Cajas de Cambio I II III IV

7/24/2019 Cajas de Cambio I II III IV

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cajas de cambio

CAJAS DE CAMBIO

Introduccin

La caja de cambios es un elemento de transmisin que se interponeentre el motor y las ruedas para modificar el numero de revolucionesde las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades dela marcha as lo requieran. Acta, por tanto, como transformador develocidad y convertidor mecnico de par.i un motor de e!plosin transmitiera directamente el par a lasruedas, probablemente seria suficiente para que el vehculo semoviese en terreno llano. "ero al subir una pendiente, el par

resistente aumentara, entonces el motor no tendra suficiente fuer#apara continuar a la misma velocidad, disminuyendo estagradualmente, el motor perdera potencia y llegara a pararse$ paraevitar esto y poder superar el par resistente, es necesario colocar unrgano que permita hacer variar el par motor, segn las necesidadesde la marcha. %n resumen, con la caja de cambios se &disminuye& o&aumenta& la velocidad del vehculo y de igual forma se &aumenta& o&disminuye& la fuer#a del vehculo.

'omo el par motor se transmite a las ruedas y origina en ellas una

fuer#a de impulsin que vence las resistencia que se opone almovimiento, la potencia transmitida ()f* debe ser igual, en todomomento, a la potencia absorbida en llanta$ es decir+

Cm. par desarrollado por el motorCr. par resistente en las ruedas


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n. nmero de revoluciones en el motorn1. nmero de revoluciones en las ruedas

i no e!istiera la caja de cambios el nmero de revoluciones delmotor (n* se transmitira ntegramente a la ruedas (n - n*, con lo

cual el par a desarrollar por el motor ('m* sera igual al parresistente en las ruedas ('r*.

egn esto si en algn momento el par resistente ('r* aumentara,habra que aumentar igualmente la potencia del motor para mantenerla igualdad 'r - 'm. %n tal caso, se debera contar con un motor deuna potencia e!agerada, capa# de absorber en cualquier circunstancialos diferentes regmenes de carga que se originan en la ruedasdurante un despla#amiento.La caja de cambios, por tanto, se dispone en los vehculos para

obtener, por medio de engranajes, el par motor necesario en lasdiferentes condiciones de marcha, aumentado el par de salida acambio de reducir el nmero de revoluciones en las ruedas. 'on lacaja de cambios se logra mantener, dentro de unas condicionesptimas, la potencia desarrollada por el motor.

Relacin de transmisin(/c*egn la formula e!presada anteriormente, los pares de transmisinson inversamente proporcionales al numero de revoluciones+

"or tanto, la relacin (n0n* es la desmultiplicacin que hay queaplicar en la caja de cambios para obtener el aumento de parnecesario en las ruedas, que esta en funcin de los dimetros de lasruedas dentadas que engranan entre s o del nmero de dientes delas mismas.

Clculo de velocidades para una caja decambios

"ara calcular las distintas relaciones de desmultiplicacin que sedeben acoplar en una caja de cambios, hay que establecer lasmismas en funcin del par m!imo transmitido por el motor, ya quedentro de este r1gimen es donde se obtiene la mayor fuer#a de

impulsin en las ruedas. "ara ello, basta representar en un sistemade ejes coordenados las revoluciones m!imas del motor, que estn


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relacionadas directamente con la velocidad obtenida en las ruedas enfuncin de su dimetro y la reduccin efectuada en el puente.iendo &n& el nmero de revoluciones m!imas del motor y &n& elnumero de revoluciones al cual se obtiene el par de transmisinm!imo del motor (par motor m!imo*, dentro de ese r1gimen deben

establecerse las sucesivas desmultiplicaciones en la caja de cambios.%ntre estos dos limites (n y n* se obtiene el r1gimen m!imo ymnimo en cada desmultiplicacin para un funcionamiento del motor apleno rendimiento.

Cambios manuales

'ajas de cambio de engranajes paralelos%sta caja de cambio es la mas utili#ada en la actualidad paravehculos de serie, por su sencillo funcionamiento. %sta constituidapor una serie de pi2ones de acero al carbono, que se obtienen porestampacin en forja y sus dientes tallados en maquinas especiales,con un posterior tratamiento de temple y cementacin para obtenerla m!ima dure#a y resistencia al desgaste.

%stos pi2ones, acoplados en pares de transmisin, van montadossobre unos rboles paralelos que se apoyan sobre cojinetes en elinterior de una carcasa, que suele ser de fundicin gris o aluminio ysirve de alojamiento a los pi2ones y dems dispositivos deaccionamiento, as como de recipiente para el aceite de lubricacin delos mismos.Los pi2ones, engranados en toma constante para cada par detransmisin, son de dientes helicoidales, que permiten unfuncionamiento mas silencioso y una mayor superficie de contacto,con lo cual, al ser menor la presin que sobre ellos acta, se reduce

el desgaste en los mismos. Los nmeros de dientes del pi2nconductor y del conducido son primos entre s, para repartir el


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desgaste por igual entre ellos y evitar vibraciones en sufuncionamiento.

3lin4-http+00555.mecanicavirtual.org0imagescajacambios0engranajesfuncion.jpg6

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Ahora vamos hacer el calculo de una caja de cambios a partir de losdatos reales que nos proporciona el fabricante+

%jemplo+ Peugeot 405 Mi16

'ilindrada (cc*+ 778"otencia ('90rpm*+ ::0:;


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Ahora tenemos que calcular el numero de revoluciones que tenemosen las ruedas despu1s de la reduccin de la caja de cambios y grupodiferencial (rC*. "ara ello hay que multiplicar la relacin de

transmisin de cada velocidad de la caja de cambios por la relacinque hay en el grupo diferencial+

r, (n velocidad)+ es la relacin de transmisin total, se calculamultiplicando la rt (caja cambios* ! rt (diferencial*.

Pma-+ es la potencia m!ima del motor a un numero de revolucionesdeterminado por el fabricante.n. r'm a Pma-+ se calcula multiplicando rC ! nD rpm a potenciam!ima.

'on estos datos ahora podemos calcular la velocidad a m!imapotencia para cada marcha de la caja de cambios. "ara calcular lavelocidad necesitamos saber las medidas de los neumticos y llanta,este dato tambi1n lo proporciona el fabricante. %n este caso tenemosunas medidas de neumtico1/555 R14.

"ara calcular la velocidad necesitamos saber el dimetro de la rueda(E*.


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%l dimetro de la rueda (E* es la suma del dimetro de la llanta masel doble del perfil del neumtico.

%l dimetro de la llanta es ?&, para pasarlo a milmetros (mm*tenemos que multiplicar+ ?& ! @:,? mm - =::,; mm.

%l perfil del neumtico es el ::F de 7: (7:0::* -


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v (1 velocidad)- 4 ! nc -


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Cm. par desarrollado por el motorCr. par resistente en las ruedasn. nmero de revoluciones en el motorn1. nmero de revoluciones en las ruedas

'on los datos que tenemos, para calcular el par en las ruedaspodemos aplicar la siguiente formula+

Cr (1 velocidad)- 7,= m4g0


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marchas manuales sin dispositivos de sincroni#acin hasta lasactuales cajas de cambio sincroni#adas de dos ejes.Kndependientemente de la disposicin transversal o longitudinal ydelantera o trasera, las actuales cajas de cambios manuales sonprincipalmente de dos tipos+

3e tres ees+ un eje primario recibe el par del motor a trav1s delembrague y lo transmite a un eje intermediario. Mste a su ve# lotransmite a un eje secundario de salida, coa!ial con el eje primario,que acciona el grupo diferencial. 3e dos ees+ un eje primario recibe el par del motor y lo transmitede forma directa a uno secundario de salida de par que acciona elgrupo diferencial.

%n ambos tipos de cajas manuales los pi2ones utili#ados actualmente

en los ejes son de dentado helicoidal, el cual presenta la ventaja deque la transmisin de par se reali#a a trav1s de dos dientessimultneamente en lugar de uno como ocurre con el dentado rectotradicional siendo adems la longitud de engrane y la capacidad decarga mayor. %sta mayor suavidad en la transmisin de esfuer#oentre pi2ones se traduce en un menor ruido global de la caja decambios. %n la marcha atrs se pueden utili#ar pi2ones de dentadorecto ya que a pesar de soportar peor la carga su utili#acin es menory adems tienen un coste ms reducido.%n la actualidad el engrane de las distintas marchas se reali#a

mediante dispositivos de sincroni#acin o &sincroni#adores& queigualan la velocidad perif1rica de los ejes con la velocidad interna delos pi2ones de forma que se consiga un perfecto engrane de lamarcha sin ruido y sin peligro de posibles roturas de dentado. %sdecir, las ruedas o pi2ones estn permanentemente engranadas entres de forma que una gira loca sobre uno de los ejes que es el quetiene que engranar y la otra es solidaria en su movimiento al otro eje.%l sincroni#ador tiene, por tanto, la funcin de un embrague defriccin progresivo entre el eje y el pi2n que gira libremente sobre1l. Los sincroni#adores suelen ir dispuestos en cualquiera de los ejes

de forma que el volumen total ocupado por la caja de cambios sea elms reducido posible. %!isten varios tipos de sincroni#adores de loscuales destacan+ sincroni#adores con cono y esfera de sincroni#acin,sincroni#adores con cono y cerrojo de sincronismo, sincroni#adorescon anillo elstico, etc.%l accionamiento de los sincroni#adores se efecta mediante unvarillaje de cambio que acta mediante horquillas sobre lossincroni#adores despla#ndolos a!ialmente a trav1s del eje yembragando en cada momento la marcha correspondiente. Losdispositivos de accionamiento de las distintas marchas dependen deltipo de cambio y de la ubicacin de la palanca de cambio.A continuacin se van a estudiar los dos tipos de cajas de cambios. La


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primera caja de cambios es una caja manual de tres ejes condisposicin longitudinal de un vehculo de propulsin trasera. Lasegunda, es una caja manual de dos ejes con disposicin transversal,de un vehculo con traccin delantera con traccin delantera por loque el grupo cnicodiferencial va acoplado en la salida de la propia

caja de cambios.

