Embrague

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DEL VEHÍCULO

• Constitución y funcionamiento del sistema de
transmisión del vehículo.
• Procesos de desmontaje, montaje y
reparación del sistema de transmisión del
vehículo.
• Mantenimiento del sistema de transmisión del
vehículo.

1

El Embrague
Sistema que permite transmitir e interrumpir
la transmisión de energía mecánica.
Permite al conductor de un vehículo
controlar la transmisión del par motor desde
el motor hacia las ruedas

2 Andrés Porras 2

Transmisión del movimiento del cigüeñal a las ruedas.
RUEDA

Volante de
Inercia SEMIPALIER Y
REDUCCIÓN FINAL

CAJA DE
MOTOR EMBRAGUE
CAMBIOS
DIFERENCIAL

SEMIPALIER Y
REDUCCIÓN FINAL
Cigüeñal del Eje Primario de la
Motor Caja de cambios

RUEDA

El embrague conecta o desconecta el movimiento del motor a la caja de
cambios, según esté pisado o no el pedal del embrague
en el momento de arrancar o realizar un cambio de marcha.

REQUERIMIENTOS DE LOS EMBRAGUES

El movimiento no se transmita
Progresivo bruscamente o a tirones con
el vehículo parado, o cuando
varía el régimen de
Elástico
revoluciones del motor.

Según su accionamiento:

Manuales: Controlado por el conductor por medio de un pedal o palanca.

Automáticos: En función del régimen de funcionamiento del motor

En los vehículos con motor térmico: para iniciar la marcha hay
que transmitir el par motor a bajo régimen progresivamente
por resbalamiento mecánico o viscoso, hasta conseguir un
acoplamiento rígido entre el motor y las ruedas del vehículo a
través del cambio de velocidades.
Si el cambio de velocidades es mecánico el embrague
desconecta el motor de las ruedas para cambiar de velocidad
o para parar el vehículo sin detener el motor.
Debe poseer suficiente fuerza para que no patine con el motor
funcionando a pleno rendimiento y a la vez proporcionar una
marcha suave.
Resistente debido a que por él pasa todo el par motor.
Rápido y seguro para poder aprovechar al máximo dicho par,
en todo el rango de revoluciones del motor.

El embrague une o separa dos ejes.
Son dos discos que se pueden acercar o alejar entre sí, cuando entran en
contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos
firmemente girando solidarios.
Normalmente el embrague está en posición de transmisión del movimiento, el
tractor está embragado, el par motor pasa al primario de la caja de cambios.
Cuando se interrumpe la transmisión del par, el tractor está desembragado y no
se transmite movimiento.

Tipos de embragues

• De fricción: Unión de dos piezas que al
adherirse forman el efecto de una sola.
• Hidráulicos: Utilizan como elemento de unión el
aceite. Se usan con cambios de velocidades
automáticos.
• Electromagnéticos: Menos usados. Se basan en
el los efectos de acción de campos magnéticos.

EMBRAGUES DE FRICCIÓN DE DISCO
SIMPLE O MONODISCO

Están constituidos por una parte motriz, que
transmite el giro a una parte conducida,
utilizando la adherencia entre los dos elementos
y una presión aplicada que los une fuertemente
entre si.

Está compuesto por el disco de embrague y el
plato de presión.

Tapa metálica
Denominada campana. Unida al volante de inercia del
motor mediante tornillos, encierra entre ella y el volante al
resto de las piezas, y gira solidaria con él.

Disco de embrague
Es un disco metálico sobre el cual, en su parte periférica, van unidas mediante
remaches dos coronas circulares denominadas forros de embrague,
constituidos por amianto, resinas sintéticas e hilos de cobre o latón, que
constituyen un material altamente resistente a la fricción. En su parte central
lleva un manguito estriado en su interior, dentro del cual se aloja un extremo
del eje primario de la caja de cambios, que está estriado exteriormente con un
diseño acoplable al que el disco de embrague lleva en su interior.

