposición, durante el frenado, una de las zapatas llamada primaria se apoya sobre el tambor en contra del giro del mismo y efectúa una fuerte presión sobre la superficie del tambor. La otra zapata, llamada zapata secundaria, que apoya a favor del giro de la rueda, tiende a ser rechazada por efecto del giro del tambor, lo que hace que la presión de frenado en esta zapata sea inferior a la primaria.

Invirtiendo el sentido de giro, se produce el fenómeno contrario: la zapata primaria se convierte en secundaria y la secundaria en primaria.

Este tipo de freno de tambor se caracteriza por no ser el mas eficaz a la hora de frenar, debido a que las zapatas no apoyan en toda su superficie sobre el tambor, pero destaca por su estabilidad en el coeficiente de rozamiento, es decir, la temperatura que alcanza los frenos en su funcionamiento le afectan menos que a los otros frenos de tambor

Freno de tambor Duplex
En este freno, y con el fin de obtener una mayor fuerza de frenado, se disponen las zapatas en forma que ambas resulten primarias. Para ello se acopla un doble bombín de pistón único e independiente para cada zapata, los cuales reparten por igual las presiones en ambos lados del tambor.
Estos frenos provistos de bastidores con efecto unilateral son muy eficaces pero sensibles a las variaciones del coeficiente de rozamiento. Presentan la ventaja de que, con su empleo, no se ponen de manifiesto reacciones sobre los rodamientos del buje.



Freno de tambor Twinplex
Este tipo de freno de tambor es muy similar al Duplex salvo que los puntos de apoyo de las zapatas en vez de ir fijos se montan flotantes. En este freno las dos zapatas son secundarias, pero por un sistema de articulaciones, trabajando en posición flotante, se acoplan al tambor en toda su superficie, evitando el acuñamiento y ejerciendo una presión uniforme sobre el tambor. En un sentido de giro las dos zapatas actuarían como zapatas primarias y en el otro sentido como zapatas secundarias.

Freno de tambor Duo-servo
Está constituido por dos zapatas primarias en serie, con lo cual se aumenta el efecto de autobloqueo. En este freno, una zapata empuja a la otra mediante una biela de acoplamiento. Es un freno altamente eficaz, pero muy sensible a las variaciones del coeficiente de rozamiento. Se consiguen esfuerzos mas elevados de frenado y las zapatas ejercen en cada sentido de giro igual esfuerzo. Este tipo de freno se emplea mucho en frenos americanos.



Bombines o cilindros de freno de tambor
Estos elementos son los encargados de efectuar el desplazamiento lateral de las zapatas para el frenado del tambor.
Según la finalidad que tienen que cumplir y la clase de freno empleado, se construyen tres tipos principales de bombines:

* Bombín de doble pistón: esta formado por un cilindro (1) con los taladros (8) de amarre al plato portafrenos. En su interior van alojados los pistones (2) en oposición, sobre los que van roscados los tornillos (3) para el apoyo de las zapatas. Las cazoletas de goma (4) hacen de retén para mantener estanco el interior del cilindro y los pistones se mantienen separados por la acción del muelle (5) centrado sobre las dos cazoletas retén (4).
Por el orificio (A), donde se rosca el latiguillo de freno, tiene lugar la entrada de liquido a presión procedente de las canalizaciones del circuito; en el orificio (B) se monta el purgador (6) que sirve para extraer el aire de las canalizaciones. El conjunto va cerrado con los guardapolvos (7), que evitan la entrada de polvo y suciedad al interior del cilindro.

* Bombín de émbolo único: su constitución y funcionamiento es parecido al anterior, lleva un solo émbolo y se utiliza en los sistemas en que las dos zapatas son primarias.

* Bombín de cilindros escalonado: también llamado "bombín diferencial" este modelo tiene dos pistones o émbolos de diámetros diferentes. El pistón mas pequeño empujaría a la zapata primaria (la que mas frena) y el de mas diámetro empujaría a la zapata secundaria (la que menos frena).



Sistema de reglaje de los frenos de tambor
El desgaste que se produce en las frenadas como consecuencia del rozamiento de las zapatas contra el tambor, hace que aquellas queden cada vez mas separadas de este en posición de reposo, lo que supone un mayor recorrido muerto en la acción de frenado y el envió de mayor cantidad de liquido desde la bomba. Para solucionar este problema existen unos sistemas de reglaje que pueden ser manuales o automáticos.

Sistema de reglaje manual:

* Sistema Bendix: en este tipo de freno para aproximar las zapatas al tambor cuando se produce el desgaste de los ferodos, se dispone de un sistema mecánico de accionamiento manual, que consiste, en unas levas excéntricas sobre el plato de frenos que limitan el recorrido tope de las zapatas hacia su posición de retroceso. Las excéntricas forman cuerpo con un eje, cuyo extremo posterior sobresale por la parte trasera del plato de freno, resultando así accesible aun con las rueda montada, lo cual supone que la operación de reglaje pueda ser efectuada sin necesidad de desmontar ningún componente.



* Sistema Girling: en este tipo de freno el reglaje se efectúa sobre el mismo bombín, actuando desde el exterior del plato de freno sobre la corona dentada del émbolo y tornillo ajustador, o sobre el mecanismo ajustador situado en el soporte inferior de apoyo de las zapatas cuyo despiece puede verse en la figura.

Sistemas de reglaje automático
En la actualidad y desde hace bastantes años la mayor parte de los vehículos disponen de un sistema de reglaje automático para sus frenos de tambor. Existen tres tipos de sistemas de reglaje automático: el sistema Bendix, el Lucas Girling y el Teves.

Sistema Bendix
Esta constituido por una palanca (1), articulada en la parte superior de la zapata primaria, que su extremo inferior esta provista de muescas en forma de diente de sierra, con las cuales engrana el trinquete (w), empujado por el muelle (3) y acoplada a la primaria en la ventana (7) de la palanca (1). Ambas zapatas se mantienen en posición de reposo por la acción del muelle (6). La holgura de montaje (H) determina el juego ideal entre zapata y tambor.


Funcionamiento
Al frenar, cuando el juego entre zapatas y tambor es superior al juego (H): las zapatas se separan, la zapata secundaria mueve la bieleta, y mueve también la palanca (1) (después de recorrer el juego H). La palanca se desplaza y pasa un número de dientes sobre el trinquete (2) correspondientes al juego a aproximar.
Al desfrenar, la palanca no puede regresar por el trinquete dentado. El muelle hace que las zapatas hagan contacto sobre la bieleta por acción de la palanca y de la palanca del freno de mano. El juego determina entonces el juego ideal entre zapatas y tambor.



Sistema Girling
Este sistema hace variar la longitud de una biela situada entre las dos zapatas, primaria y secundaria. Esta constituido por una bieleta de longitud variable, merced a una rueda moleteada que hace tope entre las dos mitades que la forman, que encajan una en el interior de la otra, sin roscar. La bieleta apoya por un extremo en la zapata secundaria y por el otro en la palanca y zapata primaria conjuntamente. En los dientes de la rueda moleteada encaja la punta de la leva, que se articula en la zapata secundaria, fijandose a ella también mediante un muelle.

Funcionamiento
Al frenar, las zapatas se separan y liberan así la bieleta. La palanca pivota sobre su eje bajo la acción del muelle y hace girar la rueda del empujador con el dedo: la bieleta se alarga. Si la aproximación es buena (separación pequeña), el esfuerzo ejercido por el resorte es insuficiente para mover la rueda y la longitud de la biela no cambia.
Al desfrenar, las zapatas retornan, la palanca vuelve a su posición inicial, su dedo pasa hacia delante de los dientes de la rueda sin moverla. El alargamiento de la biela ha permitido reducir el juego entre zapatas y tambor.

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Frenos (introducción)

Introducción

El sistema de frenos en un vehículo tiene la misión de reducir la velocidad, hasta llegar a detenerlo si fuera preciso. El efecto de frenado consiste en absorber la energía cinética producida por el vehículo en movimiento, energía que es transformada en calor por el rozamiento mutuo entre los elementos de frenado, tales como zapatas de freno y tambor, pastillas de freno con su disco, etc., y disipado a la atmósfera.
En la acción de frenado intervienen otras fuerzas, además del sistema de frenos. De ellas destacan los rozamientos de los órganos de la transmisión, la resistencia opuesta por el aire al desplazamiento del vehículo y el mismo motor cuando actúa como freno por girar mas rápido las ruedas que el propio motor.

Fuerza de frenado
La fuerza de frenado (Ff) que hay que aplicar a un vehículo para disminuir su velocidad o detenerlo esta en función del peso del vehículo (P) y del coeficiente de adherencia en las ruedas (µ). Por lo tanto la Fuerza de frenado viene determinada por esta expresión.

El coeficiente de adherencia en las ruedas está en función del desgaste de los neumáticos y del estado del terreno sobre el que se desplaza el vehículo. A continuación se dan algunos valores del coeficiente de adherencia (µ).

Naturaleza de la carretera	Estado	Neumáticos nuevos	Neumáticos viejos
Hormigón	Seco Mojado	1,00 0,7	1,00 0,5
Asfalto grueso	Seco Mojado	1,00 0,7	1,00 0,5
Asfalto normal	Seco Mojado Barro Hielo	0,6 0,5 0,2 0,05	0,6 0,3 0,1 <0,05>

Consecuencias del frenado
Si al vehículo en movimiento se le aplica una fuerza igual y de sentido contrario a la fuerza que produce el movimiento, se origina en él una aceleración negativa o deceleración que llega a anular el movimiento ya que, para detener el vehículo, hay que anular el trabajo desarrollado absorbiendo la energía cinética producida en el movimiento; es decir, se debe aplicar una fuerza de frenado (Ff) que anule la fuerza de impulsión (Fi).