La situacin de la caja de cambios en el vehculo dependera de lacolocacion del motor y del tipo de transmisin ya sea est delantera otrasera.

%stas dos disposiciones de la caja de cambios en el vehculo son las


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mas utili#adas, aunque e!iste alguna mas, como la de motordelantero longitudinal y traccin a las ruedas delanteras.

Caja de cambios manual de tres ejes.

%ste tipo de cajas es el ms tradicional de los usados en los vehculosactuales y tiene la ventaja principal de que al transmitir el par atrav1s de tres ejes, los esfuer#os en los pi2ones son menores, por loque el dise2o de 1stos puede reali#arse en materiales de calidadmedia.%n la figura inferior se muestra un corte longitudinal de una caja decambios manual de cuatro velocidades dispuesta longitudinalmente.

%l par motor se transmite desde el cigNe2al del motor hasta la caja decambios a trav1s del embrague (O*. A la salida del embrague vaconectado el eje primario (A* girando ambos de forma solidaria. Ieforma coa!ial al eje primario, y apoyndose en 1ste a trav1s derodamiento de agujas, gira el eje secundario (P* transmitiendo el pardesmultiplicado hacia el grupo cnico diferencial. La transmisin ydesmultiplicacin del par se reali#a entre ambos ejes a trav1s del ejeintermediario (I*.

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%l eje primario (A* del que forma parte el pi2n de arrastre (Q*, queengrana en toma constante con el pi2n ('* del rbol intermediario(I*, en el que estn labrados, adems, los pi2ones (%, J y R*, quepor ello son solidarios del rbol intermediario (I*. 'on estos pi2onesengranan los pi2ones (S, K y T*, montados locos sobre el rbolsecundario (P*, con interposicin de cojinetes de agujas, de manera

que giran libremente sobre el eje arrastrados por los respectivospares del tren intermediario.

%l eje primario recibe movimiento del motor, con interposicin delembrague (O* y el secundario da movimiento a la transmisin,diferencial y, por tanto, a las ruedas. Codos los ejes se apoyan en lacarcasa del cambio por medio de cojinetes de bolas, haci1ndolo lapunta del eje secundario en el interior del pi2n (Q* del primario, coninterposicin de un cojinete de agujas."ara transmitir el movimiento que llega desde el primario al rbol

secundario, es necesario hacer solidario de este eje a cualquiera delos pi2ones montados locos sobre 1l. Ie esta manera, el giro se


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transmite desde el primario hasta el tren fijo o intermediario, pormedio de los pi2ones de toma constante (Q y '*, obteni1ndose elarrastre de los pi2ones del secundario engranados con ellos, quegiran locos sobre este eje. i cualquiera de ellos se hace solidario deleje, se obtendr el giro de 1ste.

La toma de velocidad se consigue por medio de sincroni#adores (U yP*, compuestos esencialmente por un conjunto montado en unestriado sobre el eje secundario, pudi1ndose despla#ar lateralmenteun cierto recorrido. %n este despla#amiento sobre el estriado elsincroni#ador se acopla con los pi2ones que giran locos sobre el rbolsecundario.

%n la figura inferior se muestra el despiece de una caja de cambios deengranajes helicoidales, con sincroni#adores, similar a la descrita

anteriormente. %l eje primario : forma en uno de sus e!tremos elpi2n de toma constante (de dientes helicoidales*. obre el eje semonta el cojinete de bolas ?, en el que apoya sobre la carcasa de lacaja de cambios, mientras que la punta del eje se aloja en el casquillode bronce , empla#ado en el volante motor.%n el interior del pi2n del primario se apoya, a su ve#, el ejesecundario 7, con interposicin del cojinete de agujas ;. "or su otroe!tremo acopla en la carcasa de la caja de cambios por medio delcojinete de bolas @8. obre este eje se montan estriados los cubossincroni#adores, y &locos& los pi2ones. As, el cubo sincroni#ador


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anillos sincroni#adores y cubo sincroni#ador. 'ada uno de lospi2ones del secundario engrana en toma constante con sucorrespondiente par del tren intermediario @


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'onstituida una caja de cambios como se ha e!plicado, las distintasrelaciones se obtienen por la combinacin de los diferentes pi2ones,en consecuencia con sus dimensiones.%n las cajas de cambio de tres ejes, el sistema de engranajes de

doble reduccin es el utili#ado generalmente en las cajas de cambio,pues resulta mas compacto y presenta la ventaja sustancial de teneralineados entre si los ejes de entrada y salida. "ara la obtencin delas distintas relaciones o velocidades, el conductor acciona unapalanca de cambios, mediante la cual, se produce el despla#amientode los distintos cubos de sincroni#acin (sincroni#adores*, queengranan con los pi2ones que transmiten el movimiento.

%n esta caja de cambios (figura superior* se produce una doblereduccin cuando los pi2ones de &toma constante& (Q y '* son dedistintas dimensiones (nD de dientes*. "or eso para calcular lareduccin, tendremos utili#ar la siguiente formula para la saber elvalor de reduccin. "or ejemplo en B velocidad tendremos+

rt- relacin de transmisin

C & 7- nD de dientes de los respectivos pi2ones


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1 velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de B0@B (>* hacia la derecha,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (K* del ejesecundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,

obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene lam!ima reduccin de giro, y por ello la mnima velocidad y el m!imopar.

2 velocidad

%l despla#amiento del sincroni#ador de B0@B (>* hacia la i#quierda,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (T* del ejesecundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.


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velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de =B0?B (U* hacia la derecha,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (S* del eje

secundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.

4 velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de =B0?B (U* hacia la i#quierda,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n de arrastre otoma constante (Q* del eje primario, que se hace solidario con el ejesecundario, sin intervencin del eje intermediario en este caso. 'onello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra lafigura inferior, obteniendose una cone!in directa sin reduccin develocidad. %n esta velocidad se obtiene una transmisin de giro sin

reduccin de la velocidad. La velocidad del motor es igual a la quesale de la caja de cambios, por ello aumenta la velocidad y el pardisminuye.

Marc$a atr%s(P.A.*'uando se selecciona esta velocidad, se produce el despla#amientodel pi2n de reenvio (C*, empujado por un manguito. Al moverse elpi2n de reenvio, engrana con otros dos pi2ones cuya particularidades que tienen los dientes rectos en ve# de inclinados como los demspi2ones de la caja de cambios. %stos pi2ones pertenecen a los ejesintermediario y secundario respectivamente. 'on esto se consigueuna nueva relacin, e invertir el giro del tren secundario con respectoal primario. La reduccin de giro depende de los pi2ones situados enel eje intermediario y secundario por que el pi2n de reenvio acta

nicamente como inversor de giro. La reduccin de giro suele serparecida a la de B velocidad. Say que rese2ar que el pi2n del eje


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secundario perteneciente a esta velocidad es solidario al eje, alcontrario de lo que ocurre con los restantes de este mismo eje queson &locos&.

%n la caja de cambios e!plicada , se obtienen cuatro velocidadeshacia adelante y una hacia atrs.

Sincroni!adoresLas cajas de cambio desde hace muchos a2os utili#an paraseleccionar las distintas velocidades unos dispositivos llamados+sincroni#adores, cuya constitucin hace que un dentado interno ha deengranar con el pi2n loco del eje secundario correspondiente a lavelocidad seleccionada. "ara poder hacer el acoplamiento delsincroni#ador con el pi2n correspondiente, se comprende que esnecesario igualar las velocidades del eje secundario (con el que girasolidario el sincroni#ador* y del pi2n a enclavar, que es arrastrado

por el tren intermediario, que gira a su ve# movido por el motordesde el primario.'on el vehculo en movimiento, al activar el conductor la palanca delcambio para seleccionar una nueva relacin, se produce de inmediatoel desenclavamiento del pi2n correspondiente a la velocidad con quese iba circulando, quedando la caja en posicin de punto muerto. %staoperacin es sencilla de lograr, puesto que solamente se requiere eldespla#amiento de la corona del sincroni#ador, con el que se produceel desengrane del pi2n. in embargo, para lograr un nuevoenclavamiento, resulta imprescindible igualar las velocidades de laspie#as a engranar (pi2n loco del secundario y eje*, es decir,sincroni#ar su movimiento, pues de lo contrario, se produciran golpesen el dentado, que pueden llegar a ocasionar roturas y ruidos en la


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maniobra.'omo el eje secundario gira arrastrado por las ruedas en la posicinde punto muerto de la caja, y el pi2n loco es arrastrado desde elmotor a trav1s del primario y tren intermediario, para conseguir lasincroni#acin se hace necesario el desembrague, mediante el cual, el

eje primario queda en libertad sin ser arrastrado por el motor y sugiro debido a la inercia puede ser sincroni#ado con el del ejesecundario. "or esta causa, las maniobras del cambio de velocidaddeben ser reali#adas desembragando el motor, para volver aembragar progresivamente una ve# lograda la seleccin de la nuevarelacin deseada.

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%n la figura inferior tenemos un sincroni#ador con &fiador de bola&,donde puede verse el dentado e!terior o au!iliar (* del pi2n locodel eje secundario (correspondiente a una velocidad cualquiera* y elcono macho (@* formado en el. %l cubo desli#ante (* va montadosobre estras sobre el eje secundario (8*, pudiendose desli#arse en 1lun cierto recorrido, limitado por topes adecuados. La superficiee!terna del cubo est estriada tambi1n y recibe a la corona internadel manguito desli#ante (=*, que es mantenida centrada en laposicin representada en la figura, por medio de un fiador de bola y

muelle (;*.


