Fundamentos De Mecanica Automotriz Y Sistemas Del Automovil 4mk4s
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FUNDAMENTOS DE MECANICA AUTOMOTRIZ Y SISTEMAS DEL AUTOMOVIL
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Oscar Merdech Carvajal
Concepto y clasificación de automóviles:
Debemos entender el concepto de automóvil, como una máquina capaz moverse sin la necesidad de un elemento externo que le entregue energía mecánica.
Para poder lograr este objetivo el automóvil debe contar con distintos sistemas especializados para poder satisfacer las distintas necesidades de una máquina en movimiento.
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Clasificación según su aplicación y tipo de carrocería: • Transporte de Pasajeros • Transporte de Cargas
• Mixtos • Maquinarias • Motocicletas
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Clasificación Según Tipos de Carrocería: Coupe HatchBack
Sedan
Station Wagon
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Pick Up
Furgón
Auto Bus Todo Terreno
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Camión
Grúa Horquilla
Cargador Frontal Motocicleta
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Herramientas, Instrumentos Y Equipos: Siempre un mecánico debe tener la herramienta adecuada para cada trabajo, nunca utilizar herramientas que no ajusten bien a determinado trabajo, esto puede causar daños en la pieza e incluso accidentes.
Herramientas Mecánicas: En este grupo se clasifican las herramientas que se utilizan para trabajo mecánico, y que requieren el uso de fuerza por parte de la persona que la manipula. Ej: Llaves punta y corona, Dados, Alicates, Martillo, destornilladores, etc..
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Instrumentos: Permiten medir, calibrar o regular componentes o sistemas específicos según los valores especificados por el fabricante. Ej: Compresimetro, Multitester, Llave de torque, Micrómetro, Pie de metro, Reloj comparador, Etc.
Equipos: Normalmente electrónicos, permites diagnosticar el correcto funcionamiento de sistemas y cumplimiento de normas por parte del automóvil, significan una gran ayuda para el rápido y correcto diagnostico automotriz. Ej: Analizador de Gases, Scanner, Lectores de DTC, Osciloscopio, Etc.
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Manuales de Servicio: En la actualidad con la gran cantidad de tecnología invertida en el automóvil, es prácticamente indispensable el uso de los manuales de servicio, ellos permiten estandarizar la calidad del trabajo realizado, además de facilitar las tareas de desarme, control y armado de los sistemas involucrados en el vehículo. Los Manuales de servicio antiguamente eran de uso exclusivo de los servicios autorizador por las marcas, pero hoy gracias a Internet podemos encontrar la gran mayoría de estos en la red, gracias a esto ya no es raro que cualquier mecánico tenga a esta información.
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Los Manuales de servicio cuentan con información de: • Principios de funcionamiento • Procedimientos de desarme • Herramientas especiales
• Procedimientos de control • Procedimientos de armado
• Esquemas Eléctricos • Despieces
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Manuales de Despiece: Estos manuales nos entregan una vista (Imágenes) de cómo van montados los componentes de un sistema, como por ejemplo el sistema de suspensión o los trenes de engranajes de una caja de cambios Estos Manuales pueden ser parte del manual de servicio o ser completamente independiente de este Se pueden clasificar según el tipo de vista:
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Vista del sistema: Muestra como van montados los componentes montados en el sistema especifico que corresponda.
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Vista Explosiva: Permite ver el orden lógico en que van montadas las piezas.
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Vista Individual: Muestra la imagen de un componente especifico y permite apreciar sus características individuales, por ejemplo numero de dientes, diámetro, angulo de inclinación, etc..
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Sistemas componentes del automóvil Bastidor:
Estructura metálica sobre la que se montan todos los elementos de un vehículo, incluidos carrocería, ruedas, motor y suspensiones. Es el esqueleto del coche y, además de actuar de sostén y soporte, resiste el peso del resto de componentes y las cargas dinámicas que se originan por su funcionamiento
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Carrocería Estructura que definirá la forma y características del vehículo, podemos clasificarlas según su arquitectura de la siguiente manera
Autoportante: Carrocería formada por un conjunto de piezas unidas entre sí mediante puntos de soldadura. La carrocería autoportante está diseñada para que los esfuerzos se repartan uniformemente a lo largo de ella, con el fin de que absorba los impactos y aumente, así, la seguridad de los pasajeros.
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Monocasco: Tipo de carrocería más utilizado en automoción. Es aquel que forma por sí solo todo el bloque estructural principal del vehículo. Además de proporcionar protección a los ocupantes, determina, en gran medida, el comportamiento dinámico del coche. Por ello, a la hora de su fabricación, hay que tener en cuenta la resistencia a la torsión del que ofrece, la técnica y el material utilizado.
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Independiente: Son aquellas que van en forma independiente del chasis y se fijan al bastidor mediante pernos y abrazaderas en u. un ejemplo de este tipo de bastidor es el de las camionetas, camiones, buses, y algunos vehículos todo terreno.
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Chasis: Se denomina chasis a aquel que esta constituido por el bastidor, más los diferentes sistemas que conforman los mecanismos del vehículo, entendiéndose como bastidor a la estructura principal del vehículo compuesta por dos largueros y travesaños donde van sujetos a el los diferentes componentes de cada sistema, como por ejemplo: motor, caja de cambios, resortes, etc..
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Motor: El Motor si bien es un sistema del automóvil, es si es una maquina independiente del resto de los sistemas. El Motor es una maquina térmica, esto quiere decir que basa su transformación de energía en el calor generado en la combustión de la mezcla aire y combustible.
Esto quiere decir que para que un motor logre su máximo rendimiento, este debe contar con todos los sub... sistemas de este en perfecto funcionamiento.
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PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR: El Motor se puede sub... dividir en tres partes
Estas son: Culata Block Carter
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La Culata: La culata constituye una pieza de hierro fundido o de aluminio, que va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape. En la culata se encuentran situadas las válvulas de isión y de escape, así como las bujías. Posee, además, dos conductos internos: uno conectado al múltiple de isión (para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la combustión sean expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos que permiten la circulación de agua para su refrigeración.
La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de pernos. Para garantizar un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre ambas piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas y presiones que se alcanzan durante el funcionamiento del motor.
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El Block: En el block están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos últimos se consideran el corazón del motor. La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, así como la forma de su disposición en el bloque. Existen motores de uno o de varios cilindros, aunque la mayoría de los automóviles utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, incluyendo algunos vehículos pequeños que emplean sólo tres. El block del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensión, de acuerdo con la potencia que desarrolle. En el bloque se encuentra el conjunto móvil, compuesto por: Pistones Bielas Cigüeñal
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El Carter: El cárter es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros mecanismos móviles del motor. Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante del cárter y lo envía a los mecanismos que requieren lubricación. Existen también algunos tipos de motores que en lugar de una bomba de aceite emplean el propio cigüeñal, sumergido parcialmente dentro del aceite del cárter, para lubricar “por salpicadura” el mismo cigüeñal, los pistones y las bielas. El Carter también cumple la función de refrigerar el aceite, es por eso que actualmente se utilizan mucho los carter de aluminio. www.inacap.cl
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Sistemas del Motor: El motor tiene sub... sistemas, cada uno encargado de una función especifica, estas son: •
Sistema de Alimentación: Es el encargado de generar la Mezcla de Aire y combustible ideal para la combustión completa.
•
Sistema de Refrigeración: Es el encargado de controlar la temperatura de trabajo del motor.
•
Sistema de Lubricación: Es el encargado de lubricar y refrigerar las piezas móviles al interior del motor.
