sistema 4 x 4
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Caja de transferencia
Nombre : Felipe Vargas
Asignatura: Transmisiones mecánicas
Tipos de tracción en las cuatro rueda
Tracción total permanente
Mas utilizada en los turismos, tiene la particularidad de utilizar un diferencial central, este diferencial es independiente del diferencial que tiene cada uno de los ejes (delantero y trasero).
El la figura inferior tenemos un esquema del sistema de transmisión del Audi 100 Quattro. Este vehículo tiene un sistema de tracción permanente a las 4 ruedas, cuenta con un diferencial central que reparte el par motor a las ruedas de los dos ejes, dependiendo del la adherencia que tengan las ruedas al suelo en ese momento. El diferencial que se aplica al eje delantero es convencional y sufre los inconvenientes que tiene este tipo de diferenciales, que son la perdida de tracción en el eje cuando una de las ruedas entra en una zona de suelo deslizante.
El eje trasero cuenta con un diferencial de bloqueo manual es decir no es "autoblocante". Esto nos sirve para que en caso de que una rueda entre en una zona de suelo deslizante, tenemos la
posibilidad de bloquear el diferencial para suprimir precisamente el efecto "diferencial" y convertir el eje trasero en un eje rígido que reparte el par de tracción a las ruedas por igual.El accionamiento del bloqueo puede ser mecánico ("manual" mediante palanca-cable), eléctrico e incluso neumático.
El funcionamiento de este sistema (también llamado diferencial bloqueable o controlado) consiste en enclavar uno de los planetarios (1) a la corona (2) del grupo piñón-corona, haciendolo solidario con ella por medio del acoplamiento de un manguito de enclavamiento (4) que esta unido por un estriado al palier que se une al planetario. De esta forma, al accionar el enclavamiento, se obliga a este planetario (1) a girar solidario con la corona (2), con lo cual el otro planetario no puede adelantarse ni atrasarse, quedando anulado el sistema diferencial y quedando el eje trasero como un eje rígido que hace girar a la misma velocidad a las dos ruedas.Se utiliza en los vehículos con tracción total, en todoterrenos, en vehículos industriales y agrícolas. Este tipo de bloqueo solamente puede utilizarse a bajas velocidades y en terreno con poca adherencia. En caso contrario la transmisión se resiente pudiendo incluso llegar a la rotura de algún palier.
Para estudiar el funcionamiento del "diferencial central" tenemos la figura inferior donde se ve la caja de cambios, que es igual a la utilizada en cualquier automóvil sin tracción a las 4 ruedas, la diferencia esta en la incorporación del diferencial central y la forma de como reparte el par de tracción a cada uno de los ejes (ruedas delanteras y ruedas traseras).
Vemos que el árbol secundario de la caja de cambios se divide en dos arboles (si lo comparamos con una caja de cambios para vehículos sin tracción a las 4 ruedas). Uno seria un árbol en forma de manguito que gira solidario con los piñones de las marchas 3ª, 4ª y 5ª y el sincronizador de 1ª y 2ª, ademas mueve la carcasa del diferencial central que a su vez mueve sus satélites. El segundo árbol secundario seria el que empujado por un planetario del diferencial central transmite el par de tracción al piñón del grupo piñón-corona del diferencial delantero. Así se transmitiría la tracción a las ruedas delanteras pero para la ruedas traseras necesitamos de otro árbol, este partiría del otro planetario del diferencial central, para sacar el movimiento fuera de la caja de cambios y de aquí por medio de una junta elástica al árbol de transmisión que lleva el movimiento al diferencial trasero.
El accionamiento del bloqueo del diferencial central en este caso es manual como vemos en la figura inferior, pero como hemos comentado antes: el accionamiento podría ser eléctrico, neumático, hidráulico. Este tipo de bloqueo solamente puede utilizarse a bajas velocidades y en terreno con poca adherencia y se recomienda desconectarlo una vez que hemos pasado la zona de mala adherencia para las ruedas
¿Por qué se utiliza un diferencial central?.
Al tomar una curva las ruedas del tren delantero giraran con radio diferente al las del trasero, por llegar estas al cambio de dirección con antelación, si no dispusiéramos de un diferencial que reduzca la velocidad en el puente trasero para aumentarla en el puente delantero y así evitar que se genere una deslizamiento entre los neumáticos, y una marcada tendencia a seguir recto por parte del vehículo.
El diferencial central tiene un sistema de bloqueo igual que el diferencial trasero, de accionamiento manual. Este diferencial sirve como hemos dichos anteriormente para repartir el par motor al 50% a cada uno de los ejes (delantero y trasero), pero se adapta a las pequeñas diferencias de velocidad que puede haber entre ambos ejes, debido a las curvas, aceleraciones o deceleraciones fuertes. ¿Que ocurre cuando uno de los ejes entra en una zona de la calzada muy deslizante?. Lo que ocurre es que todo el par del motor se nos va a ese eje, acelerandose sus ruedas, mientras que las ruedas del otro eje se quedan paradas (no tienen tracción) por lo que el vehículo no se mueve o perdemos el control sobre él, lo mismo que nos pasaba con el diferencial trasero. Para solucionar este problema tenemos el bloqueo del diferencial que convierte la transmisión en un solo eje, mandando el 50% del para motor a cada eje (delantero, trasero) independientemente del estado de adherencia de la carretera.
Diferencial central asimétrico
Este diferencial tiene la particularidad de hacer un reparto asimétrico de par entre los dos ejes (delantero y trasero). Entregando mas porcentaje al eje que normalmente consideramos como "motriz". Para conseguir este efecto se le da un diametro diferente a los planetarios que forman el diferencial.