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cambios0sincroni#adorfiadorbola.jpg630lin46

"ara reali#ar una maniobra de cambio de velocidad, el conductor llevala palanca a la posicin deseada y, con esta accin, se produce eldespla#amiento del manguito desli#ante, que por medio del fiador de

bola (;*, despla#a consigo el cubo desli#ante (*, cuya superficiecnica interna empie#a a frotar contra el cono del pi2n loco que,debido a ello, tiende a igualar su velocidad de giro con la del cubosincroni#ador (que gira solidario con el eje secundario*. Knstantesdespu1s, al continuar despla#andose el manguito desli#antevenciendo la accin del fiador, se produce el engrane de la misma conel dentado au!iliar del pi2n loco sin ocasionar golpes ni ruidos enesta operacin, dado que las velocidades de ambas pie#as ya estnsincroni#adas. %n estas condiciones, el pi2n loco queda solidario deleje secundario, por lo que al producirse la accin de embragado, ser

arrastrado por el giro del motor con la relacin seleccionada.

Caja de cambios manual de dos ejes

%ste tipo de cajas de cambio ha tenido su desarrollofundamentalmente para disposiciones de vehculos con traccindelantera. %stas cajas de cambio slo poseen dos ejes de forma queno poseen un tercer eje intermediario. %l eje primario obtiene su giro

directamente del motor y lo transmite a un eje secundario que a suve# acciona el conjunto diferencial. Ie esta forma el tama2o delconjunto cajadiferencial se reduce quedando todo bajo un conjuntocompacto. La transmisin de todo el par mediante slo dos ejesobliga a los pi2ones a soportar cargas mucho ms elevadas que sushomlogos de las cajas de tres ejes. "or tanto es preciso emplearmateriales de mayor calidad en la fabricacin de estos pi2ones.

%n las figuras siguientes tenemos el despiece de una caja de cambiosde dos ejes de : velocidades.

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cambios0despiececaja:vel.jpg6

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caja.jpg6 30lin46

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delcambio.jpg6 30lin46

%n los esquemas siguientes se muestra un corte longitudinal de una


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caja de cambios manual de cinco velocidades de dos ejes condisposicin transversal.%l eje primario (* va apoyado sobre la carcasa sobre dosrodamientos y contiene los pi2ones solidarios (;, , 8, 7,


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Los sincroni#adores estn dispuestos de tal forma que+ un primersincroni#ador (;* entre los pi2ones locos de =B y ?B en el ejesecundario (:*, otro sincroni#ador (@* e!clusivo para la :B marchaen el eje primario y un tercer sincroni#ador (7* en el eje secundarioentre los pi2ones locos de B y @B marcha.Ubservar que el sincroni#ador (;* de la =B y ?B tiene en su coronadespla#able un dentado recto e!terior que hace la funcin de pi2nde marcha atrs. La marcha atrs se acciona al conectar el pi2n de

marcha atrs (7* del eje primario con la corona del sincroni#adormediante un pi2n au!iliar (@* de marcha atrs que invierte el giro


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del eje secundario.Codos los pares de pi2ones estn permanentemente engranados deforma que slo el pi2n loco de la marcha seleccionada se muevesolidario a su eje a trav1s de su correspondiente sincroni#ador.Pientras los dems pi2ones locos giran libremente arrastrados por

sus homlogos solidarios del otro eje.

uncionamiento

%l funcionamiento de las distintas marchas es el siguiente+

1 velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de B0@B (7* hacia la derecha,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (@


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secundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.

velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de =B0?B (;* hacia la derecha,produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (* del ejesecundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la

velocidad y el par disminuye.


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4 velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de =B0?B (;* hacia la i#quierda,

produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (?* del ejesecundario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.


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5 velocidad%l despla#amiento del sincroni#ador de :B (@* hacia la derecha,

produce el enclavamiento del correspondiente pi2n loco (?* del ejeprimario, que se hace solidario de este eje. 'on ello, el giro estransmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior,obteniendose la oportuna reduccin. %n esta velocidad se obtiene unareduccin de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta lavelocidad y el par disminuye.


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Marc$a atr%s(P.A.*'uando se selecciona esta velocidad, se produce el despla#amiento

del pi2n de reenvio, empujado por un manguito. Al moverse el pi2nde reenvio, engrana con otros dos pi2ones, uno unido a eje primario(7* y el otro lo forma el sincroni#ador de =B0?B cuya corona e!ternatiene labrados unos dientes rectos. Hna particularidad de los pi2onesque intervienen en la marcha atrs, es que tienen los dientes rectosen ve# de inclinados como los dems pi2ones de la caja de cambios.'on este mecanismo se consigue una nueva relacin, e invertir el girodel tren secundario con respecto al primario. La reduccin de girodepende de los pi2ones situados en el eje primario y secundario porque el pi2n de reenvio acta nicamente como inversor de giro. Lareduccin de giro suele ser parecida a la de B velocidad.


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e comprueba en las siguientes figuras como hay cajas de cambiosdise2adas de tal manera que se sitan los sincroni#adores tanto en el

eje primario (@* como en el secundario (@* y los pi2ones no sontodos solidarios en un eje y locos en el otro, sino que se distribuyenen los dos ejes por igual. %n el eje primario tenemos como pi2onessolidarios (;, y 8* y como locos (= y :*. %n el eje secundariotenemos como pi2ones solidarios (@ y ?* y como locos (7 y *. Lamarcha atrs se hace intercalando un pi2n de reenvio entre el pi2nsolidario del eje primario (* y la corona e!terna dentada delsincroni#ador de B0@B. e aprecian claramente los dientes rectos delos pi2ones que intervienen en la marcha atrs.

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%n la figura inferior puede verse el sistema de mando de la caja decambios anterior. La palanca de cambios (8* transmite un movimientoen cru# de i#quierda a derecha y hacia adelante o hacia atrsindistintamente, que es interpretado por el eje0palanca (;*transformando dicho movimiento en uno de giro en semicrculo y otromovimiento en forma vertical de arriba a abajo o al rev1s. %l%je0palanca con su movimiento acciona una de las barrasdespla#ables (?* que tienen acopladas de forma solidaria lashorquillas (* que a su ves mueven los sincroni#adores ( y @* y elpi2n de reenvio (=*. Las barras despla#ables (?* estn dotadas cadauna de ellas de unas escotaduras (:*, en las que puede alojarse unabola presionada por un muelle. %stas escotaduras sirven para fijar lasbarras en una posicin concreta para impedir el despla#amiento de la

mismas, como consecuencia de las vibraciones o sacudidas que se


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producen con la marcha del vehculo.%sto evita que se pueda saliruna marcha una ve# que esta engranada.

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Utro ejemplo+ de caja de cambios, diferente a la anterior, que seacoplaria a un vehculo con motor longitudinal y traccin delantera. Ladisposicin de los pi2ones y sincroni#adores se reparte en ambos ejescomo en el caso anterior y la marcha atrs funciona de igual manera.

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Caja de cambios manual actuali!ada

%l cambio que vamos a estudiar ahora es una versine!tremadamente ligera, dotada de dos rboles y : velocidades. Loscomponentes de la carcasa estn fabricados en magnesio. %l cambiopuede transmitir pares de hasta @m. %ste cambio se puedeemplear en combinacin con una gran cantidad de motori#aciones.Las relaciones de las marchas, los pi2ones y la relacin detransmisin del eje han sido configurados por ello de modo fle!ible.


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La B y @B marchas tienen una doble sincroni#acin. Codas las demsmarchas adelante tienen sincroni#acin simple. %l dentado de trabajode los pi2ones mviles (solidarios* y fijos (locos* es de tipo helicoidal

y se hallan continuamente en ataque (engranados*.Codos los pi2ones mviles (locos* estn alojados en cojinetes deagujas y estn repartidos en los rboles primario y secundario. Lospi2ones de B y @B marcha se conectan sobre el rbol secundario$ losde =B, ?B y :B marchas se conectan sobre el rbol primario.%l pi2n de marcha atrs (;* tiene dentado recto. La inversin delsentido de giro sobre el rbol secundario se reali#a con ayuda de unpi2n intermediario (:*, alojado con un eje aparte en la carcasa delcambio, que se conecta entre los rboles primario y secundario.obre el secundario se conecta sobre la corona dentada, tallada en el

e!terior del sincroni#ador de B y @B.La transmisin del par de giro hacia el diferencial se reali#a a trav1sdel pi2n de ataque del rbol secundario contra la corona dentada delgrupo diferencial.

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82. nD de diente pi2ones del secundario81. nB de diente pi2ones del primariort. relacin de transmisin (#@0#*

Carcasa

La carcasa del cambio consta de @ pie#as de magnesio (carcasa delcambio y carcasa de embrague*.'on una tapa especfica se cierra la carcasa del cambio hacia fuera.Los componentes de la carcasa son de magnesio, para conseguir unconjunto mas ligero.

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"rbol primario

%l rbol primario est dise2ado con el conjunto clsico de cojinetes


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fijo0mvil.

%st alojado+

mediante un cojinete de rodillos cilndricos (mvil* en la carcasa del

embrague,

mediante un rodamiento radial rgido (fijo* en una unidad decojinetes, dentro de la carcasa del cambio.

"ara reducir las masas se ha dotado el rbol primario de un taladroque lo atraviesa casi por completo.

%l dentado para la B, @B y marcha atrs forma parte del rbolprimario. %l cojinete de agujas para la :B marcha se aloja en uncasquillo por el lado del rbol. Los cojinetes de agujas para lospi2ones de =B y ?B marchas funcionan directamente sobre el rbolprimario.

Los sincroni#adores de =B y ?B marchas y : marcha van engranados

mediante un dentado fino. e mantienen en posicin por medio deseguros.

