TÉRMINOS EN LA MECÁNICA
CAJA DE TRANSMISIÓN / CAJA DE VELOCIDADES O CAJA: Es el elemento
encargado de obtener en las ruedas el par
motor suficiente para poner en movimiento un vehículo desde parado y una
vez en marcha obtener un par suficiente en ellas para vencer las resistencias
al avance, fundamentalmente las derivadas del perfil aerodinámico, de
rozamiento con la rodadura y de pendiente en ascenso.
VEHÍCULO: Medio
que permite ser trasladado de un lugar a otro siendo un medio de transporte de
cualquier tipo, forma o época que se utiliza para transportar cargas, personas
o animales.
PAR MOTOR: es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje
de transmisión de potencia. La potencia
desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de
transmisión.
MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA ALTERNATIVA: Los motores de combustión
interna alternativos, vulgarmente conocidos como motores de explosión
(gasolina) y motores diésel, son motores térmicos en los que los gases
resultantes de un proceso de combustión empujan un émbolo o pistón,
desplazándolo en el interior de un cilindro y haciendo girar un cigüeñal,
obteniendo finalmente un movimiento de rotación.
El
funcionamiento cíclico de estos motores implica la necesidad de sustituir los
gases de la combustión por nueva mezcla de aire y combustible en el interior
del cilindro; este proceso se denomina renovación de la carga.
MECANISMO DIFERENCIAL: Un diferencial es el elemento mecánico que
permite que las ruedas derechas e izquierdas de un vehículo giren a
revoluciones diferentes, según éste se encuentre tomando una curva hacia un
lado o hacia el otro.
Cuando un vehículo toma una
curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda derecha recorre un camino más
corto que la rueda izquierda, ya que esta última se encuentra en la parte
exterior de la curva.
CARDÁN: es un componente mecánico, que permite unir dos ejes no colineales. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro a pesar de la no colinealidad. En los vehículos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisión, que lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehículo hacia las ruedas traseras.
COMPRESOR: es una máquina de fluido que está
construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados
compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través
de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo
ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él
convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética
impulsándola a fluir.
Al igual que las bombas, los
compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que
son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de
trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y, generalmente,
también de temperatura; a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los
cuales impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o
temperatura de manera considerable.
COMPRESOR AXIAL
El número de hojas y el espesor
de las mismas están en función de la carga que han de soportar. Funcionan como
los muelles de suspensión, haciendo de enlace entre el eje de las ruedas y el
bastidor. Se utilizan sobre todo en vehículos todo terreno 4x4 y vehículos
pesados como camiones.
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| A- Hoja de resorte B- Grapas U C- Tuercas para ajuste de grapas D- Tornillo central E- Turca de tornillo central F- Buje G- Abrazadera H- Tornillo de abrazadera I- Tuerca de abrazadera J- Buje separador K- Remache. |
EL FRENO DE DISCO: es un sistema de frenado usado normalmente para
ruedas de vehículos, en el cual una parte móvil (el disco) solidario con la
rueda que gira es sometido al rozamiento de unas superficies de alto
coeficiente de fricción (las pastillas) que ejercen sobre ellos una fuerza
suficiente como para transformar toda o parte de la energía cinética del
vehículo en movimiento, en calor, hasta detenerlo o reducir su velocidad, según
sea el caso.
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- MORDAZAS (CALIPERS) O PINZAS
La mordaza es el soporte de las
pastillas y los pistones de freno. Los pistones están generalmente hechos de
hierro dulce y luego son recubiertos por un cromado. Hay dos tipos de mordazas:
flotantes o fijas. Las fijas no se mueven, en relación al disco de freno, y
utilizan uno o más pares de pistones. De este modo, al accionarse, presionan
las pastillas a ambos lados del disco. En general son más complejas y caras que
las mordazas flotantes. Las mordazas flotantes, también denominadas
"mordazas deslizantes", se mueven en relación al disco; un pistón a
uno de los lados empuja la pastilla hasta que esta hace contacto con la
superficie del disco, haciendo que la mordaza y con ella la pastilla de freno
interior se desplacen. De este modo la presión es aplicada a ambos lados del
disco y se logra la acción de frenado.
