torqueflite

5 Curso Ingeniera Industrial

TRABAJO 1. Transmisiones automticas. Estudio de la caja de cambios automtica TorqueFlite ChryslerProfesor: Jos Luis San Romn Garca Alumnos: Roco Fernndez Gonzlez Juan Carlos Flores Borrell 18 de Noviembre de 2011

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Transmisiones automticas. Estudio de la caja de cambios automtica TorqueFlite Chrysler

INDICE PAG 1. Transmisiones automticas....................................................................2 2. Embrague...............................................................................................3 2.1 Embrague manual................................................................................3 2.2 Embrague hidrulico............................................................................4 2.2.1 Partes de un embrague hidrulico.....................................................4 2.2.2 Funcionamiento.................................................................................4 2.2.3 Ventajas y desventajas.....................................................................5 2.3 Otros embragues automticos.............................................................6 3. Convertidor de par.................................................................................8 3.1. Elementos de un convertidor de par...................................................8 3.2. Funcionamiento.................................................................................11 4. Cajas de cambio automticas...............................................................16 4.1. Funcionamiento y descripcin...........................................................17 4.1.1. Trenes epicicloidales .....................................................................18 4.1.2. Paquetes de embragues y frenos...................................................20 4.1.3. Rueda de aparcamiento ................................................................25 5. Transmisin automtica TorqueFlite Chrysler......................................26 5.1. Caja de cambios................................................................................26 5.1.1. Sistemas de engranajes.................................................................27 5.1.2. Cambios de velocidades.................................................................28 5.1.3. Circuitos hidrulicos.......................................................................34 5.1.3.1 Intervalo de transmisin o marcha, primera o arranque..............35 5.1.3.2. Intervalo de marcha, segunda.....................................................36 5.1.3.3 Intervalo de marcha, directa o tercera.........................................37 5.1.3.4 Cambio automtico con el acelerador a fondo en el intervalo de marcha.....................................................................................................38 5.1.3.5 Marcha atrs................................................................................40 5.1.3.6 Intervalo de marcha 2..................................................................41 5.1.3.7 Intervalo de marcha 1..................................................................42 5.2. Servicio de la TorqueFlite..................................................................43 5.2.1. Modelos bsicos.............................................................................43 5.2.2. Precauciones de funcionamiento....................................................43 5.2.3. Prueba de revolucionado del motor................................................44 5.2.4. Prueba de la presin hidrulica......................................................45 5.2.5. Pruebas con aire comprimido.........................................................48 5.2.6 Diagnosis de averas de la caja de cambios....................................48


1.TRANSMISIONES AUTOMATICASDentro del trmino transmisin se incluyen todos los componentes propulsores situados entre el volante de inercia del motor y las ruedas motrices. En nuestro caso ser un convertidor hidrodinmico y una caja de cambios automtica.

Figura 1.- Transmisin de un automvil.


2.EMBRAGUEEl embrague es un sistema usado para desacoplar el movimiento entre el motor y la caja de cambios, mientras se cambia de relacin, sin que sufra ningn dao esta ltima. Podemos distinguir dos tipos de embragues: - Manual - Automtico

2.1.

EMBRAGUE MANUAL

El embrague manual es accionado mediante un pedal en el puesto del conductor, que a travs de un cable hace que se acoplen o desacoplen los discos. El ms usado en la actualidad es el embrague de diafragma. La ventaja que tiene respecto a otros embragues manuales (como el de muelles) es que al volver a acoplar el disco con el volante de inercia del motor, cuando soltamos el pedal de embrague, la realiza el diafragma en vez de los muelles helicoidales. Su funcionamiento es el siguiente: Cuando no se presiona el pedal de embrague, la zona perifrica del diafragma hace presin sobre la maza del embrague, y en la maniobra de desembrague el diafragma vuelve a su posicin original mediante el collarn, y gira libre transmitir el giro a la caja de cambios.

Figura 1.- Embrague de diafragma.


2.2.

EMBRAGUE HIDRAULICO

El embrague hidrulico acta como embrague automtico entre motor y la caja de cambios. Dicho embrague permite que el motor transmita el par motor cuando llega a un determinado rgimen de giro.

2.2.1. PARTES DE UN EMBRAGUE HIDRAULICOLos embragues hidrulicos estn formados principalmente por los siguientes elementos: Bomba o impulsor. Es el elemento que se encarga de la transformacin de la energa mecnica proporcionada por el motor (mediante el eje de entrada al embrague) a energa hidrulica.-

Turbina. Es la parte del embrague que se encarga de transmitir la energa hidrulica, proporcionada por la bomba, al eje primario de la caja de cambios en forma de energa mecnica.-

-

Carcasa del embrague hidrulico.

2.2.2.

FUNCIONAMIENTO

Est fundado en la transmisin de energa que una bomba centrifuga comunica a una turbina por medio de un lquido que generalmente es aceite mineral. Para comprender bien este principio se pueden suponer dos ventiladores colocados uno frente a otro. El ventilador conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como impulsor o bomba sobre el otro ventilador que esta sin conectar, y al recibir el aire, se pone a girar como una turbina. Est constituido por dos coronas giratorias, que tienen forma de semitoroide geomtrico, provistas de unos tabiques planos, llamados labes. Una de ellas, llamada corona motriz, va unida al rbol motor por medio de tornillos y constituye la bomba centrifuga, la otra, unida al primaria de la caja de cambios constituye la turbina o corona arrastrada.


Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y estn separadas por un pequeo espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas. Cuando el motor gira, el aceite contenido en la carcasa es impulsado por la bomba, proyectndose por su periferia hacia la turbina, en cuyos alabes incide paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotacin de la bomba corona o motriz, formndose as un torbellino trico. La energa cintica del aceite que choca contra los alabes de la turbina produce en ella un par de fuerza que tiende a hacerla girar. Cuando el motor gira a ralent, la energa cintica del aceite es pequea y el par de fuerza transmitido a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. En estas condiciones, hay un resbalamiento total entre bomba y turbina con lo que la turbina permanece inmvil. El aceite resbala por los labes de la turbina y es devuelto desde el centro de sta al centro de la bomba, en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo. A medida que aumentan las revoluciones del motor, el torbellino de aceite va incidiendo con ms fuerza sobre los alabes de la turbina. Esta accin vence al par resistente y hace girar la turbina, mientras se verifica un resbalamiento de aceite entre bomba y turbina que supone el acoplamiento progresivo del embrague. Cuando el motor gira rpidamente, el aceite es impulsado con gran fuerza contra la turbina y sta es arrastrada sin que exista apenas resbalamiento entre ambas. El par motor pasa a la transmisin, cualquiera que sea el par resistente y aunque el motor se acelere rpidamente el movimiento del vehculo se produce progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que se va venciendo al par resistente.

2.2.3. VENTAJAS Y DESVENTAJASVentajas: 1) Ausencia de desgaste.


2) Gran duracin. 3) Es muy elstico y progresivo. 4) Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo ms atencin que el cambio peridico del aceite. Desventajas: 1) Perdida de energa por deslizamiento del aceite. 2) Mayor consumo de combustible. 3) Necesita tener acoplada una caja de cambios automtica.2.3.

OTROS EMBRAGUES AUTOMATICOS

Estos embragues hacen las maniobras de embragado y desembragado automticamente. Lo pueden hacer por medio de una centralita (la mayora) o por la fuerza centrfuga generada por el propio peso del embrague. A continuacin vamos a definir algunos de ellos: - El embrague electromagntico usa un campo elctrico para que un polvo magntico formado por partculas de hierro haga de pieza que une y hace friccionar el disco de acero del que viene el movimiento del motor a la corona que lleva el movimiento a la caja de cambios.

Figura 2.- Embrague electromagntico.

- El embrague centrfugo consiste en un embrague que tiene dentro unos contrapesos con una masa determinada para que al pasar de cierto rgimen los contrapesos tiren de unas patillas que a


su vez tiran del disco de friccin para desembragar, y cuando se vuelve a un rgimen inferior, unos muelles recuperan la posicin de embragado y vuelven a hacer girar solidariamente al disco de friccin con el volante de inercia del motor.

Figura 3.- Embrague centrfugo.

- El embrague automtico servocomandado consiste en un embrague centrfugo al que va unido un embrague convencional pero que est comandado por un mecanismo servoneumtico, que hace la maniobra de embrague y desembrague en ste en funcin de la marcha y la carga del acelerador. - El embrague pilotado electrnicamente consiste en un mecanismo de embrague convencional comandado por un sistema hidrulico, que a su vez est comandado por un sistema electrnico de gestin.


3.CONVERTIDOR DE PAREl convertidor de par fue inventado por Herman Fottinger en Europa para ser usado en las turbinas de vapor de la marina. Fue diseado para incrementar par usando la fuerza del fluido en movimiento.

El convertidor de par transmite potencia en forma silenciosa y suave, sin sacudidas, a travs de cambios de velocidades y de la razn del par. Su operacin es completamente automtica y confiable. Todas sus partes movibles estn cubiertas con aceite lubricante, por lo tanto, casi no hay desgaste. El convertidor normalmente dura la vida de la transmisin sin servicio.

El convertidor de par es un embrague hidrulico con las siguientes variaciones: Se intercala un reactor o estator, entre la bomba y la turbina. El reactor est montado sobre el crter de la caja de cambios a travs de una rueda libre. Los labes de turbina y bomba ya no son planos, sino que tienen unos ngulos de entrada y de salida.

3.1. DE PAR

ELEMENTOS DE UN CONVERTIDOR

El convertidor de par se encuentra encerrado dentro de un casco soldado de acero estampado de dos piezas o compartimentos. La figura1 siguiente muestra la parte exterior de un convertidor tpico.


Figura 1.- Carcasa de un convertidor de par.

Los anillos de accionamiento sobre la cubierta del frente estn conectados al cigeal del motor a travs de una placa de impulsin flexible. Un acoplamiento sobre la cubierta del frente del convertidor se ajusta dentro de un ensanche en la parte anterior del cigeal para dar apoyo al frente del convertidor. Un empalme trasero sobre la parte anterior del convertidor est apoyado por un soporte plano que se localiza en el frente del comportamiento de la bomba de la transmisin. El acoplamiento trasero tambin impulsa a la transmisin y a la bomba de aceite del eje transversal.

El convertidor est constituido por tres elementos (Pueden verse en las figuras 2 y 3) que son los siguientes:

1. El primero es el miembro de impulsin, impulsor o bomba, el cual es parte de la cubierta anterior del convertidor. Gira a la velocidad del motor.

2. La segunda parte es el miembro impulsado o turbina. La cual hace girar al tren de engranajes de la transmisin. Est montado sobre el frente de la entrada de la transmisin o eje de la turbina. La turbina gira en el interior de la cubierta del convertidor y se encuentra situada justamente en el interior del eje del estator, dependiendo del diseo de la transmisin.


Figura 2.- Bombas y turbinas de un convertidor.