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"rbol secundario

Cambi1n el rbol secundario est dise2ado de acuerdo a los cojinetesclsicos fijo0mvil.

Kgual que el rbol primario, est alojado+

mediante un cojinete de rodillos cilndricos (mvil* en la carcasa delembrague

por medio de un rodamiento radial rgido de bolas (fijo*, situadoconjuntamente con el rbol primario en la unidad de cojinetes, en lacarcasa del cambio.

"ara reducir la masa se ha procedido a ahuecar el rbol secundario.


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Los pi2ones de =B, ?B y :B velocidad y el sincroni#ador para B y @Bvelocidad estn engranados por medio de un dentado fino. emantienen en posicin por medio de seguros. %n el rbol secundariose encuentran los pi2ones mviles (locos* de B y @B velocidad,alojados en cojinetes de agujas.

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#rupo di$erencial

%l grupo diferencia constituye una unidad compartida con el cambiode marchas. e apoya en dos cojinetes de rodillos cnicos, alojados


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en las carcasas de cambio y embrague.Los retenes (de diferente tama2o para los lados i#quierdo y derecho*sellan la carcasa hacia fuera.La corona est remachada fijamente a la caja de sat1lites yhermanada con el rbol secundario (reduce la sonoridad de los

engranajes*.La rueda generatri# de impulsos para el velocmetro forma parteintegrante de la caja de sat1lites.

Doble sincroni!acin


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La B y @B velocidad tienen una doble sincroni#acin. "ara estosefectos se emplea un segundo anillo sincroni#ador (interior* con unanillo e!terior.

La doble sincroni#acin viene a mejorar el confort de los cambios alreducir de =B a @B velocidad y de @B y a B velocidad.Iebido a que las superficies friccionantes cnicas equivalen casi aldoble de lo habitual, la capacidad de rendimiento de la sincroni#acinaumenta en un :< F, apro!imadamente, reduci1ndose a su ve# la

fuer#a necesaria para reali#ar el cambio, apro!imadamente a lamitad.


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lujo de las $uer!as en el cambio

%l par del motor se recibe en el cambio a trav1s del rbol primario.egn la marcha que est1 conectada, el par se transmite a trav1s dela pareja correspondiente de pi2ones hacia el rbol secundario y,desde 1ste, hacia la corona del grupo diferencial.%l par y el r1gimen actan sobre las ruedas motrices en funcin de lamarcha engranada.

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Alojamiento de cojinetes

Los rodamientos radiales rgidos de bolas no se montan directamente


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en la carcasa del cambio, sino que se instalan en un alojamiento porseparado para cojinetes.

%l paquete completo de los rboles primario y secundario con suspi2ones se preensambla fuera de la carcasa del cambio, en elalojamiento de cojinetes, lo cual permite incorporarlo fcilmente en lacarcasa del cambio.

Los rodamientos radiales rgidos se fijan en la posicin prevista pormedio de una arandela de geometra especfica, que va soldada alalojamiento de cojinetes.Los rodamientos radiales rgidos poseen retenes radiales propios porambos lados, para mantener alejadas de los cojinetes las partculasde desgaste que acompa2an al aceite del cambio.

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Mando del cambio

Los movimientos de cambio se reciben por arriba en la caja. %l eje deseleccin va guiado en la tapa. "ara movimientos de seleccin sedespla#a en direccin a!ial. Ios bolas, sometidas a fuer#a de muelle,impiden que el eje de seleccin pueda ser e!trado involuntariamentede la posicin seleccionada.


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Las horquillas para B0@B y =B0?B velocidad se alojan en cojinetes debolas de contacto oblicuo. 'ontribuyen a la suavidad de mando delcambio. La horquilla de :B marcha tiene un cojinete de desli#amiento.

Las horquillas y los patines de cambio van acoplados entre s deforma no fija.Al seleccionar una marcha, el eje de seleccin despla#a con su dedillo

fijo el patn de cambio, el cual mueve entonces la horquilla.Los sectores posti#os de las horquillas se alojan en las gargantas delos manguitos de empuje correspondientes a la pareja de pi2ones encuestin.


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Sensores % actuadores

9ndicador de la velocidad de marc$aLa se2al de velocidad que se enva al velocmetro se reali#a sinsistemas mecnicos intermedios (como el cable o sirga utili#ado enlos cambios antiguos*.La informacin necesaria para la velocidad de marcha se capta enforma de r1gimen de revoluciones, directamente en la caja desat1lites, empleando para ello el transmisor electrnico de velocidadde marcha.La caja de sat1lites posee marcas de referencia para la e!ploracin+son segmentos real#ados y rebajados.


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%l transmisor trabaja segn el principio de Sall. La se2al ")P(modulada en achura de los impulsos* se transmite al procesadorcombinado en el cuadro de instrumentos

Conmutador 'ara luces de marc$a atr%s%l conmutador para las luces de marcha atrs va enroscadolateralmente en la carcasa del cambio.Al engranar la marcha atrs, un plano de ataque en el patn decambio para la marcha atrs acciona el conmutador con un recorridoespecfico. %l circuito de corriente se cierra, encendiendose las lucesde marcha atrs.


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Caja de cambios de & velocidades

'omo curiosidad y sin entrar en detalles, vamos a ver este tipo decaja de cambios, que se empie#a a ver montada en vehculos demedias y altas prestaciones.


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%l dise2o de esta caja dispone de tres rboles de transmisin quepermite un dise2o muy compacto, que ocupa poco espacio.

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Caja de cambios manual de &

velocidades%l cambio manual de ; marchas destaca por numerosas cualidades,siendo la mas significativa el buen aprovechamiento del parentregado por el motor, consecuencia de un e!celente escalonamientode las marchas.Adems, al disponer de ; marchas se reduce el consumo, los nivelesde contaminacin y se disminuye el impacto medioambiental%n el mbito tecnolgico, la novedad principal del cambio es el uso dedos rboles secundarios. Iicha t1cnica permite obtener un conjuntomas compacto, para poder montarlo en vehculos con grupo motorpropulsor transversal.Codas las marchas, incluida la marcha atrs, estn sincroni#adas, porlo que la facilidad en la cone!in est asegurada. Adems, losengranajes son helicoidales, hecho que aumenta la resistencia yreduce la sonoridad.%l uso de cable de mando en la transmisin de los movimientos de lapalanca hacia el cambio de marchas aporta una mayor suavidad en elmanejo, mayor precisin en los movimientos y una reduccin en latraslacin de ruidos al habitculo.

La facilidad de manejo del cambio se complementa con elaccionamiento hidrulico del embrague.


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%l cambio manual con ; marchas hacia delante y una hacia atrs, semonta junto con el motor de forma transversal. %!isten dosversiones, una para vehculos con traccin delantera y otra para

vehculos con traccin total, siendo el peso de ?8,: 4g y de ;8 4grespectivamente%n ambos casos el par de entrada m!imo admisible es de =:< >mvalor suficiente para poder ser montado en motores de alta potenciay par.La carcasa del embrague dispone de numerosos taladros tiles paraacoplar el cambio a los motores de diferentes familias. Ie esta formase compensa el ngulo de inclinacin propia de cada motor. %!istendiversas relaciones de cambio, segn sea la motori#acin en la que semonte. "or esta ra#n es importante consultar las letras distintivas

del cambio en las operaciones de reparacin.

Estructura

Los elementos que forman la caja de cambios estn alojados en elinterior de dos carcasas de aluminio, la del &embrague& y la del&cambio&.

Los componentes bsicos deV cambio son+


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un rbol primario, dos rboles secundarios, un rbol para la marcha atrs, un diferencial y la timoneria necesaria para la seleccin y cone!in de las marchas

La versin de traccin total dispone adems de una &caja de reenvo&,imprescindible para transmitir par de giro al eje trasero.La utili#acin de dos arboles secundarios, t1cnica conocida como&flujo de fuer#as cru#ado&, permite repartir los pi2ones mviles de lasmarchas entre ambos rboles y reducir as la longitud total delcambio.'ada rbol secundario tiene un pi2n de ataque que engranadirectamente con la corona del diferencial. "ero slo transmitemovimiento el rbol que tenga engranada una marcha. Codos los

pi2ones tienen dientes helicoidales. Adems todas las marchas estnsincroni#adas, incluida la marcha atrs.

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30lin463lin4-http+00555.mecanicavirtual.org0imagescambio=0cajacambios

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Arbol primario

%l primario, sujeto por la carcasa del embrague y la del cambio, estapoyado en ellas medante rodamientos de rodillos cnicos %n el rbolse han mecani#ado dos dentados, el de la @B marcha (el mas pr!imo

al embrague* y otro que es comn para la B y la marcha atrs.obre el rbol se monta un pi2n doble, los cuales quedan solidarios.


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Iicho pi2n doble incluye dos dentados, uno para la ;B y ?B marchasy otro para la =B. %n su e!tremo opuesto al embrague se monta alpi2n para la :B. Hna ve# montado, tambi1n gira solidario con elrbol.

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Arboles secundario

%sta caja de cambio manual tiene dos secundarios+ el &rbolsecundario K& y el &rbol secundario KK&. Ambos gravitan en la carcasadel cambio y en la del embrague medante rodamientos de rodilloscnicos.%n el &secundarlo K& se montan los pi2ones de la primera hasta la ?Bmarcha, mientras que en el &secundarlo KK& dispone los pi2ones de la

:B, ;B y marcha atrsCodos los pi2ones de los secundarios giran libres sobre rodamientos


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de agujas. 'uando se engrana una marcha, el pi2n correspondientequeda solidario al eje, transmitiendo el par a la corona del diferencial.

