Los controles del automóvil son los componentes de los automóviles y otros vehículos de carretera motorizados , como camiones y autobuses , que se utilizan para conducir y estacionar.
Si bien los controles como el volante y los pedales existen desde la invención de los automóviles, otros controles se han desarrollado y adaptado a las demandas de los conductores. Por ejemplo, las transmisiones manuales se volvieron menos comunes a medida que la tecnología relacionada con las transmisiones automáticas avanzó.
Las primeras versiones de faros y luces de señalización funcionaban con acetileno o aceite. Se prefería el acetileno al aceite porque su llama es resistente tanto al viento como a la lluvia. Los faros de acetileno, que emitían una luz intensa de color verde, fueron populares hasta después de la Primera Guerra Mundial; aunque los primeros faros eléctricos se introdujeron en 1898 (y funcionaban con pilas), no fue hasta que se desarrollaron las bombillas de alto voltaje y los sistemas de generación eléctrica para automóviles más potentes a finales de la década de 1910 que los sistemas de iluminación eléctrica sustituyeron por completo al acetileno.
Los primeros automóviles se dirigían con un timón , a veces a la izquierda o a la derecha, a veces en el centro. El volante se utilizó por primera vez cuando Alfred Vacheron compitió en la carrera de coches París-Rouen de 1894 con un Panhard et Levassor . En 1898, los volantes se convirtieron en una característica estándar de los coches Panhard et Levassor. Fueron introducidos en los EE. UU. por Packard en 1899, y en 1908 ya estaban en la mayoría de los modelos. [1]
La dirección asistida ayuda a los conductores a conducir aumentando el esfuerzo que deben hacer para dirigir el vehículo. La dirección asistida ha utilizado el sistema hidráulico para reducir el esfuerzo que debe hacer el conductor al dirigir el vehículo. Sin embargo, la dirección hidráulica está siendo reemplazada por la dirección asistida eléctrica , ya que elimina la bomba hidráulica y aumenta la eficiencia del combustible. [2]
En los automóviles modernos, el sistema de frenado en las cuatro ruedas se controla mediante un pedal situado a la izquierda del pedal del acelerador.
Por lo general, también hay un freno de estacionamiento que opera solo los frenos traseros (o menos comúnmente, solo los frenos delanteros, como en el Saab 99 y en el Citroën Xantia ). Esto se ha operado tradicionalmente mediante una palanca entre los asientos delanteros llamada freno de mano , pero también apareció como una palanca entre el asiento del conductor y la puerta (como en el Porsche 911 ), una perilla alejada del tablero (como en el Volkswagen Transporter ), un pedal operado con el pie (como en el Nissan Leaf ) y otros arreglos menos comunes. Todos estos controles tiran de un cable con resorte y se mantienen en su lugar con un mecanismo de trinquete hasta que se sueltan.
En la década de 2000, los frenos de estacionamiento electrónicos de acción directa controlados por un interruptor (como en el Volkswagen eGolf [3] ) se están volviendo más comunes, reemplazando los sistemas mecánicos accionados por cable.
En los rallyes, suele haber un freno de mano hidráulico para las ruedas traseras, que se acciona mediante una palanca larga y vertical que se extiende hasta cerca del volante. Está diseñado para facilitar los giros con freno de mano, más que para aparcar, por lo que carece de mecanismo de trinquete. [4]
El acelerador , que controla el suministro de combustible y aire al motor y también se conoce como "acelerador" o "pedal del acelerador", normalmente es el pedal del piso que se encuentra más a la derecha. Tiene un diseño a prueba de fallos : un resorte que lo devuelve a la posición de ralentí cuando el conductor no lo presiona.
Normalmente, el acelerador y el freno se accionan con el pie derecho, mientras que el embrague se acciona con el pie izquierdo. Sin embargo, algunos conductores a veces confunden el acelerador con el freno, lo que provoca una aceleración repentina e involuntaria y causa 16.000 accidentes al año en los EE. UU. [5] También hay conductores que practican intencionalmente el frenado con el pie izquierdo .