Forros del embrague

Plato opresor
Metálico, con forma de corona circular del mismo
tamaño que los forros de embrague, lleva unos soportes
sobre los cuales actúan las patillas.

Muelles o Diafragma
Generalmente 9 ó 12. Se apoyan por uno de sus extremos sobre la campana y por el otro
sobre el plato opresor.
Diafragma: Por su menor número de componentes reduce la fricción y el desgaste,
garantiza un mejor funcionamiento, buen rendimiento y aumenta la durabilidad. La fuerza
de apriete aumenta con el desgaste del disco, lo que evita que el embrague patine
prematuramente. No requiere de ningún ajuste. Su accionamiento es más suave y más
confortable para el conductor. Fácil montaje.

Patillas
Generalmente 3 ó 4. Actúan como palancas de primer
género y tienen un punto de apoyo y giro unido a la
campana. Por uno de sus extremos las patillas actúan
sobre el soporte del plato opresor y por el otro sobre el
anillo de patillas.

Collarín
Formado por un rodamiento axial con un orificio central
por el que pasa el eje primario. Este collarín se apoya por
un lado en el anillo de patillas y por el otro recibe el
empuje de la horquilla.

Sistema hidráulico o de varillas y palancas: Transmite el movimiento, desde el
pedal de embrague hasta la horquilla. Una de las varillas, llamada varilla tensora,
va roscada en sus extremos y sirve para la regulación del embrague.

Muelle de recuperación del pedal: Va unido por un extremo a la palanca del
pedal de embrague, y por el otro al bastidor del tractor.

1. Árbol del motor
2. Volante
3. Campana
4. Disco de embrague
5. Plato Opresor
6. Muelles
7. Patilla
8. Collarín de empuje
9. Eje Primario

Funcionamiento:
Embragado: los muelles mantienen al plato opresor desplazado hacia el volante
del motor, oprimiendo fuertemente entre ambos al disco de embrague. El giro del
volante y del plato opresor se transmite al disco y de éste al eje primario de la
caja de cambios.
El muelle de recuperación del pedal lo mantiene en su posición más elevada y al
mismo tiempo tira de la horquilla separando el collarín del anillo de patillas,
evitándose así rozamientos innecesarios y el desgaste prematuro del collarín.

Desembragado: Al oprimir el pedal de embrague la horquilla
presiona sobre el collarín, éste sobre el anillo, éste sobre las
patillas que, al girar sobre su punto de apoyo, tiran del plato
opresor comprimiendo los muelles y separándolo del disco de
embrague. Al no estar oprimido el disco entre el volante y el plato,
queda libre deteniéndose su movimiento y el del eje primario.

Para embragar: Se levanta progresivamente el pie del pedal del embrague, los
muelles o el diafragma irán desplazando al plato opresor oprimiendo el disco
de embrague contra el volante, transmitiendo el movimiento de éstos a la caja
de cambios progresivamente.

En la posición de embragado siempre que el motor se encuentre en marcha
estarán girando solidariamente el volante, la campana, el plato opresor, los
muelles, las patillas y el anillo de patillas. También giran el disco de embrague
y el eje primario.
En la posición de desembragado no se moverán el disco del embrague y el eje
primario, girando, en cambio, el rodamiento axial del collarín.

El disco de embrague va acoplado en el árbol del primario de la caja de cambios por
medio de su manguito estriado. El árbol primario se apoya en el cigüeñal por medio de un
cojinete de bronce sobre el cual desliza. Los forros del disco, por una de sus caras se
acoplan al volante del motor, y por la otra al plato de presión que va solidario a la
carcasa.

La presión que ejercen los resortes sobre la carcasa hace que el disco quede
fuertemente aprisionado contra el volante. En este momento, el volante transmite
el movimiento al disco que, a su vez, por mediación del manguito estriado, lo
transmite al primario de la caja de cambios.
Cuando se pisa el pedal de embrague se desplaza el collarín de empuje hacia el
interior, presionando sobre las patillas, éstas, al girar sobre la articulación,
desplazan a su vez al plato de presión, que libera el disco de embrague al vencer
la resistencia de los muelles. En esta posición, el embrague gira en vacío, sin
transmitir el movimiento del motor a la caja de cambios. Se dice que el embrague
está en posición de desembragado.