Codas las marchas estn sincroni#adas. Los sincroni#adores de todaslas marchas estn repartidos entre los dos secundarios. Iebe

destacarse la sincroni#acin doble de la D y @D y =B el resto sonsincroni#adores simples.%l rbol &secundario KK& tiene la caracterstica de las #onas ocupadaspor los pi2ones de la ?B, B y @B marcha. Rracias a una arandeladerivadora de aceite, el rbol hueco y los tres taladros se logra uncorrecto engrase de los rodamientos de agujas de los pi2ones

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Otros componentes internos

:e de marc$a atr%sLa inversin de giro del secundario se logra mediante eV eje de la

marcha atrs, al cual estn fijados dos pi2ones, uno en permanentecontacto con el primario y otro con el secundario.


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%l eje se apoya en la carcasa del cambio y en la del embrague pormedio de rodillos de aguja

3i*erencialIescansa en dos rodamientos de rodillos cnicos, uno en la carcasa

del embrague y el otro en la del cambio.Ciene la funcin de compensar la diferencia de revoluciones de lasruedas motrices al tomar una curva. %st formado por una coronasolidaria a la carcasa del diferencial, la cual al girar arrastra lacarcasa donde se aloja el eje de los sat1lites. La actuacin conjuntade los sat1lites y los planetarios, engranados entre s, compensa ladiferencia de giro de las ruedas motrices en curvas.'on tal de mejorar la suavidad de marcha y reducir ruidos, se harectificado cnicamente la carcasa del diferencial en las salidas de losejes abridados, para alojar un anillo cnico cargado por un resorte,

evitando as vibraciones no deseadas en los ejes abridados.La carcasa del diferencial tiene mecani#ados ocho huecos. 'on ellos yun transmisor para el velocmetro se obtiene la se2al idnea para elclculo de la velocidad instantnea del vehculo por parte def cuadrode instrumentos.

Caa de reenvioLos vehculos con traccin total incorporan una caja de reenvo, fijadaa la carcasa del embrague, la cual no tiene despiece.Ciene la funcin de transmitir un movimiento de rotacin entre la

carcasa del diferencial y el rbol cardn. 'onsta de un grupo cnicoformado por un pi2n de ataque y una corona+ ambos giran sobrerodamientos de rodillos cnicos.%l funcionamiento es sencillo+ un eje nervado une rgidamente lacarcasa del diferencial con el pi2n de ataque de la caja de reenvo, elcual a su ve# engrana con la corona de la cajade reenvo y transmite el giro a trav1s del rbol cardn al eje trasero.

Hn segundo eje nervado atraviesa la caja de reenvo por el interior,de forma que une un planetario con el eje abridado del palier

delantero derecho.3lin4-http+00555.mecanicavirtual.org0imagescambio=0cajacambios

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cajas de cambio II

Cone'in de marc(as

Los mecanismos que intervienen en la cone!in de marchas son+

un eje selector, cuatro horquillas con las correspondientes barras sobre las que sedespla#an, y cuatro casquillos de encastre para la retencin esttica de lamarcha.

%l eje selector es la pie#a principal. %sta sujeto a la carcasa delcambio medante una tapa en un e!tremo y en el otro mediante un

tornillo de seguridad.Hn casquillo montado en el eje selector incorpora un fiador, que


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trabaja en todas las marchas. Iispone tambi1n de un orificio dondeencaja el perno de retencin y la #ona que acta sobre el conmutadorde la lu# de marcha atrs. Adems, el eje selector tiene tres dedos decone!in, uno para las horquillas de la B a la ?B marcha, otro para lamarcha atrs y el ltimo para la :B y ;B.

'uando el eje selector est en reposo, sin ninguna marchaengranada, unos resortes internos lo sitan de tal forma que uno delos dedos de cone!in coincide en la escotadura de lahorquilla de la =B y ?B marcha$ el resto quedan libres.'ada una de las horquillas de las marchas (e!cepto la marcha atrs*tiene un fiador propio. 'uando se engrana una de las marchas, unode los casquillos de encastre (fijos en la carcasa del cambio* bloqueala posicin de la horquilla impidiendo que esta se desplace.La combinacin del fiador del eje selector con el propio de cada unade las horquillas (retencin esttica*, y los dentados en forma de

punta de lan#a de los sincroni#adores (retencin dinmica* evitan quelas marchas se desengranen casualmente.

lujo de $uer!a

%l par de giro del motor llega al cambio de marchas a trav1s delembrague y entra por el rbol primario. %l primario tiene todos lospi2ones solidarios+ su giro constante provoca el giro de todos los

pi2ones de los otros rboles, los cuales permanecen libres.%n el momento que el conductor engrana alguna marcha, provoca


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que el pi2n correspondiente, situado en un rbol secundarlo quedesolidarlo al rbol$ as el par de giro pasar del primario a elsecundario y finalmente al diferencial. 'ada una de las marchas tienecomo resultado una desmultiplicacin propia.La inversin de giro del secundario KK se logra mediante la

intercalacin del eje para la marcha atrs entre el primario y elsecundario KK.

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Accionamiento de marc(as

Los mecanismos que intervienen en la seleccin y cone!in de unamarcha se pueden asociar en tres grupos+

La palanca de cambios, dos cables de mando y la timonera de cone!in.


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Palanca de cambiosCiene libertad de movimiento en cualquiera de las direcciones de lostres ejes espaciales. As, el mecanismo interior de la palanca puedetransformar los movimientos reali#ados por el conductor enmovimientos de traccin y empuje en los e!tremos de ambos cables,

Los movimientos que reali#a la palanca hacia la derecha e i#quierdallegarn al cambio como movimiento de seleccin, mientras que losmovimientos de avance y retroceso de la palanca provocarnmovimiento de cone!in de las marchas.

Cables de mandoon de tipo blo5den y tienen la funcin de transmitir los movimientosde la palanca hacia la timonera de cone!in en el cambio.Ie esta forma se reducen las vibraciones sobre las cone!ionesdebidas al movimiento de los grupos mecnicos, as como el

aislamiento de ruidos por vibraciones y la carencia de mantenimiento.

Hno de los cables transmite el movimiento de seleccin y otro losmovimientos de cone!in.

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,imoner;a de cone-in%st ubicada en la caja de cambios, a la cual estn unidos por une!tremo los cables de mando y por el otro el eje selector.Iicho mecanismo transforma los movimientos de los cables de mando

en movimientos de despla#amiento a!ial y de rotacin del ejeselector, necesarios para la seleccin y cone!in de cada una de lasmarchas.

uncionamiento

Movimiento de seleccinLos despla#amientos hacia la derecha e i#quierda de la palanca decambios son transformados en movimientos de traccin y empuje delcable de seleccin quienes a su ve# actan sobre la timoneria decone!in fijada al eje selectorAs se obtiene un movimiento ascendente o descendente del ejeselector, con el que se logra encarar un dedo de cone!in en laescotadura de la horquilla de la marcha seleccionada correspondiente.

La cone!in de la marcha atrs requiere superar un bloqueo deseguridad situado en el conjunto de ta palanca de cambio, la cualimpide la cone!in accidental de la marcha.

"ara ello es imprescindible presionar la palanca de cambios haciaabajo, hasta superar la fuer#a de un muelle$ solo as puede superarseel bloqueo por medio de los movimientos hacia la i#quierda yadelante en la palanca.


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Movimiento de cone-inLos movimientos de avance y retroceso en la palanca provocanmovimientos rotatorios del eje de seleccin. %sta rotacin hace que el

dedo de cone!in desplace la horquilla junto con el manguito deempuje. %l manguito de empuje del sincroni#ador se encarga a su ve#de engranar el pi2n de la marcha conectada.

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"ceite%sta caja de cambios utili#a aceite R: A% :)7


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relacin conforme el motor vara de r1gimen de giro. %l resultado queaprecia el conductor es el de un cambio cmodo que no producetirones y que le permite prestar toda su atencin al trfico. "or lotanto el cambio automtico no slo proporciona ms confort, sino queaporta al vehculo mayor seguridad activa.

Los elementos fundamentales que componen la mayora de loscambios automticos actuales son+

un convertidor hidrulico de par que vara y ajusta de formaautomtica su par de salida, al par que necesita la transmisin. un tren epicicloidal o una combinacin de ellos que establecen lasdistintas relaciones del cambio. un mecanismo de mando que selecciona automticamente lasrelaciones de los trenes epicicloidales. %ste sistema de mando puede

ser tanto mecnico como hidrulico, electrnico o una combinacin deellos.

"recisamente el control electrnico es la mayor innovacin quedisponen los cambios automticos actuales dando al conductor laposibilidad de elegir entre varios programas de conduccin(econmico, deportivo, invierno* mediante una palanca de seleccin,llegando actualmente a e!istir sistemas de control que puedenseleccionar automticamente el programa de cambio de marchas msidneo a cada situacin concreta de conduccin.

%ntre los datos que utili#an estos sistemas para sus clculos seencuentran, la frecuencia con que el conductor pisa el freno, lapendiente de la carretera, el numero de curvas de la misma, etc.

Antes de estudiar el funcionamiento de la caja de cambiosautomtica, hay que e!plicar de forma individual, los elementosbsicos que la forman.

Embra)ue (idrulico

%l embrague hidrulico que mas tarde evolucionara llamandoseconvertidor de par, acta como embrague automtico entre el motory la caja de cambios que, en estos casos, suele ser automtica osemiautomtica. Iicho embrague permite que el motor gire al ralent(en vaco* y adems transmite el par motor cuando el conductoracelera.%st fundado en la transmisin de energa que una bomba centrfugacomunica a una turbina por mediacin de un lquido quegeneralmente es aceite mineral."ara comprender bien este principio se puede poner el ejemplo de

dos ventiladores (figura inferior* colocados uno frente al otro. %lventilador (*, conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como


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impulsor o bomba sobre el otro ventilador (@* que est sin conectar$1ste ltimo, al recibir el aire, se pone a girar como una turbina.

