🛞 Tema 24: Mecánica III: transmisión, ruedas, frenos

Ayuntamiento de Madrid · Bombero/a Conductor/a Especialista

Resumen

Este tema cubre los temas 7 a 10 del manual de mecánica de la DGT. La transmisión lleva el giro del cigüeñal a las ruedas y cambia la relación entre ambos: al desmultiplicar las rpm, el par aumenta en la misma proporción (si el cigüeñal va a 1.000 rpm y el árbol a 500, el par se duplica). Los camiones suelen llevar el motor delante y la propulsión detrás, y los autobuses el motor y la propulsión detrás. La propulsión doble (dos puentes traseros motrices) reparte el esfuerzo en los camiones de gran tonelaje. Elementos: embrague, caja de velocidades, árbol de transmisión, grupo cónico-diferencial, juntas y palieres.

Embrague: va entre el volante de inercia y la caja, y acopla y desacopla el motor de forma progresiva. En el de fricción, el diafragma empuja el plato de presión, que aprieta el disco (con forros por ambas caras) contra el volante. Al pisar el pedal, el collarín invierte el diafragma y el motor queda desacoplado. El mando puede ser mecánico, hidráulico o neumático (actúa a 3.500-4.000 hPa). El embrague hidráulico trabaja con aceite entre bomba y turbina y resbala muy poco a altas rpm (alrededor del 2 %). Caja de cambios: R = z1/z2. Si el piñón conducido tiene más dientes, el par sube: uno de 10 dientes a 3.000 rpm mueve otro de 60 dientes a 500 rpm. En la caja manual los engranajes son helicoidales y van siempre engranados, y los sincronizadores (conos de fricción) igualan velocidades. Va con valvulina SAE 80. La automática lleva convertidor de par, trenes epicicloidales (planetario, satélites, portasatélites y corona) y mando hidráulico, con palanca P-R-N-D-L. El grupo divisor o "split" reduce a la mitad el salto entre marchas y el pospuesto planetario da dos escalones por marcha: con una caja de 4 velocidades se llega a 16. Árbol de transmisión: articulado y extensible, con juntas cardan (cruceta) o elásticas. El grupo cónico (piñón de ataque y corona a 90º) desmultiplica entre 3/1 y 6/1. El diferencial (2 satélites y 2 planetarios) mantiene constante la suma de velocidades de las ruedas motrices para que giren distinto en curva: la suma de las rpm de los planetarios es el doble de las de la corona. El autoblocante evita que se escape toda la fuerza por la rueda que patina. El ASR compara las ruedas motrices y, si una patina, la frena o reduce el gasóleo.

Ruedas y neumáticos. La rueda sostiene la masa, transmite la tracción y la frenada, dirige, amortigua pequeñas irregularidades y disipa el calor. Puede ir en montaje simple (normalmente el eje delantero) o gemelo (normalmente el trasero, que aguanta más o menos el doble de carga). La llanta puede ser de acero o de aleación ligera (menos masa no suspendida y mejor refrigeración, pero la afecta la sal). "12J x 22.5" significa 12" de ancho, pestaña en J, una sola pieza y 22,5" de diámetro. La cubierta tiene carcasa, cinturón y banda de rodamiento, y en ella se distinguen hombros, flancos y talones. En "295/80 R 22.5 152/146 M": 295 mm de ancho, altura del 80 % del ancho, estructura radial, llanta de 22,5", índice de carga 152 en montaje simple y 146 en gemelo, y M = 130 km/h (N = 140, L = 120). TUBELESS = sin cámara, REGROOVABLE = se puede regrabar (mejor con 3-4 mm de dibujo) y REINFORCED = flancos reforzados. Con poca presión, el neumático se calienta y se gasta por los hombros, hay más riesgo de reventón y más consumo. Con mucha, se gasta por el centro y agarra menos. La presión se mira en frío, y no hay que quitar el aire que sube durante la marcha. Después de cambiar una rueda, se reaprietan las tuercas a los 20-30 km y otra vez entre 150 y 250 km. Nunca se mezclan neumáticos distintos en el mismo eje. Si se cambian las medidas, hay que reajustar el tacógrafo. Las cadenas se llevan como mínimo para dos ruedas y se ponen en las motrices.

