Escuela Politécnica del Ejercito sede Latacunga

Sistemas Automotriz

TEMA : ARBOL DE TRANSMISION

OBJETIVOS : IDENTIFICAR LA POSICION DEL ARBOL DE TRANSMISION. CONOCER EL PROPOSITO DEL ARBOL DE TRANSMISION. IDENTIFICAR LOS COMPONENTES DEL ARBOL DE

TRANSMISION. DETERMINAR LOS FACTORES DE UN MAL FUNCIONAMIENTO

DEL ARBOL DE TRANSMISION.

ARBOL DE TRANSMISION Aquí observamos la ubicación claramente de lo que es el sistema de traccion posterior

LA TRANSMISION.

En si la transmision consta de varios componentes es por eso que daremos los componentes de un sistema de transmision El EmbragueLa Caja de velocidadesEl arbol de transmision Puente traseroJuntas homocineticasPalieres o semiejes

Al revizar los componentes de la transmision observamos sistemas anteriormente ya estudiados como es el embrague y la caja de velocidades pese a eso daremos un ligero resumen de su funcion en un vehiculo

MOTOR.- El motor es el encargado de generar movimiento mecanico circular por medio de ciclos y producida por energia calorifica y transmitida hacia el exterior del motor por medio del cigüeñal

EL EMBRAGUE.- el embrague es el dispositivo que se encarga de una especie de amortiguacion al momento de ser transmitida el movimiento a la caja de cambios y asi permitir el cambio de marcha. El embrague en su mayor parte pasa pegado al volante del motor que transmite por un estriado al eje principal de entrada de la caja de cambios.

LA CAJA DE VELOCIDADES.- la caja de velocidades no es mas que un conjunto de ejes, engranes, sincronizadores, etc que estan unidos e tal manera que el operador puede escoger la marcha apropiada para el correcto funcionamiento del vehiculo

INICIAREMOS CON EL ESTUDIO DEL SISTEMA DE TRANSMISION

PARA MEJOR ENTENDIMIENTO PODEMOS VER EL SIGUIENTE VIDEO

(CLICK)

PROPOSITO DEL ARBOL DE TRANSMISION

El unico proposito es transmitir por el arbol y soportar el peso en el eje o puente trasero si fuera el caso

El eje es una tubería de aleación de aluminio y otros materiales formando una especie de recipiente protectora de los ejes propulsores, suficientemente fuerte para resistir torsión y doblado.

COMPONENTES

TRACCIÓN TRASERAÁrbol de propulsiónJuntas o normal mente conocidas como

crucetasÁrbol impulsor o puente posterior

TRACCIÓN DELANTERATransejeEje delanteroEje motriz

Tracción trasera o posterior.

Tracción delantera

TRACCION POSTERIOR

En la tracción a las ruedas posteriores o traseras nosotros tenemos un sistema en el cual la caja de velocidades transmite su movimiento por medio del árbol de propulsión hacia el diferencial el que es encargado de distribuir el torque a las ruedas por medio del puente posterior.

Ahora analizaremos cada uno de los componentes que comprenden el funcionamiento de este tipo de tracción.

Transmisiones longitudinalesen la figura a continuación se muestra lo que es una transmisión longitudinal que va desde la caja de velocidades hasta el diferencial prácticamente es la trasmisión trasera se ve en el numero cuatro(4) de la siguiente figura

Aquí observamos el despiece de un árbol longitudinal

a continuación vamos a observar el movimiento del eje de trasmisión trasera o longitudinal

ARBOL DE TRANSMISIÓN

ha de transmitirse el movimiento del eje de salida del cambio de velocidades (eje secundario) al eje trasero, misión de la que se encarga el

eje de transmisión.La unión entre estos ejes no puede ser rígida porque mientras el trasero

está mas o menos separados del mismo, según los muelles de la suspensión estén comprimidos o distendidos.

