Caja de cambiosIntroducción

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El presente folleto constituye el contenidode principios básicos de funcionamiento deuna caja de cambios, tanto manual comoautomática.

Esperamos que con un lenguaje sencillofacilíte la comprensión y la asimilación delos conceptos en este contenido.

Caja de cambiosConcepto de caja de cambios

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Se le llama caja de cambios o transmisión, a un conjunto de engranes que sirven para transmitírfuérza y movimiento de uin motor hasta las ruedas motrices, en el caso de un vehículo.

Los engranes endentados entre sí hacen posible esta transmisión de fuerza y movimiento, comolo muestra la ilustración.

En dicha ilustración se muestra como un engrane es mas pequeño que el otro. El pequeño esmovido por el motor y se llama de Mando mientras el mas grande que es movido por el pequeñoes el mandado

Si el engrane pequeño tiene 15 dientes y el mas grande tiene 30, aplica la formula

mM

Y se obtiene la relación de engranes o demultiplicación Que es de 2 : 1

15 dientes 30 dientes

Caja de cambiosConcepto de caja de cambios

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También tenemos que considerar otro factor, como son las RPM del motor, ya que mientras enel engrane pequeño ( de Mando ) entran 100 vueltas, por el engrane grande ( mandado ) salensolo 50 , o sea, se pierde velocidad

Pero aunque el engrane grande (m) pierda velocidad, también se gana torque, y torque es lafuerza torcional para realizar un trabajo sin importar el tiempo que se tarde en realizarlo.

Resumiendo: cuando el engrane Mandado gira a la mitad de las revoluciones que el engrane deMando, entrega el doble de torque.

100 RPM 50 RPM

100 (RPM)1 (kg)

10 (Nm)

50 (RPM)

1 Kg/m = 10 Nm

2 (kg)

20 (Nm)

Caja de cambiosConcepto de caja de cambios

Inercia estáticaInercia estática

Máximo TorqueMáximo Torque

Máxima VelocidadMáxima Velocidad

Inercia dinámicaInercia dinámica

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Cuando un vehículo esta estacionado, para moverlo se requerirá de una fuerza superior al pesodel vehículo; es aquí donde se requiere de una caja ce cambios que al conectar la 1a marcha,estamos seleccionando un par de engranes que multiplique el par torcional del motor, losuficiente para empezar a mover dicho vehículo.

Una vez iniciado el movimiento y a medida de que aumente la velocidad de rodaje, se requeriráde menos torque para seguir aumentando la velocidad y asi sucesivamente.

Mas torque = Menos velocidadMenos torque = Mas velocidad

Caja de cambiosConcepto de caja de cambios

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La conección de los engranes para las marchas, se realiza por medio de un mecanismo desli-zable llamado sincronizador, que presisamente sincroniza las revoluciones de los engranes parapoder “endentarlos” (conectarlos) y asi transmitir la fuerza a la flecha de salida

Los sincronizadores son desplasados desde la palanca de cambios a traves de una serie devarillas o un par de chicotes.

Esta ilustración nos muestra el patrón de movimientos para conectar cada cambio de marcha,mostrando también la reversa y la linea central que es la neutral y que significa que no seencuentra conectada ninguna pareja de engranes, lo que permite soltar el pedal del embraguey que el motor siga funcionando.

1R 3 5

2 4

Caja de cambiosEmbrague

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Un vehículo también cuenta con un mecanismo llamado embrague, que es el que acopla ydesacopla al motor de la caja de cambios pisando o soltando el pedal de embrague para asípoder realizar los diferentes conexiones de marcha, rápidos y con suavidad. Su accionamientotambién nos permite tener conectada una marcha sin que el vehículo se mueva.

Caja de cambiosTransmisión automática

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En cajas o transmisiones automaticas, la multiplicacion del torque no se realiza por medio deengranes simples de mando y mandado como en la caja manuál, sino que estas cajas tienenun conjunto de engranes planetarios que realizan las demultiplicaciones.

Este tipo de engranajes se componen de un engrane central llamado solar, un juego de satélitesunidos por un portasatélites y una corona con dentado interiór

Para obtener las diferentes demultiplicaciones, es necesario detener uno de sus componentesy mover otro y asi sucesivamente.

Solar

Planeta

Planeta

Planeta

Coronafija

Caja de cambiosTransmisión automática

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Una de las principales diferencias existentes entre una caja manuál y una automatica, es elconvertidor de par, ya que la caja manuál lleva un embrague mecánico pára cortar o transmitir lafuérza del motor.

El convertidor es un mecanismo que aprovecha las caracteristicas del aceite ATF para transmitirla fuerza del motor a la transmisión con una ganancia extra de torque.

Como ejemplo, podemos comparar el funcionamiento de un ventilador en función enfrente deotro ventilador sin conectar.

El aire que impulsa al primer ventilador lo recibe el que no esta conectado y por la velocidad delaire,éste empiéza a girar, aúnque no a la misma velocidad .

Ahora reemplacemos el aire por aceite ATF y cerremos hermeticamente los dos juegosde aspas.

El primer juego de aspas son movidas por el motor y éstas impulsan al ATF hacia lasaspas del segundo juego, haciendolas girar y asi por medio de una flecha principal para tran-mitir la fuérza del motor a la transmisión.

Rueda de bomba

Rueda de turbina

Rueda directriz

Cigüeñal

ATF

ATF

A latransmisión

Flujo del ATF

No. 1 No. 2

EVALUACION DEL CURSO BASICO DE TRANSMISIONES

1.- Describa cuál es la función de una transmisión en 1ª, 2ª, y 3ª marchas _______________________________________

2.- Calcule cuál será la relación de transmisión: Engrane motor (de mando) 16 dientes Engrane movido (mandado) 32 dientes ____________________________

3.- Marque cuál relación de transmisión tiene el menor torque.

a) 1ª marcha b) 2ª marcha c) 3ª marcha

4.- Marque con flechas hacia donde giran los otros 2 engranes.

5.- Como se llama el componente interno que selecciona una relación, de engranes para transmitir la fuerza a la flecha de salida ?

a) Flecha de mando b) Diferencial c) Sincronizador

6.- Marque cuál es el concepto de un embrague.

a) Desacoplar un movimiento b) Desacoplar y acoplar un movimiento c) Acoplar un movimiento

7.- Describa los 3 componentes grandes que componen un embrague

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8.- Como se llama el mecanismo que realiza la diferencia de vueltas de las ruedas Motrices, en una curva?

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9.- Si en transmisiones estándar, el embrague conecta al motor con la transmisión, ¿En una automática, quién hace esta operación?

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10.-Que tipos de engranes lleva una transmisión automática?

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