Existen otros tipos de diferenciales centrales
Otros diferenciales centrales son el: Ferguson o viscoacoplador, el embrague multidisco o Haldex y el diferencial Torsen que se puede situar tambien como central.
En la figura inferior tenemos una caja de cambios manual montada en un vehículo de la marca Subaru. La caja de cambios cuenta con un diferencial central autoblocante por acoplamiento viscoso. Cuando varia la velocidad en uno de los ejes (delantero o trasero) entra en funcionamiento el acoplamiento viscoso. En el funcionamiento normal la transmisión de par es de 50/50 a cada eje, cuando uno de los ejes no tiene buena adherencia y empieza a patinar el reparto de par seria 80/20 o 20/80.
Si quieres saber mas sobre diferenciales centrales y tracción a las 4 ruedas visita la sección de diferenciales autoblocantes.
Tracción permanente en vehículos de altas prestaciones
La tracción 4x4 en vehiculos de altas prestaciones, se utiliza principalmente para poder transmitir toda la potencia que desarrolla el motor a las 4 ruedas, buscando siempre las maximas prestaciones del vehículo, asi como la seguridad. Estas características se consiguen con la ayuda de una buena gestión electrónica. El embrague mutidisco Haldex es uno de los sistemas que gestionado electronicamente permite la tracción permanente del vehículo.
En la figura inferior tenemos la transmisión de un Mercedes-Benz Clase S con tracción total permanente «4Matic». La disposición de la tracción total es la más frecuente entre coches que inicialmente son de tracción trasera con motor delantero (siempre longitudinal). Junto al cambio automático hay una caja de transferencia de la que sale un semieje que transmite fuerza al diferencial delantero. Este semieje y el diferencial están a un lado del motor.A diferencia de otros modelos con tracción total, las variantes «4Matic» del Clase S no tienen diferenciales autoblocantes o bloqueables. En lugar de los tres bloqueos convencionales (que condicionan la capacidad direccional y maniobrabilidad) lleva una evolución del control de tracción que puede frenar individualmente cada rueda. En caso de que alguna rueda tenga un deslizamiento excesivo en aceleración, dicho control de tracción (que Mercedes-Benz llama 4ETS) la frena. De esa manera, aumenta la fuerza que pueden hacer las ruedas que tienen más agarre.
Tracción total opcional
Este tipo de tracción mas utilizada en vehículos todoterreno (offroad) que les permite circular por terrenos accidentados; si la ruedas de uno de los ejes pierde tracción, se puede trasladar la fuerza impulsora al otro eje de forma manual mediante una palanca.Hasta hace poco tiempo, este tipo de vehículos utilizaban en exclusiva la propulsión del tren trasero con conexión manual del tren delantero; pero actualmente se emplea tambien la transmisión integral permantente con diferencial central o con viscoacoplador. Sin embargo, lo que es común a cualquier vehículo todoterreno es la caja de transferencia o reductora.La reductora va acoplada a la caja de cambios, con salida para doble transmisión a ambos trenes. Esta caja es accionada por una palanca adicional situada al lado de la palanca de cambios y puede transmitir, según su posición, el movimiento a los dos ejes o solamente al trasero. La relación de marchas mas larga es la de "normal" o de carretera y la "corta" o reductora selecciona una desmultiplicación que oscila generalmente entre 2 y 3 a 1.
Los piñones de la caja reductora van dispuestos en pares de engranajes de forma que, cuando se utiliza la transmisión total, se reduce el giro de las ruedas para obtener un mayor par de tracción en las mismas. La función de la caja reductora o de transferencia es los vehículos todo-terreno es multiplicar el par de salida de la caja de cambios, para coronar fuertes pendientes, avanzar
lentamente por terrenos muy accidentados y vadear rios con seguridad. De la caja de transferencia sale el par a las transmisiones delantera y trasera. Esta transmisión puede hacerse a través de piñones o cadena.
La caja reductora esta compuesta por 5 piñones de los cuales 2 están montados en el eje intermedio y los otros 3 son intervenidos por los sincronizadores que funcionan igual que los utilizados en la caja de cambios. La misión de la reductora es la de transmitir al vehículo una marcha normal a la que se le denomina "larga" y otra reducida a la que se le denomina "corta", su otra misión es la de dar tracción a 2 ruedas o a las 4 según el deseo del conductor, accionando la palanca de transfer.
FuncionamientoEn el funcionamiento de la caja de transferencia adopta las siguiente posiciones:
Posición 2H : cuando arrancamos el vehículo con las velocidades normales, de la caja de cambios, y tenemos la palanca de transfer en 2H, quiere decirse que hemos arrancado el vehículo, solamente con tracción en las ruedas del eje trasero, para una conducción normal. Produciendo movimiento, al árbol trasero, el árbol de transmisión delantero, no tiene movimiento, ya que aunque los bujes están rodando, no existe movimiento en los palieres.
Posición 4H : se pasa la palanca a la posición 4L, el sincronizado ha conectado con el piñón (4x4), que transmite movimiento, a la transmisión delantera, esta, comienza, a girar y los cubos delanteros, automáticamente se conectan produciendose la transmisión 4x4. Tenemos al vehículo con tracción 4x4 con una marcha normal (larga) o directa.
Posición 4L : se pasa la palanca del transfer a la posición 4L, la tracción 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 difíciles cuando el terreno así lo requiera.
