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8/16/2019 Cambios automáticos actuales.doc

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Cambios automáticos actuales

ParticularidadesLos cambios automáticos han ido evolucionando con el tiempo, sobre todo con la introducción

de la electrónica en el automóvil.En los primeros cambios automáticos, la forma de la selección de marchas se realizabahidráulicamente. Los estados de funcionamiento se registraban mediante elementosconstructivos hidráulicos, neumáticos y eléctricos, que se convertan en presiones, con lo quese activaba la selección de marchas.En el curso del desarrollo de la electrónica aplicada a la técnica automovilstica, estoselementos constructivos se sustituyeron por los correspondientes componentes electrónicos.El mando !hidráulico! del cambio se convirtió en mando !electrónico! del cambio. El mandoelectrónico del cambio se convirtió en el elemento central de la lógica y e"ecución de mando.Los puntos de acoplamiento del cambio se forman a partir de un gran n#mero de informacionesque describen la situación momentánea de funcionamiento y marcha.

• Conductor$ decide cuándo, adónde y con qué rapidez, deportividad o economa. %e ello

se encargan el pedal acelerador y la palanca selectora.

• Estados de funcionamiento$ las resistencias al avance influyen$ si se recorre una

pendiente cuesta arriba&cuesta aba"o, si se utiliza remolque, si hay viento contrario, sise conduce ba"o carga o con empu"e. Los sensores envan las informaciones a launidad de control.

• Electrónica$ efect#a evaluaciones a través de los sensores y se encarga de decidir que

relación de marcha debe acoplar, para ello regula el dispositivo hidráulico del cambio.

• 'idráulica se encarga de configurar las presiones de mando y recorridos de

acoplamiento.

La unidad de control determina la lógica del acoplamiento de marchas mediante operacionescalculatorias permanentes. (ara ello utiliza un programa grabado en memoria que contiene una!curva caracterstica adaptiva!, que dependiendo de las informaciones que le enven lossensores, tomara las decisiones oportunas actuando sobre los dispositivos actuadores.


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)enta"as del mando electrónico del cambio frente al convencional hidráulico$

• *in gran despliegue técnico adicional se pueden procesar se+ales adicionales.

• La regulación de la hidráulica es más eacta.

• Los efectos de desgaste se pueden compensar mediante el mando de presión

adaptivo.

• La curva caracterstica de acoplamiento de marchas se puede configurar de modo másfleible.

• La electrónica protege más fácilmente contra mane"o erróneo.

• 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 técnico.

Comunicación con otros sistemas del vehículoEl mando electrónico del cambio no es ning#n sistema que traba"e aisladamente. El comunica


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Curva característica deportiva y curva característica económicaEn los primeros tiempos del mando electrónico del cambio, sólo se programaban curvascaractersticas fi"as de acoplamiento. En el posterior desarrollo del mando electrónico delcambio ya se poda elegir entre dos programas$

• uno deportivo y

• uno económico

La conmutación del programa la efectuaba el conductor mediante un conmutador apartedispuesto en la palanca selectora. 6n posterior perfeccionamiento automatizaba laconmutación. Esta tena lugar teniendo en cuenta la velocidad de accionamiento en el pedalacelerador.

pesar de la me"ora segua tratándose, como anteriormente, de una decisión absoluta$ 7EC8!o !*(829! sin tener en cuenta mas factores.

Curvas características adaptivasLos modernos mandos electrónicos del cambio determinan un desplazamiento de la curvacaracterstica de cambio a partir de un gran n#mero de informaciones que describenpermanentemente la situación momentánea de funcionamiento y marcha.Esta curva caracterstica de acoplamiento adaptada individualmente y no rgida se utiliza en la

unidad de control para la decisión del acoplamiento de marchas.