3. El estator o reactor es el tercer miembro operativo del

convertidor. Est conectado con la caja de transmisin a travs de un embrague unidireccional montado sobre una extensin de la cubierta de la bomba. Este es denominado eje del estator y se muestra en la (Figura 3). El reactor recoge el aceite a la salida de la turbina y le da una orientacin adecuada para que incida convenientemente en los alabes de la bomba.

Figura 3.- Reactor o estator.

Gracias al flujo de aceite podemos reutilizar la energa no transmitida a la turbina, en el embrague hidrulico, requiriendo as a la bomba un menor par del motor. El par que transmite la turbina es la suma del cedido por el motor y el transmitido por el reactor a la bomba.


Por tanto, la principal ventaja del convertidor frente al embrague es que cuando hay resbalamiento, el par saliente es aumentado con una relacin al de entrada gracias a que el reactor orienta el fluido a una direccin ms favorable. En el arranque tenemos una relacin entre el par saliente y el entrante que oscila de 2:1 a 2.5:1. Esto permite iniciar la marcha incluso con una relacin de cambio alta, suavemente y sin tirones, aunque con menor reprs.

El acoplamiento trasero del convertidor impulsa la bomba de aceite de la transmisin. La bomba proporciona una presin al aceite para el funcionamiento de los controles de la transmisin y para mantener el convertidor correctamente lubricado. La rotacin causa una fuerza centrfuga que impulsa al aceite hacia el filo exterior del convertidor. Esta fuerza tiende a formar bolsas de aire cerca del centro del convertidor. Cuando se forman las fuerzas de aire, la accin se conoce como cavitacin. La cavitacin se minimiza manteniendo la presin del convertidor entre 30 y 180 psi (206.85 y 241.1 kPa).

El aceite sale del convertidor a travs del refrigerante y de los conductos de lubricacin de la transmisin. Despus de lubricar la transmisin se vuelve el aceite al convertidor. El montaje de todos los elementos lo podemos ver en figura 4:

Leyenda de la figura: A. Impulsor. B. Turbina. C. Estator. D. Carcasa giratoria. E. Soporte. F. Eje de salida.

Figura 4.- Montaje del convertidor de par.


3.2.

FUNCIONAMIENTO

El compartimiento ensamblado del convertidor tiene una forma igual a la de una llanta. Su dimetro interior es aproximadamente de un tercio de su dimetro exterior. Se incorporan hojas de acero a la parte interior de la cubierta trasera, usando un espaciamiento desigual para minimizar la pulsacin y el ruido. El convertidor est fijado con tornillos al cigeal del motor, de modo que gire cuando el motor est operando. La rotacin de la bomba suministra energa cintica al aceite a medida que lo expulsa hacia el exterior del compartimiento. La energa cintica es la energa de una masa de material en movimiento. En el convertidor la masa en movimiento es aceite. En el filo exterior de la bomba el aceite de alta energa sale de ella. Golpea el filo exterior de la turbina. Este flujo de aceite de alta energa es la fuerza que hace girar a la turbina. La turbina est conectada a los elementos de impulsin a travs de los engranajes de la transmisin y de la lnea de impulsin. La fuerza del aceite contra la turbina aumenta a medida que se incrementa la velocidad del motor. Cuando dicha fuerza sea lo suficientemente grande, girar la turbina y mover al vehculo. El ngulo del labe de la turbina es curvo para cambiar la direccin del flujo de aceite, por tanto, la mayor parte de la energa cintica es extrada del aceite. A medida que la energa se extrae, el aceite disminuye y se mueve hacia el centro del convertidor. Si el aceite entrara a la bomba fluyendo hacia atrs, se necesitara una gran cantidad de potencia del motor para volver a forzar el aceite nuevamente hacia adelante.

El aceite que sale de la turbina del convertidor hacia atrs golpea la superficie de las hojas del estator. Un embrague unidireccional de rotacin libre(o rueda libre) evita que el estator gire hacia atrs. Sus alabes curvos orientan el aceite a la direccin delantera con poca prdida de energa, por lo que el aceite vuelve a entrar a la bomba en la misma direccin en que ste est girando. Al hacer esto, el estator acta como un punto de apoyo en un sistema de palancas para incrementar la transferencia de par.


Figura 5.- Flujo de aceite en un convertidor de par.

Algunas transmisiones usaban un estator de paso variable. Los labes del estator cambian de un ngulo alto a uno bajo. Un ngulo bajo da un flujo de vrtice alto con una alta multiplicacin de par cuando hay una gran diferencia entre el impulsor y las velocidades de rotacin de las turbinas. Un ngulo alto del labe del estator proporciona una menor restriccin de flujo de aceite y un menor flujo de vrtice a medida que la velocidad de la turbina se aproxima a la velocidad de la bomba. Un ngulo alto del labe del estator tambin ser usado en estado inactivo para minimizar el deslizamiento del vehculo. El estator de paso variable es muy eficiente, pero es costoso ponerlo en convertidores de par. El convertidor de par tendr la mayor cantidad de flujo de vrtice y de multiplicacin de par cuando la turbina es detenida y la bomba est girando tan rpido como el motor la impulse. Esto se denomina detencin. Las razones mximas de multiplicacin de par bajo detencin van de 2: l a 2.:6:1.

La turbina est detenida cuando el vehculo no se est moviendo porque est conectada a las ruedas traseras a travs de un tren de engranajes mecnico.


A medida que el vehculo empieza a moverse. La multiplicacin de par del convertidor reduce gradual y suavemente a medida que la velocidad de la turbina se aproxima a la velocidad de la bomba.

