cajas de cambio de velocidades

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CAJAS DE CAMBIO DE VELOCIDADESCAJAS DE CAMBIO DE VELOCIDADESINTRODUCION:La caja de cambios es un elemento de transmisin que se interpone entre Elmotor y las ruedas para modificar el numero de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha as lo requieran

En resumen, con la caja de cambios se "disminuye" o "aumenta" la velocidad del vehculo y de igual forma se "aumenta" o "disminuye" la fuerza del vehculo.

TIPOS DE CAJAS DE VELOCIDADES

RAMPA LIMITEEs la cada de potencia del motor, cuando el automvil de desplaza por un camino horizontal en su mxima potencia, al abordar una cuesta,no podr subirla en la misma marcha por las resistencias que se ofrecen a ella.La subida mxima depende de 3 factores independientes:

La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculoLa subida mxima depende de 3 factores independientes:

La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

4AdherenciaUn valor mximo de pendiente de 45 (cualquiera que sea el vehculo y el terreno, esa es la mxima pendiente). Solo la inercia previa (vehculo lanzado) puede superar de manera puntual una pequea parte de pendiente de inclinacin superior. Pero nunca una pendiente completa de ngulo superior a 45La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

5Esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoEste valor depende de los desarrollos de la transmisin:

*El dimetro de las ruedas

*Las caractersticas del motor

La pendiente mxima en este caso es: Et = Esfuerzo de Traccin [kgf]P = peso del vehculo en [kg]


6La geometra del vehculo.

Tomando: H = altura del centro de gravedad (difcil de saber con precisin)Rc = Radio en carga de los neumticos traserosL = distancia horizontal entre el centro de gravedad y el eje de la ruda traseraLa adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

7CRITERIOS DE DISEOLa potencia transmitida (Wf) debe ser igual, en todo momentoa la potencia absorbida en llanta; es decir:

Cm.- par desarrollado por el motorCr.- par resistente en las ruedasn.- nmero de revoluciones en el motorn1.- nmero de revoluciones en las ruedas La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

8Relacin de transmisin (Rc)Segn la frmula expresada anteriormente, los pares de transmisin son inversamente proporcionales al nmero de revoluciones:

Por tanto, la relacin (n/n1) es la desmultiplicacin que hay que aplicar en la caja de cambios para obtener el aumento de par necesario en las ruedasLa adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

9Clculo de velocidades para una caja de cambiosEjemplo: Peugeot 405 Mi16Cilindrada (cc): 1998Potencia (CV/rpm): 155/5600Par mximo (mkgf): 19,3/3500Neumticos: 195/55 R14


10Para calcular la velocidad necesitamos saber el dimetro de la rueda ().


11El par motor al igual que la velocidad, tambin ser transformado en la caja de cambios y grupo diferencial. Para calcularlo se utiliza tambin la relacin de transmisin (rT).

Con los datos que tenemos, para calcular el par en las ruedas podemos aplicar la siguiente frmula:


12CAJA DE CAMBIOS MANUAL

Conjunto de engranajes, generalmente cuatro y uno de retroceso, que posibilitan variar el giro del motor (y, por lo tanto, su potencia) sin necesidad de alterar la velocidad real del automvil.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

13Descripcin de sus partes


14CONSTITUCION DE LA CAJA DE CAMBIOSrbol primario. Recibe el movimiento a la misma velocidad de giro que el motor. Habitualmente consta de un nico pin.rbol intermedio o intermediario. Es el rbol transmisor. Consta de una corona que engrana con el rbol primario, y de varios piones (habitualmente tallados en el mismo rbol) que pueden engranar con el rbol secundario en funcin de la marcha seleccionada.rbol secundario. Consta de varias coronas con libertad de movimiento axial en el rbol, pero sin libertad de movimiento en sentido tangencial (por un sistema de nervados o de chaveteros). La posicin axial de cada rueda es controlada por la palanca de cambios y determina qu par de ruedas engrana entre el secundario y el intermediario. Cuando se utilizan sincronizadores, el acoplamiento tangencial puede liberarse en funcin de la posicin axial de estos y las ruedas dentadas no tienen libertad de movimiento axial.Eje de marcha atrs. Dispone de una rueda loca que se interpone entre los rboles intermediario y secundario para invertir el sentido de giro habitual del rbol secundario. Para poder engranar el eje de marcha atrs, normalmente se utiliza un dentado recto, en lugar de un dentado helicoidal.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