El programa de acoplamiento en función de la resistencia al avance reconoce las resistencias


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C!N#$%&'!$ '# P($ '# #NC)((*N%! (+%!*,%&C!%urante la marcha a velocidad de crucero del vehculo, la bomba del convertidor de par girasólo un poco más rápidamente que la turbina. *in embargo, debe girar más rápidamente a finde que contin#e descargando aceite y aplique el par a los alabes de la turbina. (ara latransmisión de fuerza el convertidor siempre necesita de un dos y a un tres por ciento deresbalamiento, pues de lo contrario parara la corriente de aceite.Esta diferencia de velocidad, o de r.p.m., representa una pérdida de potencia. (or esta razónen las ca"as de cambios modernas, disponen de un convertidor de par con enclavamiento. Esdecir, cuando el coche alcanza la velocidad de crucero y ni acelera ni decelera, el convertidorde par se enclava. %e esto resulta mayor economa de combustible. demás el aceite de laca"a de cambios no se calienta en este modo de enclavamiento.El rendimiento de un convertidor de par básico es, por regla general, de un =?@A en motores degran potencia y n#meros de revoluciones elevados, incluso llega a ser de un B@.

El convertidor de par con enclavamiento, también se le denomina de otra manera$ !embragueanulador del convertidor!. Consta de un embrague que bloquea la turbina del convertidorfi"andola a la bomba formando un con"unto compacto. Los resortes o muelles aislantes delembrague contribuyen a amortiguar o retrasar la acción del embrague cuando el convertidor depar entra en el modo de enclavamiento. Estos resortes aisladores también amortiguan losimpulsos de potencia del motor cuando la ca"a de cambios está en directa y el convertidor estáenclavado. 2ealizan la misma función que los resortes de torsión en el disco del embraguenormal o estándar.

El embrague de anulación del convertidor de par está incorporado a la ca"a del convertidor depar. Lleva montado un forro de fricción de forma anular y está unido a la turbina. Es accionadopor presión de aceite contra la carcasa del convertidor mediante la cual tiene lugar la entradadel par motor.

%e este modo se dispone de una propulsión rgida, eenta de resbalamiento, igual que unembrague normal de fricción seco.La unidad de control del cambio automático determina cuándo se abre o se cierra el embraguede anulación del convertidor de par.En vehculos con cambio automático, con un embrague de anulación del convertidor de par sepuede reducir en la práctica el consuno de combustible en un D a un = @, seg#n lacaracterstica del vehculo y del cambio.


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8tro e"emplo de convertidor de par con embrague anulador, es el que tenemos a continuación.Esta constituido por un portadiscos eterior /


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$ueda li-reEn algunos modelos de ca"as de cambio automática se utiliza una !rueda libre! para el bloqueode uno de los componentes del tren epicicloidal. La rueda libre tiene la particularidad debloquear el giro en uno de los sentidos y en el otro sentido permite girar libremente.Eisten varios tipos de ruedas libres$

• 2ueda libre de rodillos

En los intersticios entre el anillo interior y eterior se encuentran unos rodillos. En elsentido de bloqueo, éstos se colocan en los intersticios que van estrechándose. %eeste modo se unen los anillos interior y eterior.6nos muelles oprimen los rodillos en el intersticio, a fin de conseguir un bloqueoseguro.


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• 2ueda libre con cuerpos de apriete

Es de técnica más costosa que el pi+ón libre de rodillos, pero para un mismo tama+opermite una mayor transmisión de pares.En una "aula de muelle dispuesta entre los anillos interior y eterior se encuentrancuerpos de apriete en forma de haltera. (or acción de la fuerza elástica estánpermanentemente

aplicados. En el sentido de marcha libre, los cuerpos de apriete se abaten, sin impedirla marcha libre. En el sentido de bloqueo, se levantan.

$ueda de aparcamientoEs un mecanismo de enclavamiento de la transmisión automática, que se acciona cuando lapalanca selectora de mando se lleva a la posición /(0. La rueda de aparcamiento puede estarmontada en el árbol de salida y dispone de una corona dentada, en cuyo dentado se enclavauna pieza que evita que pueda girar y as se impide el giro y la transmisión de movimiento porparte de la ca"a de cambios.

%renes de engrana.es demas de la unión de engrana"es epicicloidales para formar un tren de transmisión, eistenotros modelos mas eficientes que toman el nombre de sus inventores.

