Módulo 0.2 - Repaso conocimientos útiles » Tecnología del Automóvil

Tabla de contenidos

Video resumen Módulo 0.2 – Repaso conocimientos útiles

Se va a hacer un repaso del módulo de “Conocimientos útiles”, visto en el módulo 0.1.

También se incluyen complementos adicionales que ayudaran al seguimiento de las explicaciones.

En este repaso se proponen preguntas que son respondidas tras unos segundos de espera para auto-valorar lo aprendido, se puede hacer pausa en el vídeo y así tener más tiempo.

Para que la valoración de lo que se sabe sea efectiva es mejor ver los vídeos antes de leer los textos que los explican, pues estos textos contienen las respuestas.

Repaso conocimientos útiles de carrocería y seguridad pasiva secundaria

¿Identificas en el automóvil lo que indican los textos? … las respuestas tras unos instantes

Van apareciendo los textos dejando tiempo para responder, si hace falta más tiempo, haces pausa y después continuar:

Implantación técnica; motor delantero transversal y tracción (delantera) MDT. El diferencial está en la caja de cambios, no hay árbol de transmisión
Zonas deformables para colisión delantera ZDD; estructura interna entre el extremo delantero de la carrocería y el habitáculo
Zonas deformables para colisión trasera ZDT; estructura interna entre el extremo trasero de la carrocería y el habitáculo
Zona deformable para colisión lateral ZDL; estructura longitudinal en el centro del piso del habitáculo, donde acoplan las traviesas que soportan los asientos
Zona rígida; la estructura del habitáculo
Sistemas de retención y protección SRP; en el automóvil se representan el cinturón de seguridad y el airbag del conductor

¿Identificas estos elementos o actuaciones de SRP? …

En colisión frontal son estos y así actúan:

Asiento antideslizante y antisubmarino; se evita que se desplace el asiento por el efecto del accidente (antideslizante), y tiene una placa rígida en forma de cuña bajo el mullido de la banqueta impidiendo que el ocupante se desplace bajo el cinturón hacia delante en colisión frontal (antisubmarino), para que el sistema funcione precisa la colaboración del pretensor pirotécnico
Bloqueador del cinturón; bloquea el cinturón tras su extensión (de unos 15 cm), separando el cuerpo del ocupante del asiento
Pretensor pirotécnico; tensa el cinturón, al menos lo que se ha extendido, para recuperar la posición del ocupante en el asiento
Efecto antisubmarino al actuar el pretensor; se recoge el cinturón pegando el cuerpo del ocupante contra el asiento haciendo efectivo el sistema antisubmarino
Limitador de esfuerzo; al entrar en acción el pretensor destensa el cinturón proporcionalmente a la presión sobre tórax y el abdomen para reducir posibles lesiones
Airbag conductor; al inflarse de aire reduce la deceleración de cabeza y cuerpo evitando golpes contra el volante y el parabrisas

En colisión frontal el orden de actuación de los SRP es este; bloqueador del cinturón, asiento antideslizante, pretensor pirotécnico, asiento antisubmarino, limitador de esfuerzo y airbag conductor.

Repaso conocimientos útiles de ruedas

Identifica las características del neumático y llanta según se va preguntando … las respuestas tras unos instantes

Neumático:

3N Fecha de fabricación; 0216 semana 2 del año 2016
6N Anchura; 235 mm entre flancos
4N Perfil; /45, altura del flanco, es el % con respecto a la anchura, en este caso 105,75 mm. Influye en el confort y la estabilidad
1N Estructura de las lonas internas, R es radial en vez de diagonal si no se identifica
5N Diámetro interno; 18 pulgadas, es donde asienta sobre la llanta
2N Índice de carga; 94 (670 kg) máximo peso autorizado sobre cada rueda
7N Código de velocidad; W (270 km/h), si se supera se llegan a centrifugar o deteriorar componentes estructurales

Llanta:

