Tecnología ABC: Q de Q-plough
Para la Q, tuvimos que utilizar el lenguaje fonético... Q-Plung o, correctamente, embrague. Después de la caja de cambios, el motor y la cadena/cardán, el embrague completa la cadena cinemática. Es el responsable de la tracción variable.
En algún momento de esta serie de técnicas, me di cuenta de que me iba a enfrentar a unas cuantas letras complicadas hacia el final del abecedario. La Q me golpea con toda su fuerza. Bueno, no es para tanto, recordé el truco con la fonética, y así fue como encontré el tema de esta vez: la trama Q. Probablemente todo el mundo lo utiliza miles de veces sin darse cuenta lo más mínimo del importante papel que juega el embrague en nuestro progreso sobre dos ruedas y del estresante trabajo que suele tener que hacer oculto a nuestros ojos. Pero no todos los embragues son iguales. A grandes rasgos, todos los tipos de embrague sirven para unir dos ejes con el fin de transmitir un par. Existen embragues rígidos, flexibles, móviles y desembragables, así como positivos y no positivos. En las motos sólo se utilizan los acoplamientos desembragables y no positivos, al menos en el contexto en el que se entienden comúnmente.
Ajuste forzado
Mientras que la unión por forma significa que dos componentes están unidos de tal manera que la fuerza es proporcionada únicamente por la forma (por ejemplo, engranajes), una conexión por fuerza significa que la fuerza se transmite únicamente a través de la fricción entre las mitades motriz y conducida, como en una transmisión por correa trapezoidal - la contrapartida de la unión por forma sería la correa de distribución. Sin embrague, no sería posible arrancar desde parado, cambiar de marcha sería problemático y parar sin calar el motor también sería prácticamente imposible, por lo que los diseñadores se dieron cuenta pronto de que era necesaria una conexión desmontable entre el cigüeñal y el árbol de entrada de la transmisión. Y preferiblemente una que no se acoplara bruscamente, sino que permitiera un deslizamiento variable, es decir, la posibilidad de dosificar el par y permitir así un arranque suave.
Material y diseño
Pronto se encontraron soluciones, pero al principio aún había que experimentar con el diseño y los materiales, como los revestimientos de cuero y las ruedas de fricción o los embragues cónicos. Sin embargo, pronto se encontraron los diseños que siguen siendo habituales hoy en día y los materiales adecuados. Hoy en día, distinguimos entre embragues monodisco y multidisco, así como embragues secos y embragues húmedos, es decir, embragues que funcionan en baño de aceite; el embrague húmedo es el más extendido.
Embrague monodisco
El principio de un embrague monodisco (en seco) es obvio: entre el volante y el disco de arrastre (ambos están conectados al cigüeñal) se asienta el disco de embrague, que está conectado al eje de entrada de la transmisión y puede moverse mediante estrías, a menudo también llamado disco de fricción. Cuando el embrague no está accionado y está totalmente desembragado, unos muelles presionan el disco de embrague contra el disco de embrague y el disco de embrague contra el volante de inercia. Está sujeto y predomina la fricción estática, es decir, no hay deslizamiento y, por tanto, se trata prácticamente de una transmisión pasante rígida. El número de revoluciones del cigüeñal se corresponde con el número de revoluciones del árbol de entrada de la transmisión: hasta aquí todo bien, podríamos haberlo hecho sin embrague. Sin embargo, al accionar la maneta de embrague, nuestra fuerza manual se transmite a la maneta de desembrague, que presiona el disco de embrague a través del cojinete de desembrague, con lo que éste se aleja o se eleva ligeramente contra la fuerza del muelle, creando un pequeño entrehierro a ambos lados del disco de embrague - el flujo de fuerza entre el motor y la transmisión se interrumpe a 100 %, y podemos llegar a la parada con una marcha engranada.
Problema de tamaño
El embrague monodisco se utiliza principalmente en automóviles, pero rara vez en motocicletas. Aunque requiere relativamente poca longitud total y puede separar hasta 100 %, el diámetro debe ser relativamente grande debido a los dos únicos pares de superficies de fricción. Esto significa que se necesita más espacio, lo que no ocurre con un cuatro cilindros montado transversalmente. El diseño es ideal para motos con motores montados longitudinalmente y transmisión por cardán, como las bóxer de BMW o las V2 de Moto Guzzi. Sin embargo, debido al diseño y al gran diámetro, la masa del volante de inercia es elevada. Esto es bueno para una marcha suave, pero es un obstáculo para las revoluciones rápidas y la reducción de velocidad.
Embrague multidisco en baño de aceite
Como su nombre indica, el embrague multidisco utiliza varios discos dispuestos en fila: la cesta redonda del embrague se monta en el eje de entrada de la transmisión, con el lado abierto hacia el exterior y el cojinete situado en su base. El cigüeñal la acciona mediante un engranaje exterior. En el interior de esta cesta de embrague se encuentra el cubo de embrague, que está unido positivamente (¡!) al árbol de entrada de la transmisión mediante dentado y que a su vez tiene dentado exterior. Existen básicamente dos tipos de discos de embrague: unos con forros que están unidos a la cesta de embrague mediante dentado exterior y que por tanto son accionados por el cigüeñal, y otros, los discos de fricción, que están unidos al cubo de embrague mediante dentado interior y que por tanto accionan a su vez el árbol de entrada de la transmisión. Hay unos 8 de cada tipo, que se apilan alternativamente para formar el paquete de embrague.