Cam-io /ilson*e compone de 3 trenes epicicloidales. La primera corona, el segundo portasatélites y latercera corona están fi"amente unidos entre s. demás, hay un segundo y tercer pi+ón centralfi"amente unidos entre s. La impulsión en las marchas adelante se efect#a mediante este pi+óncentral doble.

Cam-io 0impson*e compone de D trenes epicicloidales con un pi+ón central com#n. El portasatélites de un tren,

la corona del otro y el árbol primario están fi"amente unidos entre s.La impulsión de las marchas adelante se efect#a siempre mediante las coronas. Este tipo seutilizó frecuentemente en el tiempo de los cambios automáticos de tres marchas.Esta compuesto por dos planetarios /(< y (D0 que forman un solo pi+ón y también por la uniónrgida del portasatélites /(*


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En la figura inferior se ven los elementos de mando, que frenan o embragan los distintoselementos que componen el cambio *impson para obtener las distintas relaciones de cambio.Los elementos de mando esta compuesto por frenos y embragues del tipo multidisco en ba+ode aceite.

Cam-io $avigneau1*e compone de D trenes epicicloidales con un portasatélites com#n.

El portasatélites lleva dos "uegos de satélites$


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• satélites cortos de diámetro grande, que engranan en un pi+ón central peque+o.

• satélites largos de diámetro peque+o, que engranan en un pi+ón central grande y en

los satélites cortos.

El cambio 2avigneau posee sólo una corona, que comprende los satélites cortos. :ediante lacorona tiene lugar siempre la salida de fuerza.Con los cambios 2avigneau se pueden dise+ar ca"as con 5 marchas adelante y una marchaatrás.(or razón de su tipo se construcción compacto, es especialmente apropiado para vehculos detracción delantera.

Este tipo de acoplamiento !agrupación dos en uno!, dos engranan"es epicicloidales formando

un solo con"unto, disposición en la que se utiliza una sola corona, com#n a los dos trenes, cadauno de los cuales esta dotado de sus correspondientes planetarios y satélites. Los planetariosson independientes entre si, mientras que los satélites están enlazados por engrane directo.


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los satélites /*D0, quienes arrastran la corona /C0 en el mismo sentido de giro pero auna velocidad reducida. 'ay que destacar que en esta relación de marcha, elportasatélites permanece inmóvil por la acción de la rueda libre sobre el que vamontado, girando los satélites sobre sus respectivos, sin movimiento de traslación.Efectivamente, el giro de los satélites /*


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(ceite de cam-io automtico 2 (%F /utomatic 9ransmission Gluid0El aceite en el cambio automático ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos$

• transmitir fuerzas /en el convertidor de par0

• efectuar acoplamientos /en los elementos hidráulicos del cambio0.

• establecer valores de fricción /en los embragues y frenos de discos, en el embrague deanulación del convertidor de par0

• engrasar piezas /todas las piezas rotatorias del cambio0

• evacuar calor

• transportar residuos de abrasión.

Estas tareas las tiene que realizar el aceite en un margen de temperatura de 13;>C a


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6n peque+o sobrepaso de la temperatura modifica el nivel de aceite. La epansión del aceiteno tiene lugar en los canales de aceite, sino que surte efecto en el cárter de aceite.Especialmente el calentamiento en el convertidor impele el aceite al cárter.6n nivel demasiado alto de aceite produce espuma y hace salir aceite por el conducto derebose.

tender especialmente a la temperatura de comprobación del aceite si se ha de restablecer elnivel de aceite.

La temperatura de comprobación se ha de medir con el aparato de diagnóstico y se ha dea"ustar a la temperatura indicada.En la comprobación del nivel de aceite se debe proceder seg#n el :anual de 2eparaciones deactualidad del cambio en cuestión.Con una cantidad correcta de aceite, el mando electrónico del cambio contrarresta regulando lavariación de viscosidad causada por el aumento de temperatura a consecuencias de variar lapresión del aceite, a fin de asegurar una calidad uniforme de acoplamiento de marchas.El nivel de llenado erróneo en un cambio automático, puede dar lugar a perturbaciones defuncionamiento y da+os del cambio. Especialmente perturbadores para el funcionamiento sonlos componentes acuosos en el aceite del cambio. fin de mantener limpio el aceite, se aspira éste del cárter a través de un filtro. 6n potenteimán permanente dispuesto en el cárter de aceite acumula los residuos metálicos de abrasión.