•
Sistema de Arranque: Permite iniciar el ciclo de funcionamiento del motor, requiere una fuente de energía eléctrica.
•
Sistema de Carga: Es el encargado de restaurar la energía utilizada por el arranque, transforma energía mecánica en eléctrica.
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• Sistema de Escape: Se encarga de llevar los gases tóxicos de la combustión lejos de los pasajeros, además cuenta con dispositivos para minimizar la contaminación (emisiones de gases y acústica). • Sistema de Encendido: Es el encargado de entregar el calor necesario para que la mezcla se combustione, solo lo encontramos en los motores de ciclo Otto.
• Sistema de Distribución: se encarga de coordinar la apertura y cierre de las válvulas de isión y de escape (solo en motores de 4 tiempos). • Conjunto Móvil: Es el encargado de trasformar el movimiento alternativo rectilíneo de los pistones en movimiento giratorio del cigüeñal.
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Sistema de Frenos: Este sistema es el encargado de detener el vehículo a voluntad del Conductor. Dependiendo del tipo de vehículo podemos encontrar sistemas de accionamiento mecánico, neumático, hidráulico, o sistemas mixtos. Independiente del tipo de accionamiento, todos se basan en el principio de fuerza de roce para oponerse al movimiento.
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Sistemas de Frenos Neumáticos (por Aire): • Este sistema de frenos se utiliza normalmente en vehículos de gran tamaño como auto buses y camiones. • Permite tener una gran potencia de frenado y puede llevar la energía necesaria para el frenado a una mayor distancia con una menor perdida de carga. • Lamentablemente para poder generar la presión y caudal de aire necesarios para el accionamiento se requiere de un compresor , válvulas y estanques, lo que significa un mayor peso, perdida de potencia del motor y espacio disponible para la carga y pasajeros.
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Componentes •
Compresor: va montado normalmente a la distribución del motor, principalmente de pistones permite entregar el aire necesario para accionar el sistema
•
Depósitos: permite tener reservas de aire a alta presión para el accionamiento de los frenos, cuentan con eliminadores de agua en la parte baja del tanque, se debe eliminar el agua mínimo una vez por semana.
•
Tuberías y Flexibles: permiten llevar el aire desde los distintos componentes del sistema, deben soportar altas presiones ser suficientemente flexibles para no romperse con los movimientos y vibraciones características de un vehículo.
•
Válvulas: controlan las magnitudes de presión y caudal para controlar la fuerza de frenado.
•
Actuadores: trasforman la fuerza neumática en mecánica para generar el roce necesario para frenar el vehículo, importante que estos sistemas cuenten con un sistema de frenado de emergencia del tipo mecánico en caso que falle algún componente del sistema.
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Sistemas de Frenos Hidráulicos • Son los mas comunes en los vehículos de pequeño y mediano tamaño. • Permiten aumentar la capacidad de frenado gracias a los principios de la hidráulica (presión, área, fuerza, etc..) • Normalmente cuentan con sistemas de amplificación de fuerza de frenado conocidos como Servo frenos que gracias a la ayuda de diferencias de presión de aire permiten aumentar la fuerza que acción sobre la bomba de frenos
• Cuentan con sistemas de freno mecánico, que es utilizado como freno de emergencias en caso fallas del sistema hidráulico
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Componentes •
Pedal de Frenos: es una palanca simple que aumenta la fuerza transmitida hacia la bomba
•
Servo Freno: montado entre pedal y bomba de freno permite amplificar la fuerza de accionamiento lo que significa menor esfuerzo por parte del conductor
•
Bomba de freno: en los vehículos modernos debe ser por ley de doble circuito, transforma la fuerza de accionamiento del vástago en presión que será conducida a los actuadores.
•
Liquido de frenos: se puede clasificar en según las siglas DOT en DOT3, DOT4, y DOT5.1, a mayor numero mayor calidad, se debe sustituir cada 3 años como máximo ya que al absorber agua pierde sus propiedades, en algunos vehículos ses también podemos encontrar del tipo LHM, este liquido no absorbe agua
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• Tuberías y Flexibles: permiten llevar el aire desde los distintos componentes del sistema, deben soportar altas presiones ser suficientemente flexibles para no romperse con los movimientos y vibraciones características de un vehículo. • Cilindros de frenos: trasforman la energía hidráulica en mecánica.
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Sistemas de Frenos Mecánicos • Permite el accionamiento del freno sin la necesidad de tener un elemento externo para trasmitir la energía, como el aire y el liquido de frenos • Es por eso que se utilizan como frenos de estacionamiento y de emergencia en los sistemas antes mencionados • La transmisión de la fuerza es trasmitida normalmente por un piola o cable de frenos hacia las ruedas.
• En el caso de los sistemas de frenos neumáticos el elemento encargado de generar la fuerza de frenado en un resorte montado directamente en el actuador (Maxi Brake) www.inacap.cl
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Sistemas de Frenos ABS • El sistema de Frenos ABS, es un complemento a los sistemas de frenos ya existentes, por medio de una unidad electrónica podemos controlar la fuerza de frenado de las ruedas en forma independiente, lo que permite aumentar la eficacia del freno y mejorar el control del vehículo en condiciones de emergencia.
• Para medir la velocidad de las ruedas generalmente se utilizan sensores Inductivos. • La Unidad Electrónica de control va montada normalmente en el Hidrogrupo en el cual se encuentran las electrovalvulas y bomba eléctrica los cuales son los actuadores del sistema.
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Sensor Inductivo
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Hidrogrupo
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Sistema de Transmisión: • Este Sistema es el encargado de trasmitir el movimiento generado por el motor hasta las ruedas motrices, para ello cuenta con sub.. sistemas encargados de funciones especificas. • Embrague: es el encargado de permitir el acople y desacople del motor y la caja de cambios, podemos clasificarlos en dos grandes grupos, los embragues mecánicos utilizados en las trasmisiones manuales y los embragues hidráulicos utilizados en las automáticas. • Debemos tener claro que el nombre del embrague lo toma del principio por el cual trasmite la fuerza y no por su accionamiento.
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Embrague Mecánico •
Puede ser de accionamiento mecánico por piola o palanca o por accionamiento hidráulico, es decir, por liquido.
•
Su nombre se debe a que la fuerza es transmitida por roce mecánico.
•
Cuenta con una prensa, un disco, un rodamiento de empuje, horquilla.
•
Se utiliza en las trasmisiones manuales y automáticas robotizadas.
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Embrague Hidráulico •
Su nombre se debe a que trasmite la fuerza por medio de liquido ATF.
•
Es de accionamiento automático, el conductor no tiene voluntad sobre su funcionamiento.
•
Se utiliza en las trasmisiones automáticas hidráulicas.
•
Puede ser del tipo convencional o de convertidor de par.
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Caja de Cambios • La Caja de cambios es la encargada de descomponer las magnitudes de la potencia mecánica y distribuirlas según las necesidades del vehículo. • Podemos encontrar cajas de cambios hidráulicas y mecánicas • Las Hidráulicas son siempre automáticas • Las Mecánicas pueden ser manuales o robotizadas automáticas
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Cajas de cambio Hidráulicas • Las cajas de cambio hidráulicas son las utilizadas en la mayoría de los vehículos con transmisión automática, utilizan trenes de engranajes planetarios para poder generar las relaciones de marcha • Utilizan embragues y frenos internos los cuales son accionados por presión hidráulica, la caja de válvulas controla estas presiones, esto las hace automáticas. • La razón por la cual estos vehículos no pueden ser remolcados porque los frenos y embragues deben ser lubricados, y el encargado de esto es la bomba que gira junto al motor
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Cajas de cambio Mecánicas • Las relaciones de marcha las generan pares de engranajes, se utilizan en los vehículos con transmisión manual y automática robotizada. • Pueden ser de engranajes móviles o sincronizadas siendo estas ultimas las mas comunes en vehículos livianos y medianos. • El sistema sincronizador cuenta con un anillo de bronce el cual es el encargado de igualar las velocidades del carro y del engranaje para permitir un paso de macha suave. • Los ejes y engranajes van montados sobre rodamientos o cojinetes. • La selección de la marcha es por medio de las horquillas las cuales desplazan los carros del sistema sincronizador.