Si la fuerza de frenado (Ff) aplicada a una rueda es menor que la fuerza de impulsión en la misma (Fi), la resultante es positiva y hace que el vehículo se desplace, aunque con menor intensidad. Por el contrario, si se aplica una mayor fuerza de frenado (Ff > Fi), la resultante es negativa, creandose un par de fuerzas contrario al giro motor que bloquea la rueda y produce el arrastre de la misma.

La fuerza de frenado tiene que ser la adecuada, un exceso de esta, no significa que el vehículo se detenga antes, ya que, para frenar, hay que transformar en calor la energía de la fuerza de impulsión (Fi). Si se bloquea la rueda, al no haber rozamiento entre sus elementos de frenado, deja de convertirse en calor la energía cinética del desplazamiento y, por tanto, el vehículo seguirá en movimiento hasta que la energía sea eliminada por otro medio, lo que ocurre por efecto del rozamiento del neumático contra el terreno.

El bloqueo de las ruedas provoca un efecto de frenado desequilibrado. El frenado desequilibrado trae consigo una perdida de control del vehículo. Si el bloqueo de las ruedas se produce en uno solo de los ejes se origina la perdida de control del vehículo, de forma que, si el bloqueo se produce sobre las ruedas traseras, el arrastre producido en ellas tiende a ponerlas por delante de las delanteras, ya que estas están frenadas, manifestandose el efecto por bandazos traseros en el vehículo. Si el bloqueo se produce sobre las ruedas delanteras, el arrastre en ellas, al no avanzar (por estar detenidas las traseras), se traduce en una desviación lateral del vehículo con la correspondiente perdida del control de la dirección.

De todo lo expuesto se deduce que la fuerza de frenado debe ser tal, que detenga rápidamente la rueda pero sin llegar a bloquearla. Como la fuerza de frenado (Ff) también está en función del peso del vehículo (P) y del coeficiente de adherencia en los neumáticos, se pone de relieve la importancia que tiene el estado de los mismos, así como las condiciones del terreno en el momento de frenado.
Un neumático desgastado disminuye el coeficiente de adherencia y, por tanto, la eficacia en los frenos. Lo mismo ocurre cuando el neumático pierde contacto con la calzada por el estado del suelo debido a la lluvia, barro, nieve, etc. Estas condiciones hacen disminuir el par resistente en las ruedas, de forma que la fuerza de frenado aplicada debe ser menor para que el vehículo no patine.

Reparto de frenada
Considerando que tenemos en las cuatro ruedas el mismo grado de adherencia, la fuerza de frenado se distribuye por igual entre las ruedas delanteras y las traseras en función del peso que soportan. En el reparto de la fuerza de frenado hay que tener en cuenta que, en el momento de frenado y por efecto de la inercia, aparece una fuerza (F) que aplicada al centro de gravedad del vehículo (C.G), desplaza el conjunto de elementos suspendidos (peso total del vehículo) hacia adelante. Este efecto obliga a modificar las cargas sobre los ejes, ya que parte del peso se desplaza de las ruedas traseras a las delanteras, con lo cual aumenta la adherencia de éstas al suelo, debiendose aplicar, por tanto, una mayor fuerza de frenado a las ruedas delanteras.
El peso transferido (Pt) en función de la fuerza (F), denominado carga dinámica, que depende del peso del vehículo y de la velocidad de desplazamiento, origina, en el momento de frenado, una inclinación del vehículo cuyo ángulo (ß) depende de la situación del centro de gravedad y de la distancia entre ejes, así como de las características de flexibilidad en la suspensión de sus ejes.

El valor del peso transferido al eje delantero suele ser aproximadamente el 20% del peso total del vehículo, calculándose en la mayoría de los casos por la formula:

Al diseñar un vehículo, el fabricante tiene en cuenta este efecto, a fin de no sobrepasar la fuerza de frenado en cada una de las ruedas, obteniendose así una gran eficacia en los frenos. Esta llega al 100% cuando la fuerza de frenado es igual al peso real que descansa sobre cada rueda al frenar.
Generalmente nunca se alcanza ese grado de eficacia en los frenos, considerandose buenos frenos cuando la eficacia es igual o mayor al 80% y malos frenos cuando es igual o inferior al 50%.

Repartos de cargas en el vehículo
El reparto de cargas sobre los ejes del vehículo, según la posición del grupo motopropulsor, suele estar comprendido entre los siguientes valores:

• Motor delantero y propulsión trasera: el 50% para cada eje

• Motor y tracción delantera: el 60% en el eje delantero y 40% en el trasero

• Motor y propulsión traseros: el 40% en el eje delantero y el 60% en el trasero

La influencia del frenado en las ruedas también se manifiesta en las curvas. En ellas, junto a la fuerza de frenado aplicada a las ruedas, aparece una fuerza transversal consecuencia de la fuerza centrifuga, que hace aumentar o disminuir la adherencia del neumático con el suelo, en función del peso transferido en la curva hacia las ruedas exteriores, las cuales ganan adherencia, mientras la pierden las interiores. Si en estas circunstancias se frena, puede llegarse a bloquear prematuramente cualquiera de las ruedas interiores, en particular la trasera, con el consiguiente derrapado del vehículo y perdida de estabilidad.

Distancia de parada
Se llama distancia de parada, al espacio recorrido por el vehículo desde que se accionan los frenos hasta que se detiene por completo. Esta distancia depende de la fuerza de frenado, grado de adherencia al suelo en ese momento, velocidad del vehículo, fuerza y dirección del viento, etc., factores todos ellos variables y muy difíciles de determinar que no permitirán calcular con exactitud el valor de la distancia de parada.
La distancia de parada de los vehículos suele calcularse por medio de una fórmula simplificada; en esta fórmula no se tiene en cuenta la resistencia del viento, se considera que los neumáticos están en buen estado y se aplica la máxima fuerza de frenado.

D = distancia de parada en metros
V2 = velocidad en Km/h
e = porcentaje de eficacia de los frenos
254 = constante para que para que las distancias vengan expresadas en metros

Dando valores a esta formula, con una eficacia de frenada conocida, se puede representar en una gráfica como la siguiente, la distancia de parada en función de la velocidad del vehículo. Como se puede apreciar la distancia de parada no crece proporcionalmente a la velocidad, ya que, a 50 km/h le corresponderían 12 metros de distancia de parada y sin embargo al doble de velocidad (100 km/h) le corresponderían 47 m.

Como se puede apreciar, la distancia de parada (D) no depende para nada del peso del vehículo (a mayor peso hay más adherencia), sino del cuadrado de la velocidad y de la eficacia de los frenos. Por ello la distancia de parada es igual para un vehículo pesado que para un turismo, siempre que la velocidad y la eficacia de los frenos sea las mismas.

Disposiciones legales para la instalación de frenos en los vehículos
Estas disposiciones implantadas por decreto ley y tenidas en cuenta por los fabricantes de automóviles, son contrastadas por la Jefatura de Industria para poder dar de alta a los vehículos fabricados. Entre ellas se pueden destacar las siguientes:

1. Todo vehículo debe tener dos sistemas de frenos, independientes uno del otro, de forma que pueda funcionar uno de ellos cuando falle el otro.
   
   
2. Uno de los sistemas debe actuar mecánicamente y poderse fijar cuando el vehículo quede estacionado.
   
   
3. Los frenos de servicio deben actuar enérgicamente sobre el vehículo en movimiento, debiendo producir una deceleración mínima de 2,4 m/s2.
   
   
4. De tener que utilizar el freno auxiliar de estacionamiento como freno de emergencia, éste debe ser capaz de producir una deceleración mínima de 1,5 m/s2.
   
   
5. Los remolques con dos o mas ejes deben disponer de una instalación propia de frenado capaz de producir una deceleración mínima de 2,5 m/s2 y, al desconectarse del vehículo de arrastre, sus ruedas deben de quedar bloqueadas automáticamente.
   
   
6. Los remolques de un solo eje, no necesitan instalación de frenos propia cuando la carga por eje remolcado sea inferior a la mitad del peso en vacío del vehículo tractor.
   
   
7. Los vehículos cuyo peso total sea superior a las 5,5 t, deben ir equipados con un tercer freno de servicio.
   
   
8. Todos los frenos de servicio deben llevar, tanto en el vehículo tractor como en el remolque, una señalización luminosa de color rojo situada en la parte trasera de los mismos, de forma que indique a los demás conductores que está realizando esta maniobra.

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Sistema de dirección hidráulica

Debido al empleo de neumáticos de baja presión y gran superficie de contacto, la maniobra en el volante de la dirección para orientar las ruedas se hace difícil, sobre todo con el vehículo parado. Como no interesa sobrepasar un cierto limite de desmultiplicacíon, porque se pierde excesivamente la sensibilidad de la dirección, en los vehículos se recurre a la asistencia de la dirección, que proporciona una gran ayuda al conductor en la realización de las maniobras y, al mismo tiempo, permite una menor desmultiplicación, ganando al mismo tiempo sensibilidad en el manejo y poder aplicar volantes de radio mas pequeño.
La dirección asistida consiste en acoplar a un mecanismo de dirección simple, un circuito de asistencia llamado servo-mando. Este circuito puede ser accionado por el vacío de la admisión o el proporcionado por una bomba de vacío, la fuerza hidráulica proporcionada por una bomba hidráulica, el aire comprimido proporcionado por un compresor que también sirve para accionar los frenos y también últimamente asistido por un motor eléctrico (dirección eléctrica).
El mas usado hasta ahora es el de mando hidráulico (aunque actualmente los sistemas de dirección con asistencia eléctrica le están comiendo terreno) del que se muestra el esquema básico en la figura inferior. Puede verse en ella que el volante de la dirección acciona un piñón, que a su vez mueve una cremallera como en una dirección normal de este tipo; pero unido a esta cremallera se encuentra un pistón alojado en el interior de un cilindro de manera que a una u otra de las caras puede llegar el liquido a presión desde una válvula distribuidora, que a su vez lo recibe de un depósito, en el que se mantiene almacenado a una presión determinada, que proporciona una bomba y se conserva dentro de unos limites por una válvula de descarga.

