Funcionamiento del automóvil clásico

Son tres las fases fundamentales para lograr el funcionamiento del automóvil: 1) arranque; 2) transmisión de la fuerza del motor a las ruedas; y 3) regulación de la velocidad del vehículo. La fase uno comienza cuando el conductor hace girar la llave del contacto para liberar la potencia eléctrica del acumulador; después presiona el botón que transmite la corriente eléctrica del acumulador a un motor de arranque, que a su vez hace girar un volante acoplado al eje cigüeñal del motor. Mientras gira el volante, el conductor pisa el pedal del. acelerador, que regula el paso de la gasolina al carburador; éste combina la gasolina y el aire, que forman una mezcla explosiva, y la introduce dosificada en los distintos cilindros. En cada uno de éstos hay una bujía emisora de chispa, que enciende la mezcla explosiva, cuya fuerza de expansión empuja al pistón obligándole a descender. Estas explosiones, que se producen en sucesión rápida, mantienen girando al cigüeñal y así se pone en marcha el motor. En la fase dos, que se refiere propiamente a conducir el vehículo, el conductor acciona una palanca para engranar los piñones de la transmisión y suelta el pedal del embrague, en los coches que no tienen cambio automático; el embrague conecta el cigüeñal con el sistema de transmisión. Con transmisión automática, la función del embrague la realiza, automáticamente, un acoplamiento fluido o convertidor del esfuerzo motor; el árbol de transmisión envía la potencia a los componentes del eje posterior, que contiene los engranajes cónicos y diferenciales. La acción de este conjunto diferencial transmite la fuerza a las ruedas posteriores, que comienzan a girar y mueven el vehículo. Para que el coche alcance la velocidad de régimen prevista, que constituye la fase tres, el conductor puede verse obligado a accionar la palanca de cambio varias veces si el coche lleva transmisión manual. Con tal acción se cambia la relación entre la velocidad de rotación del motor y la de las ruedas traseras; los vehículos que poseen transmisión automática realizan esta función en tal forma. Una vez alcanzada la velocidad de régimen, el conductor regula la velocidad con el pedal de aceleración.

El chasis de un automóvil consta de los componentes mecánicos necesarios para lograr la propulsión del mismo, además del soporte estructural, o bastidor; se compone de motor, mecanismos de transmisión, uniones (o juntas) universales, engranajes diferenciales, eje trasero, resortes, llantas y discos, neumáticos y dispositivo de freno. El bastidor puede ser rígido, construido de tirantes de acero en forma de U, o estar fabricado de modo que forme un bloque con la carrocería.

El motor de los automóviles modernos es del tipo de pistones y combustión interna; la mayoría se compone de seis u ocho cilindros dispuestos en fila o en dos secciones formando una V. Funcionan según el «ciclo Otto» o de cuatro tiempos; necesitan cuatro carreras del pistón (admisión, compresión, explosión y escape), acompañadas de dos vueltas de cigüeñal, para completar el proceso de producción de energía. En la primera fase, el pistón comienza su carrera desde la parte superior del cilindro y se mueve hacia el fondo; al hacerlo, produce una corriente de aspiración, que introduce en el cilindro la mezcla de aire y gasolina procedente del carburador a través de una válvula de admisión, que está abierta mientras dura esta carrera. A continuación comienza su camino ascendente y comprime la carga de aire y gasolina; se ha cerrado la válvula de admisión para evitar que escape la mezcla. En la tercera etapa, las bujías producen su chispa, que hace explotar la carga cuya presión fuerza al pistón hacia abajo. Esta es la embolada que imparte al cigüeñal el movimiento rotativo. Por última vez, en el ciclo, el pistón se mueve hacia arriba y expulsa los gases producidos por la combustión a través de un orificio que deja al descubierto la válvula de escape. Véase Motor de combustión interna.

La tendencia seguida en los motores modernos de automóvil es comprimir, más y más, la mezcla de aire y gasolina, a lo que se llama aumento de la relación de compresión; esta significa mayor rendimiento del motor y, en consecuencia, más kilómetros por cada litro de combustible. Los motores de compresión elevada necesitan gasolinas apropiadas a sus particularidades funcionales; deben ser antidetonantes, lo que equivale a contener muchos octanos, a fin de evitar la autoignición o combustiones anormales.