Nota4 6tilizar #nicamente el aceite autorizado por el fabricante del vehculo. 8tros aceites oaditivos pueden poseer propiedades modificadas y resultan desventa"osos para elfuncionamiento y la vida #til del cambio.

Circuito hidrulico y -om-a de aceiteEn el cambio automático, el convertidor, la electrónica y los engrana"es planetarios estánconvenientemente asistidos con la hidráulica.En el cambio automático, el que hace el traba"o definitivo es el aceite. (or ello, el aceite y elequipo hidráulico tienen también especial importancia en el cambio automático, pues sin aceitese pierden todas las funciones del cambio de marchas.El aceite adquiere presión por efecto de una bomba que impulsa el aceite por el circuito

hidráulico. En casi todos los cambios automáticos, como bomba de aceite se utiliza una bombameniscal. La acciona el motor del vehculo al régimen del mismo.


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Las bombas en forma de menisco son robustas, de funcionamiento seguro y generan lanecesaria presión de traba"o /hasta unos D? bares0.

Ellas aseguran el suministro de aceite

• a los elementos del cambio

• al mando del cambio

• al convertidor de par hidrodinámico

• a todos los puntos de lubricación del cambio.

El aceite se enfra en un peque+o circuito aparte mediante el lquido refrigerante del motor. Enel dispositivo hidráulico del cambio /dispuesto usualmente deba"o del mismo0 tiene lugar laregulación y distribución de la presión.


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'istri-uidor hidrulico del cam-ioEste distribuidor hidráulico representa la central de mando para la presión del aceite. En él seregula la presión del aceite, con arreglo a las se+ales del mando electrónico del cambio yse distribuye a los elementos del cambio. (or regla general, el distribuidor hidráulico secompone de varias carcasas de válvula.6na carcasa de válvulas representa el cuerpo para todas las válvulas que se se encuentran all

/válvulas de conmutación, válvulas magnéticas de regulación, válvulas reguladoras de presión0. demás, contiene los canales de aceite de acuerdo con el esquema hidráulico.Los canales de aceite en la carcasa de válvulas están conducidos sin cruzamiento. Loscruzamientos necesarios se dise+an mediante orificios dispuestos en un bloque intermedio. %eeste modo se pueden formar vas de aceite en diferentes carcasas de válvulas que seencuentran superpuestas.Las válvulas activadas eléctricamente por la unidad de control electrónica /válvulasmagnéticas0 están caladas desde el eterior en las carcasas de válvulas. %e este modo, sonfácilmente accesibles y cambiables para traba"os del *ervicio.El dispositivo hidráulico del cambio, además de sus enlaces eléctricos con la unidad de controlelectrónica, está unido mecánicamente con la palanca selectora mediante una correderamanual.El dispositivo hidráulico suele estar montado deba"o del cambio. En tal caso, la ca"a del cambio

contiene parte de los canales de aceite. Los canales de aceite también pueden estardispuestos en una placa aparte.


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#s5uema hidrulicoEl esquema hidráulico comprende todos los elementos que intervienen para el accionamientode los embragues y frenos, asi como el convertidor de par.

En la figura inferior se ve un etracto simplificado del esquema hidráulico de un cambioautomático. *obre este sistema queremos eplicar el complicado laberinto del mando

hidráulico.*e representan dos elementos del actuadores del cambio, *eg#n el dise+o del cambio, en unmoderno cambio de cuatro marchas pueden ser de seis fricción u ocho elementos de fricción/embragues y frenos0.


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)as presiones en el sistema hidrulicoEn el sistema hidráulico se necesita el aceite en diferentes escalones de presión. Las válvulasreguladoras de presión y las electroválvulas de regulación se utilizan para generar losnecesarios niveles de presión.