Ventajas e inconvenientes de la servodirección

• Ventajas:
  1ª.- Reducen el esfuerzo en el volante, con menor fatiga para el conductor, ventaja muy conveniente en los largos recorridos o para las maniobras en ciudad.
  2ª.- Permiten acoplar una dirección mas directa; es decir, con una menor reducción con lo que se obtiene una mayor rapidez de giro en las ruedas. Esto resulta especialmente adecuado en los camiones y autocares.
  3ª.- En el caso de reventón del neumático, extraordinariamente grave en las ruedas directrices, estos mecanismos corrigen instantáneamente la dirección, actuando automáticamente sobre las ruedas en sentido contrario al que el neumático reventado haría girar al vehículo.
  4ª No presentan complicaciones en el montaje, son de fácil aplicación a cualquier vehículo y no afectan a la geometría de la dirección.
  5ª.- Permiten realizar las maniobras mas delicadas y sensibles que el conductor precise, desde la posición de paro a la máxima velocidad. La capacidad de retorno de las ruedas, al final del viraje, es como la de un vehículo sin servodirección.
  6ª.- En caso de avería en el circuito de asistencia, el conductor puede continuar conduciendo en las mismas condiciones de un vehículo sin servodirección, ya que las ruedas continúan unidas mecánicamente al volante aunque, naturalmente, tenga que realizar mayor esfuerzo en el mismo.
• Inconvenientes:
  Los inconvenientes de estos mecanismos con respecto a las direcciones simples con prácticamente nulos ya que, debido a su simplicidad y robustez, no requieren un entretenimiento especial y no tienen prácticamente averías. Por tanto los únicos inconvenientes a destacar son:
  1ª.- Un costo mas elevado en las reparaciones, ya que requieren mano de obra especializada.
  2ª.- El costo mas elevado de este mecanismo y su adaptación inicial en el vehículo, con respecto a la dirección simple.

Modelos de sistemas de servodirección hidráulica
Uno de los mas empleados de este tipo de sistemas es el de Virex-Fulmina, cuya disposición de elementos corresponde al tipo integral (mando directo). Esta formada por un dispositivo hidráulico de accionamiento, montado en su interior, y un mecanismo desmultiplicador del tipo sinfín y tuerca.
El circuito hidráulico esta constituido (figura inferior) por una bomba de presión (2) accionada por el motor del vehículo y cuya misión es enviar aceite a presión al dispositivo de mando o mecanismo integral (1) de la servodirección. El aceite es aspirado de un depósito (3) que lleva incorporado un filtro para la depuración del aceite. La conducción del aceite a presión entre los tres elementos se realiza a través de las tuberías flexibles (4, 5 y 6) del tipo de alta presión.

El émbolo (1) del dispositivo hidráulico (figura inferior), alojado en el interior del mecanismo de la dirección, actúa al mismo tiempo como amortiguador de las oscilaciones que se pudieran transmitir desde las ruedas a la dirección. Por ejemplo, en caso de un reventón en una de las ruedas, la válvula de distribución (2) reacciona automáticamente en sentido inverso al provocado por el reventón; esto permite al conductor mantener el control del vehículo hasta poderlo parar con solo mantener sujeto el volante.
Existe ademas, un dispositivo hidráulico de reacción de esfuerzos sobre el volante, proporcional al esfuerzo realizado por la dirección, que permite al conductor conocer las reacciones del vehículo en todo momento, haciendo la dirección sensible al mando.

Como hemos visto hasta ahora la dirección asistida se divide en lo que hemos llamado dirección simple o mando mecánico y en el sistema de asistencia a la dirección o mando hidráulico.

Dispositivo de mando mecánico
El mando mecánico esta formado por un mecanismo desmultiplicador de tornillo sinfín y tuerca. El husillo del sinfín (3), unido al árbol de la dirección, va apoyado, a través del dispositivo elástico de la válvula distribuidora (2) sobre dos rodamientos axiales. El giro del volante se transmite del husillo (3) a la tuerca (4), que se desplaza longitudinalmente empujado al émbolo de mando (1) unido a ella. El émbolo va unido, a su vez, a través de una biela (5), a la manivela (6) que hace girar al eje (7) y al brazo de mando (8).

Dispositivo de mando hidráulico
La válvula de distribución (figura inferior), situada en el interior del cuerpo central de la servodirección, esta formada por una caja de válvulas (1), en cuyo interior se desplaza una corredera (2) movida por el árbol de la dirección (3). Esta válvula canaliza, según la maniobra realizada en el volante, el aceite a presión hacia uno u otro lado del émbolo (4) de doble efecto.
Mientras no se actúa sobre el volante; las válvulas se mantienen abiertas por estar situada la corredera en su posición media. Esta posición es mantenida por un dispositivo elástico de regulación por muelles (5), que tienen una tensión inicial apropiada a las características del vehículo. En esta posición el aceite tiene libre paso de entrada y salida por el interior del distribuidor sin que realice presión alguna sobre las caras del émbolo.

Al girar el volante para tomar una curva, es necesario vencer previamente la fuerza de resistencia que oponen los muelles para actuar las válvulas; esto hace que, para maniobras que requieren poco esfuerzo sobre el volante, las válvulas no actúan, realizandose la maniobra con el dispositivo mecánico sin intervención del mecanismo de asistencia.
Vencido ese pequeño esfuerzo, y para mayores maniobras con el volante, las válvulas actúan desplazandose en uno u otro sentido y contando el paso de aceite a presión en una de las caras del émbolo. La presión del aceite sobre la otra cara del émbolo ayuda al conductor a realizar la maniobra necesaria. En las figuras inferiores pueden verse el funcionamiento y como se desplaza la corredera y los anillos que forman las válvulas, así como el paso de aceite al lado correspondiente del émbolo. El aceite sin presión, desalojado por el émbolo es expulsado a través de la válvula correspondiente nuevamente al depósito.

La presión de aceite necesaria en cada maniobra es regulada automáticamente en función del esfuerzo de reacción necesario para hacer girar las ruedas del vehículo. Este esfuerzo de reacción depende de la carga que gravita sobre las ruedas del estado de los neumáticos y de la velocidad del vehículo en el momento de efectuarse la maniobra.
Para cada presión de maniobra, que oscila de 0 a 70 kg/cm2, se produce un autoequilibrio en las válvulas que regulan con su mayor o menor paso de aceite la presión necesario.
En el interior del cuerpo de válvulas, y situada entre los conductos de entrada y salida de aceite, hay instalada una válvula de seguridad que, en caso de avería en el sistema hidráulico, establece automáticamente la circulación continua de aceite sin transmitir presión de uno al otro lado del émbolo. Con esto se anula el peligro de bloqueo en la dirección y se permite la conducción mecánica sin la ayuda de la servo-dirección. Dada la misión que cumple esta válvula, esta prevista de forma que, ni por desgaste no por causa accidental, pueda anularse su funcionamiento.

Bomba de presión
El tipo de bomba empleado en estas servodirecciones es el de tipo de paletas que proporciona un caudal progresivo de aceite hasta alcanzar las 1000 r.p.m. y luego se mantienen prácticamente constante a cualquier régimen de funcionamiento por medio de unos limitadores de caudal y presión situados en el interior de la misma.

El limitador o regulador de caudal está formado por una válvula de pistón (1) y un resorte tarado (2), intercalados entre la salida de la cámara de presión y el difusor de la bomba; hace retornar el caudal sobrante al circuito de entrada. El limitador de presión esta formado por una válvula de asiento cónico o una esfera (3) y un resorte tarado (4), que comunica la salida de aceite con la parte anterior del difusor.
El accionamiento de la bomba se efectúa por una polea y correas trapeciales acopladas a la transmisión del motor.

Servodirección hidráulica coaxial
Esta servodirección se caracteriza por llevar el sistema de accionamiento hidráulico (cilindro de doble efecto) independiente del mecanismo desmultiplicador, aplicando el esfuerzo de servoasistencia. coaxialmente, es decir, en paralelo con el sistema mecánico.
La servodirección coaxial puede aplicarse a cualquier tipo de dirección comercial, ya sea del tipo sinfín o de cremallera.
El circuito hidráulico esta formado por un depósito (1) y una bomba que suministran aceite a presión a la válvula distribuidora de mando (2). Esta válvula acoplada a la dirección, es accionada el mover el volante y tiene como misión dar paso al aceite a una u otra cara del émbolo del cilindro de doble efecto (3). El cilindro puede ir acoplado en el cuerpo de válvulas o acoplado directamente al sistema direccional de las ruedas (bieletas) como ocurre en las direcciones de cremallera.

Colocación, despiece y funcionamiento de un sistema de servodirección en el vehículo de la marca Audi 100

Esquema de situación y funcionamiento de un sistema de servodirección de un vehículo de la marca Audia 80 Quattro.

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Todo sobre la Suspensión Neumática

- Suspensión neumática.

Esta suspensión se basa en el mismo principio de la suspensión convencional o hidroneumática. Consiste en intercalar entre el bastidor y el eje de las ruedas o los brazos de suspensión un resorte neumático.

El resorte neumático está formado por una estructura de goma sintética reforzada con fibra de nailon que forma un cojín o balón vacío en su interior. Por abajo está unido a un émbolo unido sobre el eje o brazos de suspensión. Por encima, va cerrado por una placa unida al bastidor.

- Funcionamiento:

Cuando una rueda sube o baja debido a la irregularidad del firme, la variación de volumen provoca una variación de presión en el interior del resorte, que le obliga a recuperar su posición inicial después de pasar el obstáculo. La fuerza de reacción está en función del desplazamiento del émbolo y de la presión interna.