Si el coche posee cambio de marchas manual irá provisto de un embrague, colocado entre el motor y la caja de cambio de marchas; este dispositivo permite que gire el motor mientras el vehículo está parado. Consta de discos o platos de fricción de los que uno va acoplado al cigüeñal y otro a la transmisión. Un pedal permite separar sus superficies a voluntad, acción que interrumpe la unión entre el motor y la transmisión.


La transmisión, las juntas universales, el árbol de propulsión y los engranajes diferenciales, que hacen girar las dos mitades del eje posterior, van colocados entre el embrague y las ruedas de tracción. Los piñones de que constan las cajas de velocidades del tipo convencional permiten el cambio manual de la relación de velocidad entre el motor y las ruedas tracto-ras; al reducir la velocidad de rotación de aquéllas se logra multiplicar el par. El par motor es fundamentalmente un esfuerzo de torsión; al arrancar el vehículo, o al acelerarlo, se necesita un par mayor que el producido por el motor; los piñones menores proporcionan el par necesario a expensas de la velocidad. También se consigue, por medio de la transmisión, dirigir el vehículo en marcha atrás sin cambiar el sentido de rotación del motor.

En la mayoría de los coches americanos, que poseen transmisiones convencionales, la caja consta de tres velocidades para la marcha hacia adelante y de una para la marcha atrás y muchos van equipados con otra velocidad llamada superdirecta, que reduce el consumo de combustible al reducir el número de revoluciones del motor. Los autobuses y camiones grandes llevan más relaciones de cambios de marcha para obtener mayor par motor a velocidades bajas y reducir el consumo de combustible a velocidades elevadas.

Las transmisiones automáticas se diferencian de las convencionales en que, virtualmente y en cualquier condición de marcha, cambian por sí mismas sin depender del conductor para la selección de las velocidades adecuadas. En dichas transmisiones, el embrague es substituido por un acoplamiento fluido o convertidor del esfuerzo motor, que amortigua la salida del caudal de potencia del motor. El acoplamiento fluido y el convertidor constan de dos mitades con aletas radiales espaciadas a distancias iguales; se asemejan a las dos mitades de una naranja, en las que se ha substituido la pulpa por aceite. Una de las mitades, la impulsora, va unida al cigüeñal; otra, la impulsada, se acopla a la transmisión. La rotación de cigüeñal y volante pone en movimiento la pieza impulsora, que imparte al aceite una fuerza centrífuga por la que se le obliga a circular en su alojamiento y comunicar su energía a la mitad impulsada. La gran diferencia entre el acoplamiento fluido y el convertidor del esfuerzo motor consiste en que éste multiplica el par motor y aquél no. El convertidor logra la multiplicación por medio de aletas estacionarias y giratorias; después de que el vehículo alcanza su velocidad de régimen, el convertidor actúa como el acoplamiento fluido, es decir, se limita a comunicar la potencia del motor. Un sistema de engranajes proporciona las multiplicaciones necesarias para subir cuestas y acelerar y, si se desea, un engranaje para la marcha atrás.


El árbol de propulsión, o eje general de transmisión, conecta la transmisión, o caja de cambios, con el grupo diferencial del eje posterior; va equipado con juntas universales, que cuidan de ajustar el movimiento relativo entre el bastidor y dicho eje. La potencia del motor discurre a lo largo del vehículo, desde el motor hasta el extremo del árbol de propulsión; los engranajes diferenciales proporcionan un cambio de dirección de la fuerza, en ángulo recto, y la transmiten a través de las dos mitades del eje posterior a las ruedas de tracción. De igual modo que el árbol reduce la velocidad del motor, los engranajes diferenciales de aquél reducen su velocidad cuando comunican potencia a las ruedas.