• (resión de traba"o

La presión de traba"o es, con D? bares, la más alta en el sistema hidráulico.*e genera mediante la bomba de aceite. :ediante una salida para presión cerocontrolada, la presión de traba"o se controla con la !válvula reguladora de presión!.La regulación de la presión se efect#a en función de los impulsos del mandoelectrónico del cambio.*eg#n la marcha a acoplar, se distribuye la presión de traba"o a uno a varios elementosdel cambio. La distribución se efect#a mediante una !válvula de conmutación!.

Con una marcha acoplada, la presión de traba"o se aplica al correspondiente !elementoactuador! del cambio.


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• (resión de válvula de conmutación, (resión de válvula reguladora

La presión de válvula de conmutación se a"usta de 3 hasta = bares mediante unaválvula reguladora de presión. Esta presión alimenta las electroválvulas /válvulasmagnéticas0.Las electroválvulas de conmutación regulan, con la presión de la válvula deconmutación, las válvulas de conmutación pospuestas, las cuales regulan por su partelos elementos actuadores del cambioLa presión de la válvula de regulación se a"usta asimismo mediante una válvulareguladora de presión y es de 3 a = bares. limenta como presión de mando, mediante una electroválvula de regulación, unaválvula reguladora de presión pospuesta, p. e"., para el embrague de anulación delconvertidor de par.

• (resión moduladora

La presión moduladora del motor es proporcional al par motor, es un espe"o de la carga

del motor.*eg#n las informaciones de la electrónica del motor, la válvula de modulación /unaelectroválvula de regulación0 es activada por el mando electrónico del cambio y genera


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#lementos hidrulicos del cam-io

En el cambio automático de mando electrónico se utilizan electroválvulas como elementoshidráulicos /electroválvula de conmutación, electroválvula de regulación0. demás encuentran aplicación válvulas de conmutación que sólo traba"an hidráulicamente.

• Electroválvulas de conmutación

Las electroválvulas de conmutación conducen la presión del aceite a una válvula deconmutación o reducen dicha presión. (or tanto, conectan o desconectan y dan lugar aconmutaciones de los elementos del cambio, p. e"., se inicia el proceso del cambio demarchas.En posición de reposo, están cerradas por acción de la fuerza elástica de muelle. Elinducido está unido con el taqué de válvula. En la activación mediante la unidad decontrol electrónica, el inducido es arrastrado venciendo la fuerza elástica del muelle. Eltaqué de"a libre el paso de ( a para la presión de la válvula de conmutación y cierra

la salida para presión cero.Las electroválvulas de conmutación se activan con se+al de mando digital /con. 1descon.0. La presión de válvula de conmutación act#a como presión de mando sobre laválvula de conmutación.

• )álvulas de conmutación

La válvula de conmutación es una válvula de funcionamiento netamente hidráulico.

*irve para distribuir la presión entre los elementos del cambio.(or regla general, posee sólo dos posiciones de conmutación, que se acoplanmediante una o dos presiones de mando. En la posición de reposo, el empalme de


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traba"o está unido con la salida para presión cero, por lo que los elementos del cambioestán sin presión.En la posición de traba"o, la presión de mando act#a en el empalme IA la presión (tiene paso al empalme y la salida para presión cero está bloqueada. La salida L sirvesólo de orificio de epansión.Las válvulas de conmutación son mayormente válvulas de corredera, por lo que a

menudo se designan como correderas o correderas de conmutación.

• Electroválvulas de regulación

2egulan una presión progresiva del aceite.

*on válvulas de cierre contra la presión cero, pretensadas mediante fuerza elástica demuelle. l activarse, se arrastra el inducido venciendo la fuerza elástica de muelle y eltaqué de válvula abre la salida para presión cero. %e este modo, la presión de aceitedisminuye en , a saber, tanto más cuanto mayor sea la intensidad de la corriente deactivaciónA por tanto, una activación progresiva.

o Fntensidad ba"a de corriente J presión alta

o Fntensidad alta de corriente J presión ba"a

Las electroválvulas de regulación se utilizan siempre en combinación con unestrangulador y se alimentan con presión de válvula de regulación.-o regulan directamente la presión de aceite de un elemento del cambio, sino quesuministran la presión de mando que, a través de , act#a sobre una válvula

reguladora de presión pospuesta /p.e". presión moduladora0.


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