2.1. Elementos que componen el automóvil (I)

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Video resumen 2.1. Elementos que componen el automóvil (I)

ASI FUNCIONA EL AUTOMOVIL (II) - 2.1. Elementos que componen el automóvil 1

En el módulo 1.1.1 se explicaron los principales elementos que componen el automóvil, con los demás módulos del nivel 1 se han ido viendo con más o menos detalle según los métodos didácticos estos elementos.

En este, con lo que ya se sabe, se representa el funcionamiento de los elementos añadiendo más contenidos relacionados con lo que se ha explicado, e incluso anticipando lo que se verá en módulos siguientes.

Actuaciones de los elementos que componen el automóvil

La carrocería es lo que se ve del automóvil desde el exterior y contiene todos sus demás elementos.

Influye en gran parte de los aspectos de utilización y resultados del comportamiento del automóvil, entre estos la seguridad activa o primaria, pasiva secundaria y terciaria:

  • Es el soporte de la mecánica del automóvil y transporta a los ocupantes con su equipaje (módulo 1.5.2)
  • Protege a los ocupantes en caso de colisión mediante zonas deformables, delante, detrás y en el centro y rígida en el habitáculo (módulo 1.4.3)

Hay diferentes tipos de estructuras de carrocería y de líneas con distintos objetivos y utilizaciones (módulos 1.5.1 y 1.5.3).

La aerodinámica es muy importante especialmente si se circula por carretera (módulo 1.5.4).

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Se ve en la imagen el automóvil circulando con plena ocupación y equipaje.

El tipo de línea de la carrocería es de tres volúmenes (módulo 1.5.1).

Ruedas

Todos los elementos del automóvil asientan en la carrocería, y esta apoya en el suelo mediante las ruedas, en concreto son los neumáticos en las superficies de contacto, la huella (módulo 1.21.1).

En la huella es donde la adherencia neumático – suelo determina la estabilidad y comportamiento del automóvil:

  • Las ruedas son los únicos contactos del automóvil con el piso de lo que dependen sus cualidades dinámicas, especialmente las relacionadas con la seguridad activa o primaria

Además de la adherencia con el suelo los neumáticos colaboran con la suspensión en la sustentación elástica del automóvil.

Las ruedas se componen de dos partes, la llanta metálica acoplada mediante tornillos o tuercas al eje del coche, y el neumático asentado en la llanta por la presión de aire (módulos 1.20.1, 1.20.3 y 1.22.1).

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La función de asistencia a la suspensión de los neumáticos es bastante variable según sus dimensiones y características, una que tiene gran influencia es el perfil, altura entre el borde de la llanta y el suelo (módulo 2.20.1).

Motor

Es el generador de la energía que mueve el automóvil, puede ser térmico (gasolina, gasóleo o gas), eléctrico, térmico más eléctrico (híbrido) o pila de combustible de hidrógeno:

  • Genera la energía que mueve el automóvil, el par motor
  • El par aportado por el motor se controla con el pedal del acelerador (módulos 1.8.1, 1.8.2 para el motor térmico y los módulos 29 de los dos niveles para los demás)

El motor está sustentado en la carrocería mediante apoyos elásticos (módulo 1.5.2).

Se representa un automóvil con motor de cuatro cilindros en línea, y la implantación es de motor delantero longitudinal y propulsión o tracción trasera (módulos 1.2.1 y 1.11.1).

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Según sea el tipo de motor los elementos que se ven a continuación pueden variar, pues la forma de aportar la energía es distinta y requerirá distintos medios para llegar a las ruedas motrices.

Los módulos relacionados con el motor y transmisión se basan en la tecnología del motor térmico de gasolina y diésel, los demás se explican en los módulos 29 de los dos niveles del curso, relacionados con tecnologías que reducen y eliminan la contaminación del automóvil circulando.

Embrague

Este elemento conecta el paso del par motor a las ruedas motrices, pues el motor térmico cuando está en funcionamiento gira a un bajo número de RPM, ralentí, y trataría de mover el automóvil sin conseguirlo al producir poco par, se calaría.