6L Anchura de garganta; 8,5 pulgadas. Está relacionado con la anchura del neumático
4L Perfil del borde exterior; J (es un código), sobre este borde apoyan los neumáticos con baja presión y en curvas
1L Diámetro de la llanta; 18 pulgadas y corresponde al diámetro interno del neumático
5L Resaltes para neumático sin cámara 2H; 2 resaltes H “hump”). estos resaltes impiden que pueda desllantar el neumático, salirse de la llanta, con baja presión o si se pincha. Si indica 2EH son adecuadas las llantas para neumáticos runflat (pueden circular temporalmente sin aire a velocidad máxima predeterminada)
3L Bombeo o excentricidad ET; 38 mm, es la distancia entre el disco de la llanta y su centro vertical de simetría. Influye en la geometría de suspensión y dirección
2L Número de anclajes en el automóvil; 5 taladros

De estas ruedas ¿cuál prima el confort sobre la estabilidad y a la inversa? …

La de la izquierda tiene más perfil lo que aporta más confort en detrimento de la estabilidad con menor perfil, y a la inversa con la rueda de la derecha

¿Cuál de estas llantas es adecuada para neumáticos sin cámara? …

La llanta de la izquierda ya que dispone de los resaltes “H” para mantener el neumático y evitar que se salga de la llanta (desllante). La llanta de la derecha no es adecuada para neumáticos sin cámara al no disponer de los resaltes “H”

Además de estas identificaciones hay otras más que se verán en los correspondientes módulos.

Repaso conocimientos útiles de motor y componentes relacionados para su funcionamiento

Identifica lo indicado por cada texto de cada número según se resaltan … las respuestas tras unos instantes

Motor:

1C. Culata (parte superior),
1B. Bloque (debajo de la culata),
1R. Cárter (bajo el bloque) contiene el aceite de lubricación,
2P. Pistones (reciben la fuerza de las explosiones),
2B. Bielas (trasmiten al cigüeñal la fuerza de las explosiones que reciben de los pistones),
2C. Cigüeñal (sobre este se genera el par motor por la articulación con las bielas, transformando el movimiento de sube y baja del pistón en circular),
3. Volante de inercia motor (reduce las vibraciones de funcionamiento, tiene la corona de arranque y es el apoyo del disco de embrague),
4. Colectores (conducen los gases de admisión y escape),
5. Válvulas (permiten la entrada, admisión y salida, escape de gases entre cilindros y colectores),
6. Árbol de levas y accionamiento (abre las válvulas, es movido desde el cigüeñal)

Lubricación:

7B. Bomba de aceite (genera la presión de aceite del circuito de engrase accionada por el cigüeñal),
7F. Filtro (retiene suciedad e impurezas del aceite),
8. Circuito de engrase (distribuye el aceite hasta los elementos a lubricar)

Refrigeración:

9. Cámara de refrigeración (rodea las zonas calientes del motor),
10. Termostato (reduce el tiempo de calentamiento del motor tras arrancar en frío),
11. Radiador (enfría el líquido de refrigeración),
12. Manguitos (conductos flexibles que conectan los elementos de refrigeración),
13. Bomba de agua (movida por el motor, potencia el caudal de circulación del líquido de refrigeración),
14. Vaso de expansión (compensa las variaciones de presión y volumen del líquido de refrigeración según la temperatura),
15. Electroventilador (potencia el paso del aire por el exterior del radiador a baja velocidad o con automóvil parado si está el motor en marcha)

Alimentación y encendido:

16. Depósito de gasolina,
- 16.1. Bomba eléctrica de gasolina (envía caudal y presión a los inyectores, está habitualmente en el interior del depósito),
17. Filtro de gasolina (recoge impurezas y suciedad),
18. Inyección indirecta (aporta la gasolina pulverizada en el colector de admisión),
19. Encendido electrónico directo (para generar las chispas en las bujías y está controlado por el calculador),
20. Acelerador electrónico (amortigua la actuación de la mariposa de gases al actuar sobre el pedal),
21. Colector de admisión (entrada de aire a los cilindros, en este motor también de gasolina al tener inyección indirecta);
22. Filtro de aire (limpia el aire de suciedad e impurezas),
23. Compresor del turbocompresor (aumenta la presión y el caudal del aire de admisión, gira arrastrado por la turbina en el escape),
24. Intercooler (enfría el aire a presión),
25. Mariposa del acelerador (regula el llenado de los cilindros según la actuación del acelerador, es controlada por el calculador del motor, acelerador electrónico)
26. Colector de escape (salida de los gases quemados del motor);
27. Turbina del turbocompresor (gira por la presión y velocidad de los gases de escape y hace girar al compresor en la admisión),
28. Válvula de descarga (limita la presión de sobrealimentación),
29. Catalizador con sondas lambda (neutralizan los tres principales gases contaminantes del motor de gasolina),
30. Silenciador (reduce el nivel sonoro y vibraciones de funcionamiento, suele haber más de uno)