Alguien se puede preguntar el porque no hemos hablado de la posición 2L, esta posibilidad no se contempla debido a que una marcha corta para 2 ruedas, con el aumento de par tan importante que se produce, puede provocar averías en el grupo cónico y diferencial así como la rotura de palieres. Para evitar esto, los vehículos que lleven reductora y tracción a las 4 ruedas, llevan una dispositivo mecánico, que no permite meter la reductora sin antes meter la tracción total.
Otra disposición de caja reductora es la que se ve en la figura inferior, este sistema es mas sencillo que el anterior ya que solo nos permite dos posibilidades, propulsión al eje trasero con una marcha directa (larga), y tracción a las 4 ruedas con una marcha reducida (corta) que aumenta el par. La reductora es como una caja de cambios de dos velocidades, directa (larga) y reducida (corta), en esta divide por dos aproximadamente el giro que sale de la caja de cambios, con lo que el par se multiplica por el mismo factor que se divide la velocidad. La reductora cuenta también con un dispositivo para transmitir o no el giro al puente delantero, con lo que la fuerza se divide entre los dos ejes en lugar de uno.
Cubo automático para las cajas de transmisión con mando automático
El sistema de cubos automáticos ó "magicos" sirve para acoplar o desacoplar las ruedasdel sistema de transmisión delantero. El sistema de transmisión consiste en semiejes, diferencial,cardán y caja de tranferencia central.
Los cubos (son dos piezas con muchas estrías)hacen que las ruedas giren junto con los semiejes, quienes deben estar ya acoplados con la caja de tranfer, en el momento de acople de los mismos.Para que la estría delantera acople con la trasera, hay una pieza plástica que hace de traba.Esta pieza funciona como el botón de una lapicera. Si la presionás una vez queda expandida, si lapresionás otra vez, queda comprimida. Para realizar esta función, el sistema consta de una cámarade vacío, formada por todas esas piezas plásticas, un sello posterior y un sello de goma adelante.
En el momento de seleccionar la doble tracción (4x4 HI) el modulo GEM recibe la orden e inmediatamente conecta el relay del motor de la caja de tranfer, el cual pasa a la posición correspondiente.Una vez que el sensor digital detecta que la caja está acoplada (cadena para la transmisión delantera)da la orden al módulo GEM y éste envia una señal a la válvula solenoide (ubicada en el guardabarros izq) permitiendo asi el paso de vacio durante 40 segundos apróx. De esa forma hace una cantidad de vacio como para expandir la pieza plástica y asi acoplar los cubos.
Para la desconexión es lo mismo, sólo que necesita menos presión de vacio, por lo cual actua otra válvula solenoide (que es una sola pieza junto con la otra) y hace vacio por menos tiempo, quizás unos 10 seg. El sistema se desacopla mientras las ruedas están girando.
Para la conexión de la doble baja (4x4 LOW) hace lo mismo, solo que el motor de la caja de tranferacopla solo a menos de 5Km/h ó el vehiculo detenido, siempre y cuando se detecte que los interruptores de pedal de embragüe y freno estén presionados.
Para desarmar el sistema es necesario una "herramienta especial" (un trozo de planchuela doblado en U mas una planchuela soldada, como manija...
Girar solo hasta que haga tope (unos 5mm) para poder sacar la tapa del sistema.Noten que tiene una rejilla tipo respiradero
Luego sacás el sello de goma, que viene sujeto con la pieza plástica por un pequeñoperno de la misma goma.
El sistema de cubos no presenta estar demasiado engrasado y no debe estarlo!!La grasa puede hacer más presión que el vacio y asi no conectar...
Una vez afuera la pieza plástica, comprenderán como funciona. Es muy sencillo, pero la pieza muy delicada.
Si presionamos, vamos a ver que el sistema se expande, porque se suelta y además porque dentro tiene un resorte.
La información puede no ser precisa. Sólo desarmamos unos cubos y analizamossu funcionamiento. Quizás el funcionamiento sea distinto, pero nos remitimos a las pruebas.
Cabe aclarar que este sistema sólo vino en las Rangers hasta el 2000. Luego el sistema fuereemplazado por semiejes siempre conectados a las ruedas, por lo cual el sistema permanececonstantemente funcionando, sea la velocidad y la posición de caja de tranfer que fuere.Lo único que hacen estos modelos es conectar el motor eléctrico de la caja de tranfer.
Existen en el mercado los cubos manuales, tipo Toyota. Todavia no hemos visto alguna ranger conesta modificación, dado que no estamos seguros de cual cubo adaptar. Warn es uno de los principalesfabricantes de esos cubos, sin embargo no hay información precisa si la modificación para nuestrosvehiculos es segura.
Cubos de Bloqueo Los cubos de bloqueo, también conocidos como cubos de rueda libre, son un accesorio instalado en muchos vehículos de tracción en las cuatro ruedas que permite que las ruedas delanteras sean desconectadas de los palieres delanteros.
Debido a que muchos vehículos de tracción en las cuatro ruedas antiguos no tienen un diferencial central o equivalente (ej.: un acoplador viscoso), sólo deberían ser usados en el modo de tracción en las cuatro ruedas en el que la tracción esté limitada. De otro modo, podrían producir tensiones en la transmisión. Por esta razón, muchos de estos vehículos pasarán la mayor parte de su tiempo en el modo de tracción a dos ruedas y los cubos de bloqueo permiten desconectar elementos del árbol de transmisión que no son necesarios en el modo de tracción a 2 ruedas. Con los cubos desconectados y la transmisión en modo 2 ruedas, el eje frontal y el diferencial están inactivos.
Sin los cubos de bloqueo, las ruedas delanteras harían girar los palieres delanteros, que harían girar el puente delantero y el árbol de transmisión. Los cubos de bloqueo, cuando se conectan adecuadamente, permiten a las ruedas delanteras girar independientemente del árbol de transmisión.