Las mordazas flotantes pueden
fallar debido al en clava miento de la mordaza. Esto puede ocurrir por suciedad o
corrosión, cuando el vehículo no es utilizado durante tiempos prolongados. Si
esto sucede, la pastilla de freno de la mordaza hará fricción con el disco aun
cuando el freno no esté siendo utilizado, ocasionando un desgaste acelerado de
la pastilla y una reducción en el rendimiento del combustible, junto con una
pérdida de la capacidad de frenado debida al recalentamiento del respectivo
conjunto de frenado provocando además desequilibrio en el frenado, ya que la
rueda con freno recalentado frenará menos.
- POSICIÓN DE MONTAJE
Los discos de freno van
típica mente montados de manera solidaria con el buje de la rueda, aunque de
manera muy minoritaria algunos fabricantes han optado por montajes sobre el
exterior de la llanta (su perímetro), recibiendo esta opción el nombre de frenos
perimetrales.
- PISTONES Y CILINDROS
Los pistones cuentan con una
fijación que va alrededor y sellos que impiden el escape de la presión ejercida
por el líquido de frenos, a través del cual son accionados. La mordaza lleva un
conducto por el cual entra el líquido de frenos y eso hace que la mordaza
empuje la pastilla contra el disco y, a la vez, que se corra la mordaza para
frenar con ambas y se logre uniformizar el frenado y el desgaste.
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- PASTILLAS DE FRENO
Las pastillas están diseñadas
para producir una alta fricción con el disco. El material del que estén
compuestas determinara la duración, potencia de frenado y su comportamiento en
condiciones adversas. Deben ser reemplazadas regularmente, y muchas están equipadas
con un sensor que alerta al conductor cuando es necesario hacerlo. Algunas
tienen una pieza de metal que provoca que suene un chillido cuando están a
punto de gastarse, mientras que otras llevan un material que cierra un circuito
eléctrico que hace que se ilumine un testigo en el cuadro del conductor.
Hasta hace poco tiempo las
pastillas contenían asbesto, que ha sido prohibido por resultar carcinógeno.
Por lo tanto, al trabajar con vehículos antiguos se debe tener en cuenta que no
se debe inhalar el polvo que pueda estar depositado en las inmediaciones de los
elementos de frenada. Actualmente las pastillas están libres al 100% de este
material, ya que fue catalogado como carcinógeno.
TIPOS DE PASTILLAS DE FRENO
- CERÁMICAS: Este tipo de pastillas están compuestas por cerámica y fibra de cobre, lo que permite que las pastillas de este tipo controlen la tendencia del freno a perder potencia a temperaturas más altas y se recuperen de manera más rápida luego de detener el vehículo o móvil del disco.
- ORGÁNICAS: Están compuestas por materiales comunes y algunos con el grafito, resinas y fibras, estas son de una inmejorable calidad y adherencia al frenar, generan menos calor que las metálicas y este tipo de pastillas necesita un rodaje en los primeros kilómetro.
- SE-MI METÁLICAS O METÁLICAS: Están compuestas por materiales de fricción como el hierro, la fricción en condiciones de seco y mojado no varían demasiado, por lo que tiene mejor frenada en condiciones de mojado que los otros tipos de pastilla. La duración es muy elevada, llegando a alcanzar los 15.000 kilómetros. El calor desprendido es mucho mayor que los otros tipos.
Utiliza pistones que son
alimentados con depósitos de aire comprimido mediante un compresor, cuyo
control se realiza mediante válvulas. Estos pistones actúan como prensas
neumáticas contra los tambores o discos de freno.
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Circuito neumático de frenos de
un camión.