Los primeros automóviles tenían una palanca manual para controlar el acelerador, ya sea directamente o controlando un regulador de velocidad del motor que a su vez controlaba tanto el acelerador como la sincronización. [6] En 1900, se introdujo en Gran Bretaña el automóvil Wilson-Pilcher , que tenía un regulador de velocidad controlado a mano y un acelerador de pie que podía anular la acción del regulador. A diferencia de los pedales del acelerador modernos, este se podía levantar para acelerar el automóvil o presionar para reducir su velocidad, "y así se pueden efectuar aceleraciones o desaceleraciones rápidas" sin interferir con la velocidad regulada establecida mediante el control manual. [6] La combinación de la velocidad del motor regulada con la anulación del acelerador de pie es en muchos aspectos similar a un control de crucero moderno . A pesar de este desarrollo, los aceleradores manuales montados en la columna de dirección siguieron siendo comunes, especialmente en automóviles producidos en masa como el Ford Modelo T. [ 7] Los automóviles posteriores utilizaron tanto un pedal como una palanca manual para establecer el acelerador mínimo. El Stutz Bearcat de 1918 tenía un pedal de acelerador central con el embrague y el freno a la derecha y a la izquierda. [8] El control de crucero moderno se inventó en 1948. [9]
Los vehículos que generan energía con un motor de combustión interna (ICE) generalmente están equipados con una transmisión o caja de cambios para cambiar la relación velocidad-par y la dirección de desplazamiento. Esto no suele aplicarse a los vehículos eléctricos porque sus motores pueden impulsar el vehículo tanto hacia adelante como hacia atrás desde cero. En algunos vehículos con tracción en las cuatro ruedas hay una palanca de cambios que activa una caja de cambios de relación baja. Otras palancas pueden cambiar entre tracción en dos y cuatro ruedas y bloqueos de diferencial .
Algunos coches tienen una rueda libre que desacopla el eje de transmisión del eje impulsado. Esto sucede cuando el eje impulsado gira más rápido que el eje de transmisión. Por ejemplo, Saab utilizó un sistema de rueda libre en sus vehículos anteriores, para permitir que el motor se desconectara de la transmisión mientras se desplazaba por inercia. Esta fue una característica añadida debido a la lubricación limitada en el motor de dos tiempos. Un motor de dos tiempos lubricado con gasolina requiere lubricación de acuerdo con su velocidad, pero proporciona esta lubricación de acuerdo con la cantidad de apertura de su acelerador. Cuando el motor funciona a altas RPM y bajo acelerador (como cuando se desplaza por inercia por una colina larga), la lubricación proporcionada puede ser inadecuada. Con la rueda libre, un motor que se desplaza por inercia podría reducir su velocidad a ralentí, requiriendo así solo la pequeña lubricación disponible del acelerador cerrado. La rueda libre también se puede utilizar para ayudar a reducir las altas temperaturas de los gases de escape en los modelos de dos tiempos causadas por el uso prolongado del acelerador a altas RPM. [10]
La rueda libre se mantuvo en la variante de cuatro tiempos, hasta el final de la producción y en el Saab 99 con el motor Triumph de 1709 cc. Un pequeño inconveniente de la rueda libre, especialmente para los conductores que no están familiarizados con el Saab, es que hace que el freno motor no esté disponible, aunque se puede conectar o desconectar manualmente mediante un control en el espacio para los pies. El acoplamiento de la rueda fija, utilizando el pie, puede ser difícil, ya que implica tirar de una "manija en T" destinada a la operación manual. [10] Algunos automóviles, como el Rover P4 , incluyen un interruptor manual para conectar o desconectar la rueda libre. [11]
La transmisión manual también se conoce como caja de cambios manual , cambio manual , estándar y palanca de cambios . La mayoría de las transmisiones manuales de los automóviles tienen varias relaciones de transmisión que se eligen bloqueando pares de engranajes seleccionados en el eje de salida dentro de la transmisión. Las transmisiones manuales cuentan con un pedal de embrague operado por el conductor y una palanca de cambios o palanca de cambios operada manualmente o, en una motocicleta; una palanca de embrague operada manualmente y una palanca de cambios operada con el pie. Históricamente, los automóviles tenían un interruptor de sobremarcha manual.
Las transmisiones semiautomáticas son mecánicamente iguales a una transmisión manual convencional, pero no tienen un mecanismo de embrague operado manualmente; en su lugar, facilitan el trabajo al conductor mediante un sistema de automatización para controlar el embrague. Sin embargo, estos sistemas aún requieren la intervención y participación del conductor para cambiar manualmente las relaciones de transmisión y no cambian de marcha automáticamente para el conductor.
El deseo de comodidad para el conductor llevó a la implementación generalizada del ahora popular diseño de transmisión automática hidráulica en la década de 1940, seguido por la primera transmisión continuamente variable (CVT) de producción en masa, la Variomatic , en 1958. La transmisión automática con controles de cambio de marchas manumatic (manual) comenzó a aparecer en los automóviles de producción en masa a principios de la década de 1990, comenzando con el sistema Tiptronic de Porsche . Más tarde, la transmisión manual automatizada de un solo embrague controlada por computadora , iniciada por BMW y Ferrari , comenzó a aparecer en automóviles de producción en masa a mediados de la década de 1990; un ejemplo es el Selespeed de Alfa Romeo , que es el mismo sistema utilizado por Ferrari y BMW. El primer diseño de transmisión de doble embrague de producción en masa se introdujo con el Volkswagen Golf R32 de cuarta generación en 2003, con la caja de cambios de cambio directo .
