Capítulo 4: Factor Vehículo
INTRODUCCIÓN
La problemática del tránsito, tal como se presenta en la actualidad, tiene su inicio con la aparición del vehículo automotor. El desarrollo del automóvil tuvo una primera fase donde se le dotó de capacidad de desplazamiento propio, luego, en una segunda se dio la incorporación de elementos de comodidad, estética y seguridad física para los pasajeros. En la década de los cincuenta inicia el estudio de la concepción del vehículo con criterio “ergonómico”, es decir, que su conformación resulte armónica con la naturaleza humana en todos sus aspectos, con el fin de que preste un servicio útil, y no atente contra la seguridad de la persona en su condición de conductor, pasajero o peatón.
Los vehículos con motor de combustión interna (gasolina, diésel o gas) requieren combustible para su movimiento, el cual nuestro país tiene que importar a un costo muy elevado. Por otro lado, los gases producto de su combustión se han convertido en una de las principales fuentes de contaminación del aire y por ende, precursor de gran cantidad de enfermedades que afectan tanto a conductores como a peatones.
En el presente capítulo se incluye una descripción breve del funcionamiento del vehículo, así como de los principales sistemas que lo componen. Se detalla, también, una serie de normas básicas para el mantenimiento y cuidado de este que contribuirán a aumentar la vida útil del vehículo y disminuir el consumo de combustible y los niveles de contaminación ambiental.
FUNCIONAMIENTO DE UN MOTOR DE COMBUSTIÓN INTERNA
Se toma como base un motor de combustión interna convencional alimentado por gasolina, ya que es el más “difundido” y el de mayor uso.
El principio fundamental de la función del motor es transformar la energía potencial o química que posee el combustible en energía mecánica o de trabajo, con el fin de que esta mueva el vehículo.
El esquema básico de funcionamiento es el siguiente:
1. Para que un motor funcione necesita de tres elementos básicos, aire, combustible y calor (chispa). El primero llega a través del filtro de aire y el segundo es proporcionado por los inyectores. Estos dispositivos reemplazaron el carburador en los vehículos y permiten depositar las cantidades exactas y oportunas de gasolina o diésel que necesita el motor.
2. Antes, tanto aire como gasolina entraban juntos por el carburador, y ahora con la tecnología moderna entran por separado, por un lado el aire y la gasolina por los inyectores. Estos se mezclan en la recámara de combustión –cuando se trata de inyección directa– o antes de ella (en las válvulas) cuando es indirecta.
3. El sistema de inyección funciona desde el arranque. Cuando se enciende el auto, una bomba succiona la gasolina del tanque y la lleva por una tubería hasta el motor para su combustión. En un punto de ese recorrido, el combustible pasa por un filtro que limpia las impurezas y permite que llegue en buen estado hasta los inyectores.
4. Al mismo tiempo, la batería entrega a los cilindros corriente eléctrica que salta en forma de chispa entre las bujías.
5. La chispa detona la mezcla que se halla en los cilindros y produce la explosión.
6. Por las válvulas de admisión sigue entrando mezcla regulada de combustible y aire, mientras que por las válvulas de escape salen los gases quema dos en dirección del “escape”.
7. La parte inferior de los cilindros se encuentra tapada por un pistón (émbolo) que se desliza por la fuerza de la explosión y empuja en su recorrido una biela (barra) que, a su vez, mueve un eje acodado en su extremo: el cigüeñal. Esto conforma un mecanismo de biela-manivela, transformando el movimiento ascendente descendente, haciendo que se convierta en rotativo y por medio de distintos elementos mecánicos se transfiere del motor a la caja de cambios, diferencial, ejes y finalmente a las llantas.
8. El movimiento rotativo “sale” del motor y por medio de distintos elementos mecánicos de
movimiento, tales como: ejes, acoplamientos (embrague) y ruedas dentadas (caja de velocidades o “cambios”) accionados por el conductor, se transmite a las ruedas, previo pase por el eje de transmisión y otros mecanismos de acoplamiento.
9. Así, el sistema se regula con mayor y menor fuerza (arranque y marcha), con mayor y menor velocidad (marcha rápida o lenta), y con uno u otro sentido de circulación (marcha adelante, marcha atrás).
Es importante indicar que dentro del motor se produce, además, una serie de movimientos coordinados y sincronizados, que para los efectos de este manual no es necesario profundizar.