1) Compresor. 2) Regulador de
presión. 3) Secador de aire. 4) Depósito de regeneración. 5) Válvula de
protección de cuatro vías. 6) Depósitos de aire comprimido. 7) Válvula de freno
de mano. 8) Válvula de descarga del freno de mano. 9) Válvula de freno de
servicio. 10) Cámaras de aire de frenos delanteros. 11) Válvula de control del
reparto de frenada. 12) Cámaras de aire de frenos traseros.
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Freno de disco de accionamiento
neumático en un camión.
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Debido a los grandes esfuerzos
que tiene que soportar, y a que es un elemento de lubricación difícil, la biela
es una parte crítica del motor, y su correcto diseño y fabricación son muy
importantes.
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| Cárter |
EL CÁRTER PUEDE ESTAR
FORMADO HASTA POR 3 PARTES DIFERENTES:
CÁRTER SUPERIOR O CÁRTER DEL CIGÜEÑAL: parte superior de la carcasa
del cárter que está en contacto directo con el bloque del motor y más
concretamente con el conjunto cilindros - cigüeñal. Además guarda a todas las
partes del motor. Sobre esta pieza se apoya el bloque de los cilindros, y van
fijados los cojinetes sobre los que gira el cigüeñal, que queda colgado. Esta
pieza recibe por tanto toda la fuerza de los cilindros y a su vez, la fuerza
del cigüeñal, que transforma el movimiento rectilíneo de los cilindros en
giratorio. De la rigidez del cárter superior, dependen las primeras pérdidas de
eficacia del motor. Para garantizar esta rigidez, los nuevos diseños tienden a
fabricar en una sola pieza el bloque de cilindros, fijaciones de cojinetes y
cárter superior.
CÁRTER INFERIOR O CÁRTER: como su propio nombre indica, es la parte
inferior de la carcasa del cárter, y se encuentra fijada mediante tornillos
especiales al cárter superior. Actúa a modo de bandeja donde cae el aceite. Y
es que el cárter inferior tiene una función primordial: contener el aceite para
la lubricación del motor y conseguir un óptimo funcionamiento. El lubricante se
deposita en el cárter inferior, y desde allí puede ser directamente bombeado de
nuevo a todas las piezas del motor, o bien se recoge mediante succión a un
pequeño depósito independiente, desde donde se bombea igualmente al motor. Esta
última modalidad se denomina cárter seco, y previene la pérdida de aceite
descontrolada en caso de grietas en la carcasa, que pueden producirse por
elevadas temperaturas o fuerzas de torsión.
GASOLINA: Es una mezcla de hidrocarburos alifáticos obtenida del
petróleo por destilación fraccionada, que se utiliza como combustible en
motores de combustión interna con encendido por chispa convencional o por
compresión (Diesel-Otto).
REFRIGERANTE: Es un producto químico, líquido o gaseoso, fácilmente
licuable, que es utilizado como medio DEL transmisor de calor entre otros dos
en una máquina térmica. Los principales usos son los refrigeradores y los
acondicionadores de aire.
El principio de funcionamiento de
algunos sistemas de refrigeración se basa en un ciclo de refrigeración por
compresión, que tiene algunas similitudes con el ciclo de Carnot y utiliza
refrigerantes como fluido de trabajo.
VOLTIO O VOLT-SÍMBOLO V: es la unidad derivada del Sistema
Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión
eléctrica. Recibe su nombre en honor a Alessandro Volta, quien en 1800 inventó
la pila voltaica, la primera batería química.
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| Esquema de movimiento del pistón |
PISTÓN: Su función principal es la de constituir la pared móvil de
la cámara de combustión, transmitiendo la energía de los gases de la combustión
a la biela mediante un movimiento alternativo dentro del cilindro. Dicho
movimiento se copia en el pie de biela, pero se transforma a lo largo de la
biela hasta llegar a su cabeza apretada al muñón del cigüeñal, en donde dicha
energía se ve utilizada al movilizar dicho cigüeñal. De esta forma el pistón
hace de guía al pie de biela en su movimiento alternativo.
