Engineering
Embrague de fricción
Embrague de golpe y con suavidad, y después con el doble de inercia en el volante: frente a un motor que mantiene su velocidad, el calor de deslizamiento es igual a la energía que gana el volante, sea cual sea la rampa.
Qué ocurre
Un motor mueve el volante de entrada; un embrague de disco en seco con dos caras de fricción de radio medio r lo une al volante de salida, cargado por un freno. Al embragar, la fuerza de apriete F crece durante el tiempo de rampa y el embrague puede transmitir como máximo T = μFzr (z = 2 caras). Mientras los discos deslizan, el par del embrague está en ese límite y el trabajo de deslizamiento se convierte en calor; cuando las velocidades se igualan, los discos se bloquean y transmiten solo lo que pide la carga. Frente a un motor que mantiene su velocidad, un embragado sin carga convierte en calor exactamente la energía que gana el volante de salida, ½J₂ω², tanto si se hace de golpe como con suavidad: embragar suavemente solo tarda más. Un par de carga añade calor y retrasa el bloqueo. Con el motor apagado, los dos volantes comparten su momento angular y el calor es la energía cinética perdida.
Modelo: ejes rígidos; el embrague es un acoplamiento por fricción que se adhiere o desliza (rozamiento de Coulomb), la fuerza de apriete crece linealmente; el calor va a un disco concentrado que se enfría. Sin desgaste, y μ no cambia con la temperatura ni con la velocidad.
Qué probar
Embrague de golpe (rampa 0) y con suavidad (rampa 2–3 s) y compare el calor; después duplique la inercia de salida.
Ecuaciones del módulo
Ecuaciones Tmax = μ·F·z·r J₂ dω₂/dt = T − TL Q = ∫ T·(ω₁ − ω₂) dt ω₁ = ω₀, TL = 0 ⇒ Q = ½ J₂ ω₀²
