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Cajas De Cambios

CAJAS DE CAMBIOS
EL CAMBIO DE MARCHA
El motor de un coche, en condiciones normales de marcha gira a unas 3.500 rpm, si hacemos que las ruedas giren a esa velocidad el automóvil se desplazaría a una velocidad superior a los 350 Km./h. Por lo tanto es claro que hay que disponer de un elemento intermedio que se encargue de variar la relación de transmisión entre motor y ruedas, permitiendo en cada momento obtener el máximo rendimiento del motor. Además, este elemento deberá permitir que se invierta el sentido de la marcha del vehículo sin invertir el giro del motor, ya que esto no resulta posible.
caja_cambio_manual_p.jpgEl elemento que cumple estas funciones es el cambio de marchas y se sitúa dentro de la cadena de transmisión justo después del embrague.
La caja de cambios tiene el aspecto de una caja de la que salen dos ejes, uno de los cuales va unido al embrague y otro continua por cadena de transmisión hasta las ruedas, y una palanca que se acciona desde el interior del vehículo y que permite seleccionar en cada momento la relación más adecuada.
El principio de funcionamiento del cambio de marchas es el mismo que rige la ley de la palanca, que permite mover, con un fuerza pequeña, un peso grande, sin más que utilizar un brazo largo. Para ello, los elementos principales dentro de la caja de cambios son las ruedas dentadas, que se comportan como si fuesen una serie de palancas consecutivas. Si el movimiento entra por un piñón pequeño y sale por uno más grande se conseguirá aumentar el par pero se reducirá la velocidad de giro: mientras que si el par entra por la rueda grande ocurrirá lo contrario.
En la figura siguiente se puede ver una caja de cambios de cuatro velocidades. Llama la atención el hecho de que los dientes no son rectos sino helicoidales presentan un comportamiento mucho más silencioso.
Por contra, en la marcha atrás se colocan dientes rectos ya que en este caso el ruido no es problema porque el tiempo que va a estar funcionando el vehículo marcha atrás va a ser mínimo y siempre a velocidad reducida. Es muy característico el ruido que hace un coche circulando marcha atrás cuando coge cierta velocidad.
El eje inferior (secundario) gira solidario al eje procedente del embrague (izquierdo). Este eje secundario posee unas ruedas dentadas fijas a él que están continuamente engranadas con otras ruedas dentadas gemelas a ellas pero situadas sobre el eje de salida (superior). Estas últimas pueden girar locas o fijarse al eje de salida. Si las ruedas giran locas no se producirá ninguna transmisión de par y estaremos por tanto en lo que se llama el punto muerto. Por el contrario, cuando se fijan al eje se transmite movimiento y la relación de transmisión depende de la rueda que se fije.
PUNTO MUERTO
El movimiento procedente del embrague se transmite al primario (inferior) por al no haber ningún piñón fijado en el eje superior no se comunica a la cadena de transmisión.
PRIMERA VELOCIDAD
Cuando se selecciona la primera velocidad vemos como se fija la rueda más grande (en rojo). El movimiento se transmite de una rueda pequeña (inferior) a una grande (superior), por lo tanto se conseguirá una reducción de la velocidad de giro pero un aumento del par transmitido.
El resto de velocidades se seleccionan de la misma manera, salvo dos casos particulares: la directa y la marcha atrás.
Selección de Velocidades
Debe existir un sistema que permita fijar y liberar los piñones al eje para poder seleccionar una u otra marcha.
El sistema que se utiliza es el desplazable.
El desplazable consiste en una pieza que gira siempre solidaria con el eje de salida, pero que se puede desplazar longitudinalmente respecto de él. Dispone además de unos dientes a ambos lados que pueden engranar con otros dientes situados en los piñones del eje de salida. Cuando estos dientes están engranados, el piñón correspondiente girará arrastrando al desplazable y por tanto al eje e salida.
Todo esto se puede ver en la figura siguiente. A la izquierda el desplazable fija el piñón de la tercera velocidad y a la derecha está acoplando la directa.
LA DIRECTA
La directa se consigue por el acoplamiento directo del eje de entrada y el eje de salida sin pasar por el eje secundario, tal y como se ve en la figura. No existe por tanto ninguna reducción.
MARCHA ATRÁS
Para conseguir que el coche se desplace hacia atrás hay que invertir el sentido de giro del eje de salida. Esto se consigue intercalando una tercera rueda entre el eje secundario y el de salida. Podemos ver como estos dientes son rectos, frente a los helicoidales utilizados en el resto de velocidades.