El punto de acoplamiento (D) es alcanzado cuando la turbina llega a un 85 o 90 por ciento de la velocidad de 1a bomba. En el punto de acoplamiento, el aceite saldr de la turbina en una direccin hacia delante golpeando la parte anterior del labe del estator. Es cuando el estator gira hacia adelante sobre su eje unidireccional, movindose con el flujo del modo que cause una resistencia mnima al flujo. Esto da como resultado que casi no haya multiplicacin de par. La evolucin de la operacin del convertidor ha sido expuesta en la figura 6.

Figura 6.- Curvas caractersticas de un convertidor.

La razn mxima del convertidor de par bajo detencin depende del tamao del convertidor y del ngulo del labe.

La velocidad de detencin de un convertidor se selecciona a efecto de prevenir el deslizamiento en estado inactivo. El convertidor alcanza una multiplicacin mxima de par al 70 por ciento de la velocidad del motor cuando est produciendo par mximo.


La operacin a una velocidad de detencin ms alta proporcionara altas razones de multiplicacin de par. Desgraciadamente, esto causa demasiada acumulacin de calor. Una alta velocidad de detencin tambin causa un consumo excesivo de combustible y demasiado ruido. Dara como resultado un punto de acoplamiento muy alto, el cual permitira que el motor se desbocara.

Cuando el vehculo desciende cuesta abajo, la turbina acelera el aceite, 1anzandolo hacia afuera y hacia atrs dentro del impulsor. El impulsor absorbe la energa del flujo del aceite tratando de incrementar la velocidad del motor. El flujo hacia atrs fuerza al estator a desbordarse. No es eficiente operar el convertidor en esta forma, pero ayuda a retardar el vehculo transfiriendo parte de su energa hacia el motor.

En un gran nmero transmisiones automticas, y para incrementar la economa del combustible, se usa un embrague de cierre en un convertidor de par para minimizar la prdida de la lnea de impulsin.

Se conecta a medida que el punto de acoplamiento es alcanzado. La conexin une solidariamente la cubierta del convertidor de par (el cual est atornillado al cigeal del motor) a la turbina (la cual est conectada a los engranajes de la transmisin).

No puede ocurrir ningn deslizamiento entre los miembros de entrada y de salida del convertidor cuando se acoplan conjuntamente con el embrague. De este modo, el convertidor de par durante la aceleracin usa el embrague de cierre para eliminar toda prdida de deslizamiento a velocidades de carretera.

El embrague de cierre se convierte en un cuarto miembro operativo en el convertidor de par. El impulsor se denomina montaje de la bomba del convertidor.

4. CAJAS DE CAMBIO AUTOMTICAS


Las cajas de cambio automticas permiten cambiar de marcha de manera automtica sin la intervencin del conductor. Estas transmisiones suponen la desaparicin del pedal del embrague, pero no de la palanca de cambio. Las posiciones que puede ocupar la palanca son:-

-

P (aparcamiento y posicin de arranque): evita que el vehculo se desplace. R (marcha atrs): N (punto muerto y posicin de arranque): el motor puede estar en movimiento pero no hay transmisin hacia las ruedas. D (directa): al seleccionarla estamos en primera velocidad. Si a continuacin accionamos el acelerador la caja gestionar los cambios necesarios en la relacin de marchas. 2 S (segunda impuesta): iguales caractersticas que la directa slo que no pasar de segunda velocidad. 1 L (primera impuesta): En esta posicin slo est disponible la primera velocidad.

Las posiciones P, R, 1 y 2 requieren el desbloqueo de un seguro que evita que sean seleccionadas durante la marcha accidentalmente. Los cambios de velocidad se producen en funcin de tres factores: la velocidad del vehculo, la posicin de la palanca selectora y la solicitacin del acelerador.


La curva de potencia y par de los motores en funcin del rgimen de giro tiene la siguiente forma:

Figura 1.- Curva de potencia y par en funcin del rgimen de giro del vehculo Audi A3.

El motivo de la existencia de las cajas de cambio ya sean mecnicas o automticas es conseguir el par y potencia adecuadas en funcin de nuestro rgimen de giro. Es decir, a bajas velocidades necesitamos par elevado y no nos preocupa la potencia, a altas velocidades queremos potencia.

4.1.

FUNCIONAMIENTO Y DESCRIPCIN

Las cajas de cambio automticas estn formadas por uno o varios trenes epicicloidales. Dispondremos de tres ejes: un eje con una corona, otro asociado al planeta y otro para el portasatlites. Los ejes de stos los bloquear o no segn me interese mediante una serie de paquetes de frenos y embragues.


Para comandar y controlar el momento de cambio de marcha habr una serie de vlvulas de pilotaje.

4.1.1.

TRENES EPICICLOIDALES

Un tren epicicloidal bsico est formado por: 1. 2. 3. 4. Una corona de dentado interior. Un pin planetario. Dos o ms piones satlites. Portasatlites encargado de dar soporte a los satlites.

Figura 2.- Esquema de un tren epicicloidal.

Figura 3.- Esquema de un tren epicicloidal.

Mediante la combinacin de funcionamiento de cada elemento como motriz (eje de entrada), elemento impulsado, elemento fijo o


elemento de salida conseguiremos las distintas velocidades e inversin de la marcha. Cuando un eje se encuentra fijo, se le denomina conexin o Tierra. La potencia es transferida entre los otros dos miembros. Nos basaremos en los siguientes principios:

-En un conjunto simple de engranajes planetarios, el portasatlites es siempre el miembro de salida para la reduccin de par en sentido directo. El planetario es el miembro impulsor y la corona es el elemento sostenido o fijado.

