Para los sistemas de transmisiĆ³n y otros mecanismos del motor vemos diversas soluciones, como las basadas en correas, las basadas en cadenas o las basadas en engranajes. Cada una de ellas tiene sus ventajas y desventajas, y no todas se pueden utilizar en todos los casos.
Por eso, vamos a ver quĆ© hay detrĆ”s de la elecciĆ³n de uno u otro sistema por parte de los fabricantes, y quĆ© aporta cada uno de estos mĆ©todos de transmisiĆ³n de movimiento entre ejesā¦
Sistema de correas
Un sistema de transmisiĆ³n por correa es un mecanismo utilizado para transmitir potencia y movimiento rotatorio entre dos o mĆ”s ejes. Consiste en una o varias correas flexibles que se enrollan alrededor de poleas montadas en los ejes. La fricciĆ³n entre la correa y las poleas permite la transmisiĆ³n de la potencia.
El funcionamiento de un sistema de transmisiĆ³n por correa depende de la tensiĆ³n/fricciĆ³n, ya que debe estar bien tensada para evitar deslizamiento y garantizar el buen funcionamiento, y la relaciĆ³n de transmisiĆ³n, que dependerĆ” de los diĆ”metros de las poleas que lleva el sistema, para determinar asĆ la velocidad de giro de los ejes conectados por estas correas. Por ejemplo, para realizar los cĆ”lculos de la relaciĆ³n de transmisiĆ³n entre dos ejes conectados por una correa se puede calcular utilizando la siguiente fĆ³rmula:
nā / nā = Dā / Dā
Donde nā es la velocidad de giro del eje 1 (RPM), nā la velocidad de giro del eje 2 (RPM), Dā el diĆ”metro de la polea 1, y Dā el DiĆ”metro de la polea 2. SegĆŗn esta fĆ³rmula, si tenemos una correa entre dos poleas de diferentes tamaƱos, el eje de la rueda mĆ”s grande serĆ” el que gire a menor velocidad, mientras que el de mayor velocidad de giro serĆ” el de diĆ”metro mĆ”s pequeƱo.
Ventajas y desventajas
Los sistemas de transmisiĆ³n por poleas no son los mĆ”s recomendables para los motores de un coche, ya que pueden soportar una potencia limitada, ademĆ”s de que la elasticidad de la correa puede afectar a cĆ³mo se transmite esta potencia. Sin embargo, es un mĆ©todo barato, y permite conectar varios ejes que estĆ”n alejados entre sĆ.
Son sistemas silenciosos, flexibles que pueden transmitir potencia entre ejes incluso cuando no estĆ”n alineados, absorben muy bien las vibraciones, y protegen al motor frente a sobrecargas, ya que en estos casos se desliza la correa o directamente se rompe, como si fuese una especie de fusible mecĆ”nicoā¦
Aunque no todo son ventajas, tambiĆ©n tienen la desventaja del deslizamiento bajo condiciones de potencia elevadas, vida Ćŗtil bastante limitada, ya que se deben cambiar frecuentemente, y son sensibles a la temperatura, ya que suelen fabricarse en materiales como la goma y el nailon. TambiĆ©n deben ser tensadas correctamente para el buen funcionamiento.
Sistema de cadenas
Una versiĆ³n mejorada de lo anterior es la transmisiĆ³n por cadena, un mecanismo que utiliza una cadena de eslabones metĆ”licos para transmitir potencia y movimiento rotatorio entre dos o mĆ”s ejes. A diferencia de las correas, las cadenas engranan con ruedas dentadas (piƱones) para asegurar una transmisiĆ³n precisa y sin deslizamiento. Al igual que ocurrĆa con las correas, tambiĆ©n existen varios tipos de cadenas, pero las mĆ”s comunes son las de rodillos, que son las mĆ”s comunes que vemos en bicis, motos, y otros motores.
Al igual que las correas, las cadenas deben tener una tensiĆ³n correcta, para que no se salgan de los piƱones. En cuanto a la relaciĆ³n de transmisiĆ³n es similar a la vista para el caso anterior, es decir, se calcula mediante la fĆ³rmula:
nā / nā = zā / zā
Mientras que n representa lo mismo, las RPM de giro de cada eje, en este caso, tenemos z en vez de D, que se refiere al nĆŗmero de dientes de cada piĆ±Ć³n que interviene en el sistema. Por cierto, antes no he comentado con las correas que para calcular un sistema de transmisiĆ³n con mĆ”s de dos ejes, puedes ir aplicando esta formula cada dos ejes para ir averiguando todas las velocidades de giro del eje hasta llegar al eje final.
