El carro

El primer automóvil fue un vehículo de tres ruedas a vapor inventado por Nicolas-Joseph Cugnot en 1769. Su velocidad sólo alcanzaba 5 km por hora y podía ser adelantado por cualquier persona caminando a buen paso. Los primeros vehículos de motor fueron los “vehículos de carretera”, carros que funcionaban con una caldera de vapor. Los más conocidos fueron las locomotoras, éstas debían estar sometidas a los rieles que la dirigían y no cubrían la demanda de transporte de la época, eran muy pesadas, lentas y poco prácticas; en 1866 algunas solo alcanzaban 20 km por hora, en 1873 ya llegaron alcanzar una velocidad de 40 km por hora.

Debido al problema del peso los inventores se dedicaron a pensar en calderas menos pesadas y más rápidas de calentar para producir el vapor y crear energía. Era la época de los motores de vapor. En 1887, Léon Serpollet inventa una caldera que vaporiza instantáneamente. Con este invento se pueden desplazar coches ligeros, cuatriciclos o triciclos. Pronto aparece el motor de gasolina de combustión interna que es el que utilizan aún hoy en día los carros.

Los carros están constituidos por diversos sistemas mecánicos que funcionan simultáneamente. Cada componente tiene su función. El sistema de combustión alimenta el motor y el encendido proporciona chispas eléctricas en el momento oportuno para que se consuma el combustible.

El motor
Tiene una serie de mecanismos y partes que son importantes para impulsar el vehículo. El motor  de cuatro tiempos proporciona la energía por medio de la combustión de aire y combustible en una serie de explosiones regulares. Estas explosiones producidas dentro de los cilindros hacen que los pistones bajen, impulsando un cigüeñal, de este modo se pasa la energía a la transmisión y al eje de leva o árbol de levas. El eje de levas abre las válvulas de entrada y escape en una secuencia controlada. De esta manera entra la mezcla de aire y combustible procedente del carburador.
El carburador
Es el mecanismo que controla o regula la mezcla de aire y gasolina que entra al motor. Cuando el pistón hace bajar el cilindro, succiona aire. Éste penetra bruscamente por el venturi (una zona muy estrecha), pierde presión y arrastra gasolina del recipiente del carburador. La mezcla de aire y combustible va al cilindro del motor, donde se quemará, para empujar el pistón abajo accionando el carro.  Cuando se acelera el carro, se acciona la bomba añadiendo más gasolina al aire, proporcionando más potencia a la mezcla.

El sistema de lubricación recubre con una película de aceite los elementos móviles del motor para que se deslicen sin pegarse. El sistema de refrigeración impide que los roces que se generan en el motor recalienten éste.
 
El sistema de transmisión
transporta a las ruedas del carro la energía generada por el motor. La barra de transmisión está conectada directamente con el disco del cloche. Cuando rota, acciona los engranajes del cambio de velocidad. Cuando el cloche está engranado, el roce entre disco y volante transmite el movimiento del eje del cigüeñal a la barra de transmisión.
En la caja de velocidades se produce los cambios de velocidad para que el motor pueda funcionar al ritmo adecuado.  Dentro de la caja de velocidades existen una serie de piñones (según la cantidad de velocidades) y engranajes.

Cuando la palanca de velocidad se encuentra en “neutro”, el árbol primario quien transmite el movimiento del motor al cambio de velocidades, impulsa el árbol intermedio. Los piñones del árbol de transmisión giran libremente y por eso no se transmite movimiento al árbol de transmisión. Al mover la palanca de la velocidad, se desplaza una de las varillas selectoras a uno de los piñones y entra una marcha.

Finalmente para guiar el carro es necesaario el volante. Existe un piñón al final de la columna de dirección, que parte del volante hacia la biela de transmisión, permitiendo el desplazamiento hacia la derecha o izquierda. Las bielas de transmisión, a su vez están conectadas a los extremos de una barra dentada que accionan los brazos de dirección, estos cambian el ángulo de las ruedas.

El sistema de frenos: Fue diseñado para proporcionar seguridad al carro en el momento de frenar.  Existen dos tipos de frenos: de disco y de tambor. Los frenos funcionan por la presión ejercida por el conductor sobre el pedal de freno. Esta presión se magnifica por un sistema hidráulico, que presiona las pastillas contra un disco de metal o un tambor conectado a la rueda. El roce de amabas superficies frena la rueda y transforma la energía cinética de carro en calor.

En los frenos de disco, las pastillas presionan ambas caras de un disco que gira con la rueda. Normalmente están en las ruedas delanteras del carro, donde se necesita más potencia para frenar.

Los frenos de tambor no son tan potentes como los de disco, y funcionan de forma similar. Hay un líquido que separa las zapatas, que producen rozamiento contra el interior de un tambor conectado a la rueda. El pedal del freno acciona el líquido y éste entra en el cilindro hidráulico. El fluido separa las zapatas y las presiona contra el tambor giratorio. Cuando se libera el freno, los muelles devuelven las zapatas a su posición original.

El sistema de suspensión contribuye a facilitar la conducción por huecos, baches o terreno accidentado de carreteras. Cuando las ruedas traquetean, los muelles entre los ejes de las ruedas y el chasis absorben la energía de los saltos. Si sólo hubiera muelles, se tendría una desagradable sensación de rebote, por eso el sistema de suspensión tiene amortiguadores que absorben el movimiento.
Los amortiguadores consumen la energía almacenada en el muelle para que el carro no dé sacudidas. Cuando el muelle se comprime o estira, el movimiento queda reducido por un cilindro que se desliza en el interior otro cilindro lleno de aceite dentro del amortiguador. Como el aceite se desplaza por unos canales muy estrechos, esto hace que el cilindro se desplace de forma lenta.
Los vehículos más grandes suelen usar suspensión de ballestas de acero sujetas al chasis. El eje de la rueda está unido al centro de la ballesta. Un amortiguador une el eje al chasis. La absorción de los movimiento es igual a la descrita anteriormente.


Tomado de:
Gille, D. (1992) La Historia de los grandes
Inventos, España: Edelvives _____ (1996) Grandes inventos, Madrid:
Editorial Debate
_____ (1996) Cómo funcionan las cosas,
Madrid: Editorial Debate
Kinderslay, D. (1998) Cómo funcionan las cosas,
versión 3.0, España: Zeta Miltimedia

 
 
 

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