Los beneficios aportados por los cubos de bloqueo incluyen un menor consumo, ruido, vibración y desgaste. La magnitud exacta de estas ventajas está en pleno debate y muchos opinan que éstás son superadas por las desventajas explicadas más adelante.
En los vehículos más antiguos se usan cubos de bloqueo manual para desconectar las ruedas delanteras. Esto requiere bajarse del vehículo para conectar o desconectar las ruedas delanteras. Si las condiciones de la carretera son irregulares, estos vehículos pueden ser usados en modo de tracción en dos ruedas con los bloqueadores conectados (desconectando la tracción a las cuatro ruedas con el interruptor o la palanca interna) y la tracción en las 4 ruedas necesitaría ser conectada cuando las condiciones de la carretera lo demanden.
En vehículos de tracción en las cuatro ruedas más modernos, los cubos de bloqueo automático son usados habitualmente y, como su propio nombre indica, se conectan automáticamente cuando se activa la tracción en las cuatro ruedas desde el interior del vehículo. La ventaja principal es que el conductor no necesita abandonar el vehículo para activar la tracción en las 4 ruedas o conducir el vehículo con tracción en 2 ruedas con el eje delantero conectado. La desventaja con este sistema es que la mayoría de los diseños requieren que el vehículo avance cierta distancia (normalmente un giro completo de rueda, y normalmente en una dirección concreta) para que así los cubos se conecten o desconecten (en muchos casos la tracción en las cuatro ruedas puede ser conectada con el vehículo en movimiento). Esto no se podría realizar si el vehículo se quedara completamente atascado antes de conectar la tracción en las cuatro ruedas, por lo que los cubos automáticos precisan de más precaución por parte del conductor.
Los vehículos de tracción en las cuatro ruedas que no poseen cubos de bloqueo, bien tienen tracción en las cuatro ruedas bien a tiempo completo o a tiempo partido con un eje delantero
permanentemente conectado (en el caso de un vehículo con tracción trasera permanente), que está activo pero no bajo cargo cuando se encuentra en modo de tracción en 2 ruedas.
Las desventajas de los cubos de bloqueo comprenden el hecho de que es necesario abandonar el vehículo para conectarlos en el caso de los cubos manuales, y la necesidad de pensar con anterioridad y conectar la tracción en las 4 ruedas antes de quedarse atascado en el caso de los automáticos. Además, en algunos diseños de eje (como los usados en los Land Roversantiguos), el rodamiento del pivote superior puede quedarse sin lubricante, suministrado normalmente por el aceite que es arrojado desde el eje, a menos que los cubos estén bloqueados cada vez durante cientos de kilómetros. Debido a que para activar los cubos de bloqueo generalmente no se requiere una llave, pueden ser bloqueados o desbloqueados maliciosamente por otras personas además del dueño del vehículo.
CAJA DE TRANSFERENCIA
La misión de la caja de transferencia, en vehículos doble tracción, es la de permitir conectar y/o desconectar la propulsión o las ruedas delanteras, como así también la de proveer dos velocidades auxiliares, una alta (1,00:1) y otra baja (2,46:1).
Está acoplada en la parte posterior de la caja de velocidades y se ubico sobre el segundo travesaño del bastidor, al que se apoya mediante un soporte de goma.
Sus engranajes, son conectados por acción de las dos palancas ubicadas en el piso del vehículo. La palanca de tracción delantera, mas larga y a la izquierda, sirve para conectar y/o desconectar dicho tracción. La palanca de velocidad auxiliar, más corta y o la derecha, sirve para lograr los cambios de marcha alta o baja.
Las instrucciones sobre las distintas posiciones de las palancas, se encuentran en una calcomanía pegada en la parte interior de la tapa de la guantera (Fig. 134).
En términos generales, con la palanca de tracción delantera conectada y la velocidad auxiliar en alta, se obtiene una desmultiplicación apropiada para marchar por terrenos dificultosos. Cuando aparte de ello se requiere una fuerza de tracción mayor, a velocidad reducida, especial para trabajos industriales o agrícolas, se colocará la palanca de velocidad auxiliar en baja.
Definiendo, la tracción en las cuatro ruedas sólo se empleará cuando sea necesaria una mayor tracción, que aquella que puede brindar la primera velocidad de la cola de velocidades común.
Evitar en la posible el uso de la tracción delantera sobre pavimentos duros o en carretera, pues se producirá un rápido desgaste de los neumáticos delanteros y los cambios de velocidades se harán difíciles.
Actualmente, todos nuestros vehículos doble tracción, salen de fábrica sin el freno de mono acoplado en la parte posterior de la caja de transferencia, pero durante un tiempo, sólo la "Estanciera" tenía esa característica. Es decir, se empleaban dos modelos distintos de cajas, uno para Jeep (con freno de mano) y otro para "Estanciera" (sin freno de mano).
A) CONSTITUCION
Los elementos que componen la caja de transferencia son mostrados en la figura 135 y a continuación se los describe a cada uno por separado
Carcaza (Nº 8). Es un receptáculo construido en fundición de hierro, que sirve para adecuar en ella la totalidad de las piezas y engranajes. Un cárter de chapa de hierro, estampada, cierra la parte inferior de la misma.
Extensión delantera (Nº 30). instalada en el extremo anterior de la carcaza, contiene el mecanismo de comando de la caja, eje de salida delantero, manguito de acople, retén de aceite y a ella se fija también el soporte lateral trasero del motor
Extensión trasera (N" 12). Ubicado en el extremo posterior de la carcaza, contiene uno porción del eje principal, el engranaje sinfín, el piñón del velocímetro y el retén de aceite. Sólo en algunos Jeep, sirve de soporte a los elementos que componen el freno de mono.