Al soltar el pedal, la fuerza de los resortes hace retroceder el plato
de presión que actúa sobre el disco de fricción, y éste se acopla
entonces al volante. La disposición del disco, con sus lengüetas y
muelles de absorción, hace que el acoplamiento no sea brusco, sino
progresivo. No obstante, el acoplamiento del embrague por parte
del conductor no debe hacerse de una forma rápida y brusca, sobre
todo con el vehículo parado, con el objeto de no recargar el motor
al tener que vencer la enorme inercia debida a su peso. Se dice que
el embrague está en posición de embragado.

Disco de embrague Es un disco de
acero con unos cortes radiales en su
periferia que forman unas lengüetas o
segmentos circulares dobladas en dos
sentidos. Va unido al platillo con
interposición de los muelles que le
confieren la deseable elasticidad. El
disco lleva un manguito estriado para su
acoplamiento al árbol primario de la caja
de cambios.
Al disco por medio de remaches o bien pegados, van sujetos los forros, que son
lisos por la cara de acoplamiento a las lengüetas y estriados por la cara exterior o
zona de fricción. Las cabezas de los remaches van embutidas dentro del forro
para evitar que rocen contra la superficie de asiento en el volante y plato de
presión. Los segmentos circulares curvados y arqueados hacia afuera ceden bajo
la presión del embrague y, al embragar, su posición es casi plana, atacando así de
forma progresiva.
Los forros, por contacto a presión con el volante, son los encargados de transmitir
el movimiento sin que se produzca deslizamiento, por lo que su material debe
tener un alto coeficiente de rozamiento y ser muy resistente al desgaste por
rozamiento y al calor.

6 1.- Disco de embrague.
2.- Corte radial.
3.- Platillo.
4.- Muelles.
5.- Manguito estriado.
6.- Forro de amianto.
7.- Remache.

Forro

Remache
Muelle de elasticidad

Manguito mandrinado

Plato opresor
Pieza que va montada entre el disco de fricción y la cubierta o carcasa. Sirve
para el acoplamiento del conjunto al volante de inercia del motor por medio
del disco de fricción.
Constituido por un disco de acero, en forma de corona circular con espesor
suficiente como para no deformarse.

Según los dispositivos que efectúan la presión sobre la maza, se clasifican en :

Embrague de muelles.
Embrague de diafragma.
Embrague automático.
Embrague de discos múltiples.

Embrague de muelles
En este embrague la presión se efectúa por medio
de una serie de muelles repartidos uniformemente
sobre la periferia del plato opresor, para que la
presión sea igual en toda la corona circular.

3
1.- Plato opresor.
2.- Fijación de patillas.
2 3.- Resorte.

1

Embrague de diafragma:
Los muelles son sustituidos por un
diafragma elástico de acero especial,
encajado en la periferia del plato de
presión, que lo oprime contra el disco de
embrague. El diafragma tiene forma
cónica y lleva unos cortes radiales que
parten del centro, cuyos extremos sirven
para su sujeción a la carcasa.

Ventajas:
Mejor equilibrado,
Tamaño reducido,
Menor esfuerzo de desembragado,
Menor sensibilidad a los efectos de la fuerza centrífuga.

Embrague de Diafragma

1. Carcasa
3. Forro
4. Diafragma
5. Collarín de empuje
6. Eje primario
7. Eje intermediario

Fuerzas de accionamiento de los embragues
Diafragma: El mayor esfuerzo se da en el semidesembragado, hasta vencer la
fuerza inicial de inversión en la conicidad del diafragma.
Luego disminuye el esfuerzo hasta el final de desembrague, aunque se
mantiene ligeramente constante en el recorrido del pedal.
Muelles: el esfuerzo es creciente a medida que se van comprimiendo los
muelles.
Fuerza
Kp
1

2 1.- Embrague de muelles.
2.- Embrague de diafragma.