Este sistema necesita de una fuente de aire comprimido. Solamente puede ser utilizado en vehículos dotados con frenos de aire comprimido, aprovechando la instalación.

- Disposición de los elementos en el vehículo:

Consta de dos partes:

• Parte mecánica de la suspensión neumática.

• Circuito de aire comprimido.

- Un solo eje propulsor:

Se encuentra apoyado en su parte inferior al eje y por la parte superior unido al bastidor. Entre los dos anclajes del resorte neumático va colocado el amortiguador para absorber las reacciones producidas por las irregularidades del pavimento.

- Dos ejes:

Los dos fuelles neumáticos actúan en cada uno de los lados del soporte balancín que se apoya sobre el eje propulsor. El eje conducido está equipado con un solo resorte neumático por cada lado, pero de mayor capacidad.

- Dos ejes propulsores:

Este sistema consiste en la adopción de dos fuelles por cada lado y en cada eje.

- Circuito de aire comprimido:

- Circuito de alimentación:

La alimentación del aire comprimido es proporcionada por el compresor para el circuito general de frenos y suspensión neumática. Éste es accionado por el motor térmico, comprime aire, lo envía al depósito húmedo donde se elimina la humedad del aire. Este aire llega al depósito de frenos hasta alcanzar una presión de 770 kPa (es prioritario por razones de seguridad).

Alcanzada esa presión se interrumpe la entrada de aire al deposito de frenos mediante una válvula limitadora y se abre una válvula de alivio que deriva el aire a los depósitos auxiliares de suspensión donde se almacena a una presión de 1200 kPa.

- Mando de control de nivel de altura:

Dispositivo que permite mantener el mismo nivel de la carga independientemente de la carga. Cuando ésta aumenta, la reacción de la válvula permite el paso de aire a los fuelles aumentando su presión y, cuando disminuye, reduce la presión.

Se dispone de tres válvulas de nivel colocadas una en el tren delantero, y dos en el trasero, una a cada lado.

El control de nivel se puede conseguir de forma manual o automática.

De forma manual es el conductor quien lo regula mediante un mando: de forma automática, el aire pasa por la válvula solenoide a la de nivel y de esta a los fuelles neumáticos.

- Funcionamiento del circuito neumático:

El aire procedente del compresor, pasa por el depósito húmedo para su secado, tras lo cual pasa por la válvula limitadora y la de 4 vías al circuito neumático de frenos.

Las válvulas de seguridad mantienen la presión del circuito.

Después, pasa el aire por una válvula de alivio que da prioridad al circuito de frenos, permitiendo el paso de aire al circuito de suspensión cuando alcanza el de frenos una presión de alrededor de 1000 kPa. A la entrada de los depósitos de suspensión, hay una segunda válvula de alivio para controlar la presión de entrada y llenado de los mismos, estando uno de ellos dotado también de una válvula antirretorno.

A la vez que se llenan los depósitos, el aire puede pasar por la válvula solenoide desde la cual, en determinadas ocasiones, se puede alimentar las válvulas de nivel para regular los fuelles neumáticos.

La válvula de accionamiento manual es pilotada eléctricamente mediante los mandos de la cabina.

La instalación está dotada de racores para conexión de manómetros, realizar comprobaciones de presión, grifos de vaciado de depósitos, filtro de aire, alimentación de la válvula del corrector de frenado para su regulación según la carga y un silenciado.

- Órganos constructivos:

- Válvula de alivio:

Formada por una válvula de paso con su correspondiente muelle tarado. Está situada a la entrada del circuito de suspensión. Su función es permitir el paso de aire a la suspensión cuando el circuito de frenos tiene su presión. Por debajo de esta presión, el aire alimenta el circuito de frenos.

- Válvula solenoide:

Está formada por un cuerpo con unos orificios por los que circula el aire controlados mediante un inducido combinado con la acción de una bobina. En el circuito neumático de suspensión existen agrupadas varias en bloque, tantas como válvulas de nivel.

Su misión consiste en distribuir el aire hacia los fuelles neumáticos a través de las válvulas niveladoras.

- Válvula de nivel:

Formada por una válvula de paso fijada al bastidor unida mediante una varilla al eje de la rueda. Mediante esta varilla se gradúa el nivel del fuelle de la rueda. En algunos casos, incluso el de las dos ruedas del mismo eje.

- Válvula limitadora de presión:

Está formada por un émbolo con su correspondiente muelle antagonista. Su función consiste en mantener la presión constante dentro de unos márgenes.

- Válvula limitadora de altura:

Formada por una válvula de paro de aire anclada al bastidor que lleva sujeta una varilla o cable móvil unido al eje. Su misión consiste en impedir que la elevación de la plataforma resulte excesiva y pueda perjudicar al sistema. El funcionamiento consiste en el movimiento de la varilla permitiendo el paso de aire hacia los fuelles neumáticos o permitiendo la expulsión de aire de los fuelles neumáticos.

Su accionamiento puede ser manual o automático en función de la carga.

- Unidades autonivelantes.

Los muelles y amortiguadores son muy importantes para la seguridad y el confort en la conducción del vehículo.

Cuando se transporta carga o remolque, el coche se inclina hacia atrás y la suspensión se hace más esponjosa.

Los dispositivos autonivelantes están dotadas con una acción interna de bombeo propia. La energía necesaria se obtiene de los movimientos verticales de la carrocería. Cuando el coche se mueve intervienen las suspensiones y con ella la bomba interna que aspira el fluido hidráulico de un depósito interno y lo envía a una cámara de presión en la que actúa un gas comprimido. Así se regula la altura, llevándola a la óptima.

El dispositivo de control de altura está integrado en el vástago de los amortiguadores.

Las unidades están constituidas por una envoltura exterior en la que hay dos cámaras:

• La cámara de baja presión: situada en la parte inferior, funciona como depósito de aceite y está prácticamente llena de gas a presión.

• La cámara de alta presión: situada en la parte superior, está dividida en dos por un diafragma; en la parte exterior está el gas a presión, mientras que el interior está lleno de aceite.

- Principio de funcionamiento:

La presión en el interior de las dos cámaras se iguala en vacío, pero a plena carga, la de alta presión tiene unas 10 veces más presión que la de baja presión.

En la envoltura exterior se encuentra el cilindro del amortiguador en cuyo vástago se encuentra el pistón con las válvulas de amortiguación. El vástago de bombeo, conectado a la base de la unidad, se desliza por el interior del pistón hueco, formando la bomba de aceite. En la superficie exterior del vástago hay un orificio, que funciona como sensor de altura.

En los movimientos verticales de las ruedas, el aceite de la cámara de baja presión es aspirado por la bomba de aceite y enviado a la cámara inferior del amortiguador y después a la de alta presión comprimiendo el gas y elevando el coche por la extensión del vástago.

Cuando el “sensor de altura” comienza a descubrirse, el aceite a presión puede fluir hacia la cámara de baja presión, indicando que se ha alcanzado la altura óptima de marcha.

La nivelación óptima se alcanza a los 2000 metros de marcha, dependiendo de la irregularidad del firme. Para un firme irregular, la elevación es unos 15- 20 mm mayor.

- Curva característica de un amortiguador tradicional y una unidad autonivelante:

El amortiguador tradicional está equipado con un muelle de rigidez constante, por lo que el coche se hunde proporcionalmente a la carga soportada y su característica resulta lineal.

La unidad autonivelante está dotada de muelles de menor rigidez, alo que hay que añadir el efecto elástico del gas comprimido variable según el peso y el tope elástico del fin de carrera. Esto implica tres curvas características:

Curva característica lineal del único muelle mecánico, menos inclinada que la del amortiguador tradicional por ser menos rígido.

Curva característica de la unidad autonivelante en vacío que suma los efectos elásticos, del muelle mecánico, del gas comprimido y del tope de fin de carrera.

Curva característica de la unidad autonivelante a plena carga, que se distingue de la anterior por un componente mayor debido al gas comprimido.

- Ventajas de las unidades autonivelantes:

- Más seguridad de marcha y mayor confort.

- Óptima estabilidad del coche.

- Amortiguación dependiente de la carga.

- Mejor apoyo del neumático.

- Intervención en el sistema.

- Suspensión hidroneumática:

- Precauciones:

Antes de cualquier intervención en el circuito hidráulico limpiar cuidadosamente la zona de trabajo, órganos y canalizaciones sobre los que vamos a intervenir.

- Mantenimiento:

• Comprobación del nivel de líquido: Se comprueba con el motor en marcha y la palanca manual de alturas en posición alta. En estas condiciones, la referencia debe situarse entre el mínimo y el máximo.

• Limpieza del depósito: Debe realizarse cada 30.000 Km. Para ello dejar el circuito sin presión con el motor en marcha para accionar las válvulas anticaída, colocar la palanca de altura manual en posición baja, esperar la caída completa del vehículo antes de parar el motor y aflojar el tornillo de purga del conjuntor-disyuntor. Desmontar el depósito, vaciar el líquido y limpiar cuidadosamente el interior, en particular la cámara de decantación.

• Llenado: Verter el líquido en el depósito según el fabricante, cebar la bomba aflojando el tornillo de purga del conjuntor-disyuntor, llenar la bomba de líquido hidráulico por el tubo de aspiración, poner el motor en marcha, acoplar rápidamente el tubo de aspiración en cuanto la bomba parezca cebarse y apretar el tornillo de purga del conjuntor-disyuntor al sentir el impulso en el tubo de retorno. Poner la palanca de altura manual en posición alta, esperar su estabilización y completar el líquido.

• Sustitución del líquido: Se sustituye cada 60.000 Km y se procede de la misma forma que para la limpieza del depósito.