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•
Eje Cardan: Utilizado en vehículos con motor delantero y tracción trasera permite trasmitir el movimiento desde la caja de cambios hasta el conjunto diferencial, debe tener juntas universales para permitir cambios en la inclinación, además de una brida deslizante para cambiar su longitud según la altura del vehículo.
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Diferencial • Puede ir en forma independiente o integrado en la caja de cambios • Como su nombre lo dice permite diferenciar el giro de las ruedas del eje motriz, como por ejemplo al enfrentar una curva. • Cuenta en el interior con un sistema llamado caja satélites
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• Palieres o Semi Ejes: Permiten llevar el movimiento desde los satélites hasta las ruedas motrices, cuentan con cubos estriados para acoplar a los satélites y las juntas universales.
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• Juntas Universales: Permiten un quiebre en el angulo de transmisión de la fuerza motriz, podemos encontrar principalmente de 4 tipos: Elásticas, Crucetas, Tricetas y homocinéticas.
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Sistemas de Suspensión • Como su nombre lo dice es el encargado de suspender al vehículo. • Debe proveer estabilidad, suavidad y amortiguación sin dejar de lado la capacidad de carga y la altura al piso • Existen distintos tipos de suspensión, cada uno tiene ventajas y desventajas lo que permite una aplicación especifica para las distintas condiciones de servicio del vehículo. • Debemos distinguir entre el peso suspendido y el peso no suspendido.
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Tipos de sistemas de Suspensión • SUSPENSIÓN RIGIDA (Eje Sólido) La suspensión rígida (no independiente) tiene ambas ruedas izquierda y derecha conectadas al mismo eje sólido. Cuando un neumático choca con un lomo en el camino, su movimiento hacia arriba produce una ligera inclinación en la otra rueda.
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• SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE La suspensión independiente permite que una rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo con mínimo efecto en las otras ruedas. Debido a que cada rueda está conectada a su propia suspensión, el movimiento en el lado opuesto del vehículo no produce movimiento directo de la rueda. Con la suspensión delantera independiente el uso de rótulas proporciona un punto de pivote para cada rueda. Durante el funcionamiento, la acción giratoria de las rótulas permite al ensamble de rueda y muñón girar hacia la izquierda y hacia la derecha y moverse hacia arriba y hacia abajo con los cambios en las superficies del camino. Este tipo de suspensión es mayoritariamente usado en los vehículos modernos.
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Componentes • Muelles: son los encargados de absorber las irregularidades del piso, además de proveer parte de la dureza de la suspensión, podemos clasificarlos en 3 grupos: Helicoidales o Espirales
Ballesta resortes
o
Paquetes
de
Barra de Torsión
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• Amortiguadores: Pueden ser hidráulicos o de gas, internamente cuentan con válvulas que controlan el paso del fluido entre una cámara a otra, de esta manera controlan el movimiento y la devolución por parte del resorte.
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• Bandeja de Suspensión: es la encargada de dar rigidez frente a las fuerzas que actúan sobre la suspensión. Debe ir montada sobre bujes para permitir el pivoteo frente a los cambios de altura del vehículo.
• Rotula de Suspensión: permite el pivoteo de la masa contra la bandeja
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•
Barra Estabilizadora: es un resorte del tipo barra de torsión, se encarga de igualar la altura de ambos lados de un mismo eje, lo que mejora la estabilidad del vehículo en curvas a alta velocidad. Va montada sobre bujes normalmente de goma, pero también pueden ser de teflón, en los extremos va fijada a las bandejas por medio de bieletas o rotulas.
•
Cazoletas: se utilizan en los sistemas con resortes del tipo helicoidal, permiten la rotación del espiral sobre su eje vertical, gracias a que cuentan con un cojinete, van firmemente apernadas a la carrocería
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Sistema de Dirección • El sistema de dirección es el encargado de guiar el vehículo según la voluntad del conductor
• La dirección va instalada en las rueda delanteras, para mejorar la maniobrabilidad. • Todos los sistemas de dirección son mecánica, pero pueden contar con asistencia para hacerla mas liviana, esta asistencia puede ser: – Hidráulica – Eléctrica • En los vehículos modernos cuentan con asistencia variable según la velocidad de este, para mejorar la seguridad a alta velocidad, dicha asistencia es controlada por una unidad electrónica, eso quiere decir que requiere de sensores y actuadores.
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Tipos de dirección: • Piñón y cremallera: Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico. Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura. El mecanismo esta constituido por una barra tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera
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• Tornillo Sinfín: Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.
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Componentes comunes
•
Rotulas exteriores o terminales de dirección
•
Rotulas interiores o axiales de dirección
•
Bujes de dirección
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Dirección Servo Asistida (asistencia hidráulica) • Este sistema posee una asistencia hidráulica, por lo que requiere una bomba que alimente de caudal y presión para permitir ayuda a la dirección, estos sistemas son los erróneamente llamados dirección hidráulica.
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Dirección con Asistencia Eléctrica (EPS) • Estos sistemas en la actualidad están siendo cada vez mas utilizados por los fabricantes, debido a su fácil implementación y bajos costos, además que permite tener de forma muy simple una asistencia variable según las necesidades del vehículo. • Se utiliza comúnmente en vehículos pequeños y medianos.
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Sistema Eléctrico •
El sistema eléctrico de un automóvil normalmente es de 12 V y en vehículos mayores como camiones y buses puede ser de 12 V o de 24 V
•
En algunos vehículos modernos el sistema eléctrico es gobernado en su totalidad por computadores, estos sistemas son conocidos como multiplexados
•
El sistema eléctrico del automóvil se puede sub. dividir según la función especifica de sus componentes en:
– Sistema de Alumbrado y Señalización – Sistema de Carga – Sistema de Arranque – rios – Cableado
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Alumbrado y Señalización •
El sistema de alumbrado y señalización se encarga de entregar la luz necesaria para las tareas de mejorar la visibilidad de conductor e informar a los demás conductores la intención de este.
•
Debemos separar de inmediato los sistemas convencionales y los multiplexados
•
En un sistema convencional el encendido y apagado de las luces se realiza solo por el cierre de los circuitos gracias a interruptores que pueden ser manuales (telecomando, chapa de luces, interruptor de freno, etc.) o piloteados (relees o transistores de potencia)
•
Un sistema multiplexado es controlado por unidades electrónicas (computadores) por lo que cobra gran importancia los valores de consumo eléctrico, ya que con algo tan simple como colocar ampolletas de distinto valor de potencia podemos causar un error en el sistema. www.inacap.cl
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Componentes •
Interruptores manuales:
•
Interruptores piloteados
•
Fusibles
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•
Ampolletas con Filamento
•
Ampolletas Xenón (Kit Xenón)
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Sistema de Carga • Este sistema se utiliza para permitir la autonomía del automóvil en cuanto a su necesidad de energía eléctrica • Toma una pequeña parte de la energía mecánica generada por el motor y la trasforma en energía eléctrica • La energía sobrante debe ser almacenada en una unidad llamada batería, recuerden que la batería no genera electricidad, solo la almacena en forma de energía química.