Dirección y suspensión. La dirección orienta las ruedas directrices y todas deben tener el mismo centro de rotación. Los autobuses de más de 12 m pueden llevar un tercer eje trasero directriz. Es servoasistida, no servoaccionada: el conductor sigue sintiendo la dirección. Si falla la asistencia se puede seguir circulando en emergencia, pero muy duro. Se comprueba girando el volante unos 15º. Cotas: salida (inclinación del pivote, que hace volver las ruedas a la recta), caída (entre medio y un grado; la positiva es la más efectiva), avance (estabilidad y retorno a la recta) y convergencia (compensa que en la propulsión las ruedas delanteras tienden a abrirse). La suspensión une las masas suspendidas y las no suspendidas para dar comodidad, estabilidad y una unión elástica. Lleva muelles (ballestas, barras estabilizadoras, barras de torsión) y amortiguadores, que transforman la energía de las oscilaciones en calor. La neumática sustituye las ballestas por cojines de aire, que alimentan el compresor y los calderines (aprovecha el aire de los frenos). La válvula de nivelación mantiene la altura sea cual sea la carga.

Frenos. Convierten energía mecánica en calor. Los industriales son neumáticos con tres circuitos: de servicio (pedal), de estacionamiento (palanca, aplicado por muelle) y de emergencia. El tambor funciona con zapatas; el disco, con pastillas y mordaza, frena en menos distancia, se refrigera mejor y retrasa el fading. El compresor manda aire a los calderines a 8.000-10.000 hPa. La válvula de cuatro vías reparte el aire y, si hay una fuga en un circuito, conserva la presión en los demás. Sistemas de mejora: freno de socorro, freno motor en el escape (una mariposa crea una contrapresión de 2.000-5.000 hPa y está ligada al corte de inyección), retardador hidráulico o hidrodinámico (a la salida de la caja, con rotor, estator y aceite, sin rozamiento, refrigerado por un intercambiador agua-aceite y compatible con el ABS), freno eléctrico (corrientes de Foucault; funciona con la batería y es más eficaz cuantas más rpm lleva la transmisión) y ABS. Según el manual, freno de escape, retardador y freno eléctrico solo funcionan con el motor en marcha. Frenan únicamente las ruedas motrices, así que en firme deslizante no conviene usarlos. El ABS evita el bloqueo, reduce ligeramente la distancia en mojado, no mucho en seco, y puede alargarla en grava o nieve. No se bombea, y si se avería se frena con el sistema clásico. Mantenimiento: purgar los calderines cada mes (cada día en invierno) con la palanca de cambios en punto muerto, esperar a tener presión antes de arrancar y no usar el freno de estacionamiento con los frenos calientes. Nuevas tecnologías: ESP (estabilidad), BAS (asistente de frenada de urgencia), EBV (reparte la frenada entre ejes) y EBS (control electrónico del frenado).

Claves para el examen

• Desmultiplicar = más par: si las rpm se reducen a la mitad, el par se duplica. Engranajes: R = z1/z2.
• Embrague de fricción: disco, plato de presión, diafragma, collarín y carcasa. Mando mecánico, hidráulico o neumático.
• Grupo divisor ("split") = reduce a la mitad el salto entre marchas. Pospuesto planetario = 2 escalones por marcha. 4 marchas → 16.
• Grupo cónico: piñón de ataque + corona a 90º, desmultiplicación fija de 3/1 a 6/1.
• Diferencial: 2 satélites + 2 planetarios. Suma de rpm de los planetarios = 2 × rpm de la corona.
• ASR: si una rueda motriz patina, la frena o reduce el caudal de gasóleo.
• 295/80 R 22.5 152/146 M → 295 mm, serie 80, radial, 22,5", carga 152 simple / 146 gemelo, M = 130 km/h.
• Poca presión: desgaste en los hombros y riesgo de reventón. Mucha presión: desgaste en el centro. Presión en frío.
• Reapretar tuercas a los 20-30 km y entre 150 y 250 km. Nunca neumáticos distintos en el mismo eje. Cadenas en las motrices.
• Cotas de dirección: salida, caída, avance y convergencia. Servodirección = asistida, no accionada.
• Freno neumático: servicio, estacionamiento y emergencia. Válvula de 4 vías. Disco: menos distancia y menos fading.
• Retardador hidráulico: a la salida de la caja, sin rozamiento. Freno eléctrico: corrientes de Foucault. ABS: no bombear el pedal.

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