En los respectivos capítulos se desarrolla la evolución cronológica de las tecnologías implicadas que se ven en la imagen.

Repaso conocimientos útiles de embrague, caja de cambios, árbol de transmisión, diferencial y palieres

Identifica los elementos de los textos … las respuestas tras unos instantes

Se ve en la imagen superior el motor y los elementos que llevan el par a las ruedas motrices a través de la transmisión.

Hay diferentes formas de transmitir el par motor, se ven algunas en esta imagen y las otras dos:

Embrague:

1. Volante motor (sobre este asienta el disco de embrague)
2. Disco de embrague (transmite el par motor a la caja de cambios)
3. Plato de presión (conecta y desconecta el disco de embrague y volante motor)

Caja de cambios:

4. Piñones o engranajes (sus diferentes diámetros modifican el par del motor)
5. Sistema de accionamiento (desde la palanca de cambios, en las tres imágenes el sistema de accionamiento es directo)

6. Árbol de transmisión:

Lleva el movimiento desde la caja de cambios al diferencial
Un árbol con propulsión (tracción trasera, en la imagen superior) y dos con 4×4 (uno para las ruedas delanteras y otro para las traseras, imagen inferior derecha)
El coche de la imagen inferior izquierda no tiene árbol de transmisión al estar el diferencial en el interior de la caja de cambios

7. Diferencial:

Distribuye la velocidad entre las ruedas motrices
Uno con propulsión (tracción trasera, imagen superior) o tracción (delantera), este dentro de la caja de cambios (imagen inferior izquierda) y dos con 4×4, uno para cada eje motriz (imagen inferior derecha)

8. Palieres:

Desde el diferencial a las ruedas motrices de su eje
En las vistas laterales parten desde el centro del diferencial a las ruedas (imagen superior dos palieres e imagen inferior derecha cuatro palieres)
En el coche de la imagen inferior izquierda, en perspectiva, se ven los dos palieres, al no haber árbol de transmisión se suelen denominar transmisiones

9. Propulsión:

Tracción trasera
Con motor longitudinal delantero en esta imagen

10. Tracción:

Delantera
Con motor longitudinal delantero por delante del eje, el diferencial está en la caja de cambios y no hay árbol de transmisión

11. Transmisión integral 4×4:

Con motor longitudinal delantero, tiene un repartidor del par para los dos ejes, dos árboles de transmisión y un diferencial en cada eje motriz
El repartidor de par entre los ejes es la caja de trasferencia y tiene su palanca de accionamiento

12. Marcha atrás;

Se intercala un piñón intermediario entre otros dos, uno aporta el par motor y el otro va a las ruedas motrices, cuando se inserta la marcha atrás engranan y el efecto es invertir el sentido de giro de las ruedas

En la caja de cambios de la imagen superior se ven los sincronizadores, es una caja de cuatro relaciones con la cuarta directa al acoplar directamente con el primario, eje que viene desde el disco de embrague, sin engranar con ningún otro piñón

Repaso conocimientos útiles de suspensión, dirección y frenos

Identifica los elementos de suspensión, dirección y frenos que se van indicando … las respuestas tras unos instantes

La suspensión permite desplazamiento de las ruedas con respecto a la carrocería para mantenerlas en contacto permanente con el suelo.

Ha de satisfacer dos objetivos contrapuestos, confort o estabilidad, primando uno sobre otro según el automóvil y utilización prevista.