El pistón es una pieza metálica
tronco cónico compuesto por tres partes que son: la cabeza, el cuerpo y la
pollera o falda. La parte superior o cabeza es la parte más reforzada del mismo
ya que se encarga de recibir el empuje de la expansión de los gases dentro del
cilindro durante el desarrollo del ciclo. Los pasadores de pistón están hechos
de aluminio. Se trata de un émbolo que se ajusta al interior de las paredes del
cilindro mediante aros flexibles llamados segmentos o anillos. Efectúa un
movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro a modificar
su presión y volumen o transformando en movimiento el cambio de presión y
volumen del fluido.
CAPACIDAD DE SOPORTAR LAS CONDICIONES EXTREMAS A LAS QUE SE VEN
EXPUESTOS.
- Debe ser ligero para no transmitir excesivas inercias que aumenten las vibraciones del motor.
- Capacidad de dotar de perfecta estanqueidad al cilindro para así evitar una eventual fuga de gases.
- A través de la articulación de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se transforma en rotativo en este último.
- Esquema simplificado del movimiento pistón/biela
- Puede formar parte de bombas, compresores y motores. Se construye normalmente en aleación de aluminio.
CIGÜEÑAL O TPM: Es un eje acodado, con codos y contrapesos
presente
en ciertas máquinas que, aplicando el principio del mecanismo de biela -
manivela, transforma el movimiento rectilíneo alternativo en circular uniforme
y viceversa. En los motores de automóviles el extremo de la biela opuesta al
bulón del pistón (cabeza de biela) conecta con la muñequilla, la cual junto con
la fuerza ejercida por el pistón sobre el otro extremo (pie de biela) genera el
par motor instantáneo. El cigüeñal va sujeto en los apoyos, siendo el eje que
une los apoyos el eje del motor.
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| Partes del cigüeñal |
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| cigüeñal desmontable de motor de dos tiempos |
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| Cigüeñal de 4 cilindros y 5 apoyos,con doble contrapeso por biela de un motor de automóvil |
Normalmente se fabrican de
aleaciones capaces de soportar los esfuerzos a los que se ven sometidos y
pueden tener perforaciones y conductos para el paso de lubricante. Sin embargo,
estas aleaciones no pueden superar una dureza a 40 Rockwell "C" (40
RHC), debido a que cuanto más dura es la aleación más frágil se convierte la
pieza y se podría llegar a romper debido a las grandes fuerzas a las que está
sometida. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los hay que tienen un apoyo cada
dos muñequillas y los hay con un apoyo entre cada muñequilla.
Por ejemplo, para el motor de
automóvil más usual, el de cuatro cilindros en línea, los hay de tres apoyos
(hoy ya en desuso), y de cinco apoyos, el más común actualmente.
En otras disposiciones como
motores en V o bien horizontales opuestos (boxer) puede variar esta regla,
dependiendo del número de cilindros que tenga el motor. El cigüeñal es también
el eje del motor con el funcionamiento del pistón y gradualmente se usa así en
los automóviles con motor de combustión interna actuales.
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| Esquema de funcionamiento |
ÁRBOL DE LEVAS: su aplicación más desarrollada es la relacionada
Algunos motores usan un árbol de
levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape; esto es conocido
como dual overhead camshaft o doble árbol de levas a la cabeza DOHC. Así, los
motores en V pueden tener 4 árboles de levas. El sistema DOHC permite entre
otras cosas montar 2 válvulas de escape y 2 de admisión, en los 4 cilindros es
lo que se llama "16 válvulas".
Un motor single overhead camshaft
o SOHC (en español "árbol de levas en cabeza simple") es un tipo de
motor de combustión interna que usa un árbol de levas, ubicado en la culata,
para operar las válvulas de escape y admisión del motor. Se contrapone al motor
double overhead camshaft, que usa dos árboles de levas.