SISTEMAS DEL VEHÍCULO
Se describen los sistemas principales que conforman un vehículo y sus funciones básicas:
1. Sistema de dirección Permite que el conductor del vehículo, con el menor esfuerzo posible, haga circular el vehículo en la dirección deseada. Se compone fundamentalmente del volante, eje de dirección, columna, caja de dirección, rótulas, barras y mangueras (ver gráfico 28).
Dirección Hidráulica y Dirección Mecánica
La dirección mecánica trabaja con la fuerza que emplea el conductor al momento de girar el volante, al hacerlo un sistema de piñones giran por el esfuerzo del conductor. La dirección hidráulica, aunque el volante también se mueve con el esfuerzo del conductor, se tiene la ayuda de un dispositivo del vehículo, el cual consiste en una bomba hidráulica que impulsa aceite para facilitar los giros del volante haciendo más suave el movimiento. Cuanto menor sea la velocidad o en la detención del vehículo, más difícil es el viraje, por lo que esta ayuda adicional favorece en mucho a la conducción.
No hay que olvidar para tener un óptimo funcionamiento del sistema de dirección, revisar periódicamente el nivel del aceite hidráulico y las eventuales fugas.
2. Sistema de frenos
Aminora la marcha del vehículo o lo detiene completamente, conforme con los requerimientos del conductor, según sus necesidades. Básicamente, se compone de dos sistemas que se complementan: el de servicio y el de emergencia o de estacionamiento (de mano).
En la actualidad, normalmente el sistema de freno de servicio es hidráulico y el de emergencia es accionado por cable o varilla; puede ser de mano o de pie. Sus componentes básicos son: bomba principal, depósito de líquido, tuberías conductoras, bombas auxiliares, zapatas, pastillas, tambores, discos (ver gráfico 29).
Sistemas de frenos ABS
El sistema antibloqueo de frenos impide que las ruedas se bloqueen durante una frenada de emergencia o al frenar sobre una superficie resbaladiza, asegurando así que los conductores mantengan el control sobre la trayectoria del vehículo.
Al bloquearse las ruedas, el vehículo desliza y se puede perder la estabilidad, de modo que el conductor pierde el control del vehículo. A fin de impedir que esto ocurra, la unidad de control ABS utiliza sensores de velocidad en las ruedas para controlar la velocidad de rotación de todas las ruedas del vehículo.
Si existe riesgo de que se bloquee una rueda, una válvula de solenoide en la unidad de control central del sistema antibloqueo reduce la presión de frenado aplicada a la rueda en cuestión hasta que éste empieza a girar de nuevo libremente. A continuación se vuelve a aumentar la presión hasta el umbral del bloqueo.
EL VEHICULO PERMANECE ESTABLE Y CONTROLABLE. Conserva su direccionabilidad en todo momento, al tiempo que se acorta sensiblemente la distancia de frenado, pero cuando nos enfrentamos a terrenos con materiales sueltos el sistema de frenos ABS podría incrementar la distancia de frenado.
3. Sistema de suspensión y amortiguación
Brinda comodidad a los ocupantes del vehículo, al absorber el movimiento originado por las irregularidades de la calzada, además le brinda estabilidad al vehículo. Este sistema permite ejercer un mejor control de las fuerzas que actúan sobre el vehículo, en su desplazamiento por la calzada.
Comúnmente se compone de dos subsistemas: suspensión(ballestas, rótulas, barras de torsión, barra estabilizadora) y amortiguamiento (amortiguadores en sus diferentes tipos) (ver gráfico 30).
4. Sistema de alimentación
Suministra al motor la energía que le permite realizar el trabajo de movilizar el vehículo. Sus principales partes son: depósito de combustible, tuberías, bomba de combustible, carburador o sistema inyector (ver gráfico 31).
5. Sistema de escape
Evacúa los gases quemados que resultan del proceso de combustión. Los elementos básicos son el múltiple de escape, tubo de escape, catalizador y el silenciador. Entre los problemas que provoca al ambiente el mal funcionamiento de este sistema están la contaminación y la intoxicación (ver gráfico 32).
6. Sistema eléctrico
Es el generador de la corriente eléctrica necesaria para el funcionamiento del vehículo.
Se subdivide en tres subsistemas:
1. Arranque: Es el inicio del funcionamiento del motor, ya que la batería proporciona una corriente eléctrica que llega hasta la bujía, dando la chispa necesaria para lograr la explosión e iniciar el movimiento de los pistones.