- Comprobaciones:

• Control de alturas: Comprobación de la presión de los neumáticos, colocación del vehículo en posición horizontal, mando de alturas en posición de carretera, moto en marcha a ralentí y verificación de alturas de cada eje, en los puntos indicados por el fabricante.

• Control por eje: Levantar el vehículo a mano, soltar cuando el peso sea importante, el vehículo desciende, sube y se estabiliza, se mide la altura, bajar el vehículo a mano, mantener el vehículo en esta posición, soltar cuando ascienda, el vehículo sube, baja y se estabiliza, medir de nuevo la altura, hacer la media de las dos mediciones y comprobar con las medidas dadas por el fabricante.

• Reglaje: Se obtiene desplazando en rotación la brida de mando automático sobre la barra estabilizadora.

- Localización de averías:

• Lámpara testigo permanece encendida: Falta de presión o por falta de líquido; verificar la bomba o pérdida por algún órgano o tubería; colocar el vehículo en un elevador y proceder a la localización de fugas.

• ¿Cómo se manifiesta el desgaste de la suspensión?: Tras mucho tiempo de uso, las membranas de las esferas envejecen y hay pérdida de presión por pérdida de gas. La suspensión se endurece y el coche no sube y baja de forma suave al empujarle de las cuatro esquinas hacia abajo. Hay que cambiar las esferas.

• Desgaste de algún elemento: Con el motor en marcha, comprobar los conductos de fugas a los que deben de llegar gotas de líquido. Si llega líquido de forma continuada, comprobar el elemento del que proceda.

• ¿La suspensión no sube o no baja?: Verificar el varillaje de accionamiento del control de altura, comprobar si hay agarrotamiento en el eje del corrector, aflojar el tornillo de purga y suspender el coche y mover cada una de las ruedas hacia arriba y abajo para comprobar que no hay agarrotamiento en los elementos de suspensión.

- Intervención en el sistema de suspensión neumática:

- Precauciones:

Antes de intervenir, limpiar cuidadosamente la zona de trabajo, órganos y canalizaciones sobre las que vamos a trabajar.

- Mantenimiento:

Comprobación del nivel de aceite del compresor, sustitución de aceite del compresor, limpieza y sustitución del filtro de aire y comprobación de que la presión está en el valor establecido.

- Comprobaciones:

Seguir las instrucciones del fabricante.

• Control de alturas: colocar el vehículo en horizontal, comprobar la presión de aire y medir la distancia entre los puntos indicados por el fabricante.

• Reglaje de la válvula de nivel: Si la altura no es correcta, se acortará la varilla y se inmovilizará con las contratuercas.

• Reglaje de la válvula de altura máxima: colocar el vehículo en horizontal, verificar la correcta presión del circuito neumático y accionar el mando manual de altura hasta alcanzar el punto máximo. Alcanzado este punto, se mide la altura que debe de ser la máxima admitida por el fabricante. Si no es la altura correcta, se modificará la tensión del cable mediante el tensor.

- Localización de averías:

• Control de los fuelles: se realiza efectuando el control de alturas.

• Sustitución de un fuelle neumático: Se coloca un gato hidráulico entre la semiballesta y el bastidor, se expande hasta una longitud mayor que el fuelle para que soporte el peso del bastidor, se coloca el mando manual de alturas en bajo y se expulsa el aire del fuelle, se desmonta el tornillo de sujeción del émbolo sobre la brida de sujeción, se comprime el émbolo para retirar el conjunto y se impregna de grasa la superficie superior del fuelle nuevo para montarlo, se coloca el tornillo de sujeción y se mide la altura con el mando manual de alturas en alto y en bajo que, restando la baja a la alta, debe salir la cifra especificada por el fabricantes.

• Válvula de nivel defectuosa: cuando un lado de la plataforma tenga una altura distinta a la del otro lado, reglar la válvula de nivel del lado que la altura no sea correcta.

- Intervención en el sistema de suspensión (con unidades autonivelantes):

- Mantenimiento:

No hace falta ninguno.

- Comprobaciones:

Control de altura según fabricante.

- Localización de averías:

Procedimiento para controlar el estado de las unidades autonivelantes, medir altura, colocar una carga importante en el vehículo, recorrer 2 ó 3 Km, comprobar la altura y, en caso de no estar en las tolerancias indicadas por el fabricante, se sustituyen las unidades autonivelantes.

- Eliminación de las unidades autonivelantes:

Hay que quitarles la presión antes de desmontarlas por ser peligroso.

Para quitarles la presión se taladran las cámaras de alta y baja presión con un diámetro de 1 mm y una profundidad de 8 mm utilizando una pantalla de protección porque por los orificios saldrá una mezcla de gas y aceite a presión.

- Suspensión pilotada electrónicamente.

- Suspensión convencional pilotada:

Los amortiguadores pueden ser blandos, absorbiendo las vibraciones, o duros, para mayor estabilidad en curvas y altas velocidades.

La suspensión pilotada e inteligente ofrece distintos niveles de rigidez.

• Suspensión controlada: formada por un amortiguador convencional que incorpora dos electroválvulas accionadas por un calculador electrónico. El funcionamiento está basado en el tarado variable del paro de aceite del amortiguador, controlado por una válvula electromagnética. Permite la elección de tres tipos de suspensión: suave, medio y firme.

• Suspensión inteligente: se ponen elementos electrónicos en distintas partes del coche que proporcionan información a una centralita electrónica que, mediante un programa preestablecido, actúa automáticamente sobre la suspensión.

- Principio de funcionamiento:

Se divide en dos partes: La electrónica y la mecánica (amortiguadores y dos electroválvulas)

La parte electrónica utiliza los sensores que mandan información tal como el ángulo de giro y la velocidad de rotación del volante, posición del acelerador, velocidad del vehículo, frenada y desplazamiento vertical de la carrocería.

Estas informaciones son contrastadas por el calculador con las medidas de su programa. Si se sobrepasa alguno de sus valores provoca una toma de decisiones que afecta a las electroválvulas modificando los orificios calibrados del amortiguador.

- Órganos constructivos:

Cuatro elementos de suspensión McPherson con la única diferencia de que el amortiguador cambia su resistencia al movimiento del muelle por medio de dos electroválvuas.

- Funcionamiento del amortiguador de tarado variable:

El paso de un tipo de suspensión a otra se realiza mediante las electroválvulas de los amortiguadores. El amortiguador está formado por dos cámaras más una tercera complementaria unida mediante pequeños orificios a una de las cámaras y a la otra mediante dos electroválvulas que son activadas por un calculador. Las dos primeras cámaras están unidas mediante un orificio en el émbolo. Tarado:

- Suave: electroválvula de mayor caudal abierta y la de menor caudal cerrada.

- Medio: electroválvula de gran caudal cerrada y la de menor caudal abierta

- Deportiva: Las dos electroválvulas cerradas.

- Captadores y calculador:

Hay cinco captadores.

• Captador de ángulo y velocidad de rotación del volante: se trata de una captador de ángulo, de tipo óptico-electrónico colocado en la columna de la dirección. Determina la velocidad, el sentido, el tiempo en que se realiza el giro y el punto de línea recta y acciona el estado firme en función del giro.

• Captador de recorrido del pedal acelerador: es una resistencia variable, cuyo cursor es accionado por el acelerador. Determina las variaciones del pedal, pasando al estado firme cuando lo cree conveniente.

• Captador de presión de frenos: manocontacto accionado por el pedal de freno. En una frenada en seco informa al calculador que impone el estado firme de la suspensión.

• Captador de velocidad: está montado sobre el velocímetro, es de efecto Hall. En función la velocidad, se cambia la estabilidad de la suspensión.

• Captador de desplazamiento de carrocería: basado en el mismo principio que el captador del volante. Según el estado de la carretera pasa de un estado a otro la suspensión.

• Interruptor de información suplementaria: colocado en el salpicadero, permite imponer un estado permanente manualmente.

• Calculador: a partir de los datos que recibe, permite la elección de la amortiguación deseada por el conductor en la suspensión controlada mediante interruptor; en la suspensión inteligente se modifica el tarado de los amortiguadores según las circunstancias de la marcha.

- Suspensión convencional autonivelante pilotada.

Solamente es usado en el tren trasero con la única diferencia respecto al sistema de suspensión convencional pilotada electrónicamente, es la incorporación de un grupo de válvulas en los amortiguadores compuesto por:

• Una válvula de modulación diferenciada, que regula la altura en función de la carga.

• Una electroválvula de amortiguación variable accionada por el calculador.

Según la carga, se regula la altura y, según los sensores de frenado, aceleración, ángulo y velocidad de giro de la dirección y velocidad del vehículo, el calculador electrónico varía el tarado de los amortiguadores.

- Circuito hidráulico:

No admite ningún tipo de elección sobre el circuito hidráulico por parte del conductor y solo reacciona mediante las variaciones de carga manteniendo la altura constante del vehículo.

Está compuesta por una bomba de aceite y su depósito de alimentación. La bomba envía el aceite necesario para la regulación de altura y los ruidos los absorbe un resonador.

- Bomba de aceite:

Es de tipo volumétrico, formada por dos pistones contrapuestos y unida generalmente a la bomba de la servodirección y accionada mediante una correa por el motor.

- Resonador:

Situado a la salida de la bomba, está formado por una cavidad que atenúa los ruidos de la bomba. Las pulsaciones de la bomba influyen a las canalizaciones y son absorbidas por una tubería dilatable.

- Acumuladores hidráulicos:

Equilibran los volúmenes de aceite durante la distensión y compresión de los amortiguadores. El espacio reservado al aceite está conectado al amortiguador por un racor y, por otro, al regulador de altura. En la compresión, el aceite pasa a los acumuladores comprimiendo el nitrógeno y, en la distensión es empujado a los amortiguadores.