- El planetario opera bajo la sobre impulsin en sentido directo cuando el portasatlites hace la impulsin. El engranaje solar o la corona dentada es una reduccin inversa cuando se sostiene el miembro opuesto.

- El tren epicicloidal operar en sentido opuesto cuando el portasatelites se fija. El planetario y la corona dentada siempre girarn en direcciones opuestas cuando el portasatelites se sostiene. Si el planetario realiza la impulsin, se trata de una reduccin inversa y si la corona impulsa, se trata de una sobreimpulsin inversa.

- Cuando dos miembros cualesquiera se mantienen fijo de forma conjunta, la totalidad del equipo gira como un eje nico bajo la operacin directa.




- La potencia no fluir a travs del conjunto de engranajes si no se sostiene ningn miembro. El tren de engranajes estara neutral.

- En cualquier momento que el miembro de detencin sea repentinamente liberado mientras se est transfiriendo potencia a travs del conjunto de engranajes, el miembro que acaba de ser liberado siempre girar hacia atrs.

4.1.2.PAQUETES DE EMBRAGUES Y FRENOSPaquetes de embragues: Como rganos de enclavamiento para el funcionamiento en desmultiplicacin se utilizan el embrague de cuas, el embrague de rodillos y el embrague de discos mltiples baados en aceite. Su misin ser unir rgidamente a la carcasa del miembro que en cada caso sea el de reaccin.

Figura 4. Vista delantera de la actuacin de un embrague de cuas con la pista exterior inmvil.

Figura 5. Vista posterior de la actuacin de un embrague de rodillos con la leva exterior inmvil.


Examinando las figuras anteriores podemos observar cmo actan ambos embragues cuando hay acuamiento (embragado) y cuando funcionan en rueda libre (desembragado). Ambas ilustraciones podran invertirse, apareciendo la pista interior inmvil y la pista exterior girando y actuando de conductor. En la prctica, la pista inmvil est atornillada a la carcasa del cambio o unida a sta a travs de un embrague tal y como puede verse en las figuras siguientes:


Figura 6. Juego de engranajes planetarios en desmultiplicacin con la corona inmovilizada por la accin del embrague de rodillos.

Figura 7. Juego de engranajes planetarios en desmultiplicacin, con el planeta ligado a la carcasa del cambio mediante un embrague de discos mltiples y la accin de un embrague irreversible.

Otra caracterstica de comportamiento, peculiar de ambos tipos de embragues, es que slo actan mientras el motor impulsa al vehculo.


As si se da el caso de marcha bajo impulsin del vehculo cuando los engranajes estn combinados para desmultiplicacin, cuas y rodillos se desenclavarn y tendr lugar el funcionamiento en rueda libre. El juego de planetarios se encontrar entonces en vaco o punto muerto, siendo imposible utilizar la potencia del motor para frenar. Banda de freno de tambor: Se emplean para el control de los piones planetarios. Esta fabricada con acero y tiene un forro de materiales de asbesto resistente aplicado a l. La banda de freno se ajusta holgadamente alrededor de un tambor que forma parte de la corona. La banda de freno se aplica mediante el denominado servo.

Figura 8. Banda de freno.

RUEDA DE APARCAMIENTOMediante este mecanismo impedimos cualquier movimiento del vehculo. Si colocamos la palanca de mando en la posicin P una


corona dentada (situada en el eje de salida) encajar entre sus dientes el dedo de aparcamiento. Es un mecanismo de enclavamiento.

Figura 9. Representacin del mecanismo de rueda de aparcamiento de la caja de cambios automtica TorqueFlite.


5.

TRANSMISIN AUTOMTICA TORQUEFLITE

La caja de cambios automtica que estudiaremos a continuacin est alojada por ejemplo en el coche Dodge Aspen de 1979.

Figura 1. Ejemplo de aplicacin.

5.1.

CAJA DE CAMBIOS

Figura A. Caja de cambio automtico A-727 TorqueFlite.


La figura A es una vista en seccin de un ltimo modelo de caja de cambios automtica TorqueFlite. En ella se combina un convertidor de par y una caja de cambios de tres velocidades totalmente automtica. Esta ltima contiene dos embragues de disco mltiple, un embrague de rueda libre, dos bandas de freno accionadas por sus respectivos servos y un sistema planetario de engranajes compuesto. Adems lleva un sistema hidrulico con varias vlvulas que controlan los embragues de disco mltiple y los servos de las bandas de freno.

5.1.1. Sistemas de engranajesLa figura B muestra las piezas esenciales del sistema planetario de engranajes, embragues, bandas y del embrague de rueda libre. El sistema planetario de engranajes contiene un pin central largo, dos grupos de piones planetarios montados en sus respectivos soportes y dos coronas. El pin central largo engrana con ambos conjuntos de piones planetarios. El pin central est conectado al embrague anterior por un tambor motriz que est unido mediante estras al pin central. Este tambor motriz se extiende alrededor y por delante del embrague anterior.

Figura B. Tren de engranajes, embragues y frenos de cinta del cambio.


5.1.2. Cambios de velocidadesLa figura C presenta en forma de tabla la actuacin de los embragues y de las bandas para obtener las diversas relaciones de transmisin a travs del sistema de engranajes. Las figuras D a H muestran la disposicin de los elementos de la caja de cambios para cada una de estas relaciones.

Figura C. tabla de la actuacin de embragues y bandas de freno en todas las condiciones de trabajo de la caja de cambios. (Chysler-Plymouth Division of Chrysler Mortors Corporation).