Constitucin del embrague $idr%ulico%st constituido, como puede verse en la figura inferior, por doscoronas giratorias (bomba y turbina* que tienen forma de semitoroidegeom1trico y estn provistas de unos tabiques planos , llamadosalabes. Hna de ellas, llamada rotor conductor, va unida al rbol motorpor medio de tornillos y constituye la bomba centrfuga$ la otra, unidaal primario de la caja de cambios con giro libre en el volante,constituye la turbina o corona arrastrada.Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y estnseparadas por un peque2o espacio para que no se produ#ca

ro#amiento entre ellas.


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Al subir una pendiente, la velocidad del vehculo disminuye poraumentar el par resistente, pero el motor contina desarrollando supar m!imo a costa de un mayor resbalamiento, con lo que se puedemantener ms tiempo la directa sin peligro de que el motor se cale.

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=entaas e inconvenientes de los embragues $idr%ulicos

%ste tipo de embrague presenta el inconveniente de que no sirve parasu acoplamiento a una caja de cambios normal, es decir, de engranesparalelos$ ya que aun funcionando a ralent, cuando el resbalamientoes m!imo, la turbina est sometida a una fuer#a de empuje que,aunque no la haga girar por ser mayor el par resistente, acta sobrelos dientes de los engranajes y no permite la maniobra del cambio develocidades."or esta ra#n este embrague se utili#a en cajas de cambioautomtico. "ara su acoplamiento a una caja normal, habra queintercalar un embrague au!iliar de friccin que permita desacoplar la

caja de cambios en el momento del cambio.Iebido a la inevitable p1rdida de energa por desli#amiento del aceite


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en su acoplamiento para obtener el par m!imo, los vehculosequipados con este tipo de embrague consumen algo ms decombustible que los equipados con un embrague normal de friccin."resentan tambi1n la desventaja de un mayor coste econmico, ascomo la necesidad de tener que acoplar una caja de cambios

automtica.

'omo contrapartida de estos inconvenientes, la utili#acin delembrague hidrulico presenta las siguientes ventajas+

Ausencia de desgaste. Iuracin ilimitada, incluso mucho mayor que la vida til delvehculo. Las vibraciones por torsin en la transmisin estn fuertementeamortiguadas, cualidad muy importante para su utili#acin en los

motores Iiesel. Arranque muy suave, debido a la progresividad en el desli#amiento.

Qajo coste de entretenimiento, no e!igiendo ms atencin que elcambio peridico de aceite cada :


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%n la figura inferior se muestra un esquema de los componentes delconvertidor hidrulico. Adems de la bomba y de la turbinacaractersticos de un embrague hidrulico, el convertidor de pardispone de un elemento intermedio denominado reactor. La rueda dela bomba est accionada directamente por el motor mientras que laturbina acciona el eje primario de la caja de velocidades. %l reactortiene un funcionamiento de rueda libre y est apoyado en un rbolhueco unido a la carcasa de la caja de cambios.Canto la bomba como la turbina y el reactor tienen alabes curvados

que se encargan de conducir el aceite de forma adecuada.


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bomba y que a su ve# es transmitido de nuevo sobre la turbina.'uanto mayor sea la diferencia de giro entre turbina y bomba mayorser la diferencia de par entre la entrada y la salida del convertidor,llegando a ser a la salida hasta tres veces superior.'onforme disminuye la diferencia de velocidad va disminuyendo la

desviacin de la corriente de aceite y por lo tanto el empuje adicionalsobre la turbina con lo que la relacin de par entre salida y entradava disminuyendo progresivamente.'uando las velocidades de giro de turbina e impulsor se igualan, elreactor gira incluso en su mismo sentido sin producirse ningnempuje adicional de forma que la transmisin de par no se veaumentada comportndose el convertidor como un embraguehidrulico convencional. A esta situacin se le llama &punto deembrague&3aling-center6

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30lin463lin4-http+00555.mecanicavirtual.org0imagescaja


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cambios0convertidorparfuncion.jpg6

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La ventaja fundamental del convertidor hidrulico de par sobre elembrague hidrulico es que el primero permite, en situaciones dondese necesita mayor traccin como subida de pendientes o arranques,el movimiento del reactor con lo que el par transmitido se veaumentado respecto al proporcionado por el motor en caso de

necesidad. Adems el convertidor hidrulico amortigua a trav1s delaceite cualquier vibracin del motor antes de que pase a cualquierparte de la transmisin.A pesar de ser el convertidor hidrulico un transformador de par, noes posible su utili#acin de forma directa sobre un vehculo ya que endeterminadas circunstancias de bajos regmenes de giro tendra unrendimiento muy bajo. Adems no podra aumentar el par ms deltriple. Codo esto obliga a equipar a los vehculos, adems de con unconvertidor, con un mecanismo de engranajes planetarios quepermitan un cambio casi progresivo de par.


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En)ranaje planetario

Cambi1n llamado &engranaje epicicloidal&, son utili#ados por las cajasde cambio automticas. %stos engranajes estn accionados mediantesistemas de mando normalmente hidrulicos o electrnicos queaccionan frenos y embragues que controlan los movimientos de losdistintos elementos de los engranajes.La ventaja fundamental de los engranajes planetarios frente a losengranajes utili#ados por las cajas de cambio manuales es que suforma es mas compacta y permiten un reparto de par en distintos

puntos a trav1s de los sat1lites, pudiendo transmitir pares maselevados.

i quieres ver como funciona un engranaje planetario ha# clic43lin4-http+00555.mecanicavirtual.org0imagescajacambios0convertidorfoto.jpg6a>u;30lin46.

%n el interior (centro*, el planeta gira en torno de un eje central.Los sat1lites engranan en el dentado del pi2n central. Adems lossat1lites pueden girar tanto en torno de su propio eje como tambi1n

en un circuito alrededor del pi2n central.Los sat1lites se alojan con sus ejes en el portasat1lites%l portasat1lites inicia el movimiento rotatorio de los sat1litesalrededor del pi2n central$ con ello, lgicamente, tambi1n en tornodel eje central.La corona engrana con su dentado interior en los sat1lites y encierratodo el tren epicicloidal. %l eje central es tambi1n centro de giro parala corona.


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%stos tres componentes (planeta, sat1lites y corona* del trenepicicloidal pueden moverse libremente sin transmitir movimientoalguno, pero si se bloquea uno de los componentes, los restantespueden girar, transmitiendose el movimiento con la relacin detransmisin resultante segn la relacin e!istente entre sus pi2ones.i se bloquean dos de los componentes, el conjunto quedabloqueado, moviendose todo el sistema a la velocidad de rotacinrecibida por el motor.

Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal

dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementose!iste otro que haga de reaccin. %n funcin de la eleccin del


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elemento que hace de entrada o que hace de reaccin se obtienencuatro relaciones distintas que se pueden identificar con tres posiblesmarchas y una marcha invertida. %l funcionamiento de un trenepicicloidal es el siguiente+

B relacin+ si el movimiento entra por el planetario y se frena lacorona, los sat1lites se ven arrastrados por su engrane con elplanetario rodando por el interior de la corona fija. %sto produce elmovimiento del portasat1lites. %l resultado es una desmultiplicacindel giro de forma que el portasat1lites se mueve de forma muchoms lenta que el planetario o entrada.

@B relacin+ si el movimiento entra por la corona y se frena elplanetario, los sat1lites se ven arrastrados rodando sobre elplanetario por el movimiento de la corona. %l efecto es el movimiento

del portasat1lites con una desmultiplicacin menor que en el casoanterior.

=B relacin+ si el movimiento entra por el planetario y, la corona oel portasat1lites se hace solidario en su movimiento al planetariomediante un embrague entonces todo el conjunto girasimultneamente produci1ndose una transmisin directa girando todoel conjunto a la misma velocidad que el motor.

?B relacin+ si el movimiento entra por el planetario y se frena el

portasat1lites, se provoca el giro de los planetarios sobre su propioeje y a su ve# estos producen el movimiento de la corona en sentidocontrario, invirtiendose el sentido de giro y produci1ndose unadesmultiplicacin grande.

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Knvirtiendo la entrada y la salida en las relaciones dedesmultiplicacin se obtendran relaciones de multiplicacin.%stas relaciones se podran identificar con las tpicas marchas de un

cambio manual, sin embargo se necesitaran para ello distintosrboles motrices por lo que en la aplicacin de un tren epicicloidal aun automvil las posibilidades se reducen a dos marchas haciadelante y una hacia atrs. La entrada del par motor se reali#ara porel planetario y la salida por el portasat1lites o la corona. La primerarelacin descrita y la tercera seran la B marcha y la directarespectivamente y la cuarta relacin seria la marcha atrs.

"ara poder combinar tres o ms velocidades se usan habitualmentecombinaciones de engranajes epicicloidales. Las cajas de cambio

automticas utili#an combinaciones de dos o tres trenesepicicloidaidales que proporcionan tres o cuatro relaciones haciaadelante y una hacia detrs. 'omo ejemplo tenemos la figura inferior.


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Caja de cambios automtica *idramatic

%sta caja cuenta con cuatro velocidades y marcha atrs, esta formadapor un embrague hidrulico o convertidor de par y tres trenes deengranajes epicicloidales (K KK KKK*, que comunican movimiento delmotor al rbol de transmisin de forma automtica y progresivasegn la velocidad del vehculo.

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La corona ('* del tren de epicicloidal (K* es solidaria al volante deinercia (?* y recibe, por tanto, el movimiento directamente del motor.Los sat1lites (Q* van unidos a la bomba ("* del embrague hidrulicoy a la corona ('@* del segundo tren de engranajes (KK* por medio delembrague (%@*. %l planetario (A* puede ser frenado por la cinta defreno (J* o hacerse solidario a los sat1lites (Q* por medio delembrague (%*.