- Regulador de altura:

Mantiene le carrocería del vehículo a una altura determinada mediante un varillaje. Está fijado al bastidor y conectado a la suspensión, enviando aceite a los amortiguadores cuando se carga el vehículo, y descargándolos de aceite cuando se le quita la carga.

- Amortiguador posterior:

Es un amortiguador convencional formado por un cilindro unido al eje de las ruedas y un émbolo unido al bastidor. Como elemento elástico utiliza un muelle y como fluido el aceite que regula la altura y ajusta la amortiguación en función de la carga.

- Válvula de modulación:

Está formada por una válvula de pistón y un muelle tarado que modifica la sección del orificio. Está situada entre el amortiguador y el acumulador. Permite el paso de aceite en los dos sentidos pero gradúa el tarado de los amortiguadores.

• Funcionamiento: El pistón regula continuamente la sección del conducto permitiendo al aceite el evitar las válvulas u obligándole a pasar por ellas. Sobre el pistón ejercen dos fuerzas, la del muelle que le obliga a dejar libre el conducto, y la de la presión del aceite que le obliga a cerrar el conducto. Si la presión del sistema autonivelante es baja, no vence la fuerza del muelle y el conducto queda abierto. Si la presión es alta, vence la presión del muelle y obliga al aceite a pasar por las válvulas provocando una respuesta rígida de la suspensión.

- Electroválvula:

Controlada por el calculador electrónico. Puede adquirir un ajuste suave o rígido de amortiguación.

• Funcionamiento: en condiciones de ajuste suave, la electroválvula está abierta, la bobina alimentada y el pistón es levantado y deja libre el conducto. En condiciones de ajuste rígido, la bobina no está alimentada, por lo que la válvula permanece cerrada y el pistón cierra el conducto empujado por el muelle. El aceite es obligado a pasar por las válvulas tanto hacia el acumulador como hacia el amortiguador. La válvula antivacío evita la formación de vacío en las válvulas.

- Suspensión hidroneumática pilotada.

Tiene un funcionamiento de forma activa, denominada también suspensión hidractiva. No solo varía la dureza del amortiguador, sino también el tarado del muelle, permitiendo la elección entre dos estados de suspensión: sport y auto.

En posición sport pasa a un estado confortable adquirido por la elección del conductor; en la posición auto, la suspensión actúa de forma inteligente, pasando de un estado a otro.

La suspensión hidractiva se divide en dos partes, una electrónica y otra hidráulica.

La parte electrónica utiliza los sensores que mandan información tal como el ángulo de giro y la velocidad de rotación del volante, posición del acelerador, velocidad del vehículo, frenada y desplazamiento vertical de la carrocería.

Estas informaciones son contrastadas por el calculador con las medidas de su programa. Si se sobrepasa alguno de sus valores provoca una toma de decisiones que afecta a las electroválvulas modificando los orificios calibrados del amortiguador.

La parte hidráulica actúa sobre el estado de rigidez de la suspensión mediante un regulador que está formado por una esfera y dos amortiguadores por cada eje dispuestos de tal forma que puedan ofrecer dos estados de suspensión.

- Funcionamiento:

• Una esfera adicional por eje más para obtener una flexibilidad variable: la flexibilidad varía también en función de la cantidad de nitrógeno contenido en las esferas. Se añade una tercera esfera integrada en el circuito según las condiciones de carga y rodaje.

• Principio de funcionamiento elástico: la tercera esfera está integrada en el circuito. El volumen total de gas es equivalente a la suma de los volúmenes de gas de las tres esferas. Al ser mayor el volumen de gas, las compresiones quedan repartidas entre las tres esferas y es más flexible.

• Principio de funcionamiento rígido: la esfera adicional está separada del circuito y el volumen se reduce haciéndose más rígido.

• Dos amortiguadores más por eje: situados en cada una de las esferas adicionales para obtener una amortiguación variable.

• Reglaje elástico y laminado ligero: el líquido pasa por los amortiguadores del conducto central para llegar a la esfera principal y adicional. Resulta poco frenado y es flexible la amortiguación.

• Reglaje rígido y laminado intenso: el aceite sólo puede pasar por los amortiguadores principales en los que se ha reducido el paso.

• Amortiguación variable.

• Antibalanceo activo: en la suspensión hidroneumática los elementos de suspensión de un mismo eje están comunicados hidráulicamente. En una curva un amortiguador se comprime mientras el otro se expande, pero el volumen y presión del nitrógeno en las esferas no varía con lo que no se oponen al efecto de balanceo.

• Posición elástica: debido a los amortiguadores adicionales, el paso de líquido de una esfera a otra de un mismo eje es frenado. Así, en las curvas el paso de líquido es progresivo y suave y el equilibrio de presiones de cada esfera es más lento. Se reduce así el antibalanceo.

• Posición firme: Los amortiguadores adicionales bloquean el paso de aceite entre las esferas del mismo eje, siendo máximo el antibalanceo en ese instante mejorando la estabilidad del vehículo.

- Órganos constructivos:

La suspensión hidractiva incluye todos los órganos de la suspensión hidroneumática con el mismo funcionamiento a demás de un regulador de rigidez formado por una esfera, dos amortiguadores y una electroválvula.

- La electroválvula:

En cada eje hay una electroválvula, acoplada al regulador de rigidez, a la que la llega una información eléctrica enviada por el calculador que la transmite al regulador de rigidez el cual indica el paso de un estado a otro de la suspensión.

La electroválvula tiene dos posiciones:

• Posición de reposo y retorno al depósito: el bobinado no recibe alimentación eléctrica. La aguja se mantiene sobre su asiento por acción del muelle y la utilización está comunicada con el depósito. Corresponde a la posición firme de la suspensión.

• Posición activada y alimentación de alta presión: el bobinado recibe alimentación eléctrica y la aguja cierra el retorno al depósito, comunicando la alta presión con la utilización. Corresponde al reglaje elástico de la suspensión.

- Regulador de rigidez:

Cada eje tiene uno acoplado a la esfera adicional. Su función es cambiar el estado de la suspensión. Se encarga de poner en comunicación o aislar a las esferas y a los amortiguadores adicionales del circuito de suspensión.

• Mando activado, respuesta “elástica”: cuando la electroválvula está activada, el eje del regulador está sometido a la alta presión por un lado y por otro a la presión del aceite de los cilindros. Está en estado elástico, los dos elementos de suspensión y la esfera adicional se comunican entre sí y se producen tres consecuencias: gran volumen de gas ! suspensión flexible; paso de líquido por los cuatro amortiguadores ! amortiguador suave; paso de líquido de un elemento de suspensión a otro ! antibalanceo suave.

• Posición de reposo, respuesta “firme”: cuando la electroválvula no está conectada, el eje del regulador está sometido por un lado a la presión del depósito y por el otro a la presión de suspensión. La esfera adicional está aislada y los dos elementos de suspensión principal quedan aislados, produciéndose tres consecuencias: pequeño volumen de gas ! suspensión firme; el paso de aceite de un amortiguador a otro está bloqueado ! amortiguación firme; El paso de aceite de un elemento de suspensión a otro está bloqueado ! antibalanceo firme.

- Suspensión neumática pilotada.

Tiene los mismos órganos que cualquier suspensión neumática además de un regulador electroneumático que contiene en su interior las válvulas de solenoide o electroválvulas que están controladas por el calculador electrónico.

- Funcionamiento:

Cuando la carga aumenta, el resorte se comprime, baja la carrocería, el calculador electrónico lo detecta y permite el paso de aire al fuelle elevando la carrocería.

Cuando se descarga el vehículo, la carrocería sube y la válvula de nivel se lo indica al calculador que abre el paso de aire para vaciar los fuelles y devolver a su altura al coche.

- Disposición de los elementos sobre el vehículo:

El sistema de suspensión está formado por el depósito auxiliar el regulador electroneumáticos que contiene en su interior las electroválvulas, unidas a los fuelles, uno para cada eje y al corrector de frenada.

El mando a distancia situado en el salpicadero permite al conductor elevar o descender la altura del vehículo.

- Órganos constructivos:

• Regulador electroneumático: incorpora tres válvulas y tres electroválvulas. Dos válvulas alimentan a los fuelles, cada una a uno. La tercera cumple dos funciones diferentes: la alimentación de aire del regulador electroneumático y el vaciado de los fuelles cuando se quiere bajar la altura del vehículo. El calculador alimenta las tres electroválvulas. El regulador funciona así: la tercera válvula recibe el aire del depósito, el calculador ordena la entrada de aire, el regulador accione el bobinado de la electroválvula 5 y ésta coloca la tercera válvula en posición abierta, pasando el aire a los fuelles dependiendo de las otras dos válvulas que funcionan a través de las otras dos electroválvulas recibiendo, éstas, órdenes del calculador. Cuando hay que descargar aire de los fuelles, se desconecta la electroválvula 5 y la válvula 3 deja el fuelle comunicado con la atmósfera hasta alcanzar el nivel de altura óptimo, activando la electroválvula 5.

- Mando a distancia:

Está unido al calculador y permite al conductor regular la altura.

- Captador de nivel:

Está unido por un extremo a una varilla cuyos movimientos por la variación de altura se transforman en señales eléctricas enviadas al calculador.

- Dispositivos de limitación del balanceo.

Se utilizan barras estabilizadoras que se colocan tanto en el eje delantero como en el trasero, enlazando los sistemas de suspensión del mismo eje, limitando la diferencia angular entre los brazos derecho e izquierdo oponiéndose a la inclinación del vehículo. A mayor rigidez mayor eficacia antibalanceo y menor flexibilidad y confort.

- Sistema Citroën control activo de balanceo (SC/CAR):

Este sistema, aunque independiente, se añade a los efectos producidos por la suspensión hidractiva. Mantiene la carrocería horizontal, al igual que las ruedas, ganando adherencia.