CLASIFICACION DE LAS JUNTAS

El movimiento del eje trasero, hace que el eje de transmisión forma ángulo con el eje secundario como indica la Fig. y hace además que varíe la distancia entre el eje secundario y eje trasero, por lo que necesariamente ha de ser variable la longitud del eje de

transmisión, como verá en el croquis de la Fig. siguiente. Que el eje secundario y el de transmisión formen ángulo, se logra por medio de las juntas universales. En la Fig. anterior se ve esquemáticamente la junta universal elástica, formada por una serie de arandelas o discos de tela engomada. Unidos a los ejes por medio de las horquillas de van en sus extremos. Este tipo de juntas

únicamente se emplean cuando el ángulo entre los ejes es pequeño y también las variaciones que ha de experimentar.

Las juntas mas utilizadas son las del tipo llamado acoplamiento cardan, representado en la Fig.4. su elemento básico es la cruz (1) a cuyos brazos se unen por medio de cojinetes los extremos de las horquillas (2) en que acaban los ejes. Para la longitud variable que necesita el eje de transmisión, se emplea corrientemente el dispositivo que va en la Fig. la horquilla esta separada del eje de transmisión al que se acopla por la parte estriada que se introduce en el cubo de estriado, dentro del cual puede deslizarse en el

sentido de su longitud, sin que pueda girar independientemente, sino formando una sola pieza.

En la muestra un despiece un acoplamiento de cardan para automóviles.

Fíjese cómo el acoplamiento de las horquillas con la cruz se realiza por medio de cojinetes de agujas, en los cuales el anillo interior está formado por el mismo brazo de la cruz y el anillo exterior por las piezas o cajas de cojinete que montadas sobre una expansión

transversal del eje forma la cruz.

En la Fig. se muestra el despiece completo de un eje de transmisión con sus dos juntas universales; en este caso las variaciones de longitud del eje de transmisión se logran por el deslizamiento de la horquilla que va montada sobre el eje de salida del cambio; el eje de la horquilla es hueco y estriado interiormente y las estrías se acoplan a otras hechas exteriormente en el eje de salida del cambio de

velocidades.

El eje de transmisión suele construirse de tubo de acero estirado sin soldadura, la cual se unen las horquillas de los extremos soldándolas. La construcción de tubo permite aligerar el eje de transmisión sin disminuir su rigidez y hace que

disminuya su tendencia a vibrar a elevadas velocidades. En al Fig. se muestra la forma práctica de un tubo de transmisión,

parcialmente cortado para poder apreciar el detalle de la juta deslizante; para que el dibujo no resulte excesivamente largo se han eliminado tres secciones

centrales del tubo que no representaban interés constructivo y que quedan señaladas por las tres líneas de rotula que se aprecian en la parte central más

gruesa del eje.

ACOPLAMIENTO CARDAN O JUNTA CARDANaquí se observa mejor las partes de esta junta que simplemente da movilidad al

árbol ya que esta expuesta a vibraciones. Además si el árbol fuera rígido el árbol estuviera expuesta a rupturas

PARTES DE LA JUNTA

TODAS LAS PARTES DEBEN VARIAR DE ACUERDOAL DISEÑO Y LA MARCA QUE SE NECESITEDEACUERDO AL VEHICULO

Existe un diagrama en el que se puede conocer el angulo de las juntas deacuerdo a la velocidad del vehiculo ya que por la fuerza centrifuga el arbol

tomara diferentes angulos en los cuales ayudara a su eficiencia.Observemos el grafico

TRANSMICIONES LONGUITUDINALES ARTICULADAS CON SOPORTES INTERMEDIOSdebido al peso y a la longitud de un árbol de trans posterior tiende a vibrar y perdida de velocidad en las ruedas. Pero para no hacer árboles largos, pesado, y de gran diámetro se emplearon soportes intermedios que pueden estar distribuidas en todo el árbol. Así se instalaran árboles pequeños livianos y de mayor eficiencia

Anteriormente se hablo que el puente debe tener una especie de movimiento longitudinal y esta parte del sistema es el que ayuda a moverse, con el estriado ayuda a transmitir el movimiento de el eje de salida de la caja hacia el árbol longitudinal

JUNTAS ELASTICAS CON SOPORTES ELSTICOSEn la figura 28 observaremos las partes de los árboles pero con sus juntas elásticas, esta parte generalmente se encuentra en el centro del vehículo y absorbe las vibraciones