La corona ('@* del tren (KK*, puede ser frenada por la cinta de freno(J@* o hacerse solidaria a los sat1lites (Q* por medio del embrague


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(%@*. Los sat1lites (Q@* se unen directamente al eje de transmisin(=* y son los encargados de transmitir el movimiento de la caja decambios en cualquier velocidad. %l planetario (A@* recibe elmovimiento directamente de la turbina (C* a trav1s del rbol (@*..%l tren de engranajes (KKK* slo funciona para la marcha atrs y tiene

la misin de invertir el giro de los sat1lites (Q@* y del rbol detransmisin. La corona ('=* gira libremente y slo es bloqueada porun mando mecnico de la palanca de cambios para obtener lainversin de giro. Los sat1lites (Q=* se unen directamente a lossat1lites (Q@* a trav1s del rbol de transmisin. %l planetario (A=* vaunido a la corona ('@* de donde recibe movimiento.Los sat1lites de todos los trenes de engranajes pueden girarlibremente en sus ejes o sufrir movimiento de translacin cuando selo comunican cualquiera de los dems componentes de los trenesepicicloidales.

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(% y %@*, con lo que el giro que llega del volante de inercia (?* a lacorona ('* del primer tren de engranajes (K* se transmite a lossat1lites (Q*, que son arrastrados por ella al estar el planeta (A*bloqueado.%l movimiento de estos sat1lites se transmite a la bomba ("* del

embrague hidrulico, que arrastra a la turbina (C*, comunicando sugiro al planeta (A@* del segundo tren de engranajes (KK*. %l giro delplaneta (A@* se transmite a los sat1lites (Q@* que girandespla#ndose sobre la corona (%@* al estar frenada.%l movimiento de los sat1lites (Q@* se transmite al rbol detransmisin (=*, obteniendose una reduccin de movimiento a trav1s(K y KK*.

egunda velocidadAl llegar a una determinada velocidad, el mecanismo de mandohidrulico acciona automticamente el embrague (%* y el freno (J@*,dejando libres (J y %@*, con lo cual el giro transmitido por el volante

(?* a la corona ('* (fig. inferior* se transmite integro a la bomba delembrague ("* por estar enclavados (A y Q* a trav1s del embrague(%*. La bomba, en este caso, se mueve a la misma velocidad que elmotor, arrastrando a la turbina (C* que da movimiento al planeta (A@*sin reduccin alguna.%l giro de este planetario (A@* mueve a los sat1lites (Q@*, que comoen el caso anterior, al estar frenada la corona ('@*, ruedan sobre ellacomunicando el movimiento al rbol de transmisin de salida (=*.La reduccin de velocidad en este caso slo se efecta a trav1s deltren de engranajes (KK*.


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Cercera velocidadA la velocidad correspondiente para que entre la tercera velocidad, elmecanismo de mando hidrulico acciona el freno (J* y el embrague(%@*, dejando libres (J@ y %*. %l giro del rbol motor (*, a trav1s dela corona ('*, se transmite a los sat1lites (Q*, por estar el planeta(A* frenado y, a su ve#, a la corona ('@* por la accin del embrague

(%@*."or otro lado, el movimiento de los sat1lites (Q* se transmite a labomba ("* del embrague hidrulico, que arrastra a la turbina (C*dando movimiento al planeta (A@*. Al girar el planeta y la corona deltren (KK* a la misma velocidad, se efecta una accin deenclavamiento en el segundo tren de engranajes y sus sat1lites (Q@*se despla#an a la misma velocidad que el conjunto, comunicando sumovimiento al rbol de salida de transmisin (=*.La reduccin de velocidad en este caso, slo se efecta, por tanto, enel primer tren de engranajes.


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'uarta velocidad'on el vehculo circulando a la velocidad correspondiente para queentre la cuarta velocidad, los mecanismos de mando hidrulicosaccionan los embragues (% y %@* dejando libres los frenos (J y J@*.%l giro motor que llega a la corona ('* se transmite integro a labomba (P*, por estar enclavadas (A y Q* por el embrague (%*.

%ste giro motor se transmite a su ve# integro a la corona ('@* delsegundo tren de engranajes (KK* por la accin del embrague (%@* ycomo el movimiento de la bomba ("* se transmite integro a trav1s dela turbina (C* al planetario (A@*, se produce el enclavamiento delsegundo tren que arrastra a los sat1lites (Q@* y al rbol de salida (=*en la caja de cambios a la misma velocidad del motor sin reduccinalguna. "or lo tanto no hay reduccin, se puede denominar a estamarcha &directa&.


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Parcha atrsAl accionar la palanca de cambios en posicin de marcha atrs, seenclava mecnicamente la corona ('=* accionandose a su ve# el freno(J* y quedando libres (J@, % y %@*. %n esta posicin, el giro delmotor (*, a trav1s de la corona ('*, se transmite a los sat1lites(Q* y a la bomba del embrague hidrulico ("*, arrastrando a la

turbina (C* que da movimiento (A@*.%l movimiento del planeta (A@* hace girar a los sat1lites (Q@* quearrastran a la corona ('@* en sentido contrario y est, a su ve#, alplaneta (A=*, que hace rodar los sat1lites (Q=* sobre la corona ('=*,que esta enclavada, en sentido contrario al giro motor. 'omo lossat1lites (Q@ y Q=* van unidos al rbol de transmisin, comunican elmovimiento al mismo, con la reduccin correspondiente a los trenes(K y KK*, pero en marcha atrs.


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Caracter;sticas 'articulares de este ti'o de caa de velocidades

%ste modelo de caja automtica presenta la particularidad de que elembrague hidrulico va colocado entre el D y @D tren de engranajes,con lo cual, en B y =B velocidad, la bomba funciona con una ciertareduccin de giro a trav1s de (Q*. %sta circunstancia evita el arrastre

del vehculo a ralent, cuando est metida la primera velocidad, ymejora el rendimiento del embrague.%l par motor transmitido al rbol de salida se comunica por doscaminos$ uno$ a trav1s de los engranes de los trenes, y el otro atrav1s de la turbina al planetario del segundo tren, con lo que seconsigue disminuir el resbalamiento del aceite en el y se mejora elrendimiento, sobre todo cuando, por calentamiento, se debilita laturbulencia formada.

Sistema de mando para el cambio automtico

Semos visto el funcionamiento del convertidor de par y de los trenesepicloidales, ahora veremos como funcionan los elementos quecontrolan el cambio de velocidades. %l sistema de control del cambioautomtico en la caja de cambios Sidramatic est formado por uncircuito hidrulico y una serie de elementos, situados en el interior delcrter de la caja de cambios, que reali#an las operaciones de cambioautomtico para las distintas velocidades, sin que tenga que

intervenir el conductor.


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Say dos elementos principales que se encargan de frenar uno ovarios de los componentes del tren epicicloidal para conseguir lasdiferentes reducciones de velocidad. %stos elemento son+ la cinta defreno y el embrague.

@a cinta de *reno+ consiste en una cinta que rodea un tambormetlico. %ste tambor puede estar fijado al pi2n planeta tal como semuestra en la figura, o puede ser la superficie e!terior de la coronade engrane interior. 'uando la cinta de freno esta aplicada, quedainmovili#ado el pi2n planeta y el engranaje epicicloidal acta comoun reductor de velocidad. La corona interior estar girando, pues estamontada sobre el eje de entrada. %sta disposicin hacen que giren lospi2ones sat1lites, a la ve# que circunden el pi2n planeta, arrastrandoconsigo al portasat1lites, el cual girara animado de una velocidad derotacin inferior a la de la corona interior.

:l embrague+ consiste en una serie de placas la mitad de lascuales estn fijadas en el anillo e!terior, llamado tambor deembrague que es solidario con el planeta y la otra mitad lo estn al

portasat1lites. 'uando la presin del aceite aprieta entre si los dosjuegos de placas del embrague, 1ste estar conectado. 'uando actael embrague diremos que el engranaje epicicloidal esta &bloqueado&ya que hacemos solidarios dos de sus componentes y el engranajeepicicloidal girara al completo sin ningn tipo de reduccin.%l aceite a presin que entra a trav1s del tubo de aceite produce laaplicacin o acoplamiento del embrague. %l aceite a presin empujahacia la i#quierda al pistn anular dispuesto en el tambor del pi2nplaneta, de manera que las placas del embrague son apretadas lasunas contra las otras, quedando as aplicado el embrague.

%n esta situacin, el portasat1lites y el pi2n planeta son solidarios.


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%l juego de engranaje epicicloidal esta ahora en transmisin o marchadirecta.

%l dispositivo de la figura superior es solo uno de los varios que se

usan en las cajas de cambios automticas. %n algunas de 1stas,cuando la cinta esta aplicada, permanece inmovili#ada la coronainterior o el portasat1lites. Las diferentes cajas de cambio pueden, sinembargo, inmovili#ar diferentes miembros conjuntamente cuandoest aplicado el embrague. >o obstante, en todas las cajas decambios automticas el principio es el mismo. Say reduccin demarcha cuando est aplicada la cinta y hay transmisin en directacuando est aplicado al embrague.


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Circuito de mando (idrulico

%l sistema es gobernado por el pedal del acelerador (* (figurainferior* y la velocidad del vehculo, seleccionando la marcha ms

adecuada de forma automtica, sin que el conductor tenga quepreocuparse del cambio de velocidades ni de accionar el embrague.%stas cajas suelen llevar una palanca de cambios (@* con tresposiciones+ una para la marcha atrs (PA*+ otra (Lo* para cuando elvehculo rueda por terreno malo o con trafico congestionado, en laque slo se seleccionan las marchas ms cortas$ y la tercera posicin(Ir* para el automatismo total en que se seleccionan todas lasmarchas hacia adelante en funcin de la velocidad del vehculo. %lpunto muerto se encuentra (>*. %sta nomenclatura vara segn losfabricantes del mecanismo.