2. Sistema de carga: La batería no puede suplir el voltaje y corriente indefinidamente. El alternador es la parte principal de este sistema, ya que genera corriente y recarga la batería.
3. Alumbrado y servicios: luces, elementos de señalización, instrumental, accesorios. (Ver gráfico 33).
8. Sistema de lubricación
Sirve para evitar el roce entre las piezas del motor, el aceite posee propiedades detergentes por lo que brinda limpieza a las partes internas, funciona como antioxidante y mejora la acústica, todo esto disminuye el desgaste prematuro de las piezas y su recalentamiento. Se considera elemento esencial de este sistema el aceite, que se sustituye periódicamente según especificaciones del fabricante o experto y uso del vehículo (ver gráfico 34).
9. Sistema de embrague
Su función principal es separar el sistema de transmisión del motor y con ello realizar el cambio de marcha para aumentar o disminuir la velocidad, según los requerimientos del conductor (ver gráfico 35).
Sus partes principales son:
Vehículos manuales y automáticos
Al momento de elegir entre estas dos opciones los expertos en el tema recomiendan poner en la balanza rubros como la potencia, la economía, la simplicidad y las condiciones de uso quetendrá el vehículo.
Es importante saber si cómo conductor se siente incapaz de hacer varias tareas a la vez. Si la respuesta es si, es mejor que decida por un vehículo automático, ya que en uno de
transmisión manual el conductor debe estar atento a mantener el vehículo estable, hacer los cambios a tiempo y estar alerta a los peligros y situaciones en la carretera. Los vehículos automáticos brindan más comodidad en el manejo pues no es necesario los cambios constantes de marchas especialmente en tránsito denso o largos recorridos. Si es importante recordar que los vehículos automáticos se conducen utilizando solo el pie derecho para evitar confusiones con el pedal del freno y el acelerador.
10. Sistema de enfriamiento
Los motores funcionan con principios de termodinámica, es decir, el motor y todos los sistemas deben funcionar en caliente y no en frío. La principal función del sistema de enfriamiento es mantener la temperatura ideal en el motor. En el encendido, permite el calentamiento y luego regula la temperatura evitando el sobrecalentamiento del mismo, debido a que durante el funcionamiento las paredes de cilindros alcanzan altas temperaturas.
El elemento esencial para el funcionamiento de este sistema es el agua o el refrigerante conocido como coolant (ver gráfico 36).
11. Tablero o panel de instrumentos
Consiste en una serie de indicadores (marcador de velocidad, odómetro, tacómetro, control de temperatura, nivel de combustible, entre otros). Indica el buen o mal funcionamiento de algún sistema del vehículo, entre otros.
Cuando conduzca esté pendiente de cualquier variación que se produzca en él.
Es importante revisar la simbología de acuerdo con el manual del fabricante, ya que nos indica situaciones que se presentan durante la conducción.
12. Llantas
Las funciones principales de las llantas son: soportar la carga del vehículo, transmitir la fuerza impulsora y de frenado, absorber impactos, así como mantener la dirección del vehículo. La llanta almacena herméticamente un volumen de aire a alta presión que varía entre las 20 y 120 libras por pulgada cuadrada dependiendo de las exigencias del vehículo. Existen varios tipos en el mercado: tubular y radial, pero lo más importante es revisar diariamente la presión de inflado, ya que si una llanta tiene poca presión, esta se desgastará más a los lados y si tiene mucha presión, se desgastará más en el centro, provocando inestabilidad en el rodamiento. También debemos es tar pendientes de revisar periódicamente la profundidad de la ranura que no alcance el testigo de la llanta. El alineamiento y la rotación de las llantas es importante ya que si no están bien alineadas se desgastan con más rapidez y de manera irregular, además provoca un aumento innecesario en el consumo de combustible (ver gráfico 37).
Como cambiar una llanta
Saber cómo cambiar una llanta es muy importante, y para ello se deben seguir los siguientes pasos:
1. Escoger bien el lugar donde se va a realizar el cambio de la llanta, el vehículo debe estar fuera de la carretera, en un lugar seguro, plano y alejado de la circulación.
2. Colocar los triángulos de seguridad para alertar al tránsito (ver página 134).
Accionar las luces de emergencia y colocarse el chaleco de seguridad, una lámpara también es de mucha utilidad en la noche para hacerse más visible.