DIAGNOSTICO Y REPARACION DE UN

SISTEMA DE UN ARBOL DE TRANSMISION

Continuando con el sistema transmisiones luego del árbol tenemos al tren o puente posterior que son las encargadas distribuir el movimiento a cada rueda siendo igual importante como el motor, la caja de velocidades, o el árbol; cada una de las partes trabajan en conjunto y si una parte falla todo el sistema falla

tiene como función primordial sostener el peso de la parte trasera del automóvil, al mismo tiempo que generalmente es el encargado de

transmitir el movimiento del automóvil cuando este avanza; por último también se utiliza como soporte de los frenos de las ruedas traseras,

actuando como transmisor del esfuerzo de frenado cuando éste se aplica a dichas ruedas.

Aun cuando en sus detalles constructivos los ejes traseros de los diferentes automóviles pueden ser muy distintos, su disposición es muy similar en

sus líneas generales, siempre que el eje trasero se emplee como eje motriz, estando fundamentalmente formado por una pieza tubular denominada carter del eje trasero; Esta pieza sirve a la vez de sostén y de protección de

los elementos mecánicos encargados de transmitir el movimiento a las ruedas, a la vez que sirve de elemento de transmisión del esfuerzo de

impulsión desde las ruedas al automóvil.

Semieje rígidoEn la disposición del eje rígido los semiejes están directamente apoyados por sus

dos extremos sobre cojinetes de bolas montados en el cárter del eje trasero; en esta forma los semiejes deben resistir todo el peso de la parte trasera del automóvil,

además de los esfuerzos laterales ejercidos sobre las ruedas durante la marcha y el esfuerzo de transmisi6n del movimiento desde el diferencial hasta las ruedas.

Semieje semiflotanteLa disposición de semieje semiflotante correspondiente al extremo de la rueda es la misma que la del caso anterior, mientras que el extremo correspondiente al diferencial no está soportado directamente por el cojinete, sino que es la caja diferencial la que se apoya por medio de cojinetes en el cárter del eje trasero; con esta disposici6n el semieje sigue soportando todo el peso de la parte trasera del vehículo.

Así con los esfuerzos laterales sobre las ruedas y el esfuerzo de transmisión del giro el extremo del semieje correspondiente al engranaje planetario queda libre de algunos otros esfuerzos y por lo tanto trabaja más descargado.

Semieje tres cuartos flotanteEn la disposición del semieje tres cuatro flotante el extremo correspondiente al planetario presenta la misma disposición que en el semieje semiflotante, mientras que en el extremo correspondiente a la rueda ésta se halla apoyada sobre un cojinete montado en el cárter del eje trasero y el semieje se haya unido el al cubo de la rueda por medio de una brida o platina atornillada a ella. Con este tipo de montaje el semieje ya no soporta el peso del vehículo pero tiene que seguir resistiendo los esfuerzos laterales producidos en las ruedas.

Semieje flotanteEl extremo correspondiente al planetario tiene en este caso la misma disposición que en los casos de semieje semiflotante y tres cuartos flotante. La diferencia con estos últimos está en que la rueda se apoya sobre el cárter del eje trasero a través de dos cojinetes de rodillos c6nicos, con esta disposición el semieje queda libre de todo esfuerzo que no sea de transmitir el movimiento desde el diferencial a la rueda, mientras que el cárter del eje trasero pasa a ser la pieza encarga de resistir los esfuerzos debidos al peso del vehículo y a los empujes laterales de las ruedas.

Con la disposición del eje rígido o semiflotante la rotura de un semieje puede dar lugar a que las ruedas escapen del vehículo y este caiga de aquel lado pudiendo producirse serios daños en el eje trasero y partes del automóvil. Por el contrario en el caso de eje flotante la rotura de los semiejes, lo único que produce, es la falta de transmisión del esfuerzo de tracción a la rueda, pero no por eso estos se separan del cárter del eje trasero; pudiéndose incluso desmontarse los semiejes sin necesidad de desmontar o levantar las ruedas traseras del automóvil.