CAJA DE CAMBIOS AUTOMÁTICA

caja_cambio_auto_p.jpgACCIONAMIENTO DE LAS VELOCIDADES
A continuación se puede ver como se seleccionan las marchas en una caja de cambios automática con dos trenes epicicloidales encadenados. Con esta caja se podrán conseguir tres marchas adelante y una atrás.
PRIMERA VELOCIDAD
Al funcionar el embrague de marcha adelante, el motor (flecha roja) arrastra la primera corona. Esta hace girar el planetario en sentido contrario. El segundo porta satélites (gris claro) está fijo, con lo que los satélites hacen girar la segunda corona y el eje de salida.
SEGUNDA VELOCIDAD
Al funcionar el embrague de marcha adelante, el motor arrastra la primera corona. El planetario común está frenado y la corona hace girar a los satélites y porta satélites, cuyo eje es también el de salida, por lo que sólo se efectúa una reducción. El segundo tren (gris oscuro) gira sin carga alrededor del planetario.
TERCERA VELOCIDAD
Al accionar el embrague de marcha adelante, el motor arrastra la primera corona. El embrague de marcha atrás también entra en funcionamiento y une el eje de entrada al planetario, con lo que ambos giran a la misma velocidad.
MARCHA ATRÁS
El embrague de marcha adelante no actúa y la primera corona gira sin carga. El de marcha atrás entra en acción, y el motor arrastra el planetario. El segundo porta satélites se frena, y el planetario hace girar los satélites; se provoca el giro de la segunda corona en sentido contrario.
EMBRAGUE DE DISCOS MÚLTIPLES
Un embrague accionado por aceite a presión, se encarga de fijar y liberar las partes correspondientes para conseguir las distintas relaciones de transmisión.
El par motor se conecta y desconecta de los elementos del tren epicicloidal mediante embragues de fricción de discos múltiples bañados en aceite. Estos son accionados por aceite a presión controlado por las válvulas de mando.
En la figura se ve como el embrague colocado a la izquierda está desconectado, mientras que el de la derecha, gracias a la presión de aceite, se encuentra conectado.
PROCESO DE PRODUCCIÓN
Con una única llamada telefónica, y mediante el envío de un formulario-test de averías a nuestro cliente, podemos determinar de manera inmediata, el precio de la reparación y plazo de entrega de la caja de cambios.
Disponemos de toda la información técnica y de los medios humanos para ayudarles a determinar, si el problema que padece el vehículo proviene de la caja de cambios o no.
Una vez se ha determinado la avería, el cliente nos envía la caja de cambios, o bien, nos hace llegar el vehículo para un diagnóstico más directo y efectivo.
Se procede a la extracción de la caja de cambios del vehículo. Nuestros operarios están debidamente cualificados para llevar a cabo esta operación en el mínimo tiempo posible, así como para observar otras anomalías que tenga el vehículo y puedan influir en el funcionamiento de la caja de cambios.
Se limpian exteriormente para obtener un mejor detalle, desmontando por completo la misma, siguiendo paso a paso las instrucciones de cada fabricante y utilizando los útiles específicos.
Una vez desmontada la caja de cambios se busca la causa de la avería y se proceda a su limpieza exhaustiva de todas y cada una de las piezas que la componen.
En nuestro almacén de recambios, disponemos de todo el recambio necesario para llevar a cabo la reconstrucción en el mínimo tiempo posible.
Todas las piezas que sufren desgaste como retenes, cojinetes, anillos sincronizados, discos de fricción, etc. son sustituidos. Así como las juntas teóricas, aros de estanqueidad, filtros, cintas de freno.
Se comprueban todos los elementos eléctricos de las cajas automáticas: Sensores, selenoides.
Efectuamos el montaje de la caja de cambios, siempre con el mejor recambio y respetando las medidas de ajuste, tolerancias y pares de apriete recomendadas por los diversos fabricantes.
Gracias a nuestro especial banco de pruebas de cajas de cambio, con el que efectuamos la simulación como si se efectuara en el mismo vehículo, eliminamos cualquier error humano o material que pudiera surgir después de haber pasado los anteriores procesos de calidad.
Efectuado el control de calidad de nuestro producto se prepara la caja de cambios para su envío con toda la información sobre su montaje, así como los resultados de las pruebas en el simulador y si el cliente nos lo indica, las piezas sustituidas.
Si disponemos del vehículo realizamos las pruebas en carretera y borramos las averías memorizadas en la unidad de control.
Finalizado el montaje se observa la buena imagen de nuestro producto.