Para que la suspensión pueda desarrollar correctamente sus funciones la adherencia de los neumáticos ha de ser buena.

Suspensión:

Brazos (uniones rueda – carrocería)
Silentblocs (permiten giros angulares y reducen vibraciones y ruido)
Rótulas (permiten grandes giros angulares y están lubricadas)
Muelles (como elementos elásticos)
Amortiguadores (reducen las oscilaciones innecesarias)
Es una suspensión Mc Pherson (solamente hay un brazo inferior de suspensión)

La dirección hace que el conductor pueda seleccionar el rumbo que ha de seguir el automóvil moviendo el volante.

Dirección:

De cremallera (barra dentada en la que engrana un piñón accionado desde el volante)
Rótulas axiales y de dirección (permiten movimientos angulares, están lubricadas)
Bieletas de dirección (conectan la cremallera con los semiejes de las ruedas, manguetas)
Fuelles (mantienen estanquidad entre la cremallera y la caja de dirección)
Es una dirección asistida eléctrica

Al actuar el conductor sobre el pedal de freno se reduce la velocidad de las cuatro ruedas hasta poder detener el automóvil rápidamente en situaciones de emergencia, en las que la adherencia neumáticos – suelo es trascendental.

Frenos:

Bomba (aumenta la presión del líquido de frenos)
Depósito de líquido de frenos (alimenta a la bomba)
Circuito hidráulico de las ruedas delanteras (conduce el líquido desde la bomba a las pinzas de las cuatro ruedas, delanteras en esta imagen)
Pinzas (con la presión del líquido empujan a las pastillas)
Pastillas y discos (las pastillas friccionan sobre las superficies de los discos reduciendo su velocidad)

¿Cómo se reduce la fuerza que se ha de hacer sobre el pedal de freno? …

Con el servofreno SF, que multiplica la fuerza que hace el conductor sobre el pedal
Lo más habitual es mediante un asistente a la frenada por vacío o depresión, conocido como servofreno
Se va utilizando asistencia eléctrica con la evolución del sistema antibloqueo de frenos ABS, hasta llegar a los frenos eléctricos

Si una rueda rebota en baches, ¿cuál es la causa más habitual? …

Defecto de su amortiguador, 5 en la imagen de suspensión

Si las ruedas delanteras tienen desgaste asimétrico opuesto en la banda de rodadura, ¿cuál es la causa más probable? …

Reglaje de paralelismo de dirección incorrecto; exceso de divergencia o convergencia, este último es el representado

Repaso conocimientos útiles de batería, motor de arranque, alternador y otros componentes del circuito eléctrico del automóvil

Identifica los elementos indicados del circuito eléctrico … las respuestas tras unos instantes

Motor de arranque MA; pone en marcha el motor del automóvil con la electricidad acumulada en la batería
Consumidores CS; utilizan la electricidad para su funcionamiento, se representan una bombilla y un electroventilador en imágenes reales y el o los motores eléctricos de los limpiaparabrisas en la imagen frontal del coche
“Masa” MS; es el retorno de electricidad a la batería por la carrocería metálica del automóvil, se verá en la imagen de coche en planta con más elementos del circuito eléctrico
Alternador AL; genera electricidad con el motor en marcha, recarga la batería y suministra la que necesite el automóvil para su funcionamiento
Interruptor IT; conecta o desconecta elementos del circuito eléctrico, se representa el interruptor o mando de los limpiaparabrisas en la imagen frontal del coche, y otros dos en imágenes reales; ventanillas eléctricas, es en realidad pulsador al tener que mantener el empuje para que sigan actuando, y el interruptor de faros antiniebla delanteros
Batería BT; almacén o acumulador de electricidad
Cableado CB; comunicación por filamentos metálicos flexibles y aislados de los componentes del circuito eléctrico. Se verá con más elementos en la imagen del coche en planta
Fusible FS; es una parte del cableado susceptible de cortar el paso de electricidad si el consumo es excesivo, evitando que un cortocircuito pueda quemar la instalación eléctrica afectada. Se ven dos fusibles de diferentes tipos en imágenes reales y en la imagen frontal del coche se representa el de los limpiaparabrisas
Correa del alternador CA; transmite el movimiento desde el motor en marcha al alternador

En las imágenes reales se ve; alternador, motor de arranque, batería, consumidores como el electroventilador y la bombilla, dos fusibles y dos interruptores (uno es pulsador).