MOTOR SOHC: Motor SOHC de ciclo Otto, con válvulas paralelas, sin
balancines.La principal diferencia es que, en el SOHC, el mismo árbol de levas
maneja ambos tipos de válvulas, a diferencia de los motores DOHC, en donde se
usa un árbol de levas para las válvulas de admisión y otro para las de escape.
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| Motor SHOC de ciclo Otto, con válvulas paralelas, sin balancines |
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| Motor SHOC de ciclo Otto, 1987 con cámaras hemisféricas y balancines |
MOTOR DOHC: Un motor double overhead camshaft o DOHC (en español
"doble árbol de levas en cabeza") es un tipo de motor de combustión
interna que usa dos árboles de levas, ubicados en la culata, para operar las
válvulas de escape y admisión del motor. Se contrapone al motor single overhead
camshaft, que usa sólo un árbol de levas. Algunas marcas de coches le dan el
nombre de Twin Cam.
La principal diferencia entre
ambos tipos de motores es que, en el motor DOHC, se usa un árbol de levas para
las válvulas de admisión y otro para las de escape; a diferencia de los motores
SOHC, en donde el mismo árbol de levas maneja ambos tipos de válvulas.
Los motores DOHC tienden a
presentar una mayor potencia que los SOHC, aun cuando el resto del motor sea
idéntico. Esto se debe a que el hecho de poder manejar por separado las
válvulas de admisión y de escape permite configurar de una manera más
específica los tiempos de apertura y cierre, y por ende, tener mayor fluidez en
la cámara de combustión.
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| Corte de una culata con doble árbol de levas o DOHC |
LA CULATA: tapa de cilindros, cabeza del motor o tapa del bloque de
cilindros es la parte superior de un motor de combustión interna que permite el
cierre de las cámaras de combustión.
La culata se construye en hierro
fundido, aluminio o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante
tornillos y una junta: la junta de culata. Se construye con estos elementos
porque el sistema de enfriamiento debe ser rápido, y estos elementos se enfrían
rápidamente.
Cuando la culata está dañada
emite un sonido parecido a un golpeteo ligero y un poco fuerte en la cabeza. No
son los busos ni las punterías. Cuando el motor está con los niveles correctos
de aceite, los busos y punterías emiten un sonido parecido a un golpeteo
continuo pero muy ligero y silencioso.
BIELA: es el elemento del motor encargado de transmitir la presión
de los
La biela está dividida en tres
partes, la primera es el pié, que es el extremo que va unido al bulón, que, a
su vez, va enganchado en el cigüeñal. Éste es el extremo más pequeño de la
biela.
El cuerpo es la zona central de
la biela, que debe soportar la mayor parte de los esfuerzos, pero al estar en
continuo movimiento también debe de ser ligero, por ello se suele construir con
forma de doble T.
La cabeza es la parte que va
unida al cigüeñal, a diferencia del pie, la cabeza va dividida en dos mitades,
una de ellas unida al cuerpo, y la otra (sombrerete) separada de éste, necesitando
dos tornillos para unirse a él.
Por lo general
las bielas se fabrican de acero templado, aunque en motores de altas
prestaciones se suelen utilizar bielas de aluminio o de titanio.
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AMORTIGUADOR: es un dispositivo
construido con un eje cromado y dos tubos de acero (uno dentro del otro). Al
tubo exterior se le denomina tubo de reserva (lleno de aceite). Al interno,
tubo de compresión. En un extremo, el eje de acero tiene el apoyo que se ancla
al vehículo. En el otro extremo se le monta un pistón, que siempre se desplaza
a lo largo del tubo de compresión, el cual presiona o succiona aceite que fluye
a través de válvulas instaladas en el tubo de compresión.
Amortiguador de gas
A- Barra
B- Pistón con junta de estanqueidad
C- Cilidro
D- Deposito de acite
E- Pistón flotable
F- Cámara de aire
B- Pistón con junta de estanqueidad
C- Cilidro
D- Deposito de acite
E- Pistón flotable
F- Cámara de aire
CHASIS: consiste en una
estructura interna que sostiene y aporta rigidez
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