• El sistema de carga debe ser controlado para limitar el voltaje máximo de trabajo para proteger al sistema.
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Componentes • Alternador: Es el encargado de transformar la energía mecánica en eléctrica, funciona por medio del fenómeno de inducción electromagnética, en la actualidad traen integrados el sistema de rectificador para trasformar de corriente alterna a continua para poder ser almacenada, además esta integrada la unidad de caja reguladora que limita el voltaje máximo a un valor cercano a 14,8 Volts. • Las fallas típicas de este componente son: – Desgaste de las escobillas o carbones – Juego o desgaste de los rodamientos – Diodos rectificadores malos o aislados
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• Batería: se clasifican según su voltaje, capacidad de reserva y capacidad de descarga en frió, cuenta con un borne positivo y uno negativo, en el interior tiene un electrolito de ácido sulfúrico diluido, es por eso que debemos tener especial cuidado al manipularla, por ningún motivo se probaran chispeándolas ya que puede hacer que explote causando lesiones graves, en la actualidad podemos encontrar con mantencion periódica y de libre mantencion.
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Sistema de Arranque
• Este sistema es el encargado de dar los primeros giros al motor para poder iniciar así el ciclo del motor. • Este sistema trasforma energía eléctrica almacenada en la batería en energía mecánica.
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Componentes •
Batería
•
Motor de arranque: es el encargado de trasformar la energía eléctrica en mecánica, va fuertemente apernado al motor o caja de cambio, básicamente es un motor eléctrico con un engranaje en su extremo para acoplar solo cuando es activado contra la corona dentada montada en el volante de inercia.
•
Solenoide: es un interruptor piloteado de alta potencia el cual permite disminuir la cantidad de corriente que pasa por la chapa, para aumentar su vida útil, además permite mover el engranaje móvil de acople (bendix)
•
Bendix: este elemento no es nada mas que un engranaje móvil accionado por una horquilla, la cual es movida por la atracción magnética generada en el solenoide
•
Chapa de arranque: es un interruptor de múltiples posiciones accionado en forma manual por el conductor
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rios • En este sistema incluiremos todos los componentes eléctricos que no son parte de ninguno de los anteriores, como por ejemplo las radio, alza vidrios eléctricos, ventilador de la calefacción, etc. • La gran mayoría de estos componentes van alimentados por la chapa en la posición rios, gracias a esto se desconectan en la etapa de arranque para poder entregar la mayor cantidad de corriente al sistema de arranque y así además prevenir fallas en ellos debido a golpes de corriente • Es importante dejar claro que todo componente eléctrico debe ser protegido por fusibles, para prevenir dañarlos en caso de exceso de consumo.
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Cableado • Son una parte fundamental en todo el sistema eléctrico, ya que por ellos circulara la electricidad que es fundamental para funcionamiento de dichos sistemas. • Debemos comprender que el largo de un cable, su sección y material definirán la resistencia de este y capacidad de corriente, por lo que nunca debemos cambiar cables por otros mas delgados, al colocar cables mas gruesos que los originales no tendremos ningún inconveniente.
• Siempre debemos controlar el estado de las conexiones a positivo y a masa (negativo) ya que muchas veces los problemas de los sistemas se deben solo a mal o.
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Sistemas de Seguridad • Los sistemas de seguridad podemos clasificarlos en dos grandes grupos: – Seguridad Activa: son todos los sistemas que permanentemente activados para prevenir un accidente.
están
– Seguridad Pasiva: son los sistemas que al momento de un accidente cumplen la finalidad de proteger a los pasajeros.
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Seguridad Activa
• Frenos ABS: este sistema evita el bloqueo de las ruedas al momento de una frenada de emergencia, la diferencia de velocidad y el bloqueo de estas de debe a diferencias en la fuerza de roce de cada una de las ruedas, esta diferencia se puede deber a problemas de la calzada (piso sucio o mojado), por diferencia en la distribución de la carga del vehículo, o por diferencia en los neumáticos (desgaste, presión, marca y modelo) • ASR: este sistema controla la tracción, mide la velocidad de las ruedas motrices y compensa la diferencia por medio del torque que genera el motor y el sistema de frenos
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• ESP: es lo ultimo en sistemas de seguridad activa, contiene al sistema ABS y ASR, permite controlar la estabilidad del vehículo en condiciones extremas, trabaja frenando las ruedas en forma independiente para compensar las fuerzas dinámicas que afectan la marcha del vehículo. • Todos los sistemas antes mencionado utilizan sensores de rueda para medir la velocidad de cada una de ellas, cuentan con unidades electrónicas de control y un grupo de actuadores llamado hidrogrupo, además de sensores específicos según el sistema. • Sensores de Proximidad: indican la proximidad de obstáculos para alertar al conductor
• Afil: este sistema sensa las líneas del piso para avisar al conductor en caso de que pierda la trayectoria, el aviso al conductor es por medio de unos motores que provocan una vibración en el respaldo de su asiento. www.inacap.cl
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• Faros direccionales: permiten guiar el as de luz hacia donde apuntan las ruedas directrices, esto es gracias a un sensor ubicado en la columna de dirección, este sensor también se utiliza para el ESP. • Sensor de lluvia: permite encender en forma automática el limpia parabrisas para mejorar la visibilidad del conductor.
• Luces automáticas de alerta a la desaceleración: al soltar repentinamente el acelerador enciende las luces de freno o los intermitentes, para prevenir al conductor del vehículo de atrás, para así evitar una colisión por alcance.
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Seguridad Pasiva • Air Bag: este sistema es un cojin inflable que al momento del impacto sirve de amortiguador para absorber la energía del impacto, y no sea trasmitida a los ocupantes, este sistema es desechable, no se puede por ningún motivo verificar el estado de los air bag con multitester o osciloscopio ya que esto puede provocar la detonacion de este, solo se pueden controlar por medio del Scanner.
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• Cinturones pirotécnicos: van de la mano de la implementación de los air bag, también son desechables y las formas de comprobación son igual que los anteriores, permiten alejar a los ocupantes de la explosión del cojin del air bag para evitar el posible daño.
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•
Deformación Programada: el vehículo cuenta con zonas que al ser estructuralmente de distintos valores de resistencia se deformaran de una determinada manera para absorber energía y proteger a los ocupantes, esto solo se aplica una vez, cuando un vehículo ha sido desabollado o cuadrado después un impacto, los valores de deformación programada se pierden.
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Concepto y clasificación de automóviles:
Debemos entender el concepto de automóvil, como una máquina capaz moverse sin la necesidad de un elemento externo que le entregue energía mecánica.
Para poder lograr este objetivo el automóvil debe contar con distintos sistemas especializados para poder satisfacer las distintas necesidades de una máquina en movimiento.
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Clasificación según su aplicación y tipo de carrocería: • Transporte de Pasajeros • Transporte de Cargas
• Mixtos • Maquinarias • Motocicletas
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Clasificación Según Tipos de Carrocería: Coupe HatchBack
Sedan
Station Wagon
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Pick Up
Furgón
Auto Bus Todo Terreno
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Camión
Grúa Horquilla
Cargador Frontal Motocicleta
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Herramientas, Instrumentos Y Equipos: Siempre un mecánico debe tener la herramienta adecuada para cada trabajo, nunca utilizar herramientas que no ajusten bien a determinado trabajo, esto puede causar daños en la pieza e incluso accidentes.