La figura D, por ejemplo, muestra la trayectoria del flujo de energa a travs de la caja de cambios con la palanca selectora en D (marcha) cuando se ha arrancado. La energa pasa del eje de entrada, a travs de las estras, al cubo en el que estn montados el tambor interior del embrague anterior y el tambor exterior del embrague posterior. Estas piezas siempre giran como una sola unidad. Cuando el embrague anterior esta desembragado y el


posterior esta embragado como muestra la figura D, la corona del sistema de engranajes anterior tambin tiene que girar. Esta conduce los piones planetarios de dicho sistema de engranajes y estos, a su vez, mueven el pin central. Obsrvese que la relacin de transmisin se reduce a travs del sistema de engranajes anterior.

Figura D. Trayectoria del flujo de energa en D (INTERVALO DE MARCHA), cuando se arranca despus de haber estado estacionado con los engranajes en primera.

El pin central, al girar, pone en movimiento los piones planetarios del sistema de engranajes posterior, los cuales, a su vez, hacen girar la corona. El soporte de los piones planetarios se monta sobre un embrague de rueda libre, el cual mantiene fijo el primero. Esta disposicin produce una reduccin de velocidad adicional, obtenindose, despus de pasar a travs de los dos sistemas de engranajes, una relacin de transmisin total de 2,45:1. Es decir, el eje de entrada tiene que dar 2,45 vueltas para que el eje de salida de una.

Obsrvese ahora la situacin cuando la caja de cambios cambia a segunda, la cual est representada en la figura E. Se aplica la banda anterior, o de cambio automtico con el acelerador a fondo y se acciona el embrague posterior. La primera bloquea el pin

Transmisiones automticas. Estudio de la caja de cambios automtica TorqueFlite Chrysler central en una posicin fija. Ahora, la energa fluye a travs del embrague posterior, los piones planetarios, el soporte y, finalmente, el eje de salida. La reduccin de velocidad solo se consigue en el sistema de engranajes anterior, obtenindose una relacin 1,45:1.

Figura E. En la parte superior vemos trayectoria del flujo de energa en D, despus de pasar a segunda o de reducir desde tercera. En la parte inferior de la imagen vemos la simplificacin de la transmisin. En transmisin directa (fig. F) ambos embragues, anterior y posterior, estn embragados, bloqueando totalmente el sistema de


engranajes anterior (desde el pin central a la corona). As pues, el conjunto gira solidariamente para dar una transmisin directa. La figura E adems muestra la situacin con la palanca selectora en segunda. Esta mantiene la caja de cambios en la posicin de reduccin.

Figura F. En la parte superior vemos la trayectoria del flujo de energa en D, despus de pasar a tercera. En la parte superior aparece una simplificacin de sta.


La figura G muestra las condiciones cuando la palanca selectora este en L, o primera. Las condiciones son parecidas a las representadas en la figura D, que corresponden a la caja de cambios en primera con la palanca selectora en D, despus de arrancar. Sin embargo, con la palanca selectora en L, la banda de primera y marcha atrs se aplica para bloquear el soporte planetario posterior (en lugar de dejar esta funcin al embrague de rueda libre). La razn de este cambio es que la banda de primera y marcha atrs permanecer aplicada mientras la palanca selectora este en L. Por tanto, quedara vigente la relacin de transmisin 2,45:1. Pero si la palanca selectora estuviera en D, entonces el embrague de rueda libre solo bloqueara el soporte planetario posterior hasta que se produjera el cambio a una marcha ms larga; en cuyo momento permitira que el soporte girara ms deprisa, como representan las figuras E y F.

Figura G. Trayectoria del flujo de energa en D1 con la palanca selectora en 1.

En marcha atrs (fig.H), el embrague anterior esta acoplado y la banda de primera y marcha atrs aplicada. Ahora, el flujo de energa pasa a travs del embrague anterior, tambor motriz, pin central, sistema planetario posterior y, finalmente, al eje de salida. Obsrvese que, estando aplicada la banda de primera y marcha


atrs, se mantiene estacionario el soporte del sistema planetario posterior. De esta forma, los piones planetarios actan locos y hacen que el eje de salida gire en sentido contrario, provocando un movimiento de retroceso del coche. La relacin de transmisin es de 2,20:1.

Figura H. Trayectoria del flujo de energa en R, o marcha atrs.


5.1.3. Circuitos hidrulicosA continuacin van a examinarse los circuitos hidrulicos, con sus diversas vlvulas, que controlan los cambios de la caja de cambios automtica.

Figura I. circuito hidrulico de la caja de cambios automtica TorqueFlite en D cuando se arranca desde la posicin de estacionamiento, con los engranajes en primera. La vlvula de control T.C. es la vlvula de control del convertidor de par, la cual impide que se produzcan presiones elevadas en el mismo.


En la figura I, se representa el circuito hidrulico y los cuatro controles activos del sistema de engranajes, que son los dos embragues y los dos servos. En primer lugar, hay que tener en cuenta que Chyrsler emplea nombres diferentes para algunos componentes de la caja de cambios. El servo KD significa servo de cambio automtico, con el acelerador a fondo, y, bajo ciertas condiciones, aplica la banda anterior (de0ominada tambin banda KD). La vlvula de lanzadera es una vlvula que no haba salido hasta el momento; su funcin es amortiguar ciertos cambios. La vlvula de control TC, en la parte inferior izquierda, impide que se produzcan presiones excesivas en el convertidor de par. La vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo tambin es diferente. Todas estas vlvulas se describen en los prrafos siguientes.

