Unidad 2. Tema 2.3

Transmisión y diferencial

Introducción

• Misión de la transmisión

• ¿Qué elementos intervienen en la transmisión

de un automóvil?

• ¿Podrá funcionar un vehículo que acople

directamente el motor a las ruedas?

• ¿Qué tipos de transmisiones conoces?

• Fuerzas que se oponen al movimiento de un

vehículo

Diferenciar entre transmisiones de:

• Automóviles

• Vehículos industriales

• Vehículos agrícolas

• Motocicletas y ciclomotores

• Hidráulicas

• Vehículos híbridos

Definición

Embrague

Caja de cambios

Grupo reductor

Diferencial

Arboles de transmisión

Componentes

Conjunto de mecanismos encargados de

transmitir el movimiento y par del motor hasta

las ruedas

• El fin ultimo es transmitir y optimizar la potencia del motor, adaptando el par a las necesidades del conductor

Acoplar y desacoplar

Reducir o aumentar el par

Transmisión del par hasta las ruedas

Funciones

Características

Adaptable a:

Resistencias al avance 𝐹𝑑

Capaz de generar una fuerza de

empuje mayor 𝐹𝑒 > 𝐹𝑑

𝐹𝑎 = 𝑃𝑠 ∗ 𝑠𝐴 ∗ 𝐶𝑥

A la rodadura

Al aire

𝐹𝑟𝑑 = 𝑤 ∗ 𝜇

𝜇 =𝑠/2

𝑟𝑅

Par transmitido

𝐶𝑚 = 𝐹𝑒𝑟𝑅

Resistencias

A la pendiente

𝐹𝑝 = 𝑤 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝛼)

𝑠𝑒𝑛(𝛼) =𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎

𝐿

Por inercia

𝐹𝐼 = 𝑚 ∗ 𝑎

• Perdidas de potencia:

• Con un Cx=0.4

– 40km/h= menos de 1CV ;

– 80km/h=8.5CV ;

– 120Km/h=28.5CV

• Con un Cx=0.2

– 40Km/h=0.4CV ;

– 80Km/h=4CV ;

– 120km/h=13.6CV

• Por ejemplo: Seat león 0.32, Toyota Prius=0.26

Coeficiente aerodinámico

1. Calcula la fuerza de rodadura de un Seat Leon,que tiene masa de 1300Kg y se desplaza por unacarretera de asfalto. ¿Cuál es la diferencia cuandose desplaza sobre un camino de arena?

2. Calcular la huella para neumáticos de 16”.

3. Calcula el par transmitido mínimo necesario paravencer una resistencia al avance de 3500 N, en unvehículo cuyas ruedas miden 19” de diámetro

4. Calcula la pendiente en porcentaje que tiene unarampa que sube 200m cada Km y la fuerza que seopone al ascenso en un Nissan Patrol GR de1835Kg de masa.

• Calcule la fuerza de inercia que se opone al

desplazamiento de un vehículo de peso de

13,508.37N cuando incrementa su velocidad

15Km/h en 10 segundos.

• BMW

• modelos

bóxer y K

Paralever

Transmisión en los automóviles

Por Distribución

Motor delantero propulsión

trasera

Motor delantero tracción delantera

Motor trasero propulsión

trasera

Motor delantero/ trasero y tracción

total

Por funcionamiento

Manual

Automática

Semiautomática/ doble

embrague/DSG

Tiptronic

CVT

Hidráulicas/Hibridas

• Básico 50/50

• Doble Transmisión Permanente o Total

• Bloqueo Automático Básico

4x4

• Pedal de embrague y el uso de una caja de

cambios

• Componentes

– Embrague

– Caja de cambios- eje primario y eje secundario

– Pedal de embrague

– Palanca selectora

– Sincronizadores

Manual

Manual

Presionar pedalDesconexión motor/caja de

cambios

Interrupción del flujo de energía

Selección de nueva relación de la caja

Con un collar de dientes y

sincronizadores

Soltar pedal de embrague

Reconexión del motor

• Realiza los cambios por si mismo y sin

intervención del conductor.

• Componentes:

– Bomba hidráulica

– Engranaje planetario (epicicloidal)

– Frenos y embragues- Cuerpo de válvulas

– Convertidor de Par o Embrague hidráulico + Reactor

– Sensores

– Centralita electrónica

Automática

• Bomba hidráulica: Dado que las cajas automáticas hidráulicas funcionan a partir del movimiento de aceite hidráulico, requieren de una bomba hidráulica. Esta bomba va conectada al motor a través de una correa que la hace girar a medida que el motor se mueve, generando mayor caudal y presión a medida que se acelera.

