Video resumen Módulo 0.1 – Conocimientos útiles
Este módulo describe los conocimientos útiles para obtener el mejor rendimiento de este curso.
Si se tienen dudas sobre los contenidos de este módulo de “Conocimientos útiles” o no se dominan suficientemente, se puede hacer antes nuestro curso “Introducción a la tecnología del automóvil” para conseguir el rendimiento didáctico previsto.
Tras las explicaciones se incluye un repaso para auto-valorar lo aprendido, con preguntas que tras unos segundos de espera son respondidas.
Los aficionados al automóvil encontrarán temas que pueden ya conocer al hacer el curso, esperamos aportar aspectos de interés en el desarrollo de las evoluciones técnicas.
Con este módulo de “Conocimientos útiles” se harán una idea.
Identificación de los principales elementos del automóvil
Lo primero en este curso es saber cuáles son los componentes elementales del automóvil y sus funciones, así como las inter-relaciones entre varios de estos en diferentes secuencias o fases de funcionamiento:
- Carrocería; es el soporte de los demás componentes del automóvil y protege a los ocupantes en caso de colisión, esta parte de sus funciones se integra en la seguridad pasiva secundaria
- Ruedas; son los puntos de contacto del automóvil con el suelo. Se componen de neumático y llanta
- Motor térmico; genera el par motor que mueve el automóvil, cuyo valor se regula con el acelerador. Envía el par al embrague
- Embrague; controla la salida o no del par desde el motor a la caja de cambios mediante la actuación sobre el pedal de embrague
- Durante su funcionamiento, hay fases de patinamiento
- Caja de cambios; transforma el par motor según las necesidades, multiplicándolo o desmultiplicándolo, lo que implica modificar de forma inversa la velocidad del automóvil
- Lo hace con diferentes relaciones de caja de cambios que se seleccionan con la palanca de cambios
- También permite el desplazamiento marcha atrás del automóvil
- De la caja de cambios el par sigue, en el vehículo representado, al árbol de transmisión
- Árbol de transmisión; transporta el par motor transformado en la caja de cambios hasta el diferencial en el eje motriz
- Diferencial; recibe el par motor transformado en la caja de cambios, lo multiplica y lo reparte por los palieres a las ruedas motrices, traseras en este coche, a velocidades adaptadas al recorrido de cada una en el suelo, este recorrido es diferente en curvas
- Palieres; transmiten el par multiplicado en el diferencial a cada una de las ruedas motrices
- Suspensión; es el colchón elástico entre las ruedas y la carrocería, para mantener en permanente contacto los neumáticos con el piso
- En este coche se representan los brazos de suspensión y muelles como elementos elásticos
- Dirección; para que el conductor seleccione el rumbo a seguir actuando sobre el volante, es de cremallera la representada
- Frenos, permiten reducir rápidamente la marcha y detener el automóvil pisando el pedal de freno
- Batería; es el almacén de electricidad que alimenta al motor de arranque
- También aporta la electricidad necesaria con el motor parado
- Motor de arranque; para la puesta en marcha de motor del automóvil con la electricidad de la batería
- Alternador; con el motor en marcha genera electricidad para recargar la batería y asumir el consumo eléctrico del automóvil
- Se pone en funcionamiento el motor de 4 cilindros en línea en posición longitudinal delantera, llegando el par a las ruedas motrices traseras pasando por los componentes de transmisión comentados
- Se representa cada uno de los elementos citados alrededor del automóvil para identificar su imagen real
Se ha utilizado en este módulo de “Conocimientos útiles” un automóvil con implantación técnica de motor longitudinal delantero y propulsión (tracción trasera), al ser la más utilizada en los inicios industriales del automóvil.
Algunos sistemas integrados que es útil conocer
Los elementos expuestos tienen diferentes formas para desarrollar sus funciones, en cada uno de aquellos se resaltan algunos sistemas integrados o detalles:
- Carrocería, se ve su estructura interna de seguridad pasiva secundaria y esquema de los componentes de retención y protección de los ocupantes
- Ruedas; neumático y llanta:
- Características de neumáticos; fecha de fabricación, ancho, perfil, tipo de lonas, diámetro interno, código de peso e índice de velocidad
- Características de llantas; ancho de garganta, código de perfil del borde, diámetro, adaptación para neumáticos sin cámara, bombeo y número de anclajes
- Motor; elementos internos, lubricación, refrigeración, inyección y encendido (motor de gasolina), anticontaminación y sobrealimentación por turbocompresor
- Embrague; los tres elementos principales, volante motor, disco de embrague y plato de presión
- Caja de cambios, con los engranajes, sincronizadores y sistema de accionamiento desde la palanca
- Árbol de transmisión; si está el diferencial separado de la caja transmite el par motor al diferencial
- Diferencial; reparte la velocidad a las ruedas motrices en curvas
- Puede recibir el par desde el árbol de transmisión, estar junto a la caja de cambios o integrado en esta, se ven varias opciones
- Palieres; desde el diferencial del eje motriz a cada rueda
- Si está el diferencial en la caja de cambios, sin árbol de transmisión, los palieres se conocen también como transmisiones
- Suspensión; automóvil con suspensión independiente Mc Pherson, muelles y amortiguadores
- Dirección; de cremallera asistida eléctrica
- Frenos; circuito delantero con discos
- Batería, motor de arranque, alternador y otros elementos del circuito eléctrico; cableado, fusible, interruptor y “masa”
En el repaso se pasa revista más detallada a los elementos citados, cuyo conocimiento es útil para el seguimiento de los módulos de este curso.