3. Sacar la herramienta necesaria: llanta de repuesto (que esté con la presión recomendada), llave de ranas, gata sea manual o hidráulica.
4. Soltar las tuercas con la llave de ranas, en ocasiones están muy apretadas en éstos casos se debe poner el pie sobre la llave de cruz para aflojarlas con la ayuda del peso de su propio cuerpo, recuerde que estas se aflojan en el sentido opuesto a las manecillas del reloj (ver páginas 90 y 91).
5. Después de aflojar las tuercas se debe levantar el vehículo, consultar el manual del fabricante del vehículo para encontrar el punto exacto donde debe ser colocada la gata, generalmente se coloca en algún punto localizado detrás de la llanta delantera o delante de la llanta trasera, dependiendo de la marca del vehículo. Colocar la gata debajo del vehículo y empezar a maniobrar hasta que comience a ascender, asegúrese que la gata esté colocada correctamente (firme y en una parte plana); se procede a levantar el vehículo hasta que la llanta dañada quede a unos 10 o 15 cm del suelo, esto permite tener más espacio para colocar la llanta inflada.
6. Si se cuenta con un cartón o plástico, sirve para tener un área limpia y seca donde trabajar. Luego retire las tuercas de la llanta, halar hacia afuera la llanta y colocarla donde no estorbe.
7. Luego alinear los orificios de la llanta de repuesto con los tornillos (tacos) donde va a ser montada. Empujar la llanta hasta atrás y colocar las tuercas en cada uno de los tornillos. Socar bien para mantener la llanta en su lugar, siguiendo un orden al apretar de las tuercas, tal y como se muestra en el gráfico 38.
8. Una vez colocada la llanta de repuesto, bajar el vehículo con ayuda de la gata hasta que todas las llantas tengan contacto con el piso y comenzar a apretar bien cada una de las tuercas.
9. Al terminar de asegurar la llanta de repuesto, coloca la llanta dañada, el gato, la llave de ranas y los triángulos de seguridad en sus respectivos compartimentos. Observar el área de trabajo y asegurarse de no haber dejado nada olvidado. Si la llanta de repuesto es de las temporales (más pequeña, conocida como galleta), no se debe manejar según la velocidad permitida y no exceder la velocidad máxima indicada en la llanta y asegurarse de reemplazarla lo más pronto posible.
10. Recordar mantener la calma ante una situación como ésta, procurar manejar a una velocidad prudente, evitar caer en baches, pasar los reductores de velocidad con precaución, revisar que las llantas del vehículo estén bien calibradas y siempre revisar que la llanta de refacción esté inflada.
Rotación de las llantas
La rotación regular de las llantas ayuda a extender la duración de las mismas y mejora su desempeño. Así que para la seguridad, ahorrar dinero y combustible debe conocer los cuatro patrones principales de rotación que se muestran a continuación:
• Tracción trasera
• Tracción delantera
• Tracción en las 4 ruedas
Durante la rotación, se retira cada llanta del vehículo y luego son colocadas en posiciones distintas para asegurar que todas las llantas se desgasten uniformemente y duren más. Las llantas deben ser rotadas cada seis meses o de 10,000 a 15,000 kilómetros. Además se deben seguir las recomendaciones del fabricante del vehículo.
Controlar el desgaste de las llantas: una cuestión de seguridad
El control regular del desgaste de las llantas forma parte de los hábitos del buen conductor. De hecho, la banda de rodamiento es la única parte de la llanta en contacto con la calzada. La calidad de la llanta y la profundidad de las ranuras que la estrían determinan directamente la adherencia del vehículo a la calzada.
Una llanta desgastada conlleva un mayor riesgo de estallonazos y patinazos. Además, las condiciones de frenado y estabilidad en carretera disminuyen con el grado de desgaste, sobre todo en condiciones adversas.
La reglamentación ha establecido un límite legal de desgaste. El límite es el que indique el testigo de desgaste, que es una marca puesta por el fabricante de llantas para indicar el máximo desgaste permitido.
El testigo de desgaste
Es el sistema más habitual. Se trata de un taco de goma de 1,6 mm de grosor, que normalmente va incrustado en el fondo de los canales longitudinales. Cuando la banda de rodamiento llega a su nivel, la llanta ha alcanzado el límite legal de utilización y debe ser reemplazada.