15VELOCIDADES DE LA CAJANEUTRAL


16PRIMERA


17SEGUNDA


18TERCERA


19CUARTA


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REVERSALa adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

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En los vehculos con traccin a las 4 ruedas (4x4), la transmisin del movimiento a las ruedas se complica ya que se necesitan mas elementos, como otro rbol de transmisin que transmita el movimiento generalmente a las ruedas traseras, esto viene acompaado con el uso de otro diferencial. TRACCION 4x4La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

22Los vehculos con traccin a las 4 ruedas se dividen en dos categoras:Traccin total opcional: tienen traccin permanente slo en las ruedas posteriores, no tienen diferencial central y la traccin delantera se engancha con una palanca, quedando bloqueada. Esto quiere decir que permanentemente las 4 ruedas giran a la misma velocidad. Este tipo de traccin se utiliza mas en todoterrenos (offroad).

Traccin total permanente: El sistema consiste en un diferencial central que distribuye la traccin a las 4 ruedas y puede tener un control de embrague viscoso que transmite mas traccin a uno de los ejes cuando el otro pierde adherencia. Este tipo de traccin se usa mas en turismos que circulan por carreteras que por caminos (offroad).

La gran diferencia entre los vehculos de traccin permanente y los enganchables es que estos ltimos no se pueden mantener en carretera con traccin en las 4 ruedas porque se calientan. Slo debe usarse cuando las condiciones del camino lo exigen. Los permanentes estn diseados para funcionar todo el tiempo y, si bien la distribucin de traccin puede variar de acuerdo al terreno, nunca se desenganchan.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

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TRACCION TOTAL PERMANENTEEl sistema consiste en un diferencial central que distribuye la traccin a las 4 ruedas y puede tener un control de embrague viscoso que transmite ms traccin a uno de los ejes cuando el otro pierde adherencia.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

24Traccin total opcionalPosicin 2H: cuando arrancamos el vehculo con las velocidades normales, de la caja de cambios, y tenemos la palanca de transfer en 2H, quiere decirse que hemos arrancado el vehculo, solamente con traccin en las ruedas del eje trasero, para una conduccin normal. Produciendo movimiento, al rbol trasero, el rbol de transmisin delantero, no tiene movimiento, ya que aunque los bujes estn rodando, no existe movimiento en los palieres.


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Posicin 4H: se pasa la palanca a la posicin 4H, el sincronizado ha conectado con el pin (4x4), que transmite movimiento, a la transmisin delantera, esta, comienza, a girar y los cubos delanteros, automticamente se conectan producindose la transmisin 4x4. Tenemos al vehculo con traccin 4x4 con una marcha normal (larga) o directa. La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

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Posicin 4L: se pasa la palanca del transfer a la posicin 4L, la traccin sigue estando en las 4 ruedas, pero ahora entra en funcionamiento el eje intermedio que va ha reducir el numero de revoluciones (marcha corta) que se transmiten a las ruedas traseras y delanteras, como contrapartida vamos a tener un aumento de par que nos sirva para salir de situaciones difciles cuando el terreno as lo requiera.