Desplazamiento
mm
Diferencia de esfuerzos aplicados al pedal en embragues de las mismas dimensiones.

Embrague automático mecánico:
Efectúa el proceso en el arranque y en el cambio de marchas automáticamente,
sin accionar el pedal.
No lleva collarín ni mando de accionamiento, la acción de embragado y
desembragado la hacen unos contrapesos que funcionan por fuerza centrífuga de
giro del motor.

1. Eje motor
2. Volante de inercia
3. Articulación
4. Masa centrífuga
5. Resorte
6. Plato Opresor
8. Orificio mandrinado
9. Eje arrastrado

Cuando el motor gira a ralentí, los contrapesos no ejerzan acción
sobre el plato opresor, quedando el disco libre, desembragado.

Al acelerar y aumentar las revoluciones del motor, la fuerza
centrífuga desplaza los contrapesos hacia la periferia, basculan
sobres su eje de montaje, empujan al plato de presión hacia su
acoplamiento con el disco, quedando embragado. El proceso es
totalmente progresivo, ya que la presión de acoplamiento
ejercida por los contrapesos está en función del régimen de giro
del motor.

Existe gran variedad de estos embragues, el elemento centrífugo
puede ser unos rodillos que se deslizan por un cono, como en
motosierras y motos de pequeña cilindrada.

Embrague Automático Hidráulico

Compuesto por tres émbolos y tres
válvulas de accionamiento por fuerza
excéntrica, provee un acoplamiento
elástico y progresivo sin pérdida de
potencia en función de las velocidades
de giro del eje conductor y el
conducido. Este mecanismo es sencillo
y robusto. Con unas dimensiones muy
ajustadas es capaz de transmitir un
elevado par en ambos sentidos. Los
seis cilindros y los tres conductos
hidráulicos forman un circuito cerrado
y completamente estanco.

Embrague de discos múltiples
Este embrague se instala cuando, por el volante del motor, el tamaño del disco no
es suficiente para transmitir todo el par motor. Se emplean varios discos, cuya
superficie total de adherencia es equivalente a la que necesitaría un sólo disco.
Sobre el extremo del eje primario va el mandril, cuyos nervios soportan los
discos metálicos hembras, entre éstos están intercalados con los discos machos,
que por su periferia son llevados por las estrías interiores de la campana.
La campana está unida al volante. 1. Eje motor
2. Volante de Inercia
3. Carcasa con mandrinado interior
4. Disco macho
5. Disco hembra
6. Eje Primario
7. Conexión con caja de cambios.

Detalle disco
Detalle disco hembra
macho

Este embrague se sumerge, generalmente, en aceite
fluido o una mezcla de aceite y petróleo.
Con el mismo principio se construyen embragues de
varios discos en seco, forrados con tejido de amianto.
Algunos embragues de este tipo se usan en los
tractores de cadenas para su dirección. En este caso
son accionados con una leva mandada con una
palanca, según apriete o deje sueltos los discos
produce el embrague o desembrague.

1. Conexión con el eje
2. Carcasa
3. Mandrinado Interior
4. Disco macho
5. Disco Hembra
6. Demultiplicación
7. Conexión al PTO
8. Mandrinado exterior.

Sistema de accionamiento.
Los sistemas de mando pueden ser de tres tipos:
Accionamiento mecánico.
Accionamiento hidráulico.
Accionamiento neumático.

Accionamiento
Mecánico

El desplazamiento de los resortes o del diafragma para desacoplar el embrague
se realiza por medio de un cojinete de empuje, llamado collarín, montado sobre
el árbol primario de la caja de cambios y accionado por la palanca de
embrague.
En este collarín va montado un cojinete axial para que el empuje ejercido no
interfiera en el giro de las partes móviles del embrague.
Para el desplazamiento del collarín se emplea un dispositivo de horquilla
montada sobres la carcasa del embrague, y una palanca de accionamiento,
situada en el interior de la carrocería y al alcance del pie del conductor.