Conceptos e historia
¿Porqué es necesario una caja de cambios?
La caja de cambios es necesaria para transmitir el movimiento rotativo del cigüeñal a las ruedas motrices, después de haber variado la relación según las características de terreno y de las necesidades del conductor.

Tipos de montaje de cajas de cambio.
Manual
El conductor efectúa la selección de la relación adecuada mediante la palanca de la caja de cambios, siendo necesario que el conductor accione el embrague para suprimir dado tipo de fuerzas provenientes del motor que afecten a los elementos móviles de la caja de cambios.
Semiautomático
El conductor efectúa la selección de la relación adecuada mediante la palanca de la caja de cambios, siendo accionado el embrague de forma automática, mientras el conductor se concentra en la conducción.
Automático
Esta caja de cambios no necesita intervención por parte del conductor ya que el sistema de mando decide en que condiciones es necesario variar la relación.
El embrague queda sustituido por el convertidor, haciendo éste la misión del embrague por sí solo.
Caja de transferencia
Generalmente acoplada a continuación de la caja de cambios, tanto manual como automática. Su misión es aumentar el número de relaciones. Utilizado en vehículos 4x4, vehículos pesados o, en general, vehículos sometidos a condiciones extremas.
Tipos de embrague
  • Embrague mecánico a disco
  • Embrague electromecánico a disco
  • Embrague centrífugo (zapatas, rodillos)
  • Embrague electromagnético
  • Convertidor
Elementos internos de la caja de cambios (Los que sufren mayor desgaste)
Manuales
Rodamientos:
Su misión es mantener el movimiento rotativo de los ejes con el mínimo rozamiento y ruido. Si alguna de estas propiedades es modificada se deberá de sustituir.
Tipos:
  • Rodamientos de bolas
  • Rodamientos de rodillos
  • Rodamientos de rodillos cónicos
  • Rodamientos de agujas
  • Rodamientos axiales
Retenes:
Su misión es evitar que el lubricante de la caja de cambios salga al exterior. Siendo sustituido siempre en cualquier manipulación.
Anillos sincronizadores:
Su misión es igualar las velocidades de los piñones con la velocidad del eje y posicionar los engranajes para su acople.
Debido al esfuerzo que padece este material, deben de estar compuestos de una aleación que soporte duras cargas de fricción y temperatura (latón a manganeso).
Tipos:
  • Anillo sincronizador ZF
  • Anillo sincronizador de cono invertido
  • Anillo sincronizador elástico
Automáticas
Rodamientos:
Su misión es mantener el movimiento rotativo de los ejes y tambores con el mínimo rozamiento y ruido. Deben ser sustituidos si no cumplen esta misiones.
Retenes:
Su misión es evitar que el lubricante salga al exterior siendo sustituidos siempre en cualquier manipulación.
Anillos de estanqueidad:
Su misión es dirigir la presión hidráulica a los tambores, servo pistones, etc.
Tipos
  • Toricas
  • Anillos de teflón
  • Anillos metálicos
Casquillos:
Su misión es transmitir la fuerza del motor a los engranajes correspondientes para cada velocidad.
Discos:
Su misión es transmitir la fuerza del motor a los engranajes correspondientes para cada velocidad.
Tipos
  • Fricción
  • Metálicos
Bandas de freno:
Su misión es la misma que los discos
Filtro:
Elimina posibles impurezas que puedan afectar al comportamiento de la caja de cambios.
Caja de transferencia
Rodamientos
Anillos sincronizadores
Retenes

Comentarios

  • el paletael paleta MegaForero
    podrias poner tambien un poco de informacion sobre los sincronizadores: borg-warner, porsche y renault
    scuderia.jpg Nos gustan los coches rápidos, emocionantes y dinámicos y los estamos sacrificando para salvar a unos cuantos escarabajos y ranas que son aburridos, feos, inútiles y repugnantes. Si existe algo cómo Dios, apuesto a que está sentado en una nube ahora mismo, preguntándose si tal vez su mejor especie se ha vuelto completamente loca. JC dixit
  • navionavio MegaForero ✭✭✭
    buen post,para ser 5 estrellas podria extenderse algo mas,pero bueno de todas formas,por cierto ves lo bien que quedan estos post en vez de dedicarte a tocar los ****?
  • Buen tema, me ha gustado image

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