Herramientas Mecánicas: En este grupo se clasifican las herramientas que se utilizan para trabajo mecánico, y que requieren el uso de fuerza por parte de la persona que la manipula. Ej: Llaves punta y corona, Dados, Alicates, Martillo, destornilladores, etc..
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Instrumentos: Permiten medir, calibrar o regular componentes o sistemas específicos según los valores especificados por el fabricante. Ej: Compresimetro, Multitester, Llave de torque, Micrómetro, Pie de metro, Reloj comparador, Etc.
Equipos: Normalmente electrónicos, permites diagnosticar el correcto funcionamiento de sistemas y cumplimiento de normas por parte del automóvil, significan una gran ayuda para el rápido y correcto diagnostico automotriz. Ej: Analizador de Gases, Scanner, Lectores de DTC, Osciloscopio, Etc.
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Manuales de Servicio: En la actualidad con la gran cantidad de tecnología invertida en el automóvil, es prácticamente indispensable el uso de los manuales de servicio, ellos permiten estandarizar la calidad del trabajo realizado, además de facilitar las tareas de desarme, control y armado de los sistemas involucrados en el vehículo. Los Manuales de servicio antiguamente eran de uso exclusivo de los servicios autorizador por las marcas, pero hoy gracias a Internet podemos encontrar la gran mayoría de estos en la red, gracias a esto ya no es raro que cualquier mecánico tenga a esta información.
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Los Manuales de servicio cuentan con información de: • Principios de funcionamiento • Procedimientos de desarme • Herramientas especiales
• Procedimientos de control • Procedimientos de armado
• Esquemas Eléctricos • Despieces
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Manuales de Despiece: Estos manuales nos entregan una vista (Imágenes) de cómo van montados los componentes de un sistema, como por ejemplo el sistema de suspensión o los trenes de engranajes de una caja de cambios Estos Manuales pueden ser parte del manual de servicio o ser completamente independiente de este Se pueden clasificar según el tipo de vista:
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Vista del sistema: Muestra como van montados los componentes montados en el sistema especifico que corresponda.
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Vista Explosiva: Permite ver el orden lógico en que van montadas las piezas.
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Vista Individual: Muestra la imagen de un componente especifico y permite apreciar sus características individuales, por ejemplo numero de dientes, diámetro, angulo de inclinación, etc..
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Sistemas componentes del automóvil Bastidor:
Estructura metálica sobre la que se montan todos los elementos de un vehículo, incluidos carrocería, ruedas, motor y suspensiones. Es el esqueleto del coche y, además de actuar de sostén y soporte, resiste el peso del resto de componentes y las cargas dinámicas que se originan por su funcionamiento
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Carrocería Estructura que definirá la forma y características del vehículo, podemos clasificarlas según su arquitectura de la siguiente manera
Autoportante: Carrocería formada por un conjunto de piezas unidas entre sí mediante puntos de soldadura. La carrocería autoportante está diseñada para que los esfuerzos se repartan uniformemente a lo largo de ella, con el fin de que absorba los impactos y aumente, así, la seguridad de los pasajeros.
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Monocasco: Tipo de carrocería más utilizado en automoción. Es aquel que forma por sí solo todo el bloque estructural principal del vehículo. Además de proporcionar protección a los ocupantes, determina, en gran medida, el comportamiento dinámico del coche. Por ello, a la hora de su fabricación, hay que tener en cuenta la resistencia a la torsión del que ofrece, la técnica y el material utilizado.
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Independiente: Son aquellas que van en forma independiente del chasis y se fijan al bastidor mediante pernos y abrazaderas en u. un ejemplo de este tipo de bastidor es el de las camionetas, camiones, buses, y algunos vehículos todo terreno.
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Chasis: Se denomina chasis a aquel que esta constituido por el bastidor, más los diferentes sistemas que conforman los mecanismos del vehículo, entendiéndose como bastidor a la estructura principal del vehículo compuesta por dos largueros y travesaños donde van sujetos a el los diferentes componentes de cada sistema, como por ejemplo: motor, caja de cambios, resortes, etc..
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Motor: El Motor si bien es un sistema del automóvil, es si es una maquina independiente del resto de los sistemas. El Motor es una maquina térmica, esto quiere decir que basa su transformación de energía en el calor generado en la combustión de la mezcla aire y combustible.
Esto quiere decir que para que un motor logre su máximo rendimiento, este debe contar con todos los sub... sistemas de este en perfecto funcionamiento.
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PARTES FUNDAMENTALES DE UN MOTOR: El Motor se puede sub... dividir en tres partes
Estas son: Culata Block Carter
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La Culata: La culata constituye una pieza de hierro fundido o de aluminio, que va colocada encima del bloque del motor. Su función es sellar la parte superior de los cilindros para evitar pérdidas de compresión y salida inapropiada de los gases de escape. En la culata se encuentran situadas las válvulas de isión y de escape, así como las bujías. Posee, además, dos conductos internos: uno conectado al múltiple de isión (para permitir que la mezcla aire-combustible penetre en la cámara de combustión del cilindro) y otro conectado al múltiple de escape (para permitir que los gases producidos por la combustión sean expulsados al medio ambiente). Posee, además, otros conductos que permiten la circulación de agua para su refrigeración.
La culata está firmemente unida al bloque del motor por medio de pernos. Para garantizar un sellaje hermético con el bloque, se coloca entre ambas piezas metálicas una “junta de culata”, constituida por una lámina de material de amianto o cualquier otro material flexible que sea capaz de soportar, sin deteriorarse, las altas temperaturas y presiones que se alcanzan durante el funcionamiento del motor.
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El Block: En el block están ubicados los cilindros con sus respectivas camisas, que son barrenos o cavidades practicadas en el mismo, por cuyo interior se desplazan los pistones. Estos últimos se consideran el corazón del motor. La cantidad de cilindros que puede contener un motor es variable, así como la forma de su disposición en el bloque. Existen motores de uno o de varios cilindros, aunque la mayoría de los automóviles utilizan motores con bloques de cuatro, cinco, seis, ocho y doce cilindros, incluyendo algunos vehículos pequeños que emplean sólo tres. El block del motor debe poseer rigidez, poco peso y poca dimensión, de acuerdo con la potencia que desarrolle. En el bloque se encuentra el conjunto móvil, compuesto por: Pistones Bielas Cigüeñal
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El Carter: El cárter es el lugar donde se deposita el aceite lubricante que permite lubricar el cigüeñal, los pistones, el árbol de levas y otros mecanismos móviles del motor. Durante el tiempo de funcionamiento del motor una bomba de aceite extrae el lubricante del cárter y lo envía a los mecanismos que requieren lubricación. Existen también algunos tipos de motores que en lugar de una bomba de aceite emplean el propio cigüeñal, sumergido parcialmente dentro del aceite del cárter, para lubricar “por salpicadura” el mismo cigüeñal, los pistones y las bielas. El Carter también cumple la función de refrigerar el aceite, es por eso que actualmente se utilizan mucho los carter de aluminio. www.inacap.cl
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Sistemas del Motor: El motor tiene sub... sistemas, cada uno encargado de una función especifica, estas son: •
Sistema de Alimentación: Es el encargado de generar la Mezcla de Aire y combustible ideal para la combustión completa.
•
Sistema de Refrigeración: Es el encargado de controlar la temperatura de trabajo del motor.
•
Sistema de Lubricación: Es el encargado de lubricar y refrigerar las piezas móviles al interior del motor.
•
Sistema de Arranque: Permite iniciar el ciclo de funcionamiento del motor, requiere una fuente de energía eléctrica.