La fuerza, necesaria para desacoplar el plato opresor del embrague, depende de
la disposición de la palanca, ya que las fuerzas que actúan son inversamente
proporcionales a los brazos de palanca correspondientes.

Accionamiento hidráulico

Para embragues de gran presión. Se
usa con el fin de aminorar el esfuerzo
a transmitir en el pedal y para que el
accionamiento sea más suave, se
intercala entre el pedal y la palanca de
desembrague un sistema hidráulico,
que consiste en un bombín emisor y
un pistón receptor.

El accionamiento neumático es poco empleado.
Consiste en la instalación en un depósito que envía el aire
a un servo - embrague a través de una tubería flexible. El
servo - embrague sirve para distribuir el aire en la
operación de embrague y desembrague. Del servo sale
una tubería que envía aire al cilindro de mando, cuyo
vástago actúa sobre la horquilla del embrague.

5 1 1.- Collarín.
2 2.- Primario.
4 3.- Horquilla.
3 4.- Pedal de embrague.
5.- Cojinete axial.
6 6.- Varilla tensadora.

1. Disco 6. Tubería a Presión
2. Plato 2. Depósito
3. Collarín 3. Bombín
4. Horquilla 4. Pedal de embrague
5. Pistón

EMBRAGUES DE FRICCIÓN DE DISCO DOBLE
Hasta hace poco en la mayoría de los tractores el TDF era accionado por el eje
primario de la caja de cambios, así al pisar el pedal del embrague se detenía el
movimiento del tractor y de la toma de fuerza. Cuando el tractor iba
remolcando una máquina accionada por la toma de fuerza había atascos y
alteraciones en el trabajo de la máquina.
Actualmente se independiza el movimiento de la caja de cambios de el del
TDF con un embrague de doble disco.
Los elementos son iguales a los del embrague monodisco, pero con un disco de
embrague más y un plato opresor más colocado entre los dos discos de
embrague.
El segundo disco de embrague da movimiento a la toma de fuerza. Va sobre un
tubo estriado exteriormente por el interior del cual pasa, totalmente
independiente de él, el eje primario de la caja de cambios.
Los dos platos opresores se unen con tornillos, en uno de cuyos extremos se
intercala un muelle de presión que apoya por un lado sobre la tuerca del
tornillo, y por el otro sobre el segundo plato opresor.
El volante del motor lleva unos topes para limitar el recorrido del primer plato
opresor.

6

1 1. Disco del eje primario
7
2. Disco del TDF
3. Primer Plato Opresor
4. Segundo Plato Opresor
2
8 5. Tope del primer plato
6. Muelle del disco del TDF
9 7. Muelle del embrague
8. Eje Primario
3 9. Eje del TDF

5 4

1. Cuando el pedal del embrague está suelto los muelles presionan sobre el segundo plato
opresor, éste sobre el disco de la toma de fuerza, éste, a su vez, sobre el primer plato
opresor y sobre el disco del eje primario, así al moverse el volante y los platos opresores,
arrastran a los dos discos de embrague dando a la vez movimiento al eje primario de la
caja de cambios y a la toma de fuerza.

2. Al pisar el pedal a la mitad del recorrido las patillas tiran del segundo plato
opresor y éste a través de los tornillos y muelles de unión, tira del primer plato
opresor separándolo del volante y quedando el disco del eje primario
desembragado, no transmitiendo movimiento a la caja de cambios pero sí a la
toma de fuerza, cuyo disco de embrague continúa aprisionado entre los dos
discos opresores y, por tanto, embragado.

3. Al seguir pisando el pedal del embrague hasta el final de su recorrido las patillas de
embrague siguen tirando del segundo plato opresor, y al llegar el primer plato a los
topes del volante, el segundo plato se separa del primero comprimiendo los muelles
situados en los tornillos de unión de los dos platos, dejando libre al disco de
embrague de la toma de fuerza quedando ésta, también, desembragada.
Al ir soltando el pedal del embrague progresivamente, se embragará en primer lugar la
toma de fuerza y después la caja de cambios del tractor.