Algunos vehículos con transmisión automática tienen controles adicionales que modifican las opciones que toma el sistema de transmisión. Estos controles dependen del motor y de la velocidad en carretera. Los selectores de marchas automáticos generalmente tienen un patrón recto, comenzando en la posición más adelantada con estacionamiento, y pasando por reversa, punto muerto, avance y luego a las marchas más bajas.
Los automóviles tienen controles para los faros delanteros , los faros antiniebla, las luces de giro y otras luces del automóvil . Las luces de giro son activadas por el conductor para alertar a otros conductores de su intención de girar o cambiar de carril. [12] Si bien la luz de giro moderna se patentó en 1938, [13] las luces de giro eléctricas datan de 1907. [14]
A partir de 2013, [actualizar]la mayoría de los países exigen que todos los vehículos que circulen por la vía pública incluyan luces de giro. La palanca de las luces de giro suele activarse mediante una palanca horizontal que sobresale de la columna de dirección.
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Los vehículos suelen estar equipados con una variedad de instrumentos montados en el tablero para indicar los parámetros de conducción y el estado de la mecánica. La ubicación de los instrumentos puede variar. Si bien suelen estar montados detrás del volante, también pueden estar montados centralmente debajo del parabrisas o integrados en la consola central sobre el control de climatización y el sistema de audio . Los indicadores estándar que se encuentran en los vehículos de carretera incluyen los siguientes:
Estos indicadores se complementan con una variedad de luces de advertencia que indican el modo de transmisión seleccionado actualmente, la luz de verificación del motor genérica y el estado actual de varios sistemas del vehículo.
El diseño y la disposición de estos instrumentos han evolucionado a lo largo de los años y se han implementado como indicadores digitales en lugar de los indicadores de cuadrante analógicos tradicionales. Según el tipo de vehículo, se pueden utilizar instrumentos más especializados, como una computadora de viaje , un indicador de economía de combustible o una pantalla de nivel de batería .
Antes de la aparición del motor de arranque, los motores se arrancaban mediante diversos métodos difíciles y peligrosos. Estos métodos incluían: resortes de cuerda, cilindros de pólvora y técnicas impulsadas por el hombre, como una manivela extraíble . En 1896, se instaló el primer arranque eléctrico en un Arnold , [15] uno de los primeros automóviles fabricados en el Reino Unido. Charles Kettering y Henry Leland luego inventaron y presentaron la patente estadounidense 1.150.523 para el primer arranque eléctrico en Estados Unidos en 1911. En 1912, el Cadillac Model Thirty se convirtió en el primer automóvil estadounidense en tener un arranque instalado.
Antes de la innovación de Chrysler en 1949 del interruptor de encendido y arranque combinados con llave, [16] el motor de arranque lo accionaba el conductor presionando un botón que estaba montado en el piso o en el tablero. Este tipo de control ha regresado ahora con el uso de la entrada sin llave . Los primeros automóviles Chevrolet tenían el pedal de arranque a la derecha del acelerador, con una perilla de control del acelerador secundaria en el tablero porque era difícil operar el pedal de arranque y bombear el acelerador al mismo tiempo.
Otros controles históricos del motor, que están automatizados en los automóviles de pasajeros modernos, fueron la válvula de estrangulamiento , el tiempo de encendido y el parachispas . [17]
En el pasado, todos los automóviles tenían controles manuales para arrancar y hacer funcionar el motor. Ahora, los automóviles modernos no solo tienen controles automatizados, sino que también tienen controles que no se utilizan directamente para conducir el vehículo. Estos controles incluyen aire acondicionado , sistemas de navegación , computadoras de a bordo , entretenimiento en el automóvil , limpiaparabrisas y paneles de pantalla táctil .
Estos controles varían en alcance y diseño entre los diferentes tipos de automóviles. También pueden estar ubicados y funcionar de manera diferente en otros vehículos de carretera, como las motocicletas , donde el acelerador se controla con una palanca manual y la palanca de cambios se opera con un pedal. Algunos tipos de controles de vehículos se encuentran en vehículos ferroviarios . Por ejemplo, algunos tranvías y vehículos ferroviarios ligeros como el tranvía PCC utilizan pedales de estilo automóvil para controlar la velocidad.
En las carreras de Fórmula 1 , el conductor puede configurar muchos parámetros del vehículo durante la carrera. Los controles para estos parámetros están montados en el volante y pueden incluir controles para: equilibrio de frenos , diferencial , sincronización del encendido, freno regenerativo , limitador de revoluciones y otros. [18]
Los accidentes por errores en el pedal pueden ocurrir cuando el conductor pisa el acelerador cuando tiene la intención de aplicar el freno; el pie del conductor se resbala del borde del freno y cae sobre el acelerador.