•
Sistema de Carga: Es el encargado de restaurar la energía utilizada por el arranque, transforma energía mecánica en eléctrica.
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• Sistema de Escape: Se encarga de llevar los gases tóxicos de la combustión lejos de los pasajeros, además cuenta con dispositivos para minimizar la contaminación (emisiones de gases y acústica). • Sistema de Encendido: Es el encargado de entregar el calor necesario para que la mezcla se combustione, solo lo encontramos en los motores de ciclo Otto.
• Sistema de Distribución: se encarga de coordinar la apertura y cierre de las válvulas de isión y de escape (solo en motores de 4 tiempos). • Conjunto Móvil: Es el encargado de trasformar el movimiento alternativo rectilíneo de los pistones en movimiento giratorio del cigüeñal.
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Sistema de Frenos: Este sistema es el encargado de detener el vehículo a voluntad del Conductor. Dependiendo del tipo de vehículo podemos encontrar sistemas de accionamiento mecánico, neumático, hidráulico, o sistemas mixtos. Independiente del tipo de accionamiento, todos se basan en el principio de fuerza de roce para oponerse al movimiento.
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Sistemas de Frenos Neumáticos (por Aire): • Este sistema de frenos se utiliza normalmente en vehículos de gran tamaño como auto buses y camiones. • Permite tener una gran potencia de frenado y puede llevar la energía necesaria para el frenado a una mayor distancia con una menor perdida de carga. • Lamentablemente para poder generar la presión y caudal de aire necesarios para el accionamiento se requiere de un compresor , válvulas y estanques, lo que significa un mayor peso, perdida de potencia del motor y espacio disponible para la carga y pasajeros.
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Componentes •
Compresor: va montado normalmente a la distribución del motor, principalmente de pistones permite entregar el aire necesario para accionar el sistema
•
Depósitos: permite tener reservas de aire a alta presión para el accionamiento de los frenos, cuentan con eliminadores de agua en la parte baja del tanque, se debe eliminar el agua mínimo una vez por semana.
•
Tuberías y Flexibles: permiten llevar el aire desde los distintos componentes del sistema, deben soportar altas presiones ser suficientemente flexibles para no romperse con los movimientos y vibraciones características de un vehículo.
•
Válvulas: controlan las magnitudes de presión y caudal para controlar la fuerza de frenado.
•
Actuadores: trasforman la fuerza neumática en mecánica para generar el roce necesario para frenar el vehículo, importante que estos sistemas cuenten con un sistema de frenado de emergencia del tipo mecánico en caso que falle algún componente del sistema.
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Sistemas de Frenos Hidráulicos • Son los mas comunes en los vehículos de pequeño y mediano tamaño. • Permiten aumentar la capacidad de frenado gracias a los principios de la hidráulica (presión, área, fuerza, etc..) • Normalmente cuentan con sistemas de amplificación de fuerza de frenado conocidos como Servo frenos que gracias a la ayuda de diferencias de presión de aire permiten aumentar la fuerza que acción sobre la bomba de frenos
• Cuentan con sistemas de freno mecánico, que es utilizado como freno de emergencias en caso fallas del sistema hidráulico
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Componentes •
Pedal de Frenos: es una palanca simple que aumenta la fuerza transmitida hacia la bomba
•
Servo Freno: montado entre pedal y bomba de freno permite amplificar la fuerza de accionamiento lo que significa menor esfuerzo por parte del conductor
•
Bomba de freno: en los vehículos modernos debe ser por ley de doble circuito, transforma la fuerza de accionamiento del vástago en presión que será conducida a los actuadores.
•
Liquido de frenos: se puede clasificar en según las siglas DOT en DOT3, DOT4, y DOT5.1, a mayor numero mayor calidad, se debe sustituir cada 3 años como máximo ya que al absorber agua pierde sus propiedades, en algunos vehículos ses también podemos encontrar del tipo LHM, este liquido no absorbe agua
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• Tuberías y Flexibles: permiten llevar el aire desde los distintos componentes del sistema, deben soportar altas presiones ser suficientemente flexibles para no romperse con los movimientos y vibraciones características de un vehículo. • Cilindros de frenos: trasforman la energía hidráulica en mecánica.
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Sistemas de Frenos Mecánicos • Permite el accionamiento del freno sin la necesidad de tener un elemento externo para trasmitir la energía, como el aire y el liquido de frenos • Es por eso que se utilizan como frenos de estacionamiento y de emergencia en los sistemas antes mencionados • La transmisión de la fuerza es trasmitida normalmente por un piola o cable de frenos hacia las ruedas.
• En el caso de los sistemas de frenos neumáticos el elemento encargado de generar la fuerza de frenado en un resorte montado directamente en el actuador (Maxi Brake) www.inacap.cl
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Sistemas de Frenos ABS • El sistema de Frenos ABS, es un complemento a los sistemas de frenos ya existentes, por medio de una unidad electrónica podemos controlar la fuerza de frenado de las ruedas en forma independiente, lo que permite aumentar la eficacia del freno y mejorar el control del vehículo en condiciones de emergencia.
• Para medir la velocidad de las ruedas generalmente se utilizan sensores Inductivos. • La Unidad Electrónica de control va montada normalmente en el Hidrogrupo en el cual se encuentran las electrovalvulas y bomba eléctrica los cuales son los actuadores del sistema.
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Sensor Inductivo
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Hidrogrupo
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Sistema de Transmisión: • Este Sistema es el encargado de trasmitir el movimiento generado por el motor hasta las ruedas motrices, para ello cuenta con sub.. sistemas encargados de funciones especificas. • Embrague: es el encargado de permitir el acople y desacople del motor y la caja de cambios, podemos clasificarlos en dos grandes grupos, los embragues mecánicos utilizados en las trasmisiones manuales y los embragues hidráulicos utilizados en las automáticas. • Debemos tener claro que el nombre del embrague lo toma del principio por el cual trasmite la fuerza y no por su accionamiento.
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Embrague Mecánico •
Puede ser de accionamiento mecánico por piola o palanca o por accionamiento hidráulico, es decir, por liquido.
•
Su nombre se debe a que la fuerza es transmitida por roce mecánico.
•
Cuenta con una prensa, un disco, un rodamiento de empuje, horquilla.
•
Se utiliza en las trasmisiones manuales y automáticas robotizadas.
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Embrague Hidráulico •
Su nombre se debe a que trasmite la fuerza por medio de liquido ATF.
•
Es de accionamiento automático, el conductor no tiene voluntad sobre su funcionamiento.
•
Se utiliza en las trasmisiones automáticas hidráulicas.
•
Puede ser del tipo convencional o de convertidor de par.
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Caja de Cambios • La Caja de cambios es la encargada de descomponer las magnitudes de la potencia mecánica y distribuirlas según las necesidades del vehículo. • Podemos encontrar cajas de cambios hidráulicas y mecánicas • Las Hidráulicas son siempre automáticas • Las Mecánicas pueden ser manuales o robotizadas automáticas
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Cajas de cambio Hidráulicas • Las cajas de cambio hidráulicas son las utilizadas en la mayoría de los vehículos con transmisión automática, utilizan trenes de engranajes planetarios para poder generar las relaciones de marcha • Utilizan embragues y frenos internos los cuales son accionados por presión hidráulica, la caja de válvulas controla estas presiones, esto las hace automáticas. • La razón por la cual estos vehículos no pueden ser remolcados porque los frenos y embragues deben ser lubricados, y el encargado de esto es la bomba que gira junto al motor
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Cajas de cambio Mecánicas • Las relaciones de marcha las generan pares de engranajes, se utilizan en los vehículos con transmisión manual y automática robotizada. • Pueden ser de engranajes móviles o sincronizadas siendo estas ultimas las mas comunes en vehículos livianos y medianos. • El sistema sincronizador cuenta con un anillo de bronce el cual es el encargado de igualar las velocidades del carro y del engranaje para permitir un paso de macha suave. • Los ejes y engranajes van montados sobre rodamientos o cojinetes. • La selección de la marcha es por medio de las horquillas las cuales desplazan los carros del sistema sincronizador.