Las leyes de cambio de estado de la suspensión hidractiva han sido adaptadas, con pasos más frecuentes al estado sport, para limitar los movimientos y las amplitudes de cabeceo en una carrocería sobre la que se ha suprimido los movimientos de balanceo.

Utiliza dos subsistemas independientes para combatir el balanceo:

• Conmutación anticipada entre dos estados de rigidez de la barra estabilizadora.

• Corrección del ángulo de inclinación.

- Funcionamiento:

En trayectoria recta, el cilindro hidráulico está comunicado con la esfera, así no actúa la barra estabilizadora directamente. Al iniciar una curva se interrumpe esa comunicación y la barra estabilizadora actúa de manera rígida.

Cuando la carrocería se inclina más de 0,3°, el cilindro recibe o expulsa aceite a presión estirándose o encogiéndose, aplicando una fuerza en sentido inverso a la inclinación de la carrocería.

- Disposición de los elementos:

El sistema SC/CAR es un complemento a la suspensión hidractiva, recurre a la inteligencia de la electrónica y a la fuerza de la hidráulica para mantener el vehículo en horizontal.

Está formado por una parte electrónica, una hidráulica y otra mecánica.

La parte electrónica está formada por captadores, un calculador con un programa preestablecido y una electroválvula del regulador SC/CAR sobre la que actúa.

La parte hidráulica está formada por el aceite a presión de la dirección frenos y suspensión. Se constituye de un cilindro hidráulico delantero izquierdo que une el brazo de suspensión delantero izquierdo y la barra estabilizadora; un cilindro hidráulico trasero derecho que une ese brazo y la barra estabilizadora; una esfera que da elasticidad situada en la parte trasera central formando conjunto con la electroválvula y el regulador; Un corrector comandado por bieletas, que provoca el accionamiento de los cilindros para mantener la carrocería en horizontal. Está fijado sobre el puente delantero; y un acumulador de líquido para el propio sistema.

La mecánica del sistema está compuesta de una barra estabilizadora delantera, otra trasera y un conjunto de bieletas y resortes que aseguran la unión entre los dos brazos de suspensión delanteros y corrector SC/CAR.

- Mando mecánico del balanceo:

Da la orden necesaria para mantener la carrocería horizontal durante una curva.

Los movimientos oscilantes de los brazos se transforman en movimientos rectilíneos mediante las bieletas y una diferencia de 0,3° de los ángulos de los brazos delanteros provoca el movimiento del eje corrector SC/CAR.

- Corrector del balanceo:

Es el encargado de añadir o retirar el aceite de los cilindros con el fin de equilibrar la carrocería. Sólo debe actuar en solicitaciones importantes para privilegiar el confort.

Es un distribuidor de dos vías que según la posición de su eje pone en comunicación la admisión con la utilización de los cilindros, la utilización de los cilindros con el retorno al depósito o aísla la utilización de los cilindros.

- Tren delantero:

El cilindro SC/CAR permite inclinar la carrocería con relación al suelo para obtener el comportamiento natural deseado. Éste cilindro une la barra estabilizadora al elemento de suspensión delantero izquierdo asegurada esta unión en el lado derecho mediante una bieleta de longitud fija y en el izquierdo por un elemento de longitud variable.

Hidráulicamente el cilindro puede presentar tres estados diferentes:

• Unido a la esfera de regulador SC/CAR = mayor elasticidad en línea recta.

• Completamente aislado = asegura la rigidez al inicio de la curva.

• En unión con la fuente de presión = mantiene la carrocería horizontal en giros pronunciados.

- Tren trasero:

El cilindro SC/CAR permite inclinar la carrocería con relación al suelo para obtener el comportamiento natural deseado. La barra estabilizadora está fijada sobre el eje trasero. Éste cilindro une la barra estabilizadora con el brazo de suspensión trasero derecho asegurada esta unión en el lado izquierdo mediante una bieleta de longitud fija y en el derecho por un elemento de longitud variable.

Hidráulicamente el cilindro puede presentar tres estados diferentes:

• Unido a la esfera de regulador SC/CAR = mayor elasticidad en línea recta.

• Completamente aislado = asegura la rigidez al inicio de la curva.

• En unión con la fuente de presión = mantiene la carrocería horizontal en giros pronunciados.

- Control de balanceo ARS:

En este sistema se sustituye la barra estabilizadora convencional por una barra activa que está formada por dos semibarras conectadas entre sí mediante un motor hidráulico. Si éste permanece en reposo, las dos semibarras se mueven de forma independiente, no afectando al confort.

Cuando el coche entra en una curva, el motor colocado entre las dos semibarras de un mismo eje, actúa ejerciendo la fuerza necesaria para unirlas formando una barra estabilizadora rígida.

El calculador recibe información mediante los sensores de velocidad del vehículo, posición y ángulo de giro del volante.

A partir de estos parámetros, el calculador ordena a un grupo hidráulico que contiene las electroválvulas. Recibe presión de una bomba y la envía al motor hidráulico a través del acumulador.

En función del paso de aceite al motor hidráulico, éste ejercerá más o menos fuerza sobre las semibarras. Así se puede variar la dureza de las barras estabilizadoras.

• En funcionamiento: los sensores mandan la información a las electroválvulas tras detectar la inclinación del vehículo. Acciona la bomba y permite el paso de líquido a través de éstas hacia los motores hidráulicos con lo que la fuerza entre las barras estabilizadoras va aumentando y la rigidez de la barra estabilizadora también.

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Sistema de distribucion

El sistema de distribución es el conjunto de elementos que regulan la apertura y cierre de válvulas en el momento oportuno y a su vez la entrada de la mezcla, (gases frescos) y la salida de los gases residuales de los cilindros, en el momento adecuado después de producirse la explosión.

Del momento en el cual se realice la apertura y cierre de las válvulas de admisión y escape, así será el correcto funcionamiento del motor (avance y retraso a la apertura y cierre de las válvulas correspondientes).Diferentes tipos de cámaras de compresiónLas cámaras de compresión se clasifican por su forma geométrica. La forma de las cámaras de compresión es fundamental en el rendimiento y en la potencia del motor.La forma de la cámara viene impuesta por la disposición y tamaño, tanto de las bujías como de las válvulas.

A continuación se representa algunos tipos de cámara de compresión más utilizadas.

• Cámara cilíndricaEs muy utilizada, por su sencillez en el diseño, y el buen funcionamiento producido por la proximidad de la chispa al punto de máximo aprovechamiento. Son económicas.
• Cámara de bañera y en cuñaSe fabrican generalmente con válvulas en la culata y la bujía se sitúa lateralmente. Tienen la ventaja de que el recorrido de la chispa es muy corto y reduce el exceso de turbulencia del gas. Produce, a la entrada de los gases, un soplado sobre la cabeza del émbolo que reduce el picado de bielas.

• Cámara hemisféricaPor su simetría, acorta la distancia que debe recorrer la llama desde la bujía hasta la cabeza del pistón, consiguiéndose una buena combustión.Es la más próxima a la forma ideal.Permite montar válvulas de grandes dimensiones así como, un mejor llenado de los cilindros.
Elementos del sistema de distribuciónLos elementos principales de la distribución son: árbol de levas, engranaje de mando, y las válvulas con sus muelles.Se clasifican, de acuerdo con su función en:

• Elementos interioreso Válvula de admisióno Válvulas de escape• Elementos de exterioreso Árbol de levas.o Elementos de mando.o Taqués.o Balancines• Elementos interioresEstos elementos son las válvulas de admisión y las válvulas de escape.VálvulasSon las encargadas de abrir o cerrar los orificios de entrada de mezcla o salida de gases quemados en los cilindros.
En cada válvula , se distinguen dos partes: cabeza y cola . La cabeza, que tiene forma de seta, es la que actúa como verdadera válvula, pues es la que cierra o abre los orificios de admisión o escape. La cola o vástago, (prolongación de la cabeza) es la que, deslizándose dentro de una guía , recibirá en su extremo opuesto a la cabeza el impulso para abrir la válvula.Las válvulas se refrigeran por la guías, principalmente, y por la cabeza.Las válvulas que más se deterioran son las de escape, debido a las altas temperaturas que tienen que soportar 1000º C.
Algunas válvulas, sobre todo las de escape, se refrigeran interiormente con sodio .Debe tener una buena resistencia a la fatiga y al desgaste (choques).Debe presentar igualmente una buena conductividad térmica (el calor dilata las válvulas) y buenas propiedades de deslizamiento.La cabeza o tulipa de admisión es de mayor diámetro que la de escape, para facilitar el llenado.
Muelles ( y )Las válvulas se mantienen cerradas sobre sus asientos por la acción de un resorte (muelle) .Los muelles deben tener la suficiente fuerza y elasticidad para evitar rebotes y mantener el contacto con los elementos de mando.o Debe asegurar la misión de la válvula y mantenerla plana sobre su asiento.o El número de muelles puede ser simple o doble.
Guías de válvula ( y )Debido a las altas velocidades, el sistema de distribución es accionado muchas veces en cortos periodos de tiempo. Para evitar un desgaste prematuro de los orificios practicados en la culata por donde se mueven los vástagos de las válvulas y puesto que se emplean aleaciones ligeras en la fabricación de la culata, se dotan a dichos orificios de unos casquillos de guiado G, llamados guías de válvula, resistentes al desgaste y se montan, generalmente, a presión en la culata.Las guías permiten que la válvula quede bien centrada y guiada.
La guía de válvula debe permitir un buen deslizamiento de la cola de la válvula, sin rozamiento.Si existiera demasiada holgura entre la guía y el cuerpo de una válvula de admisión, entraría aceite en la cámara de compresión, debido a la succión del pistón, produciendo un exceso de carbonilla en dicha cámara, y si fuera en una válvula de escape, el aceite se expulsará por el tubo de escape.Asientos de válvulasSon unos arillos postizos colocados a presión sobre la culata para evitar el deterioro de ésta, por el contacto con un material duro como el de la válvula, su golpeteo, y a la corrosión debido a los gases quemados.El montaje de los asientos se hace a presión mediante un ajuste (frío-calor), y cuando estén deteriorados se pueden sustituir.
• Elementos exterioresSon el conjunto de mecanismos que sirven de mando entre el cigüeñal y las válvulas. Estos elementos son: árbol de levas, elementos de mando, empujadores o taqués y balancines. Según el sistema empleado, los motores a veces carecen de algunos de estos elementos.Árbol de levasEs un eje que controla la apertura de las válvulas y permite su cierre. Tiene distribuidas a lo largo del mismo una serie de levas , en número igual al número de válvulas que tenga el motor.