5.1.3.1. Intervalo de transmisin o marcha,

primera o arranque.Chrysler denomina a la primera en el intervalo de marcha, marcha de arranque. Las condiciones son las representadas en la figura D y en la figura I. La vlvula reguladora, en la parte inferior izquierda de la figura I, controla la presin de lnea a un valor dependiente de la abertura de paso de combustible. Esto es as debido a la interaccin entre la vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo en el centro de la parte derecha y la vlvula de paso de combustible. La primera est unida mecnicamente al varillaje del paso de combustible del carburador. Cuando el conductor pisa el acelerador, dicho paso se abre y la vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo se desplaza hacia dentro (en la FIGURA I, hacia la derecha). Esto incrementa la presin del resorte sobre la vlvula de paso de combustible, forzndola a moverse. Este movimiento aumenta la presin de lnea, con lo que la presin a la salida de la vlvula de paso de combustible, denominada presin de la vlvula de paso de combustible, se incrementa. Este incremento de presin acta sobre el tapn situado a la derecha de la vlvula reguladora; el cual, a su vez, reacciona sobre la vlvula reguladora, que tiende a acortar la lnea de descarga o de absorcin de la bomba. Por tanto, la presin regulada aumenta. Esto proporciona una fuerza de fijacin de los embragues y de las bandas de freno ms elevada, a altas velocidades y con pares ms grandes. Como puede verse, en el arranque (primera en el intervalo de marcha) la vlvula manual se ha desplazado para que la presin de lnea acte sobre el embrague posterior y lo embrague. La trayectoria del flujo de energa est representada en la figura D.


Tngase en cuenta que la presin del regulador se est aplicando a los tapones del mismo, detrs de las vlvulas de cambio 1-2 y 23. Contra esta presin, en los extremos opuestos de las vlvulas de cambio 1-2 y 2-3, acta la presin del resorte ms la de la vlvula de paso de combustible, la cual aumenta con la abertura. Esto es debido al movimiento de la vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo, que est unida al varillaje del acelerador. Cuando la velocidad del coche y, por consiguiente, la presin del regulador aumentan, llega un momento que esta ltima vencer la presin del resorte y de la vlvula de paso de combustible, lo cual producir el cambio a segunda.

5.1.3.2.

Intervalo de marcha, segunda.

Cuando el cambio tiene lugar, el tapn del regulador, sobre el que acta la presin del mismo, ha empujado la vlvula de cambio 1-2 hacia la derecha como indica la figura Z.

Figura Z. parte superior del circuito hidrulico en D, despus de pasar a segunda. En esta figura slo se representa la parte superior del circuito, ya que es dnde han variado las condiciones indicadas en la figura I.

Obsrvese que en esta figura solo se ha representado la parte superior del circuito hidrulico. La parte inferior permanece


esencialmente inalterada; de ah que, para mayor simplicidad, se omita su representacin en la figura. La vlvula de cambio 1-2, al desplazarse, permite que la presin de lnea fluya al servo KD para que se aplique la banda anterior, o de cambio automtico con el acelerador a fondo, como muestra la figura E. En ella, queda asimismo reflejada la trayectoria del flujo de energa en esta posicin. Hay que considerar que el desplazamiento de la vlvula de cambio 1-2 permite tambin que la presin de lnea fluya al acumulador, cuya funcin consiste en amortiguar la aplicacin de la banda de cambio automtico con el acelerador a fondo. El punto en el que se produce el cambio depende de dos factores, la velocidad del coche y la abertura del paso de combustible. Con una abertura pequea, la presin de la vlvula de paso de combustible tambin ser relativamente pequea; de esta manera, el cambio puede tener lugar a una velocidad y a una presin del regulador relativamente bajas. La velocidad real a la que se produce el cambio con el paso de combustible cerrado o totalmente abierto varia ampliamente con diferentes coches y motores. Los ingenieros de Chrysler han obtenido este intervalo devariacin en modelos diferentes de cajas de cambios, utilizando resortes de vlvulas diferentes, platos de embrague diferentes y as sucesivamente. Un valor tpico podra ser que con el paso de combustible cerrado, el cambio 1-2 se produjera a una velocidad de alrededor de 12 millas por hora (19.3 km/h). Con el mismo paso de combustible totalmente abierto, el cambio 1-2 tendra lugar alrededor de 40mph (64 km/h). Para este caso en particular, el intervalo de variacin estara comprendido entre estos dos extremos, dependiendo de la mayor o menor abertura de dicho paso.

5.1.3.3. Intervalo tercera.

de

marcha,

directa

o

Si la velocidad del coche va aumentando, la presin del regulador llegara a alcanzar un valor suficiente para vencer la presin del resorte ms la de la vlvula de paso de combustible, que actan sobre la vlvula de cambio 2-3, forzndola a desplazarse hacia la derecha, como se indica en la figura J. En ese momento, la presin de lnea pasa, a travs de la vlvula de cambio 2-3, al embrague anterior, acoplndolo. Al mismo tiempo, la presin de lnea acta en la parte superior del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo, empujando el pistn del mismo hacia abajo y liberando la banda de freno de cambio automtico con el acelerador a fondo. Entonces, la situacin es la