27CUBOS DE RUEDAS

Bloqueo manual: Para bloquear el cubo1.- Parar el vehculo2.- Poner los cubos de ambas ruedas (delanteras) en posicin de LOCK (bloqueo).3.- Colocar la palanca de transfer (caja reductora) en posicin 4H o 4L.Para desbloquear el cubo1.- Parar el vehculo 2.- Poner los cubos de ambas ruedas en posicin FREE (libre).3.- Colocara la palanca del transfer en posicin 2H. La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

28La caja automtica es un sistema que, de manera autnoma, determina la mejor relacin entre los diferentes elementos, como:

Potencia del motorVelocidad del vehculoPresin sobre el acelerador Resistencia a la marcha

Entre otros. Se trata de un dispositivo electro hidrulico que determina los cambios de velocidad; en el caso de las cajas de ltima generacin, el control lo realiza un calculador electrnico. Cajas automticas.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

29Funcin.Componentes.

El cambio automtico es un sistema de transmisin que es capaz por s mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervencin directa del conductor.


30Posicin de mando de la palanca de mando


31El sistema est compuesto por 4 conjuntos principalmente:

Un convertidor de par. Bomba hidrulica. rbol primario. rbol secundario. Caja de correderas.

Componentes.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

32Acta como un ventilador prendido que sopla aire a otro ventilador, hacindolo girar. Convertidor de par.


33Suministra el aceite a los elementos de conexin y control del cambio as como al convertidor de par.

Bomba hidrulica.


34Tambin llamado "engranaje epicicloidal", son utilizados por las cajas de cambio automticas. Engranaje planetario.


35Relacin de transmisin.


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37Para poder combinar tres o ms velocidades se usan habitualmente combinaciones de engranajes epicicloidales. Las cajas de cambio automticas utilizan combinaciones de dos o tres trenes epicicloidales que proporcionan tres o cuatro relaciones hacia adelante y una hacia detrs. Como ejemplo tenemos la figura inferior.


38Consisten en dos trenes de planetarios que comparten los planetarios y un rbol de salida. Sistema Simpson.


39Sistema ravineaux.Sus caracterstica es poseer tres conjuntos de satlites dobles, cada conjunto de satlites esta compuesto por un pin corto y otro largo y dos engranajes planetarios independientes que se engranan con los satlites doble del porta satlites.


40Son accionados hidrulicamente para conectar o separar un miembro giratorio del sistema planetario de engranajesEmbragues multidisco.


41Se emplean para el control de los piones planetarios y causan a travs de la misma, un cambio en la relacin de transmisinBandas de freno.


42Este distribuidor hidrulico representa la central de mando para la presin del aceite.Conjunto hidrulico.


43Este mecanismo de accionamiento mecnico consiste en una vlvula corredera accionada por una palanca situada al alcance del conductor. Corredera.


44El cambio automtico est gobernado por la unidad de mando, que dependiendo de la informacin del conjunto de sensores (tanto propios como compartidos) es capaz de asumir las siguientes funciones:

Insercin de marcha. Control de vlvulas electromagnticas. Bloqueo convertidor de par. Bloqueo motor de arranque. Bloqueo palanca selectora Desacoplamiento en parado. Funcin de emergencia. Auto diagnosis.

Unidad de control electrnica.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

45La unidad de control determina la lgica del acoplamiento de marchas mediante operaciones calculatorias permanentes.


46En todos los vehculos con acelerador electrnico, la magnitud de entrada principal para la unidad de control del cambio es la seal de par procedente de la unidad de control del motor. Seal de par de la ECU.


47Conmutador multifuncin.El conmutador multifuncin detecta la posicin de la palanca cambio y retransmite esta informacin a la unidad de control del cambio.


48Seal de la unidad de control ABS.


49Seal del transmisor de velocidad.


50Esta situado en el mecanismo de la palanca selectora. Impide que la palanca selectora pueda ser llevada de las posiciones P y N a cualquier otra posicin.Electroimn para bloqueo de palanca.


51Este dispositivo slo permite extraer la llave de contacto estando la palanca selectora en posicin P como lo muestra la figura de abajo. Bloque anti- extraccin de llave.


52Circuito de mando hidrulico


53Funcionamiento y relaciones de transmisin.