0.-

El árbol de levas o árbol de la distribución, recibe el movimiento del cigüeñal a través de un sistema de engranajes . La velocidad de giro del árbol de levas ha de ser menor, concretamente la mitad que la del cigüeñal, de manera que por cada dos vueltas al cigüeñal (ciclo completo) el árbol de levas dé una sola vuelta. Así, el engranaje del árbol de levas, tiene un número de dientes doble que el del cigüeñal.El árbol de levas lleva otro engranaje , que sirve para hacer funcionar por la parte inferior a la bomba de engrase, y por la parte superior al eje del distribuidor. Además tiene una excéntrica para la bomba de combustible en muchos casos.Según los tipos de motores y sus utilizaciones, las levas tienen formas y colocaciones diferentes.En la 0 se representa dos tipos de árbol de levas:o Detalle B: con engranaje para accionar la bomba de aceite y distribuidor.o Detalle A: con excéntrica para la bomba de combustible.En la 1, se representa el perfil de la leva y las correspondientes fases que se realiza durante su giro

1.-

Elementos de mandoEl sistema de mando está constituido por un piñón del cigüeñal, colocado en el extremo opuesto al volante motor y por otro piñón que lleva el árbol de levas en uno de sus extremos, que gira solidario con aquél.En los motores diesel se aprovecha el engranaje de mando para dar movimiento, generalmente, a la bomba inyectora.El acoplamiento entre ambos piñones se puede realizar por alguno de los tres sistemas siguientes:Transmisión por ruedas dentadasCuando el cigüeñal y el árbol de levas se encuentran muy separados , de manera que no es posible unirlos de forma directa, se puede emplear un mecanismo consistente en una serie de ruedas dentadas en toma constante entre sí para transmitir el movimiento.

2.-

Los dientes de los piñones pueden ser rectos, éstos son ruidosos y de corta duración o en ángulo helicoidales bañados en aceite en un cárter o tapa de distribución, siendo éstos de una mayor duración.En el caso de dos ruedas dentadas , el cigüeñal y el árbol de levas giran en sentido contrario y, si son tres, giran el cigüeñal y árbol de levas en el mismo sentido.

3.-

Transmisión por cadenaIgual que en el caso anterior, este método se utiliza cuando el cigüeñal y el árbol de levas están muy distanciados. Aquí se enlazan ambos engranajes mediante una cadena.Para que el ajuste de la cadena sea siempre el correcto, dispone de un tensor consistente en un piñón o un patín pequeño, generalmente de fibra, situado a mitad del recorrido y conectado a un muelle, que mantiene la tensión requerida.En este sistema se disminuye el desgaste y los ruidos al no estar en contacto los dientes. Es poco ruidoso.

4.-

Transmisión por correa dentadaEl principio es el mismo que el del mando por cadena, sólo que en este caso se utiliza una correa dentada de neopreno que ofrece como ventaja un engranaje más silencioso, menor peso y un coste más reducido, lo que hace más económico su sustitución.Es el sistema más utilizado actualmente, aunque la vida de la correa dentada es mucho menor que el de los otros sistemas. Si se rompiese ésta, el motor sufriría grandes consecuencias. Estos piñones se encuentran fuera del motor, por lo que es un sistema que no necesita engrase, pero sí la verificación del estado y tensado de la correa.En la figura , indica los tornillos para el tensado de la correa.

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TaquésSon elementos que se interponen entre la leva y el elemento que estas accionan. Su misión es aumentar la superficie de contacto entre estos elementos y la leva. Los taqués , han de ser muy duros para soportar el empuje de las levas y vencer la resistencia de los muelles de las válvulas.Para alargar la vida útil de los taqués, se les posiciona de tal manera, que durante su funcionamiento realicen un movimiento de rotación sobre su eje geométrico.Los taqués siempre están engrasados por su proximidad al árbol de levas.La ligereza es una cualidad necesaria para reducir los efectos de inercia.

6.-

Taqués hidráulicosLos taqués hidráulicos funcionan en un baño de aceite y son abastecidos de lubricante del circuito del sistema de engrase del motor.Los empujadores o taqués se ajustan automáticamente para adaptarse a las variaciones en la longitud del vástago de las válvulas a diferentes temperaturas. Carecen de reglaje. Las ventajas más importantes de este sistema son su silencioso funcionamiento y su gran fiabilidad.

7.-

Varilla empujadoraNo existen en los motores que llevan árbol de levas en cabeza.Las varillas van colocadas entre los balancines y los taqués .Tienen la misión de transmitir a los balancines el movimiento originado por las levas .Las varillas empujadoras:o Son macizas o huecas, en acero o aleación ligera.o Sus dimensiones se reducen al máximo para que tengan una débil inercia y al mismo tiempo una buena resistencia a las deformaciones.o El lado del taqué tiene forma esférica.o El lado del balancín tiene una forma cóncava que permite recibir el tornillo de reglaje.

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Balancines ( 9 y 0)Son unas palancas que oscilan alrededor de un eje (eje de balancines), que se encuentra colocado entre las válvulas y las varillas de los balancines (o bien entre las válvulas y las levas, en el caso de un árbol de levas en cabeza).Los balancines son de acero. Oscilan alrededor de un eje hueco en cuyo interior circula aceite a presión. Este eje va taladrado para permitir la lubricación del balancín.La misión de los balancines es la de mandar la apertura y el cierre de la válvula.Se distinguen dos tipos de balancines:o Balancines oscilantes.o Balancines basculante.Balancines oscilantesLo utilizan los motores con árbol de levas en cabeza. El eje de giro pasa por un extremo del balancín. Se le conoce también con el nombre de “semibalancín”. Recibe el movimiento directo del árbol de levas y lo transmite al vástago de la válvula a través de su extremo libre.

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Balancines basculantesLo utilizan los motores con árbol de levas laterales.Las válvulas van en cabeza. El eje de giro pasa por el centro del balancín. Uno de sus extremos recibe el movimiento de la varilla empujadora y lo transmite al vástago de la válvula por el otro extremo.

• Árbol de levas en la culata (OHC)

Es el sistema más utilizado. El accionamiento de las válvulas es o bien directo o a través de algún órgano. Esto hace que lo utilicen los motores que alcanzan un elevado número de revoluciones, aunque el mando es más delicado.El accionamiento puede ser:o Directo.o Indirecto.Sistema OHC de accionamiento directoEs un sistema que lleva pocos elementos. Se emplea para motores revolucionados. La transmisión entre el cigüeñal y árbol de levas se suele hacer a través de correa dentada de neopreno. Utiliza cámara de compresión tipo hemisférica, empleándose con mucha frecuencia tres o cuatro válvulas por cilindro. Estos sistemas presentan el problema de que la culata es de difícil diseño.Puede llevar uno o dos árboles de leva en la culata, llamado sistema DOHC, si son dos árboles de levas.

• Sistema OHC de accionamiento indirecto

Este sistema prácticamente es igual que el anterior, con la única diferencia de que el árbol de levas , acciona un semibalancín , colocado entre la leva y la cola de la válvula .El funcionamiento es muy parecido al sistema de accionamiento directo.Al girar la leva, empuja el semibalancín, que entra en contacto con la cola de la válvula, produciendo la apertura de ésta.

Reglajes

Como consecuencia de la temperatura en los elementos de la distribución, estos elementos se dilatan durante su funcionamiento por lo que hay que dotarles de un cierto juego en frío (separación entre piezas que permita su dilatación).Aunque la razón principal de dar este juego (holgura de taqués) es que determinan las cotas de la distribución, es importante no olvidar los efectos de la dilatación en la válvula.Esta holgura con el funcionamiento, tiende a reducirse o aumentarse (dependiendo del sistema empleado), por lo que cada cierto tiempo hay que volver a ajustarlos pues de lo contrario las válvulas no cerrarán ni abrirán correctamente. Esta holgura viene determinada por el fabricante y siguiendo sus instrucciones.Esta comprobación hay que realizarla cuando la válvula está completamente cerrada. En un sistema OHV el juego del taqués se mide entre el vástago de la válvula y el extremo del balancín .En el sistema de distribución OHC de accionamiento directo, el reglaje de taqués se hace colocando en el interior del taqué, más o menos láminas de acero .En el sistema de distribución OHC de accionamiento indirecto el reglaje de taqués se hace actuando sobre los tornillos de ajuste y contratuerca . El reglaje se hará siempre con el motor en frío y como se dijo anteriormente, su valor, depende del fabricante.Un juego de taqués grande provoca que, la válvula no abra del todo el orificio correspondiente, con lo que los gases no pasarán en toda su magnitud. Un juego de taqués pequeño provoca que la válvula esté más tiempo abierta incluso no llegue a cerrar si no existe holgura, no pudiéndose conseguir una buena compresión y pudiéndose fundir la válvula en la parte de su cabeza (válvula descabezada) dando lugar a producirse grandes averías en el interior del cilindro y de la culata.

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