Transmisión del automóvil: embrague, caja de cambios, puente motriz y fuerza de tracción
TecnologíaIngeniería mecánicaEdades 16–17
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La potencia pasa del motor por el embrague, la caja de cambios y el árbol de transmisión hasta el puente motriz y las ruedas: cada etapa gira a una velocidad distinta según su relación de transmisión. Pulsa Subir marcha / Bajar marcha y mueve los deslizadores del acelerador y la pendiente para ver cómo cambian la fuerza de tracción F_k = M_e·i_h·i_0·η/r_b, la resistencia al avance y la aceleración; la gráfica de fuerza de tracción frente a velocidad para las 5 marchas muestra por qué una marcha corta es fuerte pero lenta y una marcha larga es rápida pero débil.
Lección: Estructura general del automóvil y su sistema de transmisión: embrague, caja de cambios, árbol de transmisión, grupo reductor y diferencial
Qué muestra
La transmisión de un automóvil lleva el par del motor por el embrague, la caja de cambios, el árbol de transmisión y el grupo final hasta las ruedas. Cada marcha multiplica el par por su relación y da una fuerza de tracción F_k = M_e·i_h·i_0·η/r_b en las ruedas, que giran más despacio en la misma proporción. El vehículo solo acelera si F_k supera la resistencia total: rodadura, componente del peso en la pendiente y resistencia del aire, que crece con el cuadrado de la velocidad. Con relaciones de 3,5 a 0,8, las marchas cortas dan mucha fuerza a baja velocidad y las largas, velocidad con poca fuerza.
Cómo usarla
Pon la Marcha inicial en 1 y deja que el vehículo arranque con el Acelerador cerca del 70 %. Pulsa Subir marcha + a medida que sube la velocidad y sigue el punto verde en la gráfica de fuerza de tracción. Después sube la Pendiente al 15–20 %, aumenta la Masa total del vehículo y vuelve a subir de marcha: anota en qué marcha empieza a frenarse. Pulsa Desembragar en marcha para comprobar que ningún par llega a las ruedas.
Parámetros que puedes cambiar
- Marcha inicial 1.ª marcha (i = 3,5), 2.ª marcha (i = 2,0), 3.ª marcha (i = 1,4), 4.ª marcha (i = 1,0), 5.ª marcha (i = 0,8)
- Apertura del acelerador 0–100 %
- Pendiente de la carretera 0–20 %
- Masa total del vehículo 900–3000 kg
Preguntas para explorar
- En una pendiente del 15 % con un vehículo de 2000 kg, ¿qué marchas aún dan una fuerza de tracción mayor que la resistencia total?
- ¿Qué les ocurre a la fuerza de tracción y a la aceleración cuando desembragas en plena marcha?
- En la gráfica de fuerza de tracción, ¿por qué cada marcha abarca un intervalo de velocidades distinto?