Engranaje del eje principal (Nº 24). Posee 29 dientes helicoidales. Montado en el eje principal, se halla en permanente contacto con el engranaje intermedio. Hacia su extremo posterior, se sitúa una pequeña corona de 12 dientes rectos, a la cual se acoplará el engranaje despazable cuando se requiera la marcho en alta. Una arandela de empuje (Nº 25) provee el juego longitudinal correcto que debe guardar en el eje. Dicha arandela es fijada mediante un aro retén (N" 26).
Engranaje desplazable (Nº 22). En su parte central tiene un estriado de dientes rectos, mediante el cual encastra con el eje principal. Hacia el extremo posterior presenta un rebaje acanalado en el que actúa la horquilla de cambios para desplazarlo hacia adelante o atrás, según se trate de lograr la marcha en alta o la marcha en baja, respectivamente. En la superficie exterior posee 33 dientes rectos, mediante los cuales engrano con los correspondientes al engranaje intermedio para lograr la marcha en baja
Engranaje de mando (Nº 45). Se halla instalado en la prolongación posterior del eje principal de la caja de velocidades, mediante un estriado de dientes rectos que posee en su parte central. Su misión es la de transferir el par de fuerza del motor o los demás engranajes de la caja de transferencia y proveer la transmisión de dicho par, a ambos ejes de propulsión o al trasero solamente. Está constituido por 29 dientes helicoidales, con los que se une al engranaje intermedio. En su extremo posterior, lleva fresado un angosto engranaje de 15 dientes rectos, a los cuales se puede acoplar una "toma de fuerza".
Eje principal (Nº 16). Está situado en la misma línea que el eje de salida delantero, al cual se une mediante el buje piloto que posee en su parte anterior. Se apoyo en la carcaza por dos cojinetes cónicos a rodillos, que absorben los cargos radiales y longitudinales del eje. En toda su superficie presenta cuatro secciones estriadas distintas bien definidos, ubicándose en la primera, por orden de adelante hacia atrás, el manguito de acople, engranaje del eje principal (para lubricación de éste), engranaje desplazable y la brida de acoplamiento trasera. Comandado por los engranajes que soporta, gira constantemente mientras el motor está conectado a la transmisión, siendo su misión la de transmitir el movimiento hacia los ejes de propulsión. Cuando el manguito es accionado por la palanca correspondiente, formará una pieza integral con el eje de salida delantero, promoviendo la tracción en las cuatro ruedas.
Engranaje intermedio (Nº 7). Esta compuesto por dos engranajes que forman una pieza integral. El engranaje helicoidal, de mayor diámetro y 39 dientes, está conectado permanentemente entre el engranaje de mando y el del
eje principal. El engranaje recto, de menor diámetro y 18 dientes, se unirá con el engranaje desplazable, toda vez que se requiere una fuerza de tracción mayor ( en baja ). Longitudinalmente posee un agujero que es ocupado por su eje, mediante el cual se sostiene en la carcaza. Entre el eje y la pared del agujero, se sitúa el cojinete del engranaje intermedio formado por rodillos (N" 41). En ambos extremos del engranaje, están ubicadas las arandelas de empuje que controlan el correcto juego longitudinal del engranaje.
Fig.135 Corte transversal de la caja de transferencia
1. TAPA 2. ARANDELA GROVER 3. BULON 4. PLACA DE TRABA 5. EJE INTERMEDIO 6. ARANDELA DE EMPUJE 7. ENGRANAJE INTERMEDIO 8. CARCAZA DE LA CAJA 9. PIÑN DEL VELOCIMETRO 10. JUNTA 11. RETEN DE ACEITE 12. EXTENSION TRASERA 13. BRIDA DE ACOPLAMIENTO TRASERA 14. TUERCA 15. ARANDELA 16. EJE PRINCIPAL 17. ENGRANAJE SINFIN DEL VELOCIMETRO 18. COJINETE A RODILLOS TRASERO 19. LAMINAS DE AJUSTE 20. JUNTA 21. CARTER DE LA CAJA 22. ENGRANAJE DESPLAZABLE 23. VERIFICACION NIVEL DE ACEITE 24. ENGRANAJE DEL EJE PRINCIPAL 25. ARANDELA ESPACIADORA 26. ARO RETEN 27. COJINETE A RODILLOS DELANTERO 28. JUNTA 29. COJINETE PILOTO DEL EJE PRINCIPAL
30. EXTENSION DELANTERA 31. MAÑGUITO DE ACOPLE 32. EJE DE SALIDA DELANTERO 33. ARO RETEN DEL COJINETE A BOLILLAS 34. COJINETE A BOLILLAS 35. RETEN DE ACEITE 36. BRIDA DE ACOPLAMIENTO DELANTERA 37. TUERCA 38. ARANDELA 39. JUNTA 40. ARANDELA DE EMPUJE 41. RODILLOS DEL COJINETE DEL ENGRANAJE INTERMEDIO 42. ARANDELAS ESPACIADORAS 43. COJINETE A BOLILLAS 44. EJE PRINCIPAL DE LA CAJA DE VELOCIDADES 45. ENGRANAJE DE MANDO DE LA CAJA DE TRANSFERENCIA 46. ARANDELA 47. TUERCA
Eje de salida delantero (Nº 32). Se halla montado en la extensión delantera, mediante un cojinete a bolillas (Nº 34). Presenta un estriado recto en el cual encastrará la brida de acoplamiento delantera (Nº 36) y una pequeña corona de 10 dientes rectos en la que actuará el manguito de acople para lograr la tracción delantera.
