¿Por qué hace falta cambiar de marcha en un coche?

¿Te has fijado alguna vez en el indicador que hay al lado del velocímetro?  Se llama contador de revoluciones y nos informa de a cuantas vueltas por minuto está girando el motor.

El motor tiene un número de vueltas mínimo y un número de vueltas máximo al que puede girar, dependiendo de si es diesel o gasolina. Estos límites suelen estar alrededor de 1000 y 4000 vueltas por minuto para los diesel y 1000 y 5000 vueltas por minuto para los gasolina. El motor está conectado a través del cambio de marchas a las ruedas excepto cuando ponemos punto muerto o tenemos el embrague pisado. El cambio de marchas resumidamente es un conjunto de engranajes como el de la foto.

Imaginemos que el motor está conectado al engranaje pequeño y las ruedas al grande. Imaginemos también que el engranaje pequeño tiene 10 dientes y el grande tiene 40. Para que el engranaje grande de una vuelta completa el pequeño tiene que haber movido 40 dientes, pero como sólo tiene 10, necesitará dar 4 vueltas para llegar a los 40 dientes.

Dicho de otra forma, cuando el engranaje pequeño de 4 vueltas, el grande habrá dado 1. Si medimos el perímetro de la rueda sabremos a cuantos metros se mueve por minuto (es decir si atáramos con una cuerda la rueda, cuanto mediría esa cuerda) . Supongamos un perímetro de 1 metro, cada vuelta del engranaje grande, hará que el coche se mueva 1 metro. Esto es, cada 4 vueltas del motor el coche se habrá movido 1 metro. Si el motor está girando a 1000 vueltas por minuto, en un minuto se habrá movido 250 metros. Es decir en 1h (60 minutos) se habrá movido 15 km. Por lo tanto circulará a 15km/h.

Si ahora aceleramos el motor hasta las 2000 vueltas, el coche circulará a 30km/h, a 3000 vueltas a 45km/h y así sucesivamente… hasta llegar al límite de revoluciones que el motor no puede sobrepasar (es evidente que hay que intentar no llegar a este límite ya que el motor no puede funcionar durante mucho tiempo a las revoluciones máximas sin romperse).

Al cambiar a segunda, lo que estamos haciendo es “cambiar el engranaje grande por uno más pequeño”, de manera que el pequeño necesite menos vueltas para para que el grande de una vuelta completa. Así por ejemplo si el engranaje grande ahora tuviera sólo 20 dientes, el motor necesitaría 2 vueltas en lugar de 4… a 1000 vueltas por minuto circularía a 30km/h, a 2000 circularía a 60km/h…

Al pisar el embrague o poner punto muerto, “estamos separando el engranaje grande de las ruedas”. De manera que el engranaje grande gira pero las ruedas no. Por ello aunque aceleremos el coche no se moverá.

El coche necesita el cambio de marchas para moverse sin que el motor llegue al límite de revoluciones. También permite que el motor trabaje en el rango óptimo (entre 1000 y 3000 dependiendo el coche) y permitir así que consuma menos (a menos vueltas generalmente menos consumo salvo que el coche vaya forzado).

 

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