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•
Eje Cardan: Utilizado en vehículos con motor delantero y tracción trasera permite trasmitir el movimiento desde la caja de cambios hasta el conjunto diferencial, debe tener juntas universales para permitir cambios en la inclinación, además de una brida deslizante para cambiar su longitud según la altura del vehículo.
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Diferencial • Puede ir en forma independiente o integrado en la caja de cambios • Como su nombre lo dice permite diferenciar el giro de las ruedas del eje motriz, como por ejemplo al enfrentar una curva. • Cuenta en el interior con un sistema llamado caja satélites
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• Palieres o Semi Ejes: Permiten llevar el movimiento desde los satélites hasta las ruedas motrices, cuentan con cubos estriados para acoplar a los satélites y las juntas universales.
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• Juntas Universales: Permiten un quiebre en el angulo de transmisión de la fuerza motriz, podemos encontrar principalmente de 4 tipos: Elásticas, Crucetas, Tricetas y homocinéticas.
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Sistemas de Suspensión • Como su nombre lo dice es el encargado de suspender al vehículo. • Debe proveer estabilidad, suavidad y amortiguación sin dejar de lado la capacidad de carga y la altura al piso • Existen distintos tipos de suspensión, cada uno tiene ventajas y desventajas lo que permite una aplicación especifica para las distintas condiciones de servicio del vehículo. • Debemos distinguir entre el peso suspendido y el peso no suspendido.
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Tipos de sistemas de Suspensión • SUSPENSIÓN RIGIDA (Eje Sólido) La suspensión rígida (no independiente) tiene ambas ruedas izquierda y derecha conectadas al mismo eje sólido. Cuando un neumático choca con un lomo en el camino, su movimiento hacia arriba produce una ligera inclinación en la otra rueda.
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• SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE La suspensión independiente permite que una rueda se mueva hacia arriba y hacia abajo con mínimo efecto en las otras ruedas. Debido a que cada rueda está conectada a su propia suspensión, el movimiento en el lado opuesto del vehículo no produce movimiento directo de la rueda. Con la suspensión delantera independiente el uso de rótulas proporciona un punto de pivote para cada rueda. Durante el funcionamiento, la acción giratoria de las rótulas permite al ensamble de rueda y muñón girar hacia la izquierda y hacia la derecha y moverse hacia arriba y hacia abajo con los cambios en las superficies del camino. Este tipo de suspensión es mayoritariamente usado en los vehículos modernos.
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Componentes • Muelles: son los encargados de absorber las irregularidades del piso, además de proveer parte de la dureza de la suspensión, podemos clasificarlos en 3 grupos: Helicoidales o Espirales
Ballesta resortes
o
Paquetes
de
Barra de Torsión
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• Amortiguadores: Pueden ser hidráulicos o de gas, internamente cuentan con válvulas que controlan el paso del fluido entre una cámara a otra, de esta manera controlan el movimiento y la devolución por parte del resorte.
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• Bandeja de Suspensión: es la encargada de dar rigidez frente a las fuerzas que actúan sobre la suspensión. Debe ir montada sobre bujes para permitir el pivoteo frente a los cambios de altura del vehículo.
• Rotula de Suspensión: permite el pivoteo de la masa contra la bandeja
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•
Barra Estabilizadora: es un resorte del tipo barra de torsión, se encarga de igualar la altura de ambos lados de un mismo eje, lo que mejora la estabilidad del vehículo en curvas a alta velocidad. Va montada sobre bujes normalmente de goma, pero también pueden ser de teflón, en los extremos va fijada a las bandejas por medio de bieletas o rotulas.
•
Cazoletas: se utilizan en los sistemas con resortes del tipo helicoidal, permiten la rotación del espiral sobre su eje vertical, gracias a que cuentan con un cojinete, van firmemente apernadas a la carrocería
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Sistema de Dirección • El sistema de dirección es el encargado de guiar el vehículo según la voluntad del conductor
• La dirección va instalada en las rueda delanteras, para mejorar la maniobrabilidad. • Todos los sistemas de dirección son mecánica, pero pueden contar con asistencia para hacerla mas liviana, esta asistencia puede ser: – Hidráulica – Eléctrica • En los vehículos modernos cuentan con asistencia variable según la velocidad de este, para mejorar la seguridad a alta velocidad, dicha asistencia es controlada por una unidad electrónica, eso quiere decir que requiere de sensores y actuadores.
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Tipos de dirección: • Piñón y cremallera: Esta dirección se caracteriza por la sencillez de su mecanismo desmultiplicador y su simplicidad de montaje, al eliminar gran parte de la tiranteria direccional. Va acoplada directamente sobre los brazos de acoplamiento de las ruedas y tiene un gran rendimiento mecánico. Debido a su precisión en el desplazamiento angular de las ruedas se utiliza mucho en vehículos de turismo, sobre todo en los de motor y tracción delantera, ya que disminuye notablemente los esfuerzos en el volante. Proporciona gran suavidad en los giros y tiene rapidez de recuperación, haciendo que la dirección sea muy estable y segura. El mecanismo esta constituido por una barra tallada en cremallera que se desplaza lateralmente en el interior del cárter. Esta barra es accionada por un piñón helicoidal montado en el árbol del volante y que gira engranado a la cremallera
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• Tornillo Sinfín: Consiste en un tornillo que engrana constantemente con una rueda dentada. El tornillo se une al volante mediante la "columna de dirección", y la rueda lo hace al brazo de mando. De esta manera, por cada vuelta del volante, la rueda gira un cierto ángulo, mayor o menor según la reducción efectuada, por lo que en dicho brazo se obtiene una mayor potencia para orientar las ruedas que la aplicada al volante.
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Componentes comunes
•
Rotulas exteriores o terminales de dirección
•
Rotulas interiores o axiales de dirección
•
Bujes de dirección
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Dirección Servo Asistida (asistencia hidráulica) • Este sistema posee una asistencia hidráulica, por lo que requiere una bomba que alimente de caudal y presión para permitir ayuda a la dirección, estos sistemas son los erróneamente llamados dirección hidráulica.
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Dirección con Asistencia Eléctrica (EPS) • Estos sistemas en la actualidad están siendo cada vez mas utilizados por los fabricantes, debido a su fácil implementación y bajos costos, además que permite tener de forma muy simple una asistencia variable según las necesidades del vehículo. • Se utiliza comúnmente en vehículos pequeños y medianos.
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Sistema Eléctrico •
El sistema eléctrico de un automóvil normalmente es de 12 V y en vehículos mayores como camiones y buses puede ser de 12 V o de 24 V
•
En algunos vehículos modernos el sistema eléctrico es gobernado en su totalidad por computadores, estos sistemas son conocidos como multiplexados
•
El sistema eléctrico del automóvil se puede sub. dividir según la función especifica de sus componentes en:
– Sistema de Alumbrado y Señalización – Sistema de Carga – Sistema de Arranque – rios – Cableado
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Alumbrado y Señalización •
El sistema de alumbrado y señalización se encarga de entregar la luz necesaria para las tareas de mejorar la visibilidad de conductor e informar a los demás conductores la intención de este.