Hacia su extremo posterior, una prolongación cilíndrico pulida penetrará en el agujero que posee el eje principal, haciendo contacto con el cojinete piloto de aquél.
Manguito de acople (Nº 31). Montado en el eje principal, se deslizo sobre este mediante un estriado de dientes rectos. Toda vez que sea accionado por la horquilla de cambios ubicada en el rebaje acanalado en su parte exterior central, se desplazará sobre el eje principal. En su cara frontal posee un fresado interno de 10 entradas en forma de arco, mediante el cual encastra con el eje de salida delantero.
B) TRACCION EN LAS CUATRO RUEDAS
Generalidades. La gran mayoría de los vehículos son impulsados por los ruedos traseras, es decir, que estas son realmente las "motrices", por lo que las ruedos delanteras sólo son empujadas por aquellas (simple tracción). Los vehículos "doble tracción", son impulsados por sus cuatro ruedas cuando está conectada la tracción delantera. Las traseras "empujando" y las delanteras "remolcando", lo que se traduce en cuatro puntos de tracción.
ATENCION
La tracción en las cuatro ruedas, se usará solo cuando se requiera una fuerza de arrastre mayor a la provista por la primera velocidad de la caja de velocidades común.
En su empleo, la conservación de los neumáticos es de un factor vital. Una ligera diferencia entre sí, en el diámetro de las cuatro ruedas, como también uno o más neumáticos desinflados o excesivamente gastados, pueden causar dificultades en los cambios. Por estas razones se procurará la rotación periódica y el correcto inflado de los neumáticos a la presión recomendada, especialmente cuan do el vehículo trabaja con su carga máxima.
CUIDADO
Evitar el uso de la tracción delantera sobre pavimentos duros o en carretera, pues se producirá un rápido desgaste en los neumáticos delanteros y tos cambios de velocidades se harán difíciles
Si existe dificultad en el pose de los cambios, conectar la marcha atrás y retroceder el vehículo unos pocos metros. Frenar, oprimir el pedal de embrague, posar la palanca de velocidad a alta y desacoplar entonces la propulsión delantera.
C) FUNCIONAMIEÑTO
Tomaremos como base la transmisión del par motor, a partir del engranaje de mando de la caja de transferencia, es decir, una vez que aquel ha sido transmitido por la caja de velocidades.
Las posiciones de las palancas para las distintas marchas, se encuentran en una calcomanía en la parte interior de la tapa de la guantera (Fig. 134). Conviene recordar la regla de la mano derecha (Fig. 136), que fija la posición que las palancas deben tener para marchar con tracción en las ruedas traseras solamente. El dedo pulgar adelante, indica la palanca de tracción delantera "desconectada" y los dedos restantes hacia atrás, la palanca de velocidad auxiliar en alta.
Fig. 136. Regla de la Mano Derecha, para recordar la posición de las palancas de cambios de la caja de Transferencia en "Simple Tracción, Marcha en Alta". 1) Palanca de "Tracción Delantera". 2) Palanca de "Velocidad Auxiliar"
Simple tracción: marcha en alta. (Figura 137). Por los engranajes de la caja de transferencia, el par motor se transmite a través de ella sin sufrir alteración alguna, pues la reducción de engranajes es nula, dado que el engranaje de mando y el engranaje del eje principal tienen igual número de dientes (29).
El movimiento de giro impartido por el engranaje de mondo, pasa al engranaje intermedio (mayor) que se comunica con el engranaje del eje principal y, como éste es solidario al eje principal mediante su corona dentada y el engranaje desplazable, aquél se transmitirá íntegramente al eje de propulsión trasero.
Doble tracción: marcha en alta (Fig. 138). No hay reducción de engranajes, la palanca de tracción delantera accionando en el manguito de acople, hace que éste al unir el eje principal con el eje de salida delantero, transmita el movimiento de giro a ambos ejes de propulsión, trabajando los engranajes como en simple tracción: Marcha en alta
Para hacer los cambios soltar el acelerador, si el vehículo está en movimiento, oprimir el pedal de embrague y mover la palanca de tracción delantero hacia atrás.
Doble tracción: marcha en baja (Fig. 139). Con la tracción delantero "conectada", la palanca de velocidad auxiliar actúa en el engranaje desplazable hasta acoplarla con el engranaje intermedio (menor), obteniéndose la marcha en baja y con ello, la reducción de 2,46:1.
Para hacer los cambios de alta a baja, detener el vehículo, o no pasar la palanca a baja andando o más de 6 u 8 k.p.h. Oprimir el pedal de embrague y pasar la palanca de velocidad auxiliar hacia adelante (baja). Soltar el embrague y proseguir la marcha. El vehículo tendrá menor velocidad, pero las revoluciones en el motor serán más altas debido a la gran reducción de engranajes.
Para pasar la marcha baja a alta, oprimir el embrague y mover la palanca hacia atrás (alta). Este cambio se puede efectuar con el vehículo a cualquier velocidad. Al soltar el embrague se continúa en marcho alta, con propulsión a las cuatro ruedas.
Toma de fuerza (Fig. 140). Estando la palanca de tracción delantero hacia adelante (desconectada) y la de velocidad auxiliar en su punto medio (neutral), el motor funcionará pero el vehículo no podrá ser puesto en movimiento. Esto permite que el motor, a través de la caja de velocidades, pueda operar el equipo estacionario conectado a la toma de fuerza (engranaje de la caja de transferencia).