2. Disco del eje primario
3. Disco de eje del TDF
4. Eje primario
5. Eje del TDF

Averías más frecuentes
El embrague patina

Reglaje Defectuoso Comprobar y hacer reglaje

Disco Engrasado o sucio Desmontar el embrague y comprobar

Forros desgastados Sustituir el disco

Falta de presión en los muelles Desmontar y comprobar muelles

Vibración del Tractor al Embragar

El disco no asienta bien sobre el volante por estar deformado Comprobar el alabeo y cambiar el disco.

Por falta de progresividad, al no actuar los muelles amortiguadores Casquillo roto o desgastado

Las velocidades rascan al cambiar.

Mal reglaje, al pisar el pedal a fondo, no se suelta el disco por completo. Hacer un reglaje correcto para remediarlo

Ruidos, Falta de grasa en el collarín, o cojinete axial en mal estado Engrasar o cambiar el collarín.

Golpeteo en su funcionamiento:

Por desgaste en el casquillo del árbol primario Cambiar el casquillo.

Platillo de apoyo del collarín desencajado Hacer reglaje del plato opresor.

Volante de inercia flojo. Comprobar y apretar el mismo

EMBRAGUES HIDRÁULICOS
Es un embrague automático que permite que el motor transmita el par cuando
llega a un determinado régimen de giro.
Se basa en la transmisión de energía de una bomba centrífuga a una turbina por
medio de un aceite mineral.

Se pueden suponer dos ventiladores enfrentados; el ventilador activo mueve el
proyecta el aire sobre el otro sin conectar y gira como una turbina.

Está constituido por dos coronas giratorias, que tienen forma de semitoroide,
provistas de unos tabiques planos llamados álabes. La corona motriz va unida al
árbol motor y constituye la bomba centrífuga, la otra, unida al primario de la caja
de cambios constituye la turbina o corona arrastrada.

Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y están separadas por un
pequeño espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas.

Cuando el motor gira, el aceite de la carcasa es impulsado por la bomba,
proyectándose por su periferia hacia la turbina incidiendo en sus álabes
paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la
bomba corona o motriz, formando un torbellino tórico.

La energía cinética del aceite que choca contra los álabes de la turbina produce
un par que tiende a hacerla girar.

En ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y el par transmitido a la
turbina es insuficiente para vencer el par resistente. Hay un resbalamiento total
entre bomba y turbina y esta permanece inmóvil. El aceite resbala por los
álabes de la turbina y es devuelto desde el centro de ésta al centro de la bomba,
en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo.

Al aumentar las revoluciones, el torbellino de aceite incide con más fuerza
sobre los álabes de la turbina, se vence al par resistente y hace la hace girar,
mientras se verifica un resbalamiento de aceite entre bomba y turbina que
supone el acoplamiento progresivo del embrague.

Cuando el motor gira rápidamente, el aceite es impulsado con gran fuerza
contra la turbina y ésta es arrastrada sin que exista apenas resbalamiento entre
ambas.

El par pasa a la transmisión, cualquiera que sea el par resistente y aunque el
motor se acelere rápidamente el movimiento del tractor se produce
progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que se
va venciendo al par resistente.

Con una demanda mayor de fuerza en el tractor, su velocidad disminuye por
aumentar el par resistente, pero el motor continua desarrollando su par máximo
a costa de un mayor resbalamiento, así se puede mantener más tiempo la
marcha sin peligro de que el motor se cale.

Por la pérdida de energía por deslizamiento del aceite se consume algo más de
combustible que con embrague normal de fricción. Presenta un mayor coste
económico y la necesidad de tener una caja de cambios automática.

Ventajas
Ausencia de desgaste.
Gran duración.
Es muy elástico.
Es muy progresivo.
Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo más
atención que el cambio periódico del aceite.
La capacidad de transmisión de potencia de estos
embragues es directamente proporcional al cubo de la
velocidad de giro y a la quinta potencia de su diámetro.