En el coche en planta se representa el circuito eléctrico con sus componentes, entre los que resaltamos las conexiones a masa en la carrocería y el cableado.

También se ven los conectores entre diferentes tramos de cableado.

Repaso conocimientos útiles de tipos de cajas de cambios y sistemas electrónicos de seguridad activa o primaria

¿Identificas los tipos de cajas de cambio según se van resaltando? … las respuestas tras unos instantes

Automática con convertidor de par; es la caja automática diseñada para que las relaciones se vayan insertando sin intervención del conductor
- La conexión con el motor es por convertidor que transmite el par motor mediante chorros de aceite a presión, sin precisar acoplamiento mecánico, no hay pedal de embrague
- La tecnología de acoplamiento de las relaciones se hace mediante discos en baño de aceite que pueden agrupar conjuntos de piñones epicicloidales, embragues, o frenos para bloquearse con el cárter de la caja
Transmisión de variación continua CVT; se basa en dos conjuntos de poleas cónicas de motor y otras dos de ruedas
- Entre estas poleas está la correa o cadena de transmisión
- Según se junten o separen los conjuntos de poleas varía de forma continua la relación de transmisión
- Se representa esta CVT con convertidor de par y dos relaciones complementarias para reducir la fatiga de la correa o la cadena de transmisión
- No tiene pedal de embrague
Automatizada con dos embragues multidisco en baño de aceite; un embrague es para las relaciones impares y otro para las pares y marcha atrás
- La inserción de las relaciones se hace como en la caja manual mediante sincronizadores
- La gestión de actuación de los embragues y la inserción de las relaciones se hace por control electrónico o electrohidráulico, no hay pedal de embrague
Automatizada con dos embragues monodisco en seco; un embrague es para las relaciones impares y otro para las pares y marcha atrás
- La inserción de las relaciones se hace como en la caja manual por sincronizadores
- La gestión de actuación de los embragues y la inserción de las relaciones se hace mediante control electrónico o electrohidráulico, sin pedal de embrague
- Esta caja de cambios con solamente un embrague se denomina pilotada o robotizada
Manual; las relaciones las va seleccionando el conductor a la vez que actúa sobre el pedal de embrague

¿Qué sistema electrónico de seguridad activa o primaria interviene en los casos representados? …

Control de retención motor CRM; en fuerte retención con la caja de cambios, más si las ruedas motrices soportan poco peso y el suelo es deslizante, la deceleración puede provocar deslizamientos de las ruedas motrices
- Se reduce con la intervención del acelerador electrónico que acelera ligeramente el motor para mantener la mayor retención posible sin que deslicen las ruedas motrices
Antibloqueo de frenos; evita que las ruedas se bloqueen totalmente perdiendo capacidad direccional
- + Repartidor electrónico de frenada trasera ReFT; aporta a las ruedas traseras la fuerza de frenada adecuada para que no se bloqueen
- + Potenciador de frenada de emergencia PFE; en frenada de emergencia es posible que el efecto pánico impida que el conductor aplique la fuerza necesaria sobre el pedal de freno, además la vibración de este al actuar el ABS aumenta la tensión del conductor
- Se evita esta situación aportando la máxima fuerza de frenada mientras esté pisado el pedal de freno, aunque el conductor no lo mantenga a fondo
Control de estabilidad y trayectoria en curva CETC; si el automóvil se sale de la trayectoria indicada por el volante, se decelera el motor a la vez que se frenan las ruedas necesarias intermitentemente, hasta recuperar la trayectoria correcta según el giro del volante
Regulador electrónico de frenada trasera ReFT; al frenar el reparto de pesos entre los ejes delantero y trasero se altera, el ReFT adapta la distribución de frenada entre ejes para que las ruedas traseras, con menos peso, no tiendan a bloquearse
- ¿+ ABS?; si la frenada es intensa o el piso deslizante puede intervenir el sistema antibloqueo ABS
Control de tracción en aceleración CTA; al acelerar con demasiada energía para el estado del piso, las ruedas motrices pueden llegar a deslizar perdiendo trayectoria y avanzando menos o nada el automóvil, se evita decelerando el motor y frenando intermitentemente las ruedas que deslizan