La palanca que actúa en el engranaje desplazable, hará que éste se desengrane de la corona dentada del engranaje del eje principal, anulándose toda transmisión a los ejes de propulsión; dado que el engranaje del eje principal y el intermedio girarán libres, en vacío
Para remolcar vehículos doble tracción La palanca de tracción delantera hacia adelante (desacoplada) y en punto muerto las palancas de la caja de velocidades y de velocidad auxiliar.
Sí fuera necesario levantar del suelo las ruedas traseras y remolcar el vehículo hacía atrás, es indispensable sacar las bridas de la maza del puente delantero, para evitar que su diferencial trabaje. Extraídos éstos, improvisar una cubierta para impedir que se introduzca polvo en los cojinetes de las ruedas.
Fig.145 Despiece de la caja de transferencia
1. BRIDA DE ACOPLAMIENTO TRASERA 2. RETEN DE ACEITE 3. JUNTA 4. EXTENSION TRASERA 5. SUPLEMENTOS DE AJUSTE 6. BULON 7. ARANDELA 8. TAPA 9. JUNTA 10. PLACA TRABA 11. CARCAZA 12. BARRA DE CAMBIOS DE "VELOCIDAD AUXILIAR" 13. TAPON 14. RESORTE 15. BOLILLA RETEN 16. PASADOR DE TRABA 17. JUNTA DE LA EXTENSION DELANTERA 1 8. EXTENSION DELANTERA 19. TAPON DE RESPIRACION 20. RESORTE RETEN DE [A PALANCA 21. PALANCA DE CAMBIOS DE "TRACCION DELANTERA" 22.PERILLA DE LA PALANCA DE CAMBIOS 23. PALANCA DE CAMBIOS DE "VELOCIDAD AUXILIAR" 24. EJE DE LAS PALANCAS DE CAMBIOS 25. NIPLE DE LUBRICACION 26. RETENES DE ACEITE DE LAS BARRAS DE CAMBIOS 27 BRIDA DE ACOPLAMIENTO DELANTERA 28. RETEN DE ACEITE 29. JUNTA 30. BARRA DE CAMBIOS DE "TRACCION DELANTERA" 31. BULON DE FIJACION
32. HORQUILLA DE CAMBIOS DE "TRACCION DELANTERA" 33. HORQUILLA DE CAMBIOS DE "VELOCIDAD AUXILIAR" 34. TAPON DE RELLENO DE LUBRICANTE 35. ENGRANAJE DE MANDO DE LA CAJA DE TRANSFERENCIA 36. ARANDELA PLANA 37. TAPON DE DRENAJE DE LUBRICANTE 38. JUNTA 39. TUERCA 40. CHAVETA PARTIDA 41. CARTER 42. MANGUITO DEL PIÑON DEL VELOCÍMETRO 43. PIÑON DEL VELOCÍMETRO 44. BUJE DEL PIÑON DEL VELOCÍMETRO 45. ARANDELA DE EMPUJE DEL ENGRANAJE INTERMEDIO 46. EJE DEL ENGRANAJE INTERMEDIO 47. ARANDELAS ESPACIADORAS DEL COJINETE DEL ENGRANAJE INTERMEDIO 48. RODILLOS DEL COJINETE DEL ENGRANAJE INTERMEDIO 49. ENGRANAJE INTERMEDIO 50. ARANDELA DE EMPUJE 51. ARO RETEN DEL COJINETE A BOLILLAS 52. COJINETE A BOLILLAS DE LA EXTENSION DELANTERA 53. TUERCA 54. ARANDELA PLANA 55. EJE DE SALIDA DELANTERO 56. MANGUITO DE ACOPLE 57. ARO RETEN 58. ARANDELA ESPACIADORA 59. ENGRANAJE DEL EJÉ PRINCIPAL 60. ENGRANAJE DESPLAZABLE 61. BUJE PILOTO DEL EJE PRINCIPAL 62. CUBETA DEL COJINETE A RODILLOS DELANTERO 63. CONO DEL COJINETE A RODILLOS DELANTERO 64. EJE PRINCIPAL 65. CONO DEL COJINETE A RODILLOS TRASERO 66. CUBETA DEL COJINETE A RODILLOS TRASERO 67. ENGRANAJE SINFÍN DEL VELOCÍMETRO 68. ARANDELA PLANA 69. TUERCA
Caja de transferencia de mando electrónico (Ford Explorer )
La caja de transferencia a todas las ruedas es una unidad de aluminio accionada por cadena y de embrague hidráulico.
Esta activa un sistema en el cual siempre están activadas todas las ruedas. La caja de transferencia de todas las ruedas es automática y no tiene controles externos. El embrague hidráulico es un dispositivo de distribución de torque. No se repara. Su construcción interna consiste en unos discos alternos que están conectados a las salidas delantera y trasera de la caja de transferencia. El embrague hidráulico está lleno con un aceite de alta viscosidad la cual fluye a través de ranuras en los discos. La resistencia a la fricción causa que los discos transmitan torque en la relación necesaria. La relación de torque transmitida es aproximadamente 35% eje delantero y 65% eje trasero. El torque es transmitido a través del eje de entrada al conjunto del porta planetarios. El flujo de torque continúa a través de la corona hasta el eje trasero de salida. El torque también fluye desde el conjunto del portaplanetarios hasta el eje del engranaje solar, el cual está acuñado al piñón de mando. El piñón de mando está conectado al piñón conducido por medio de la cadena conductora. El torque continúa a través del piñón conducido hasta el eje de salida delantera.