Ejes traseros con árboles de impulsiónEl eje posterior de un vehículo FR no solamente soporta la carga de los rodamientos sobre las ruedas traseras, también transmiten la fuerza de movimiento desde el motor a las ruedas. Los ejes traseros están divididos en dos tipos, el topo de eje rígido y el tipo de eje independiente.

En lo suspensión independiente, no hay envoltura del eje. El diferencial esta montado sobre la carrocería. Los semiejes posteriores pasan a través de los brazos inferiores y se conectan a las ruedas, transmitiendo la fuerza de movimiento desde el diferencial a las ruedas.

La suspensión rígida tiene un semieje trasero el cual está en el centro de la envoltura del eje trasero. Los semiejes de cada lado son largos, ejes simples, de forma que transmiten lo fuerza directamente desde el diferencial a las ruedas.

TRANSMISION DELANTERAARBOL DE IMPULSIONLos árboles impulsores transmiten la fuerza desde el engranaje del diferencial a las ruedas. En el caso de un vehículo FF, los árboles impulsores deben también tener otros dos requerimientos:Ellos deben de tener un mecanismo que absorba los cambios de longitud de los ejes impulsores de acuerdo a los movimientos ascendentes y descendentes de las ruedas.Puesto que las mismas ruedas son usadas para la dirección y para la impulsión, ellas deben de estar en capacidad de mantener el mismo ángulo de operación mientras que las ruedas delanteras son viradas y las ruedas deben de girar a velocidades uniformes.

Construcción de las juntas de velocidad constanteJunta BirfieloComo se muestra en la siguiente ilustración, la guía interna se fija dentro de la guía externa en forma de taza, con seis bolas de acero sostenidas por una canastilla entre ellas. La construcción de este sistema es simple y la capacidad de transmisión es grande, tal que se usa ampliamente en vehículos con tracción delantera.

Junta de TrípodeEn esta junta, hay un trípode con tres ejes muñones sobre el mismo plano. Tres rodillos son fijados en estos muñones y colocados en cada rodillo como tres tulipanes con canales, los cuales son paralelos. La construcción de este sistema es simple y no es caro. Generalmente, este tipo de junta puede moverse en la dirección axial.

Principio de la junta de velocidad constanteUna curvatura especial se le ha dado al asiento de la bola, de tal manera que la interacción del punto (0) de las líneas centrales y los ejes impulsor e impulsado están siempre en la línea que conecta el centro (P) de cada bola de acero como resultado las rpm. del eje impulsor son siempre idénticas al del eje impulsado.

Longitud del árbol impulsorLas longitudes de los árboles impulsores difieren dependiendo de las ubicaciones del motor y del trans-eje. Además, dependiendo de la construcción del trans-eje, la longitud de los árboles impulsores derecho e izquierdo pueden ser iguales o desiguales.

Si los árboles impulsores no son de igual longitud, la rapidez del árbol más largo es menor que la del eje más corto, así que la vibración torsional que ocurre durante la transmisión del torque es mejor absorbida. Esto podría derivar en vibración, ruido y un manejo inestable.

Tipo de Amortiguador DinámicoComo se muestra en la ilustración de abajo, este tipo de árbol impulsor tiene un amortiguador dinámico instalado sobre el árbol impulsor largo donde es más probable que ocurran la torsión o vibración. Este amortiguador dinámico está instalado sobre el árbol impulsor mediante un cojín de goma. Cuando el árbol impulsor se torsiona o vibra, la inercia del amortiguador tiene la tendencia de hacerlo girar a velocidad constante, de forma que el cojín de goma se deforma y absorbe la torsión o vibración.

La diferencia de longitud de los árboles impulsores derecho e izquierdo también pueden causar que el volante de la dirección tire hacia el lado haciendo que el vehículo se desvíe durante un arranque rápido o una aceleración intempestiva. Este fenómeno es conocido como “torque dirigido”. El siguiente método es usado para reducir la vibración, ruido o inestabilidad en el manejo, como resultado de esto y problemas similares y de este modo mejorar las características de uso del vehículo.