La presión debe ser
Todavía falta un componente, el plato de presión. Se trata del último componente que se coloca en el paquete de embrague desde el exterior y se atornilla al cubo de embrague. Por regla general, presiona los discos individuales del paquete de embrague entre sí por medio de 4 a 6 muelles helicoidales para que se cree una conexión por fricción y el eje de entrada y la cesta del embrague giren a la misma velocidad. Cuando accionamos el embrague, el plato de presión se levanta ligeramente contra la fuerza del muelle, lo que significa que los discos individuales ya no están presionados entre sí y ya no hay conexión por fricción.
Diferencias funcionales
A diferencia del embrague monodisco, la transmisión de potencia no se interrumpe 100 % en el embrague multidisco. La carrera máxima del sistema de desembrague es limitada, normalmente no más de 8 a 9 mm, lo que se traduce en sólo 0,5 mm por par de discos. Para empeorar las cosas, algunos pares de discos pueden pegarse entre sí y transmitir así involuntariamente una cierta cantidad de par. Esto es particularmente pronunciado con el embrague multidisco en baño de aceite, que se utiliza habitualmente en motocicletas. En este caso, se produce el denominado par de arrastre como efecto no deseado. Esto significa que el aceite adherido entre los discos transmite una cierta cantidad de par y el embrague no se desembraga completamente. Especialmente cuando el motor está frío y el aceite del motor es todavía espeso y viscoso, hace un ruido terrible al engranar la primera marcha, haciendo que los transeúntes duden de nuestras habilidades al volante. El aceite frío y más espeso aumenta aún más el par de arrastre, y algunos discos simplemente se pegan. También suele ser difícil engranar punto muerto en estas situaciones.
El truco 77
Antes de engranar la primera marcha por primera vez, es aconsejable tirar del embrague varias veces y, al mismo tiempo, aplicar pequeñas ráfagas de acelerador para aflojar el paquete de discos. El requisito básico es, por supuesto, que el juego del embrague no sea demasiado grande. Esto se debe a que al reducir la distancia entre el manillar y la palanca, el mecanismo de desembrague no puede hacer todo el recorrido y los discos pueden separarse aún menos.
Embrague en baño de aceite?
¿Por qué el embrague suele funcionar en aceite cuando el aceite se valora como lubricante, mientras que los embragues se basan en la fricción? El diseño compacto es el resultado de la idea de disponer los cigüeñales transversalmente en el chasis. Esto permite disponer el cigüeñal y los dos ejes de transmisión uno detrás del otro. En la mayoría de los casos, la transmisión final se realiza mediante una cadena, por lo que no es necesario utilizar engranajes cónicos, caros y pesados, que presentan ciertas desventajas en términos de eficiencia. Los desarrolladores se vieron favorecidos por el hecho de que las fuerzas que debían manejarse en aquella época aún eran manejables y el desarrollo de los forros de embrague progresó más rápido que el de las prestaciones. La cesta del embrague es accionada directamente por el cigüeñal a través de un engranaje (relación aprox. 3:1). Dado que ya se tiene en cuenta una parte de la relación de transmisión total, es posible reducir considerablemente los diámetros de las ruedas dentadas, lo que no sólo reduce el peso y la masa giratoria, sino que también permite reducir la longitud del motor. La posibilidad de disponer el embrague detrás del cigüeñal también abrió el camino a cigüeñales anchos para motores de cuatro o incluso seis cilindros.
¿Seco o húmedo?
El aceite tiene efectos positivos y negativos sobre el funcionamiento del embrague. El efecto de refrigeración y la mejor modulación del embrague son sin duda ventajosos, ya que el embrague se acopla con mayor suavidad. Además, el esfuerzo de diseño es menor porque el cigüeñal, la caja de cambios y el embrague están situados en la misma carcasa y utilizan el mismo suministro de aceite. Algunas personas consideran que el desgaste del embrague que llega al aceite es una gran desventaja y, por lo tanto, son ardientes defensores del embrague multidisco en seco, como en las Ducatis anteriores. Creo que la abrasión es normalmente muy baja, y el filtro de aceite es perfectamente capaz de pescarla de forma fiable fuera del aceite del motor. Una desventaja indiscutible es que el par de arrastre es algo mayor cuando el embrague húmedo está totalmente engranado. Hasta la fecha, los forros de embrague han consistido generalmente en una mezcla de fibras orgánicas y resinas compuestas que mantienen unida la mezcla. También se utilizan forros de metal sinterizado para los embragues en seco. Por supuesto, no son completamente inmunes a los daños. Si el embrague se deja afilar durante demasiado tiempo, al principio se sobrecalienta y puede llegar a quemarse. En el caso de los embragues secos, el olor es inmediato, dulce y penetrante, como el de un coche que se ha conducido con el freno de mano puesto. En los embragues húmedos, el aceite se huele, pero huele fatal.
Embrague centrífugo
Nuestros amigos de la fracción scooter sólo pueden sonreír levemente. Con ellos, la rueda trasera se frena con la mano izquierda. El trabajo de embrague para arrancar se deja a un embrague deslizante de accionamiento centrífugo en el lado accionado del variador. Pero ese es otro tema, en el que no entraremos aquí.
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