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La bomba (:* recibe el movimiento del rbol de transmisin y a2adesu flujo de aceite al circuito de mando para el accionamiento del restode las velocidades. Hna vlvula limitadora de presin mantieneconstante la presin en el circuito a unos ; 4gf0cm@.

Corredera%ste mecanismo de accionamiento mecnico (fig. inferior* consiste enuna vlvula corredera (;* accionada por una palanca (@* situada alalcance del conductor.%n la posicin (>* correspondiente al punto muerto, deja pasar lapresin de aceite por la salida (a*, dejando libres los frenos yembragues, con lo cual, los trenes giran en vaco sin transmitirmovimiento alguno, cortando adems el suministro de fluido alregulador centrfugo (* y al distribuidor (8*.%n la posicin (Ir*, correspondiente al cambio automtico (fig.

inferior*, la vlvula deja pasar el aceite por las canali#aciones (b y c*hacia el regulador centrfugo (* y al bombn del freno (*. Laposicin (Lo* da paso de aceite a un circuito de bloqueo en eldistribuidor, de forma que slo se seleccionan las velocidades mscortas.%n la posicin de marcha atrs (PA*, se bloquea mecnicamente lacorona del tercer tren y se deja paso de aceite para el funcionamientodel circuito en posicin de marcha atrs.

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Regulador centr;*ugo%ste mecanismo (* (fig. inferior* recibe movimiento en su eje (Q* delrbol de transmisin, de la misma toma que la bomba de aceite (:*.%st formado por un grueso plato (A* que recibe movimiento por surbol (Q*. %n el interior de este plato o volante centrfugo vanmontadas dos vlvulas despla#ables (9 y 9@* unidas a loscontrapesos (' y '@* de distinto tama2o y peso que, por la accincentrfuga, se despla#an hacia afuera abriendo paso al aceite quellega por el conducto (c* hacia el distribuidor.

La vlvula (9*, por la accin del contrapeso ('*, se abreapro!imadamente a las =


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Retardador%ste elemento, se2alado con la marca (


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"unto muerto%stando la palanca de cambios en la posicin (>*, el aceitesuministrado por la bomba (?*, ya que la (:* no recibe movimiento,pasa por la canali#acin (a* hacia el bombn de freno (@*, venciendola accin de su resorte y dejando libre al freno (J*. 'omo el freno

(J* y los embragues (% y %@* no reciben presin por estar cortadoel circuito en la corredera (;*, todos los elementos quedan liberadosy, por tanto, los trenes giran en vaco sin transmitir movimiento.

"osicin de cambio automtico'olocando la palanca en posicin (Ir*, se corta la presin de aceiteen la canali#acin (a* y se da paso al circuito por (b y c*$ el sistemaacta de la siguiente forma+

"rimera velocidad.

Al cesar la presin en el canal (a*, el bombn (@*, por la accin de suresorte, cierra el freno de cinta (J@*.La presin del canal (b* acciona el bombn (* que cierra el freno(J*. La presin del canal (c* que llega al regulador (* no tiene pasoal distribuidor (8*, ya que al girar a pocas revoluciones el volante delregulador, no actan los contrapesos, impidiendo la apertura de lasvlvulas y, por tanto, el paso de aceite. %n estas condiciones se tiene+

egunda velocidad.'uando el vehculo alcan#a mayor velocidad, la transmisin mueve elregulador centrfugo (* actuando la vlvula (9* y dejando pasaralgo de aceite a las vlvulas del distribuidor, cuya presin essuficiente para vencer el resorte de la vlvula (@* (tara mspeque2a*, permaneciendo cerradas las dems.%sta vlvula manda aceite a presin a la vlvula de mando (7*,pasando al bombn (=* que acciona el embrague (%* y a la caraposterior del bombn (* que, ayudado por el resorte, abre el freno(J*. 'omo los bombines de los elementos (%@ y J@* no recibenpresin, estos permanecen en su estado de reposo$ o sea+

Cercera velocidadAl aumentar ms la velocidad del vehculo, la presin de aceite, porefecto de la bomba (:*, es mayor y tambi1n lo es el paso del mismo

por el regulador centrfugo (*, con lo cual aquella es capa# de vencerel resorte de la vlvula (@=* del distribuidor (8*. La presin


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suministrada por esta vlvula llega al bombn (* abri1ndolo y al(@* cerrndolo$ llega tambi1n a la vlvula (8*, despla#ando el pistngrande hacia la i#quierda y, por tanto, cerrando el suministro de lavlvula (@*. Al quedar sin presin, el bombn (=*, corta el paso deaceite al bombn (* que, por la presin del conducto (b*, cierra el

freno (J*. %n estas condiciones se tiene+

'uarta velocidadA mayor velocidad del vehculo, el regulador (* abre las dos vlvulasmandando aceite con la suficiente presin para vencer el resorte de lavlvula (=?* del distribuidor (8*.

La presin de esta vlvula llega a la vlvula (7* despla#ando suspistones hacia la derecha, por ser este 1mbolo de mayor seccin.%ste despla#amiento deja libre el paso de aceite procedente de lavlvula (@* que cierra el bombn (=* y abre el bombn (*.Ie la misma forma, el aceite procedente de la vlvula (@=*, cierra elbombn (?* y abre el (@* con lo que resulta+

Parcha atrs"ara efectuar la marcha atrs, se sita la palanca en posicin (PA*.Ie este modo se accionan mecnicamente unas palancas queproducen el enclavamiento de la corona del tren (KKK*, al mismotiempo que la corredera (;* permite el paso del aceite por (a* y (b*,obteni1ndose+

:*ecto del retardadore ha podido observar que el paso de una velocidad a otra se reali#asiempre a velocidades determinadas del vehculo, lo que no resultaadecuado pues, a veces, se necesita una velocidad ms corta con elmotor ms acelerado (pendientes, arranque, aceleraciones, etc.*.%sto se consigue con el retardador (


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apurar ms los cambios, actuando sobre el pedal acelerador yretardador.

Aeleccin de marc$as cortasReneralmente, estas cajas de cambio llevan una posicin de lapalanca de cambios (Lo*, con la que se efecta un enclavamiento dela vlvula (@=*, impidiendo el paso a la =B velocidad. %n estascondiciones el vehculo circula solamente en B y @B velocidad. %staposicin se selecciona para circular con trfico muy intenso o cuandolas pendientes a subir o bajar son muy pronunciadas.

%n la figura inferior tenemos un esquema se un sistema hidrulico decontrol de la cinta de freno y embrague de un tren epicicloidal que noes e!actamente igual al estudiado hasta ahora pero si muy parecido.%n este sistema, normalmente, en reposo la cinta de freno estaaplicada y el embrague en posicin de desacoplado, con lo cual seproduce una reduccin de velocidad. "ero cuando la &vlvula demando& se despla#a, el aceite a presin procedente de la bomba seintroduce por la parte anterior del pistn que acciona la cinta defreno, asi como en el pistn del embrague. %sto hace que la cinta defreno se afloje y que se accione el embrague. %n este momento el

embrague bloquea simultneamente dos elementos del sistemaepicicloidal funcionando como un acoplamiento directo.

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cajas de cambio III

Cajas de Cambios AutomticosActuales

+articularidades

Los cambios automticos han ido evolucionando con el tiempo, sobre

todo con la introduccin de la electrnica en el automvil.%n los primeros cambios automticos, la forma de la seleccin demarchas se reali#aba hidrulicamente. Los estados de funcionamientose registraban mediante elementos constructivos hidrulicos,neumticos y el1ctricos, que se convertan en presiones, con lo quese activaba la seleccin de marchas.%n el curso del desarrollo de la electrnica aplicada a la t1cnicaautomovilstica, estos elementos constructivos se sustituyeron por loscorrespondientes componentes electrnicos.%l mando &hidrulico& del cambio se convirti en mando &electrnico&

del cambio. %l mando electrnico del cambio se convirti en elelemento central de la lgica y ejecucin de mando.


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Los puntos de acoplamiento del cambio se forman a partir de un grannmero de informaciones que describen la situacin momentnea defuncionamiento y marcha.

'onductor+ decide cundo, adnde y con qu1 rapide#, deportividad oeconoma. Ie ello se encargan el pedal acelerador y la palancaselectora.%stados de funcionamiento+ las resistencias al avance influyen+ si serecorre una pendiente cuesta arriba0cuesta abajo, si se utili#aremolque, si hay viento contrario, sise conduce bajo carga o con empuje. Los sensores envan lasinformaciones a la unidad de control.%lectrnica+ efecta evaluaciones a trav1s de los sensores y seencarga de decidir que relacin de marcha debe acoplar, para elloregula el dispositivo hidrulico del cambio.Sidrulica se encarga de configurar las presiones de mando yrecorridos de acoplamiento.

La unidad de control determina la lgica del acoplamiento de marchasmediante operaciones calculatorias permanentes. "ara ello utili#a unprograma grabado en memoria que contiene una &curva caractersticaadaptiva&, que dependiendo de las informaciones que le enven lossensores, tomara las decisiones oportunas actuando sobre losdispositivos actuadores.

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9entajas del mando electrnico del cambio frente al convencionalhidrulico+in gran despliegue t1cnico adicional se pueden procesar se2alesadicionales.La regulacin de la hidrulica es ms e!acta.Los efectos de desgaste se pueden compensar mediante el mando de

presin adaptivo.La curva caracterstica de acoplamiento de marchas se puede


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configurar de modo ms fle!ible.La electrnica protege ms fcilmente contra manejo errneo.Las averas presentadas se pueden evadir hasta cierto punto,asegurando as la disponibilidad de servicio del vehculo.Las averas presentadas quedan registradas en la correspondiente

memoria para el ervicio t1cnico.

Comunicacin

Cajas de Cambio I II III IV

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