Mientras los sistemas de correas no suelen necesitar un mantenimiento demasiado grande, solo cambiar la correa cuando sea necesario, las cadenas suelen necesitar de un mantenimiento mĆnimo, como el engrasado, para evitar que la fricciĆ³n entre la cadena metĆ”lica de acero y el piĆ±Ć³n de acero pueda generar daƱos en el material.
Ventajas y desventajas
Por supuesto, como le ocurre al sistema de correas o a cualquier otro, las transmisiones con cadenas tambiĆ©n tienen sus pros y contras. Por ejemplo, entre las ventajas tenemos la alta eficiencia de transmisiĆ³n por la ausencia de deslizamiento, la gran capacidad para transmitir grandes potencias y cargas sin romperse, su larga vida Ćŗtil, y su versatilidad al poder unir ejes separados de forma sencilla.
Por otro lado, suelen ser algo mĆ”s caras que las poleas, necesitan lubricaciĆ³n, pueden ser mĆ”s ruidosas, y su montaje puede ser algo mĆ”s complejo, dado que implica tener que abrir los eslabones, ajustar la longitud de la cadena, y volver a cerrar los eslabones, para lo que se necesita una herramienta especĆficaā¦
Sistema de engranajes
Para finalizar, existe otro mĆ©todo para transmitir potencia de un eje a otro de forma mucho mĆ”s eficiente que los anteriores, y llegando a capacidades de potencia muy elevados sin los problemas dichos anteriormente. Me refiero al sistema de transmisiĆ³n por engranajes. En este caso se utiliza ruedas dentadas (engranajes) para transmitir potencia y movimiento rotatorio entre dos o mĆ”s ejes. Los engranajes engranan entre sĆ, permitiendo una transmisiĆ³n precisa y eficiente de la fuerza.
Existen varios tipos de engranajes, como los cilĆndricos (dientes paralelos al eje), que son los mĆ”s habituales y baratos; los cĆ³nicos (dientes en forma de cono) para ejes que se intersectan; los helicoidales (dientes inclinados) con funcionamiento mĆ”s suave y mayor tracciĆ³n; y los de cremallera para convertir movimiento rotatorio en lineal, como los que puedes encontrar en algunas direcciones del coche. A nivel mecĆ”nico, suelen usarse todos, por ejemplo, los cilĆndricos son habituales en algunos casos en el motor, los cĆ³nicos pueden verse tambiĆ©n en algunos diferenciales, o los helicoidales en las cajas de cambioā¦
Como el funcionamiento de un sistema de transmisiĆ³n por engranajes se basa en el principio de encaje de los dientes, los engranajes tienen que ser del mismo tipo, y con dientes compatibles entre sĆ. En cuanto a la fĆ³rmula que tenemos, serĆa similar al anterior, contando con la velocidad de giro de los ejes y el nĆŗmero de dientes del engranaje. En este caso, hay que tener en cuenta algo particular que no sucedĆa en los anteriores sistemas, y es que los ejes girarĆ”n en forma inversa. Es decir, si el engranaje A gira en el sentido de las agujas de reloj, el engranaje del eje B gira en sentido contrario. Esto es algo a tener muy presente. Eso sĆ, al igual que en las poleas y piƱones, el engranaje con menor nĆŗmero de dientes serĆ” el que gire mĆ”s rĆ”pido.
Por ejemplo, imagina un sistema con un engranaje con 8 dientes y otro eje con engranaje de 20 dientes. La relaciĆ³n de dientes es 20/8=2.5. Eso significa que el eje con engranaje grande gira 2.5 veces mĆ”s lento que el pequeƱo, o viceversa. Si por ejemplo tenemos que el eje con el engranaje de 8 dientes gira a 1000 RPM, el otro eje girarĆ” a 400 RPM.
Ventajas y desventajas
Para terminar con el artĆculo, agregar tambiĆ©n las ventajas y desventajas que tienen los sistemas con engranajes, mucho mĆ”s resistentes y mĆ”s adecuados para altas prestaciones, como los motores de nuestros coches, especialmente para la caja de cambios. Debido a que engranan de forma muy precisa y al no tener problemas de deslizamiento, son mĆ”s eficientes y transmiten mucha mĆ”s potencia que los anteriores sistemas. TambiĆ©n cuentan con una larga vida Ćŗtil, y no necesitan demasiado mantenimiento, solo estar bien lubricados para minimizar el rozamiento.
En su contra tiene un mayor coste y complejidad, y la sensibilidad de la alineaciĆ³n, que deben estar perfectamente alineados para funcionar.
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