1. Cigüeñal
3. Turbina
4. Álabes
5. Rotor
6. Deflector
7. Eje Primario

CÁLCULO DE UN EMBRAGUE DE FRICCIÓN

Considérense los forros de un embrague.
dρ

ρ
r

R

r: Radio interior del forro
R: Radio exterior.
p: Presión ejercida sobre el disco por los muelles (se
puede suponer constante en toda la superficie del forro)

En una corona circular diferencial la fuerza que actúa
dF = π ( ρ + dρ )2 - πρ 2 = π ( ρ 2 + dρ 2 + 2 ρdρ ) - πρ 2

Como dρ 2 = 0 se tiene que:

dF = 2 ⋅ π ⋅ ρ ⋅ d ρ ⋅ p F = π ⋅ p ⋅ (R 2 - r 2 ) (1)
Siendo µ el coeficiente de rozamiento forro-volante, la fuerza de rozamiento R
originada por dF es:

dR = 2 ⋅ π ⋅ ρ ⋅ d ρ ⋅ p ⋅ µ
La fuerza de rozamiento total será:

R R
∫ dR = R = µ ∫ p ⋅ 2π ⋅ ρ ⋅ d ρ
r r

R
 ρ2 
R = µ ⋅ p ⋅ 2π  
 2 r
R = π ⋅ p ⋅ µ (R - r )2 2
 

El par transmitido por una cara del forro:

dM1 = dR ⋅ ρ
dM1 = 2π ⋅p ⋅ µ ⋅ ρ2d ρ
R
2 R3 - r 3
M1 = ∫ 2π ⋅p ⋅ µ⋅ ρ d ρ = 2π ⋅p ⋅ µ ⇒
r 3
R3 - r3
M1 = 2π ⋅p ⋅ µ
3

Como el disco de embrague actúa sobre el volante por una cara y sobre la campana a través
del plato opresor:

4
M = 2 ⋅ M1 = ⋅π ⋅p ⋅ µ(R 3 - r 3 )
3

Despejando p se tiene:

3 ⋅M
p=
4 ⋅π⋅µ 3 - r 3 )
(R

Sustituyendo en (I) se tiene:

3 ⋅M ⋅(R 2 - r 2 )
F = π⋅ ⇒
4 ⋅π⋅ µ 3 - r 3 )
(R

3 M R2 - r 2
F=
4 µR3 - r 3

Ecuación que determina la fuerza que tienen que ejercer los muelles sobre el plato opresor para
transmitir con un embrague de dimensiones r, R, un par motor M.

En tractores el par motor de cálculo se cuantifica 2-3 .M.
2
Y para un embrague de amianto p debe ser de 5 a 7 Kg/cm .

α F

α F1 = M
r
α

F1

F

α

M
r

Sea α el ángulo del diente, si suponemos que empuja un sólo diente la acción F1 debida al par
M será:

α F

α F1 = M
r
α

F1

Las componentes normal y tangencial al diente de F y F1 son:

Normal: F1.cos α + F sen α
Tangencial: F1.sen α - F cos α

Siendo µ = tg ρ (ρ ángulo de rozamiento) el coeficiente de rozamiento, habrá deslizamiento de
un diente sobre otro cuando:

(F1 ⋅ cos α + F • sen α) ⋅ µ = F1 • sen α - F • cos α

Dividiendo por cos α:

(F1 + F • tg α) ⋅ tg ρ = F1 • tg α - F
F1 • tg ρ + F • tg α • tg ρ = F1 • tg α - F
F • (1 + tg α ⋅ tg ρ) = F1 • (tg α - tg ρ)

F tg α- tg ρ
= = tg(α- ρ)
F1 1 + tg α⋅ tg ρ

Como:

F ⋅r
M = F1 ⋅ r ⇒ M =
tg(α- ρ)

De donde la fuerza de empuje F para transmitir un par M viene dada por:

M ⋅ tg(α- ρ)
F=
r

cdg
m/2
r R
K
α

M ω

m/2

Cálculo de un embrague centrífugo

cdg
m/2
r R
K
α

M ω

m/2

Sea r el c.d.g. de los contrapesos y R el radio interno de la carcasa.