Repaso conocimientos útiles de par, potencia y tecnologías relacionadas

Con la base de un motor estándar, ¿identificas las curvas de par y potencia que mejor encajan con estas tecnologías?

Turbocompresor primeras aplicaciones, Multiválvulas con distribución variable, Turbocompresor de geometría variable o doble entrada, Multiválvulas y Turbocompresor con “overboost” … respuestas tras 20 segundos

Se ven primero las curvas de par y potencia del motor estándar, que aparecen en transparencia como referencia en las de los demás motores
Motor multiválvulas; hasta medias RPM las turbulencias no propician más llenado, lo que implica que se aprecie falta de respuesta a bajas RPM comparada con la que se obtiene a partir de medias RPM
Motor con turbocompresor de primeras generaciones; para lograr valores de potencia adecuados el turbocompresor es grande, lo que implica exceso de inercia y que reduce la respuesta al acelerar
- Tras unos instantes de espera, tiempo de respuesta, llegan de golpe más par y potencia
Motor multiválvulas con distribución de fase variable; la resonancia en los colectores se aprovecha para mejorar el llenado y vaciado de los cilindros, la distribución de fase variable adapta las secuencias de actuación de las válvulas para que coincida con los efectos de la resonancia, haciendo que el aumento de par y potencia al subir de RPM sea más progresivo, mejorando la respuesta desde bajas RPM
- Otra tecnología que induce efectos similares, en menor medida, es la geometría y longitud variable del colector de admisión, puede ser complementaria a la distribución de fase variable
Motor con turbocompresor de geometría variable y doble entrada:
- Geometría variable; adapta la sección de salida de los gases de escape para aumentar su velocidad a bajas RPM haciendo que el turbocompresor gire más rápido mejorando la respuesta al acelerar
- Doble entrada; los gases de escape inciden en la turbina del turbocompresor por conductos independientes para cada grupo de cilindros, evitando que los efectos de resonancia de salida de gases de escape de unos frenen a los de los otros
Motor con turbocompresor y “overboost”; permite que, en determinadas condiciones de funcionamiento del motor, RPM y actuación a fondo sobre el acelerador, aumente el par y la potencia durante unos segundos, aportando más respuesta el motor

La evolución del turbocompresor ha permitido que gire a bastantes más RPM que las primeras aplicaciones, se logra así que con tamaños pequeños y medios el tiempo de respuesta al acelerar por su menor inercia sea inferior.

Si se añade la geometría variable o doble entrada, la progresividad de subida de RPM es similar a la de un motor no sobrealimentado de bastante mayor cilindrada.

Resultados del repaso

El desarrollo de los temas en los siguientes módulos de este curso, se inter-relacionan diferentes tecnologías implicadas en el funcionamiento del automóvil, por lo que es preciso entender las explicaciones que los enlazan.

En cada módulo es protagonista una o más tecnologías determinadas, que se desarrollan según su evolución.

Estas tecnologías ya se han comentado, y comentarán, en más ocasiones en otros módulos por su inter-relación en el funcionamiento del automóvil con otras.

El contenido de este módulo de “Conocimientos útiles” es la base para poder seguir y entender las explicaciones del curso “Evolución de la tecnología del automóvil a través de su historia”

Según los resultados del repaso, decides si continuas con el curso o haces antes el de “Introducción a la tecnología del automóvil”

En los temas con evoluciones complejas, se comentarán conceptos de las tecnologías iniciales para ir deduciendo las necesidades a solucionar y como se logran con los sucesivos pasos.

Se da por supuesto que se conoce lo suficiente los temas relacionados para no tener que explicar aspectos conceptuales.