Embrague
# Embrague

El embrague es un sistema que permite tanto transmitir como interrumpir la transmisión de una energía mecánica a su acción final de manera voluntaria. En un automóvil, por ejemplo, permite al conductor controlar la transmisión del par motor desde el motor hacia las ruedas. En la aplicación más simple, los embragues conectan y desconectan dos ejes giratorios (ejes de transmisión). En estos dispositivos, un eje generalmente se conecta a un motor u otra unidad de potencia (el miembro impulsor), mientras que el otro eje (el miembro impulsado) proporciona potencia de salida para el trabajo. Por lo general, los movimientos involucrados son giratorios, pero también existen embragues lineales.

En un vehículo de motor, el embrague actúa como un enlace mecánico entre el motor y la transmisión y desconecta brevemente o separa el motor del sistema de transmisión. Esto desconecta las ruedas de transmisión cada vez que se presiona el pedal del embrague, lo que permite al conductor cambiar de marcha suavemente.

En un taladro controlado por par, por ejemplo, un eje es accionado por un motor y el otro acciona un portabrocas. El embrague conecta los dos ejes para que puedan bloquearse y girar a la misma velocidad (activado), bloqueados pero girando a diferentes velocidades (deslizamiento) o desbloqueados y girando a diferentes velocidades (desactivado).

## Funcionamiento

Está constituido por un conjunto de piezas situadas entre el motor y los dispositivos de transmisión y asegura un número de funciones:

* En posición acoplado (o «embragado») transmite el par motor suministrado por el motor. En un automóvil, cuando el embrague gira, el motor está vinculado a la transmisión.
* En posición desacoplado (o «desembragado») se interrumpe la transmisión. En un automóvil, las ruedas giran libres o están detenidas y el motor puede continuar girando sin transmitir este par de giro a las ruedas.
* En las posiciones intermedias restablece progresivamente la transmisión de par, mediante rozamiento o fricción.

Si consideramos la ecuación que define la potencia ($P$) de un motor:

$P=M\omega ={\frac {2\pi Frn}{60}}$ :

| Símbolo | Nombre | Unidad | Fórmula |
| - | - | - | - |
| $P$ | Potencia | | |
| $M$ | Par motor | | |
| $F$ | Fuerza media de la biela sobre la muñequilla | | |
| $r$ | Radio de la muñequilla del cigüeñal | | |
| $n$ | Revoluciones por minuto del motor | rpm | |
| $\omega$ | Velocidad angular | | $\omega =2\pi n/60$ |

Según la cual, en la transmisión de fuerza mediante giro (la definición misma de momento de fuerza o par) toda disminución de la velocidad de giro (RPM) implica un aumento de par en la misma proporción. Esta es la razón de ser de las desmultiplicaciones de la caja de cambio y del grupo, reducir la velocidad de giro para ganar par.

Por tanto una disminución a la mitad del régimen del primario con respecto al del motor, implica un aumento al doble del par transmitido al primario, conservándose el producto, o sea la potencia, sin tener en cuenta las pérdidas por calor debidas al rozamiento.

Esto se entiende fácilmente si se imagina intentando subir una cuesta muy pronunciada, hasta el punto de hacer «patinar» el embrague durante un período prolongado: de esta manera se obtiene el par que el motor no puede dar, mediante reducción de su régimen al entrar la fuerza al cambio.

Asimismo, permite moderar los choques mecánicos evitando, por ejemplo, que el motor se detenga o que los componentes de los sistemas se rompan por la brusquedad que se produce entre la inercia de un componente que se encuentra en reposo y la potencia instantánea transmitida por el otro. Y funciona por un accionamiento de una palanca.

## Clasificación

Existen diferentes tipos de embrague:

* Según el número de discos
   * Hidráulico. No tiene discos. Se utiliza en vehículos industriales.
   * Monodisco seco.
   * Bidisco seco con mando único;
   * Bidisco con mando separado (doble);
   * Multidisco húmedo o seco.
   * Centrífugo.No tiene discos. Se utiliza por ejemplo en motocicletas y ciclomotores de cambio automático por variador.
* Según el tipo de mando
   * Mando mecánico;
   * Mando hidráulico;
   * Mando neumático;
   * Mando eléctrico asistido electrónicamente.

### Embrague seco

Un embrague seco utiliza fricción seca para transferir potencia desde el eje de entrada al eje de salida, por ejemplo, un "disco de fricción" que presiona el volante del motor de un automóvil. La mayoría de los embragues son embragues secos, especialmente en vehículos con transmisión manual. A veces se requiere el deslizamiento de un embrague de fricción (donde el embrague está parcialmente acoplado pero los ejes giran a diferentes velocidades), como cuando un vehículo de motor acelera desde parado; sin embargo, el deslizamiento debe minimizarse para evitar mayores índices de desgaste.

En un embrague de "tipo tirón", al presionar el pedal se tira del cojinete de liberación para desacoplar el embrague. En un embrague de "tipo empuje", al pisar el pedal se empuja el cojinete de liberación para desacoplar el embrague.