F = m ⋅ω2 ⋅r −K • x • senα

La fuerza tangencial que origina:

Ft = • µ
F

µ ( 2
K )
F1 = • m • ω • r − • x • sen α

El par motor transmitido es:

• (
Mt = F1 ⋅R = µ R • m ⋅ω ⋅r − • x • sen α
2
K )
Ecuación que permite calcular en función de las características de los contrapesos m, R y r la ω
mínima necesaria para transmitir un par motor M.

Cálculo de un embrague cónico

Este tipo de embrague es adecuado para transmitir altos valores de par motor con un mínimo
espacio.

α
ds

R
Pρ
F

Sea p la presión ejercida por una cara sobre otra:

dρ
dS = 2π ⋅ ρ⋅
senα

dρ
dF = 2π ⋅ ρ⋅ ⋅p (I)
senα

La fuerza de rozamiento:

dρ
dFR = 2π ⋅ ρ⋅ µ⋅ ⋅p
senα

El par transmitido será:

dM =dFR • ρ

Sustituyendo se tiene:

dρ
dM =2 • π • p • µ• ρ2 •
sen α

El par total transmitido será:
R
dρ
M = ∫ 2π ⋅p ⋅ µ⋅ ρ2
r senα

1 R3 - r3
M = 2π⋅p ⋅ µ⋅ (II)
senα 3

De (I) se obtiene:

R
ρ• dρ
F = 2π⋅p ∫
r senα

Integrando:
1 R2 - r 2
F = 2π⋅p ⋅ ⋅ (III)
senα 2

Despejando p en (III) y sustituyendo en (II) se tiene:

F ⋅ senα
p=
π⋅(R 2 - r 2 )

1 R 3 - r 3 F ⋅ senα
M = 2π ⋅ µ ⋅ ⋅ ⋅
senα 3 π ⋅R 2 - r 2
2 R3 - r 3
M = ⋅ µ ⋅F ⋅ 2 2
3 R -r

Por tanto:

3 ⋅ M ⋅ (R 2 - r 2 )
F=
2 • µ⋅ (R 3 - r 3 )

EMBRAGUE HIDROSTÁTICO

El esquema ISO - CETOP de una transmisión hidrostática de potencia puede, entre otros, ser
como se presenta a continuación.

7

5

8

6

3 4 1.- Depósito.
2.- Filtro aspiración.
3.- Motor tractor.
4.- Bomba.
5.- Manómetro.
9 6.- Válvula limitadora de presión.
2
7.- Distribuidor.
1 8.- Motor hidraúlico.
9.- Filtro retorno.

El funcionamiento es como sigue:

El aceite contenido en el depósito a través del filtro de mallas y por tuberías de baja presión
llega a al bomba de caudal variable accionada por el motor alternativo. En la bomba toma alta
presión y es enviado por las tuberías adecuadas hasta el distribuidor manual de tres posiciones y
seis vías. En la tubería de impulsión se coloca una derivación que lleva el aceite a un manómetro
con pulsador que permite visualizar la presión de trabajo del circuito y una segunda derivación que
lleva el aceite a una válvula limitadora de presión. Esta válvula, si la presión del aceite supera el
valor máximo permisible en el circuito se abre y descarga a depósito.

Cuando no se actúa sobre la palanca del distribuidor, el aceite procedente de la bomba retorna
a través del filtro magnético al depósito. Si se empuja a la palanca del distribuidor el aceite a alta
presión llega al motor, hace que gira y sale de él retornando a depósito. Si se tira de la palanca el
motor gira en sentido contrario invirtiendo el sentido de marcha del vehículo.

7

5

8

6

3 1.- Depósito.
4
2.- Filtro aspiración.
3.- Motor tractor.
4.- Bomba.
5.- Manómetro.
9 6.- Válvula limitadora de presión.
2
7.- Distribuidor.
1 8.- Motor hidraúlico.
9.- Filtro retorno.

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