Los sistemas de frenado hacen detenerse al vehículo en espacios cortos por medio de frenos a las cuatro ruedas, accionados por sistema hidráulico. Cuando el conductor pisa el pedal de freno, fuerza al fluido hidráulico y le hace penetrar en el cilindro de freno que lleva cada rueda. La presión hidráulica empuja a los pistones y las zapatas, recubiertas con materiales de fricción, oprimen los tambores de freno que giran con las ruedas. Así se hace que las ruedas, y por ende el vehículo, disminuyan de velocidad y paren del todo si se continúa ejerciendo presión sobre el pedal de freno.


El sistema de dirección proporciona el mando del vehículo al hacer girar las ruedas delanteras. Uno de los sistemas de dirección consiste en un engranaje sin fin, situado en la columna de la dirección, que engrana en la palanca de una corona helicoidal o en un grupo de rodillos, dispuestos en un eje transversal y en ángulo recto con relación a la columna de la dirección; al extremo del eje transversal va un brazo que se conecta con la articulación de dirección. Esta articulación hace girar las ruedas delanteras al mover el volante de dirección. Algunos coches van equipados con sistemas de dirección ayudada, que reducen el esfuerzo del conductor a una fracción de la que, en otro caso, sería necesaria; la mayoría de estos sistemas funcionan por principios hidráulicos; algunos ayudan durante todo el giro y otros sólo en parte del mismo. En general son accionados mediante aceite a presión, que proporciona el motor. Támbién puede mejorarse algo la calidad de la dirección si se mejoran los factores que componen la «geometría de la dirección». Estos factores son: convergencia hacia adelante, combadura e inclinación hacia atrás del eje delantero; al principio se les dio más importancia de la que en realidad tienen y la tendencia moderna es hacerlos menos pronunciados. Las ruedas delanteras son convergentes para reducir el desgaste dé los neumáticos y también van inclinadas hacia afuera, en la parte superior, y hacia adentro, en la inferior; esta disposición se llama combadura y hace que la mayor parte de la carga delantera gravite sobre los cojinetes de rueda, de gran tamaño, lo que reduce el empuje axial que soportan los pivotes de la dirección. Si estos pivotes se montan ligeramente desnivelados, con su extremo delantero hacia el frente, inclinan el eje hacia atrás. Así se mantienen las ruedas en posición rectilínea cuando el vehículo está en movimiento.

La carrocería es la parte del automóvil que aloja a los viajeros y equipajes; por lo general se fabrica de chapa de acero estampada en prensas de gran tamaño, aunque algunos coches poseen carrocerías construidas de plástico reforzado con fibra de vidrio. De éstas se dice que son más resistentes a los impactos y no se oxidan. Los estilos más en uso, en los últimos años, han sido los del tipo sedán de dos puertas (coche Cerrado cuyo asiento delantero tiene el respaldo inclinable para dar acceso al asiento de atrás); sedán de cuatro puertas (butacas delanteras fijas); cupé (coche cerrado, pequeño y de un solo asiento, de anchura suficiente para dos o tres personas); descapotable y sedán de cubierta rígida.

Se ha prestado atención particular a los elementos de comodidad y seguridad, aunque de más importancia que cualquier elemento de seguridad particular es la característica de tal naturaleza alcanzada por el automóvil en sí después de muchos años de desarrollo y experiencia. Entre los dispositivos que contribuyen a su funcionamiento seguro figuran los faros de foco hermético, que en todo tiempo proporcionan luz uniforme; algunos coches poseen ingenios que desconectan la luz larga y conectan la corta, actuados por los focos de otro coche que se aproxima en dirección opuesta; los cristales inastillables son equipo normal de todos los vehículos y algunos los tienen coloreados para amortiguar la fuerza de los rayos solares. Los neumáticos y cámaras de seguridad impiden los reventones; en algunos coches se utilizan motores eléctricos para mover y ajustar el asiento delantero, para abrir y cerrar las ventanillas y las capotas de los convertibles; la electricidad acciona también los sistémas de calefacción, radiorreceptores y encendedores y en algunos casos hay acondicionamiento de aire. La comodidad ha mejorado con los asientos de espuma de goma, suspensión por resortes individuales en las ruedas delanteras y neumáticos de presión baja. Véase Automóvil, Conducción del; Automotriz, Industria.

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