Conocimientos útiles sobre la carrocería
Se resumen las funciones de la carrocería como base a los temas que se desarrollan en los siguientes módulos.
Estas son sus funciones:
- Es el soporte de los elementos mecánicos, que van sujetos a su estructura
- Puede ser de diferentes tipos
- En la imagen se representan un todoterreno con estructura de bastidor independiente y un tres volúmenes con monocasco portante y semichasis o subchasis delantero y trasero
- En ambos automóviles se ven asentados en la carrocería: el motor, embrague, caja de cambios, suspensión y dirección
- En el tres volúmenes se representa en rojo el habitáculo rígido y las zonas deformables en azul
- Transportar a los pasajeros; se ve en los coches de la imagen los asientos en el habitáculo, están anclados a la carrocería, en la zona rígida del habitáculo
- Uno de los coches es de dos volúmenes con cinco plazas y el otro un coupé de dos plazas
- En ambos el habitáculo conforma una estructura rígida de protección
- Transportar el equipaje; que no ha de llegar al habitáculo en caso de colisión
- Vemos un dos volúmenes con el maletero delante del habitáculo y un todocamino o SUV con el maletero tras el habitáculo
- Lo más habitual es que el maletero esté en el lado opuesto al motor
- Colaborar en la protección de los ocupantes en caso de colisión, con zonas deformables y rígida
- Los automóviles que aparecen representan el comportamiento de la carrocería en colisión frontal en dos automóviles, de antes y después de la evolución de la seguridad pasiva secundaria
- Se aprecia la superior protección y retención de los ocupantes en el automóvil más moderno, cuyos sistemas y elementos se presentan a continuación
- En la carrocería acoplan diversos sistemas de retención y protección; cinturones de seguridad, bloqueadores de cinturones, pretensores pirotécnicos, limitadores de esfuerzo y airbag entre otros
- Se representan, el asiento con dos funciones de seguridad pasiva secundaria; antideslizante y antisubmarino, el cinturón de seguridad con bloqueador inercial y pretensor pirotécnico más un resumen de los anteriores, añadiendo el limitador de esfuerzo y airbag frontal
La carrocería supone un factor trascendental para proteger a los ocupantes en cualquier accidente.
La evolución busca mejoras continuas en este aspecto, prioritario, sin dejar de lado otros como la aerodinámica, el peso y la estética.
También influye la estructura de carrocería en la seguridad pasiva terciaria, tras el accidente, y activa o primaria, antes del accidente, al tener bastante relevancia en la estabilidad.
Conocimientos útiles de ruedas
El comportamiento dinámico del automóvil depende de muchos factores, pero hay uno que es determinante, la calidad del contacto entre los neumáticos y el suelo.
Características del neumático representado:
- Fecha de fabricación; 0514, semana y año
- Anchura; 215 mm
- Perfil; / 55, altura del flanco
- Estructura de las lonas de la banda de rodamiento; R radial
- Diámetro interno; 18 pulgadas
- Índice de carga; 94 (670 kg)
- Código de velocidad; W (270 km/h)
Características de la llanta representada:
- Anchura de garganta; 8,5 pulgadas
- Perfil del borde exterior; J (es un código)
- Diámetro de apoyo del neumático; 18 pulgadas
- Resaltes para neumático sin cámara 2H; 2 resaltes H. Para neumático runflat 2EH
- Bombeo o excentricidad ET; 38 mm
- Número de anclajes en el automóvil; 5
Los neumáticos y llantas están coordinados en diversos aspectos con el objetivo de logar el mejor comportamiento del conjunto para cada automóvil.
Se pueden utilizar en un mismo coche ruedas (llantas y neumáticos), de especificaciones distintas a las de serie para potenciar aspectos concretos del comportamiento, pero se ha de tener en cuenta que se alteran otros.
Conocimientos útiles de motor y sistemas integrados para su funcionamiento
El motor del automóvil es el protagonista, pues de este deriva su denominación de poder desplazarse sin ayuda exterior.
El primer motor utilizado por el automóvil, ya consolidado como solución de desplazamiento, es el térmico de gasolina.
Durante unos años compitió con el eléctrico, pero la limitada autonomía y elevado tiempo de recarga lo desestimaron entonces.