Para iniciar el movimiento del automóvil se hace patinar ligeramente el embrague, fricciona el disco sobre el volante motor y plato de presión, pues el par es insuficiente hasta que el motor sube de RPM (módulo 1.16.1):

  • Está entre el motor y la caja de cambios; conecta o desconecta, embraga o desembraga, el motor de las ruedas motrices
  • Se acciona mediante el pedal de embrague, suelto desembragado pasa el par motor y pisado, embragado no pasa el par
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Con sistema de propulsión eléctrica con baterías o pila de combustible de hidrógeno no es necesario el embrague, pues con el automóvil parado también lo está el motor eléctrico que le mueve.

Al acelerar se pone en marcha el motor eléctrico que acciona las ruedas motrices con el par que determine el acelerador, pues la cantidad de electricidad necesaria la aporta la batería (módulo 1.29.1) o la pila de combustible de hidrógeno, que genera electricidad (módulo 2.29.2).

Caja de cambios

El par generado por el motor térmico es escaso a las mínimas RPM de funcionamiento, ralentí, por lo que es necesario aumentar su valor para poder iniciar la marcha, incluso se ha de hacer patinar algo el embrague al comenzar el movimiento:

  • La caja de cambios multiplica el par motor para iniciar la marcha, subir rampas, llevar peso, …
  • Se acciona con la palanca de cambios pisando el pedal de embrague durante los cambios de relación
  • Cada relación de caja de cambios desarrolla una determinada adaptación del par motor
  • Las primeras relaciones multiplican el par motor y las últimas a la inversa, para reducir las RPM circulando en carretera o autopista
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Para adaptar lo mejor posible el par a las diversas condiciones de marcha se aumenta el número de relaciones de caja de cambios, pero con la caja manual se complica el uso pues requiere que el conductor sepa cuál utilizar en cada momento.

Con cajas que cuentan con paso automático de las marchas se dispone de más relaciones, pues la selección no exige acciones del conductor.

Hay cuatro tipos genéricos de caja de cambios; manual en “H”, pilotada/robotizada/automatizada, automática con convertidor de par y transmisión de variación continua CVT (módulos 1.17.1 y 1.17.2).

El automóvil eléctrico o con pila de combustible no necesita caja de cambios, pues se dispone de la electricidad necesaria para generar el par motor en todas las condiciones de marcha actuando sobre el acelerador (módulos 1.29.1 y 2.29.2).

Árbol de transmisión

Este elemento del automóvil solamente es necesario cuando la caja de cambios y el diferencial están separados, como en la implantación del coche de la imagen con motor, embrague y caja de cambios delantero longitudinal y propulsión (tracción trasera):

  • Transmite el par motor que ha pasado por el embrague, se ha transformado en la caja de cambios, y desde este pasa por el árbol de transmisión al diferencial (módulos 1.17.1 y 1.22.1)
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En los módulos 2 de los dos niveles se representan diferentes implantaciones con o sin árbol de transmisión, incluso más de uno en automóviles 4×4 (módulos 22).

Más adelante en este módulo se ve otra implantación técnica en la que no se utiliza árbol de transmisión, que se vio en el módulo 1.2.2.

Diferencial y palieres

Se explicaron estos elementos en los módulos 1.17.1 y 1.17.2.

Diferencial

  • Recibe el par motor por el árbol de transmisión y lo reparte a diferente velocidad entre las ruedas motrices en curvas, más velocidad a la exterior pues recorre más distancia que la interior en el mismo tiempo

Palieres

  • Transmiten el par motor desde el diferencial a cada rueda motriz del eje, a diferentes velocidades en curvas
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El diferencial adapta mecánicamente la velocidad de las ruedas motrices en curva según su adherencia, por lo que si una rueda desliza por piso muy poco adherente se llevará toda la velocidad, el doble, patinando sobre el suelo y la otra no gira.

Se explica el funcionamiento del diferencial y las tecnologías para reducir o limitar su actuación si una rueda motriz desliza, mecánica o electrónicamente, en los módulos 2.17.2y 1.25.1.

En automóviles 4×4 también hay diferencia de velocidad en las curvas entre los ejes delantero y trasero, que se ha de solucionar con alguna tecnología (módulos 1.22.1 y 2.22.1).

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