El embrague hidráulico suministra la conexión entre la corona y el eje del engranaje solar. Caja de Transferencia - Acción Automática en las Cuatro Ruedas (A4WD) El sistema A4WD es un sistema de cambios electrónicos 4 x 4 que permite al conductor escoger entre tres diferentes modalidades de conducción 4 x 4. El operador puede cambiar entre las modalidades A4WD y 4WD HIGH a cualquier velocidad. Para acoplar o desacoplar el rango de baja LOW, la velocidad del vehículo debe ser inferior a 5 Km./h, se debe pisar el penal de frenos, y la transmisión debe estar en NEUTRAL.
Los sensores delantero/trasero de velocidad del cardán (efecto Hall) están montados en la caja de transferencia y detecta la velocidad de los ejes delantero y trasero. Esta entrada es utilizada por el módulo electrónico genérico (GEM) principalmente para controlar el funcionamiento de entrada A4WD.
La señal de salida de posición del acelerador es suministrada al GEM proveniente del módulo de control del tren motriz (PCM) esta señal es utilizada por el GEM para comprobar el embrague A4WD. El disco sensor del motor de cambio es una pieza integral del motor de cambios eléctricos, éste le informa al GEM acerca de la posición de la caja de transferencia. Los sensores digitales TR están localizados en el lado izquierdo de la transmisión, estos sensores y le informan al GEM cuando la transmisión está en la posición NEUTRAL.
FuncionamientoEl motor eléctrico de cambios está montado externamente en la parte trasera de la caja de transferencia; éste mueve una leva rotatoria la actual mueve los trinquetes de modalidad y rango dentro de la caja de transferencia entre el rango de alta (HIGH)(A4WD, 4HIGH) y el rango de baja (LOW). El motor de cambio 4 x 4 utiliza un módulo de contiene dos relés los cuales, bajo el control del GEM, efectúa los cambios del motor de la caja de transferencia entre las modalidades de alta (HIGH) (A4WD, 4HIGH) y las modalidades de baja (4LOW). El relé el embrague sólido se utiliza para activar el embrague A4WD dentro de la caja de transferencia.
Función del Sistema
El sensor de efecto Hall monitorea la velocidad del eje de entrada y salida. En el sistema A4WD(C-Trac) el GEM varía el torque enviado hacia el tren motriz delantero cuando al controlar el embrague de la caja de transferencia. Al no moverse y bajo condiciones de velocidad crucero, el GEM activa el embrague de la caja de transferencia a un ciclo mínimo de trabajo (porcentaje de tiempo en el cual el embrague está encendido) esto permite la leve diferencia entre los ejes delantero y trasero la cual ocurre normalmente cuando se gira en una esquina o en pavimento seco. Bajo cualquiera de las siguiente condiciones, el GEM aumentará el ciclo de trabajo para evitar o controlar el deslizamiento
• Cuando se detecta el deslizamiento (utilizándolo sensores de efecto Hall)
• Bajo aceleración fuerte (posición del acelerador). Características de entrada:
• Interruptor de frenos ON/OFF.
• Interruptor de modalidad 4WD.
• Sensor digital de rango de la transmisión.
• Interruptor del embrague (solamente en vehículos con transmisión manual).
• Señal de velocidad del vehículo (transmitidas desde el módulo ABS).
• Sensores de velocidad de los ejes delantero/trasero.
• Información proveniente del PCM acerca de la posición del acelerador.
• Entradas de en las posiciones de los discos de fricción A, B, C, D. Características de salida:
• Relés del embrague seco (señal modulada de amplitud de pulsación: a tierra cuando el relé está encendido, corriente de la batería cuando relé está apagado).
• Indicador A4WD (a tierra cuando está activado, circuito abierto cuando está desactivado).
• Salidas del relé de motor de cambios 4 x 4. Los cambios entre A4WD y 4 x 4 HIGH se pueden efectuar a cualquier velocidad. A continuación presentamos una lista de las entradas y salidas necesarias requeridas por el GEM para poder ejecutar un cambio entre cualquiera de estas modalidades.
Características de entrada:
• Sensor de velocidad de los ejes delantero/trasero.
• Señal de velocidad del vehículo.
• Información de posición de acelerador.
• Interruptor de modalidad 4WD. Características de salida:
• Relé del embrague seco (señal modulada de amplitud de pulsación; a tierra cuando el relé está encendido, corriente de la batería cuando el relé está apagado).
• Indicador del grupo de instrumentos 4 x 4 HIGH (a tierra cuando está activado, circuito abierto cuando está desactivado). Cuando esté cambiando a/o fuera del rango de LOW, el GEM requiere que la velocidad sea inferior a 5 Km./h (3 mph), el pedal de frenos pisado, y la transmisión en NEUTRAL.
Características de entrada:
• Información de posición del acelerador.
• Interruptor de modalidad 4WD.
• Entradas de posición de los discos de fricción A, B, C, D.
• Señal de velocidad del vehículo (transmitida desde el módulo ABS).
• Entrada del interruptor de frenos ON/OFF (voltaje de la batería cuando está pisado el pedal de freno, circuito abierto cuando no está activado).
• Sensor digital de rango de la transmisión (a tierra cuando la transmisión está en NEUTRAL, circuito abierto de otra forma).
• Entrada pisada de arranque/embrague (solamente transmisión manual).
Características de salida:
• Salidas del relé de motor de cambios 4 x 4.
• Indicadores del grupo de instrumento 4 LOW (a tierra activado, circuito abierto desactivado).
• Relés del embrague seco (señal modulada de amplitud de pulsación; a tierra cuando relé está encendido, corriente de la batería cuando relé está apagado).