Estos son los principales componentes del motor de gasolina para que se genere el par que permite el desplazamiento del automóvil:
- Motor, culata, bloque, cárter, pistones, bielas, cigüeñal, volante motor, colectores de admisión y escape, válvulas, árbol de levas y accionamiento
- Lubricación; bomba de aceite, filtro y circuito de engrase
- Refrigeración; cámara de refrigeración, termostato, radiador, manguitos, bomba de agua, vaso de expansión y electroventilador
- Alimentación y encendido; depósito de gasolina, filtro de gasolina, inyección indirecta, encendido electrónico directo, bujías y acelerador electrónico
- Admisión y escape:
- Colector de admisión; filtro de aire, turbocompresor (compresor), intercooler y mariposa del acelerador
- Colector de escape; turbocompresor (turbina), catalizador con sondas lambda y silenciador
En cada uno de los temas que se han comentado hay diferentes posibilidades de diseño y desarrollo técnico que se irán viendo en los módulos siguientes, para lo que es útil saber lo que se expone en este.
Conocimientos útiles de embrague, caja de cambios, árbol de transmisión, diferencial y palieres
El par y potencia que genera el motor ha de llegar a las ruedas motrices, y lo hace pasando por los componentes de la transmisión que son estos:
- Imagen 1. Embrague; volante motor que aporta el par, disco de embrague que lo pasa a la caja de cambios y plato de presión que acopla o desacopla el disco de embrague con el volante motor, lo hace mediante el sistema de accionamiento desde el pedal de embrague
- Imagen 1. Caja de cambios; piñones o engranajes en toma constante con sincronizadores y sistema de accionamiento desde la palanca
- Imagen 1. Árbol de transmisión; desde la caja de cambios al diferencial si está este separado de la caja de cambios
- Imagen 1. Palieres; del diferencial a cada rueda motriz
- Coche 2; motor longitudinal delantero por delante del eje y tracción (delantera), el diferencial está integrado en la caja de cambios y no hay árbol de transmisión
- Coche 3; motor longitudinal delantero y tracción a las cuatro ruedas, 4×4, dos árboles de transmisión y un diferencial en cada eje motriz
- Tiene caja de transferencia con reductora, transmite el par a los dos ejes y cuenta con su palanca de accionamiento
De las muchas posibles implantaciones técnicas y ruedas motrices, vemos las tres expuestas identificando los componentes en cada caso.
Conocimientos útiles de suspensión, dirección y frenos
La suspensión permite que se mantengan en permanente contacto los neumáticos con el piso, con la dirección se selecciona el rumbo y los frenos permiten detener rápidamente el automóvil.
Estos son sus principales componentes:
- Suspensión; brazos, silentblocs, rótulas, muelles como elementos elásticos y amortiguadores. Es una suspensión Mc Pherson
- Dirección; de cremallera, rótulas axiales y de dirección, bieletas de dirección y fuelles. Es una dirección asistida eléctrica
- Frenos; bomba, depósito de líquido de frenos, circuito hidráulico de las ruedas delanteras, pinzas, pastillas y discos
Para que los neumáticos estén en contacto con el piso en todas las situaciones, la suspensión tiene la mayor responsabilidad al mantener el equilibrio que reduce el exceso de alteraciones de presión de las ruedas sobre el suelo.
Este equilibrio es determinante para que la dirección sea eficiente y también los frenos.
Conocimientos útiles de batería, motor de arranque y alternador
El sistema eléctrico del automóvil comenzó como un complemento bastante simple que ha ido aumentado sus capacidades.
Para mejorar todos los aspectos de uso del automóvil se han ido añadiendo sistemas eléctricos cada vez más complejos.
La llegada de la electrónica ha supuesto un cambio radical, al tomar las riendas de control de todo el automóvil.
Empezamos enumerando los elementos más básicos del circuito eléctrico, es sumamente útil conocerlos por lo que se irá viendo en los módulos siguientes:
- Batería; almacén de electricidad
- Motor de arranque; pone en marcha el motor del automóvil
- Alternador; genera electricidad con el motor en marcha
- Elementos y funcionamiento del circuito eléctrico:
- Cableado; conecta los diferentes componentes del circuito eléctrico
- Interruptores; controlan el funcionamiento de los consumidores eléctricos, en este caso es el mando de los limpiaparabrisas
- Fusibles; protegen el circuito que controlan de posibles cortocircuitos
- Consumidores; utilizan electricidad para su funcionamiento, en este automóvil es el motor eléctrico de los limpiaparabrisas
- “Masa”; es el retorno de electricidad de los diferentes elementos eléctricos a la batería, que se hace por la carrocería metálica del automóvil sin necesidad de cables para su circulación
Con la incorporación de la electrónica las funciones y sistemas se multiplican haciendo que no sea posible diagnosticar con los medios tradicionales, se requieren útiles y métodos de diagnóstico electrónico, que “entran” en los diferentes sistemas para localizar la disfunción.