•
Debemos separar de inmediato los sistemas convencionales y los multiplexados
•
En un sistema convencional el encendido y apagado de las luces se realiza solo por el cierre de los circuitos gracias a interruptores que pueden ser manuales (telecomando, chapa de luces, interruptor de freno, etc.) o piloteados (relees o transistores de potencia)
•
Un sistema multiplexado es controlado por unidades electrónicas (computadores) por lo que cobra gran importancia los valores de consumo eléctrico, ya que con algo tan simple como colocar ampolletas de distinto valor de potencia podemos causar un error en el sistema. www.inacap.cl
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Componentes •
Interruptores manuales:
•
Interruptores piloteados
•
Fusibles
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•
Ampolletas con Filamento
•
Ampolletas Xenón (Kit Xenón)
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Sistema de Carga • Este sistema se utiliza para permitir la autonomía del automóvil en cuanto a su necesidad de energía eléctrica • Toma una pequeña parte de la energía mecánica generada por el motor y la trasforma en energía eléctrica • La energía sobrante debe ser almacenada en una unidad llamada batería, recuerden que la batería no genera electricidad, solo la almacena en forma de energía química.
• El sistema de carga debe ser controlado para limitar el voltaje máximo de trabajo para proteger al sistema.
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Componentes • Alternador: Es el encargado de transformar la energía mecánica en eléctrica, funciona por medio del fenómeno de inducción electromagnética, en la actualidad traen integrados el sistema de rectificador para trasformar de corriente alterna a continua para poder ser almacenada, además esta integrada la unidad de caja reguladora que limita el voltaje máximo a un valor cercano a 14,8 Volts. • Las fallas típicas de este componente son: – Desgaste de las escobillas o carbones – Juego o desgaste de los rodamientos – Diodos rectificadores malos o aislados
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• Batería: se clasifican según su voltaje, capacidad de reserva y capacidad de descarga en frió, cuenta con un borne positivo y uno negativo, en el interior tiene un electrolito de ácido sulfúrico diluido, es por eso que debemos tener especial cuidado al manipularla, por ningún motivo se probaran chispeándolas ya que puede hacer que explote causando lesiones graves, en la actualidad podemos encontrar con mantencion periódica y de libre mantencion.
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Sistema de Arranque
• Este sistema es el encargado de dar los primeros giros al motor para poder iniciar así el ciclo del motor. • Este sistema trasforma energía eléctrica almacenada en la batería en energía mecánica.
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Componentes •
Batería
•
Motor de arranque: es el encargado de trasformar la energía eléctrica en mecánica, va fuertemente apernado al motor o caja de cambio, básicamente es un motor eléctrico con un engranaje en su extremo para acoplar solo cuando es activado contra la corona dentada montada en el volante de inercia.
•
Solenoide: es un interruptor piloteado de alta potencia el cual permite disminuir la cantidad de corriente que pasa por la chapa, para aumentar su vida útil, además permite mover el engranaje móvil de acople (bendix)
•
Bendix: este elemento no es nada mas que un engranaje móvil accionado por una horquilla, la cual es movida por la atracción magnética generada en el solenoide
•
Chapa de arranque: es un interruptor de múltiples posiciones accionado en forma manual por el conductor
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rios • En este sistema incluiremos todos los componentes eléctricos que no son parte de ninguno de los anteriores, como por ejemplo las radio, alza vidrios eléctricos, ventilador de la calefacción, etc. • La gran mayoría de estos componentes van alimentados por la chapa en la posición rios, gracias a esto se desconectan en la etapa de arranque para poder entregar la mayor cantidad de corriente al sistema de arranque y así además prevenir fallas en ellos debido a golpes de corriente • Es importante dejar claro que todo componente eléctrico debe ser protegido por fusibles, para prevenir dañarlos en caso de exceso de consumo.
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Cableado • Son una parte fundamental en todo el sistema eléctrico, ya que por ellos circulara la electricidad que es fundamental para funcionamiento de dichos sistemas. • Debemos comprender que el largo de un cable, su sección y material definirán la resistencia de este y capacidad de corriente, por lo que nunca debemos cambiar cables por otros mas delgados, al colocar cables mas gruesos que los originales no tendremos ningún inconveniente.
• Siempre debemos controlar el estado de las conexiones a positivo y a masa (negativo) ya que muchas veces los problemas de los sistemas se deben solo a mal o.
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Sistemas de Seguridad • Los sistemas de seguridad podemos clasificarlos en dos grandes grupos: – Seguridad Activa: son todos los sistemas que permanentemente activados para prevenir un accidente.
están
– Seguridad Pasiva: son los sistemas que al momento de un accidente cumplen la finalidad de proteger a los pasajeros.
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Seguridad Activa
• Frenos ABS: este sistema evita el bloqueo de las ruedas al momento de una frenada de emergencia, la diferencia de velocidad y el bloqueo de estas de debe a diferencias en la fuerza de roce de cada una de las ruedas, esta diferencia se puede deber a problemas de la calzada (piso sucio o mojado), por diferencia en la distribución de la carga del vehículo, o por diferencia en los neumáticos (desgaste, presión, marca y modelo) • ASR: este sistema controla la tracción, mide la velocidad de las ruedas motrices y compensa la diferencia por medio del torque que genera el motor y el sistema de frenos
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• ESP: es lo ultimo en sistemas de seguridad activa, contiene al sistema ABS y ASR, permite controlar la estabilidad del vehículo en condiciones extremas, trabaja frenando las ruedas en forma independiente para compensar las fuerzas dinámicas que afectan la marcha del vehículo. • Todos los sistemas antes mencionado utilizan sensores de rueda para medir la velocidad de cada una de ellas, cuentan con unidades electrónicas de control y un grupo de actuadores llamado hidrogrupo, además de sensores específicos según el sistema. • Sensores de Proximidad: indican la proximidad de obstáculos para alertar al conductor
• Afil: este sistema sensa las líneas del piso para avisar al conductor en caso de que pierda la trayectoria, el aviso al conductor es por medio de unos motores que provocan una vibración en el respaldo de su asiento. www.inacap.cl
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• Faros direccionales: permiten guiar el as de luz hacia donde apuntan las ruedas directrices, esto es gracias a un sensor ubicado en la columna de dirección, este sensor también se utiliza para el ESP. • Sensor de lluvia: permite encender en forma automática el limpia parabrisas para mejorar la visibilidad del conductor.
• Luces automáticas de alerta a la desaceleración: al soltar repentinamente el acelerador enciende las luces de freno o los intermitentes, para prevenir al conductor del vehículo de atrás, para así evitar una colisión por alcance.
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Seguridad Pasiva • Air Bag: este sistema es un cojin inflable que al momento del impacto sirve de amortiguador para absorber la energía del impacto, y no sea trasmitida a los ocupantes, este sistema es desechable, no se puede por ningún motivo verificar el estado de los air bag con multitester o osciloscopio ya que esto puede provocar la detonacion de este, solo se pueden controlar por medio del Scanner.
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• Cinturones pirotécnicos: van de la mano de la implementación de los air bag, también son desechables y las formas de comprobación son igual que los anteriores, permiten alejar a los ocupantes de la explosión del cojin del air bag para evitar el posible daño.
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•
Deformación Programada: el vehículo cuenta con zonas que al ser estructuralmente de distintos valores de resistencia se deformaran de una determinada manera para absorber energía y proteger a los ocupantes, esto solo se aplica una vez, cuando un vehículo ha sido desabollado o cuadrado después un impacto, los valores de deformación programada se pierden.
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