Primera velocidad.Al cesar la presin en el canal (a), el bombn (12), por la accin de su resorte, cierra el freno de cinta (F2).La presin del canal (b) acciona el bombn (11) que cierra el freno (F1). La presin del canal (c) que llega al regulador (7) no tiene paso al distribuidor (8), ya que al girar a pocas revoluciones el volante del regulador, no actan los contrapesos, impidiendo la apertura de las vlvulas y, por tanto, el paso de aceite. En estas condiciones se tiene:


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Segunda velocidad.Cuando el vehculo alcanza mayor velocidad, la transmisin mueve el regulador centrfugo (7) actuando la vlvula (V1) y dejando pasar algo de aceite a las vlvulas del distribuidor, cuya presin es suficiente para vencer el resorte de la vlvula (1-2) (tara ms pequea), permaneciendo cerradas las dems.Esta vlvula manda aceite a presin a la vlvula de mando (9), pasando al bombn (13) que acciona el embrague (E1) y a la cara posterior del bombn (11) que, ayudado por el resorte, abre el freno (F1). Como los bombines de los elementos (E2 y F2) no reciben presin, estos permanecen en su estado de reposo; o sea:


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Tercera velocidadAl aumentar ms la velocidad del vehculo, la presin de aceite, por efecto de la bomba (5), es mayor y tambin lo es el paso del mismo por el regulador centrfugo (7), con lo cual aquella es capaz de vencer el resorte de la vlvula (2-3) del distribuidor (8). La presin suministrada por esta vlvula llega al bombn (11) abrindolo y al (12) cerrndolo; llega tambin a la vlvula (8), desplazando el pistn grande hacia la izquierda y, por tanto, cerrando el suministro de la vlvula (1-2). Al quedar sin presin, el bombn (13), corta el paso de aceite al bombn (11) que, por la presin del conducto (b), cierra el freno (F1). En estas condiciones se tiene:


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Cuarta velocidadA mayor velocidad del vehculo, el regulador (7) abre las dos vlvulas mandando aceite con la suficiente presin para vencer el resorte de la vlvula (3-4) del distribuidor (8).La presin de esta vlvula llega a la vlvula (9) desplazando sus pistones hacia la derecha, por ser este mbolo de mayor seccin. Este desplazamiento deja libre el paso de aceite procedente de la vlvula (1-2) que cierra el bombn (13) y abre el bombn (11).De la misma forma, el aceite procedente de la vlvula (2-3), cierra el bombn (14) y abre el (12) con lo que resulta:


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Marcha atrsPara efectuar la marcha atrs, se sita la palanca en posicin (MA). De este modo se accionan mecnicamente unas palancas que producen el enclavamiento de la corona del tren (III), al mismo tiempo que la corredera (6) permite el paso del aceite por (a) y (b), obtenindose:


58FICHAS TECNICA DE CAJAS TRANSMISIONESVERIFICACION DE DESGASTE DE EMBRAGUEREALIZAMOS ESTA PRUEBA CUANDO HAY UNA FALTA DE POTENCIA EN EL PAR MOTOR.PASOS PREVIOS:

DESMONTAJE DE LA CAJAQUITAR CHICOTILLODESCONECTAR LOS CABLES DEL VELOCIMETRO

HERRAMIENTAS A UTILIZAR:

-VERNIER - TRAPOLa adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

59DATOS TECNICOS DE COMPROBACION:

COMO MINIMO SE DEBE MEDIR EN CUATRO PUNTOS DIFERENTES Y LOS VALORES NO DEBEN SER MENOR A 6.40 MM EN VEHICULOS PEQUEOS O COMO MAXIMO DEBE VARIAR UN (5-7) % DE SU MEDIDA MAXIMA MEDIDA.PRUEBA DE MEDICION DE LA PRENSA ESTA PRUEBA SE REALIZA PARA VER EL JUEGO EN LA PARTE INDICADA DEL EJE HERRAMIENTAS A UTILIZAR:

RELOJ COMPARADORCAJA DE HERRAMIENTASDATOS TECNICOS:

LOS DATOS MENIDOS NO DEBEM SUPERAR LOS 0.80 MM


60PRUEBA DE REGULACION DE ALTURA DEL PEDAL

HERRAMIENTAS A UTILIZAR.UNA REGLA METALICAVERNIERDATOS TECNICOS:

EL PEDAL DEBE ESTAR SIEMPRE ENTRE LOS RANGOS DE ( 0-10) MM

ESTA PRUEBA SE LO REALIZA PARA VERIFICAR QUE NO EXISTA MUCHO HUELGO ENTRE LOS PEDALES.La adherenciaEl esfuerzo de traccin (o esfuerzo a la llanta) que permite el vehculoLa geometra del vehculo

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PRUEBA DE ESTANQUEIDAD Y EXCENTRICIDAD:

ESTA PRUEBA SE REALIZA PARA VERIFICAR LA EXCENTRICIDAD O HUELGO DE RODAMIENTOS

HERRAMIENTAS A UTILIZAR:

TRAPO O TAMBIEN UN POCO DE GASOLINA

DATOS TECNICOS:

NO DEBE EXISTIR FUGAS DE ACEITE POR LOS RETENES U OTROS LADOS CUANDO SE LO MUEVE CON LA MANO EL O LOS EJES NO DEBE EXISTOR MUCHO HUELGO ESTO NOS DICE QUE LOS DODAMIENTOS YA SE ENCUENTRAN VENCIDOS.


62VERIFICACION DEL DIAMETRO INTERIOR DE OS SINCRONIZADORES HERRAMIENTAS A UTILIZAR:

VERNIER, COMPAS Y MICROMETRO

DATOS TECNICOS:

DEBE TENER UN AJUSTE ESPECIFICADO EN CASO DE QUE UN SINCRONIZADOR SE ENCUENTRE EN MAL ESTADO TENDRA QUE SER REEMPLAZADO TODO EL CONJUNTO DEL MISMO


63MEDICION AXIAL DE LOS SINCRONIZADORES: HERRAMIENTAS A UTILIZAR: LAMINAS CALIBRADAS O GAUGETRAPO

DATOS TECNICOS:

EL VALOR MAXIMO DE DESGASTE DEBE SER DE SINCRONIZADOR A SINCRONIZADOR 0.50 MM PARA VEHICULOS MEDIANOS Y PEQUEOS.


64HERRAMIENTAS A UTILIZAR:

GAUGE

DATOS TECNICOS:

LA MEDIDA ENTRE EL ENGRANAJE Y SINCRONIZADOR DEBE TENER EL RANGO DE 0.10-0.50 MM VERIFICACION DE APOYO DE ENGRANAJE - SINCRONIZADOR


65VERIFICACION DE DIENTES DE ENGRANAJEHERRAMIENTAS A UTILIZAR:

VERNIER, GAUGE

DATOS TECNICOS:

LA MEDIDA ENTRE ESPASIO DE DIENTE A DIENTE NO DEBE EXCEDER DEL 5% DE LA MEDIDA NOMINAL DEL FABRICANTE.LA MEDIDA DE LA ALTURA DE ENGRANAJE NO DEBE EXCEDER EL 7% DE SU MEDIDA NOMINAL.NOTA: EN CASO DE QUE UN DIENTE SE ENCUENTRE EN MAL ESTADO TENDRA QUE SER REEMPLAZADO EL ENGRANAJE.


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LUBRICANTES Y CAPACIDADES( TOYOTA Landcruiser 80 Series 4.5 *1995 1998* Cdigo de Motor : 1FZ-FE)GRADO DE ACITES DE LA CAJA DE CAMBIOS MANUAL:

SAE: 75W/90

CLASIFICACION DEL ACEITE CAJADE CAMBIO MANUAL: GL-4

LITROS: 2.7

LIQUIDO DE TRANSMISION AUTOMATICA: DEXRON II

LITROS: 6.0

ACEITES ALTERNETIVOS: SAE 5W/30

GAMA DETEMPERATURA AMBIENTE: -29 oC 10 Oc

CLASIFICACION DEL MOTOR: API/ACEA: SG/A1


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