Tipo de Árbol HuecoComo se muestra en la ilustración inferior, el árbol impulsor más largo es hueco y su diámetro es mayor, de modo que aumenta su rigidez, de modo que la rigidez de los árboles impulsores es casi igual.

Tipo de Árbol Impulsor CentralComo se muestra en la ilustración inferior, un árbol más largo, haciendo posible usar árboles impulsores de la misma longitud en ambos lados. Este tipo de sistema de árbol de impulsión es usado en muchos vehículos donde la diferencia de longitud de los dos árboles es grande y a menudo es usado en casos donde el motor y el transeje están montados transversalmente.

Si la diferencia en las longitudes de los dos árboles es grande, es más probable que ocurra el torque dirigido. Durante los arranques rápidos o aceleración intempestiva, la parte delantera del vehículo “flota” y el ángulo de la junta del árbol impulsor se hace grande, de forma que se genera un movimiento, el cual tiende a causar que las ruedas giren en torno al eje vertical de la junta hacia fuera a la de adentro. Este movimiento llega a ser el mayor cuando el ángulo de la junta es mayor.

Por lo tanto, como se muestra en la ilustración inferior, el movimiento generado es más pequeño de los dos árboles impulsores (con el mayor ángulo de la junta 1) el cual tiende a causar que el giro de la rueda hacia el interior sea más grande, mientras que el árbol impulsor más largo (con el menor ángulo de la punta 2) es el menor, así que el vehículo tiende a desviarse hacia el lado del árbol impulsor más largo.

Un método para prevenir el torque dirigido es instalar un eje intermedio como se muestra en la siguiente ilustración, entonces se tendrán ejes impulsores de la misma longitud. Si esto se hace y los ángulos de las juntas 1 y 2 de los dos árboles serían iguales y así los momentos que actúan causan que las ruedas delanteras giren hacia adentro y se cancelen entre sí y la estabilidad en línea recta del vehículo se mantiene.

CONSTRUCCIÓN DE TIPOS DE EJES DELANTEROSEjes delanteros sin árboles de impulsión.El eje delantero en 1os vehículos FR es usado solamente soportar la carga, y es una parte del sistema de dirección como eje, la carga del rodamiento sobre las ruedas delanteras es transmitida a la suspensión.

Ejes delanteros con árboles de impulsiónNinguna pieza es llamado “semiejes delanteros” en los ejes delanteros de un vehículo FF. Las árboles de impulsión toman su lugar respondiendo a los movimientos del vehículo de arriba - abajo y de izquierda – derecha, mientras que al mismo tiempo transmite la fuerza de transmisión directamente del diferencial a los ruedas.

Esto tipo de eje delantero emplean rodamientos de bolas angulares se determinan mediante ajuste de la contratuerca de fijación del cubo al troqué especificado.

Observaremos las protecciones del automovil al motor y especialmente al

sistema de transmision(click)

Rodamientos de bolas angularesEste es un tipo de rodamiento de bolas en el que la dirección de la carga es diagonal del centro del eje. Este tipo de rodamiento de bolas es único en cuanto puede soportar cargas radiales así como cargas de empuje en una sola dirección. Se sitúan dos rodamientos encarados entre sí, o se utiliza un rodamiento de bolas dobles.

En la tracción 4*4 se utiliza con la combinación de los dos tipos de transmisión delantera y posterior con un accionamiento mecánico y en vehículos especializados para competencia con accionamiento electrónico

observemos el video (click)

En el video observamos como esta diseñado un vehiculo de transmision delantera observemos el

video(click)

MANTENIMIENTO-Debe tomarse en cuenta que los ruidos son un buen avizorante de que necesita atension el sistema de traccionDebe ser engrasadoLa vibrasion es una de las señales d que el arbol esta en con algun defectose debe tener en cuenta que las partes moviles necesita lubricacion para evitar desgaste

CONCLUSIONES

personalmente con el avanze de los estudios de sistemas en el vehiculo eh concluido que no depende de un solo sistema por lo contrario se utiliza todas las partes del vehiculo para su mejor funcionamiento,

BIBLIOGRAFIA

toyota ejes y semiejesceac manual del automovil

manual del auomovilinternet