Con motor grande todo el coche cambia

El motor da el nombre al automóvil, pues utiliza su energía para desplazarse.

Hay muchas necesidades que satisfacen los diferentes automóviles por su línea, funcionalidad, prestaciones y otras diversas particularidades.

Lo que más influye en las prestaciones del coche es su motor, par y potencia, al que se han de adaptar los demás componentes para que se logre un conjunto equilibrado.

Vamos a ver la relación entre estos componentes, para lo que partimos de un determinado automóvil y al final veremos que nos lleva a otro.

Si en un automóvil se coloca un motor grande todo cambia …

Para el coche de partida utilizamos la silueta de un Volvo 240 Station Wagoon (motor longitudinal delantero y propulsión) y para el coche del final un Audi A5 Cabrio Quattro (motor longitudinal delantero y 4×4).

  • Se ve la imagen del automóvil con carrocería familiar y estos componentes:
    • Motor (longitudinal delantero de 4 cilindros en línea (con distribución OHC), embrague (es un convertidor de par), caja de cambios (automática de 5 velocidades más marcha atrás), árbol de transmisión y diferencial
    • Suspensión; muelles, amortiguadores y brazos
    • Frenos; pedal, servofreno, bomba de frenos doble con depósito para circuitos independientes, circuito hidráulico a las ruedas, pinzas de freno y discos
  • Si en un automóvil se coloca un motor más “grande”
  • … se incrementa sensiblemente el par y potencia …
  • … se ha de adaptar el embrague, en este caso el convertidor de par al ser una caja de cambios automática, para que pueda soportar los mayores esfuerzos …
  • … la caja de cambios tiene que poder asumir el incremento del par motor, y que a las velocidades más elevadas a que puede llegar el automóvil no implique que el motor gire a exceso de RPM, es decir los desarrollos de transmisión han de ser más largos
  • …. las mayores prestaciones que ofrece este automóvil generarán oscilaciones de la carrocería más bruscas en conducción exigente, aceleraciones, frenadas y curvas, por lo que se ha de endurecer la suspensión para controlarlas …
  • … estas mayores prestaciones precisan parar el automóvil desde velocidades más elevadas, lo que requiere frenos potenciados, discos de mayor tamaño y con mejor ventilación, pinzas y pastillas adaptadas para usos más severos …
  • … con todos estos cambios en realidad se ha construido otro automóvil, que podría mantener la carrocería familiar, pero es más didáctico transformar el automóvil en un deportivo.
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En un mismo modelo se puede disponer de diferentes motores, lo que implica importantes modificaciones en los demás componentes afectados, proporcionales a las variaciones de par y potencia.

Es un aspecto sumamente importante que se ha de contemplar en caso de hacer alteraciones tras la compra del coche, para que el resultado mantenga otro equilibrio que aporte seguridad de circulación.

El valor del par motor determina los esfuerzos que han de soportar los componentes que han de transmitirlo hasta las ruedas motrices, la potencia aporta velocidad y aceleración.

El par y la potencia están relacionados con la respuesta el motor del automóvil al acelerar, en el uso más habitual del automóvil es más importante el par que la potencia.

Adaptación de los elementos al motor de más par y potencia

Motor; para obtener más par y potencia …

  • … se recurre a más cilindrada, más cilindros o ambas cosas a la vez, en la imagen se representan motores de 4 cilindros en línea y 8 en V
  • Otra solución muy utilizada hace ya cierto tiempo por la disminución de CO2 que se puede lograr es la sobrealimentación, se representa un turbocompresor con un motor de 3 cilindros en línea, pues habitualmente se reduce la cilindrada con menos número de cilindros
  • Hay sistemas de sobrealimentación que mejoran el par y potencia desde bajas RPM

Embrague, se representan estos componentes; volante motor, disco de embrague y plato de presión:

  • De mayor tamaño, por necesitar más diámetro del disco de embrague, como se ve, y también mayor presión del diafragma
  • Si se requiere demasiado diámetro se utiliza un sistema de embrague bidisco en seco, cuya imagen se incorpora
  • Otra opción es el embrague multidisco en baño de aceite que aparece (el enlace incluye el embrague bidisco en seco)
  • Es implantación frecuente en cajas de cambios automatizadas con dos embragues de este tipo

Caja de cambios; más robusta y con más número de relaciones.

Las cajas de cambio pueden ser de cuatro tipos genéricamente, bueno hay uno más al menos:

Manual:

    • Se ven dos, una con posición longitudinal y 5 relaciones más marcha atrás, y otra transversal con el diferencial y 6 relaciones más marcha atrás
    • La inserción de las relaciones se hace mediante sincronizadores, habitualmente incluso la marcha atrás

Automatizada:

    • La tecnología de inserción de las relaciones es como en la caja manual mediante sincronizadores, pero pilotada electrohidráulicamente o con motores eléctricos
    • Puede tener dos embragues en seco, en aceite como la de la imagen e incluso solamente uno en seco, entonces se suele denominar caja pilotada
    • En todas estas el accionamiento del embrague o embragues lo hace el control electrónico de la caja de cambios, no hay pedal

Automática con convertidor de par:

    • Esta caja de cambios se diseñó específicamente para funcionar de forma automática, sin que intervenga el conductor en el paso de las relaciones con la palanca en posición D (“drive”)
    • El convertidor de par, que sustituye al embrague, es una conexión hidráulica entre motor y caja
    • El convertidor puede ser bloqueable para reducir el consumo de combustible
    • La inserción de las relaciones es mediante discos en baño de aceite que actúan como embragues o frenos de grupos de engranajes

Suspensión; ha de poder controlar mayores oscilaciones y más intensas, el factor principal para llevarlo a cabo es la dureza de los amortiguadores, que afecta al confort de marcha.

Para que la suspensión permita un buen equilibrio en el comportamiento del automóvil, las ruedas, llanta y neumático, han de ser las adecuadas:

Frenos; se ve un disco con pinza fija, dos bombines y pastillas.

Se ha de incrementar su eficacia y resistencia al uso intensivo:

  • Se aumenta el diámetro de los discos
  • Si el diámetro es grande también lo son las pastillas, entonces se utilizan pinzas con más bombines para que el empuje sea más uniforme, se representa con pinza fija con más bombines, seis en este caso y disco ventilado

Carrocería; en su estructura se articulan y apoyan los elementos de suspensión que determinan la geometría de asentamiento de las ruedas en el suelo, que ha de mantenerse para que sea buena la estabilidad, esto implica que los modelos cabriolet derivados de coupé pesen más.

  • La estructura de la carrocería se ha de diseñar para los mayores esfuerzos de torsión y flexión que ha de soportar según el uso previsto del automóvil.
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Las variaciones de los elementos citados, y algunos más, están directamente relacionados con las prestaciones, peso, capacidad y uso previsto del automóvil para lograr la mejor solución más equilibrada en todos los aspectos.

En función del tipo de coche se puede decantar en origen el comportamiento de los elementos a enfoques más o menos concretos.

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