Un "embrague multidisco" consta de varias placas de fricción dispuestas concéntricamente. En algunos casos, se utiliza en lugar de un embrague de mayor diámetro. Los coches de carreras usan embragues multidisco para controlar la tasa de transferencia de potencia a las ruedas a medida que el vehículo acelera desde parado.

Algunos discos de embrague incluyen resortes diseñados para cambiar la frecuencia natural del disco de embrague, a fin de reducir el NVH dentro del vehículo. Además, algunos embragues para automóviles con transmisión manual usan una válvula de retardo del embrague para evitar acoplamientos abruptos del embrague.

### Embrague húmedo

En un "embrague húmedo", el material de fricción se asienta en un baño de aceite (o tiene un flujo de aceite) que enfría y lubrica el embrague. Esto puede proporcionar un enganche más suave y una vida útil más larga del embrague; sin embargo, los embragues húmedos pueden tener una eficiencia más baja debido a que se transfiere algo de energía al aceite. Dado que las superficies de un embrague húmedo pueden ser resbaladizas (como con un embrague de motocicleta bañado en aceite de motor), apilar varios discos de embrague puede compensar el menor coeficiente de fricción y así eliminar el deslizamiento bajo potencia cuando está completamente acoplado.

Los embragues húmedos suelen utilizar un material de papel compuesto.

### Embrague centrífugo

Un embrague centrífugo se acopla automáticamente a medida que aumenta la velocidad del eje de entrada y se desacopla a medida que disminuye la velocidad del eje de entrada. Las aplicaciones incluyen pequeñas motocicletas, escúters, motosierras y algunos automóviles más antiguos.

### Embrague de cono

Un embrague de cono es similar al embrague de placa de fricción seca, excepto que el material de fricción se aplica al exterior de un objeto de forma cónica. Una aplicación común para los embragues cónicos es el anillo sincronizador en una transmisión manual.

### Embrague de empuje

Un embrague de empuje es un diseño antideslizante de embrague que se utiliza en transmisión no síncrona.

### Embrague de una sola revolución

El embrague de una sola revolución se desarrolló en el siglo XIX para accionar maquinaria como cizallas o máquinas de prensa donde un solo tirón de la palanca de operación o (más tarde) presionar un botón encendería el mecanismo, acoplando el embrague entre la fuente de energía y el cigüeñal de la máquina durante exactamente una revolución antes de desacoplar el embrague. Cuando se desacopla el embrague, el miembro accionado está estacionario. Los primeros diseños eran típicamente embragues de empuje con una leva en el miembro impulsado que se usaba para desenganchar las garras en el punto apropiado.

En el siglo XX se desarrollaron embragues de revolución única muy simplificados, que requerían fuerzas operativas mucho más pequeñas y, en algunas variaciones, permitían una fracción fija de revolución por operación. Los embragues de fricción de acción rápida reemplazaron a los embragues de garras o de empuje en algunas aplicaciones, eliminando el problema de la carga de impacto en las garras cada vez que se engrana el embrague.

Además de su uso en equipos de fabricación pesados, los embragues de una sola revolución se aplicaron a numerosas máquinas pequeñas. En las máquinas tabuladoras, por ejemplo, al presionar la tecla Operar se activaría un embrague de una sola revolución para procesar el número ingresado más recientemente. En las máquinas de composición tipográfica, al presionar cualquier tecla se seleccionaba un carácter en particular y también se activaba un embrague de rotación única para hacer funcionar el mecanismo para escribir ese carácter. De manera similar, en teleprinters, el recibo de cada carácter activaba un embrague de una sola revolución para operar un ciclo del mecanismo de impresión.

### Elementos constitutivos y de funcionamiento

El mecanismo del embrague está formado por los componentes siguientes:

* El volante motor 2, atornillado al cigüeñal 1.
* El disco de fricción 3 que gira solidario con el eje de entrada al cambio o «primario» 6 gracias a un estriado.
* El plato de presión 4, que presiona al disco asegurando su adherencia al volante motor 2 cuando el mecanismo está en posición de reposo (embragado).
* Los muelles del mecanismo (en este caso de diafragma), 5 apoyan en el cojinete o «collarín» 7.

Cuando el mando hidráulico (o por cable) del conductor es activado por el conductor, la palanca desplaza al cojinete, el cual empuja al diafragma, que articula sobre los apoyos 9 que a su vez están fijos a la cubierta o tapa 8 , dejando entonces de hacer fuerza con lo que el disco de fricción ya no apoya sobre el volante. El primario 6 queda libre, no recibe par del motor, podemos cambiar de marcha con suavidad. Del mismo modo, si salimos desde parado, acoplaremos el disco de fricción con el pedal tanto más progresivamente cuanto más incremento de par necesitemos en el primario . Por ejemplo en una cuesta muy pronunciada, haremos lo que se llama " hacer patinar el embrague".