• Engranaje de Planetarios: Es el sistema mas importante de la transmisión automática. Existen varios tipos de engranajes de planetarios, entre los cuales se encuentran el Ravigneux, el Simpson, y el Pelletier. Estos engranajes son utilizados como reductores variables de velocidad, y son los responsables de que la transmisión automática sea capaz de realizar cambios.

• Sistema de Frenos y Embragues: Es el encargado de manejar el sistema de engranajes planetarios para cambiar de marcha. Los frenos y embragues son accionados por un el Cuerpo de Válvulas, que en diseños anteriores funcionaba hidráulicamente. En los vehículos más nuevos, esta tarea la realiza el Controlador Electrónico de Transmisión (TCU), el controlador del motor (ECM).

• Convertidor de Torque: Es el elemento que hace el papel del embrague en la caja mecánica. A medida que se acelera el motor, aumenta el flujo de aceite hidráulico del sistema de transmisión, que a su vez aumenta el par aplicado a la caja. El multiplicador de par (reactor) es el mecanismo encargado de esta tarea. Este elemento está conformado principalmente por un sistema turbinas hidráulicas que giran con ayuda de la energía cinética del aceite que bombea la bomba hidráulica.

La primera relación descrita y la tercera serían la 1ª marcha y la directa

respectivamente y la cuarta relación seria la marcha atrás.

Accionamiento del fluido por la bomba

Convertidor de par baja revoluciones

aumenta el par

Acoplamiento y desacoplamiento de

engranes

Valvulas hidráulicas de selección de

embragues y frenos

Acelerador y velocidad del

vehículo

• Dos embragues, no tiene pedal de embrague.

Semi-automática, o transmisión

manual automatizada (DCT), DSG

• No requieren convertidores de par. Utilizan

embragues húmedos.

Semiautomática continuación

• Transmisión automática de convertidor de par que

incorpora controles manuales para realizar

cambios a voluntad (automática + semiautomática)

Tiptronic

• Éstas son capaces de adaptarse al estilo de conducción del usuario a través de "lógica difusa". Así, los puntos de cambio se adaptan a los hábitos del conductor

Tiptronic continuación

• Circuito de aceiteEl aceite tiene que satisfacer los siguientes requisitos:

– Asegurar la regulación de los embragues y la gestión hidráulica.

– Tener una viscosidad estable en toda la gama de temperaturas.

– Resistir cargas mecánicas de alto nivel.

– No permitir la capilaridad.

– Lubricación/refrigeración del embrague, de las ruedas dentadas, árboles, cojinetes y sincronizadores.

– Mando del embrague doble y de los émbolos para los actuadores de cambio. (Doble-embrague)

Sistemas comunes

• Bomba de aceiteUna bomba de engranajes interiores aspira el aceite y genera la presión del aceite que se necesita para accionar los componentes hidráulicos. Suministra un caudal máximo de 100 l/min a una presión máxima de 20 bares.

– La bomba de aceite alimenta:

– Los embragues multidisco

– La refrigeración de los embragues

– El grupo hidráulico de cambio y

– La lubricación de los piñones

• La bomba de aceite se acciona a través de su eje, que gira a régimen del motor. Este eje de la bomba se encuentra dispuesto como un tercer eje en el interior de los dos árboles primarios 1 y 2 que se encuentran uno dentro de otro para la DSG.

• Investigar componentes de las distintas

palancas selectoras y del mando del volante.

Tarea

Función

Acoplar y desacoplar la transmisión del par y velocidad del motor hacia las llantas.

Características

• Alta resistencia a la deformación por calor

• Alta resistencia al desgaste por fricción (si aplica)

• Mínimo espacio

• Capacidad de transmisión de par

EMBRAGUE

Em

bra

gues Por

funcionamiento

Fricción

Disco simple

Muelles

Diafragma

CentrífugoDiscos múltiples

Por hidráulica

Hidráulico

Convertidor de par

Por accionamiento

Mecánico

Hidráulico

Neumático

Clasificación

Definición

Sistema de engranes que permite la transmisión de par y velocidad a las ruedas, la rotación del eje de giro y la variación entre las velocidades angulares de las llantas cuando el automóvil se desplaza en curva.

Características

• Montado sobre el chasis

• Montado sobre elementos de la suspensión

• Acoplado a la carcaza de la transmisión

DIFERENCIAL Funcionamiento

Automóvil tracción delantera, diferencial centrado

• Llantas de 40cm de radio

• Ancho del eje delantero 2.40 m

• Radio de giro externo 12.5 m

• Velocidad del automóvil 40km/h

Calcular

Radio de giro interno ideal

Velocidades angulares de los engranes del diferencial.

Actividad