representada en la figura F. La vlvula de lanzadera, ubicada en la parte superior derecha de la figura J, acta para suavizar la aplicacin del embrague anterior y automtico con el acelerador a fondo. Esto lo consigue modulando la presin de lnea, actuando sobre el lado de liberacin del pistn de cambio automtico con el acelerador a fondo y sobre el embrague anterior. La modulacin est relacionada con la presin de la vlvula de paso de combustible que acta sobre el tapn del paso de combustible, a la izquierda de la vlvula de lanzadera. Este posiciona esta vlvula de acuerdo con la presin de la vlvula de paso de combustible y entonces la primera modula la presin que acta sobre el lado de liberacin del pistn de cambio automtico con el acelerador a fondo y sobre el servo anterior. Por ejemplo, considrese un cambio a pedal levantado, que se consigue acelerando el vehculo en segunda, y levantando luego el pie del pedal del acelerador y cerrando el paso de gasolina al mnimo. Cuando esto tiene lugar, la presin de la vlvula de paso de combustible que acta sobre la vlvula de cambio 2-3 se reduce para que la presin del regulador pueda desplazarla y producir as el cambio. Esta presin reducida de la vlvula de paso de combustible sobre el tapn del mismo mitiga la presin en la vlvula de lanzadera, permitiendo que se desplace para reducir la presin de lnea aplicada al pistn de cambio automtico con el acelerador a fondo y al embrague anterior. El resultado obtenido es que la banda se libera ms suavemente, y el embrague anterior se acopla con mayor seguridad. As pues, el cambio se realiza suavemente y sin ninguna sacudida apreciable. Por el contrario, si la abertura del paso de combustible se mantiene constante, la liberacin de la banda de cambio automtico con el acelerador a fondo, as como el acoplamiento del embrague anterior deben producirse rpidamente para que el cambio 2-3 sea suave. El punto en que tiene lugar el cambio 2-3, tambin depende de la velocidad del coche y de la abertura del paso de combustible. Cuanto mayor se est, ms elevada ser la velocidad a la que se produce el cambio. Para poner un ejemplo tpico, con el paso cerrado, el cambio podra ocurrir a unas 18 mph (29km/h). Pero en el mismo caso, y con el paso totalmente abierto, el cambio no tendra lugar sino hasta unas 70mph (112 km/h).


Figura J. parte superior del circuito hidrulico de la caja de cambios automtica TorqueFlite en D, despus de pasar a directa.

5.1.3.4. Cambio automtico con el acelerador a fondo en el intervalo de marcha.Si el conductor quiere acelerar rpidamente para adelantar otro coche, pisa a fondo el pedal del acelerador para abrir totalmente el paso de combustible. La unin mecnica entre este ltimo y la vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo, representado en la parte inferior derecha de la figura K, empuja dicha vlvula hacia la izquierda. Con ello, la presin de la vlvula de paso de combustible pasa a la vlvula de cambio automtico con el acelerador a fondo, denominndose entonces, presin de cambio automtico con el acelerador a fondo, que, a su vez,, de ah pasa a las vlvulas de cambio 2-3 y 1-2. Si esta presin es suficientemente grande para vencer la presin del regulador, se producir una reduccin de marcha. Para expresarlo de otra manera, la presin de la vlvula de paso de combustible tiene que sobrepasar la presin del regulador, o la velocidad del coche. Cuando la reduccin tiene lugar, el aceite del embrague anterior y el lado superior, o de liberacin, del pistn del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo se descarga al depsito. El embrague anterior se desacopla y la banda de cambio automtico se aplica. La situacin es la representada en la figura E. La caja de cambios ha pasado a segunda.


Figura K. Parte superior del circuito hidrulico despus de una reduccin de retencin con el acelerador a fondo, a segunda.

En este momento entra en juego la vlvula de lanzadera para suavizar la reduccin. Esta vlvula permite que el cambio automtico con el acelerador a fondo tenga lugar rpidamente a baja velocidad, pero, a medida que la velocidad va aumentando, lo va ralentizando. La razn es la siguiente. A baja velocidad, se requiere muy poco tiempo para completar el cambio, porque, comparativamente, la variacin de velocidad del motor entre transmisin directa y el cambio automtico con el acelerador a fondo, o segunda, es pequea. Sin embargo, a velocidad elevada, la variacin que tiene que sufrir la velocidad del motor para absorber la diferencia entre la directa y segunda, es considerable. Por tanto, la vlvula de lanzadera suaviza la reduccin de marcha a altas velocidades. Si no fuera as, al producirse esta reduccin, se notara una fuerte sacudida.


Si el coche va muy lentamente en segunda, el cambio automtico con el acelerador a fondo cambiara la relacin de engrane de segunda a primera. Esto ser debido a que la presin de la vlvula de paso de combustible ser suficiente para vencer la presin del regulador en la vlvula de cambio 1-2, haciendo que esta se mueva y produzca la reduccin a primera. Cuando la vlvula de cambio 1-2 se mueve, corta el flujo de aceite a presin que va al servo de cambio automtico con el acelerador a fondo, con lo que la banda se libera, obtenindose as la situacin representada en la figura D.

5.1.3.5.

Marcha atrs.

Cuando el conductor cambia la posicin de la palanca selectora a R, o marcha atrs, el circuito hidrulico es el que se indica en la figura W, y la trayectoria del flujo de energa es la representada en la figura H. Obsrvese que todos los elementos del circuito hidrulico quedan inefectivos, excepto la bomba, la vlvula reguladora, la vlvula de control del convertidor de par y la vlvula manual. La vlvula manual proporciona aceite a presin a la vlvula reguladora de presin, para que a la salida del regulador, dicha presin sea ms elevada, tanto como de 230 a 260 psi (libras por pulgada cuadrada) (16.1 a 18.2 kg/cm 2). Esta presin asegura la aplicacin de la banda de primera y marcha atrs y del embrague anterior.

Figura W. Circuito hidrulico con la caja de cambios en marcha atrs. Slo se representan las partes superior e inferior del circuito porque la parte central, representada en la figura K, no interviene en el funcionamiento en marcha atrs.


5.1.3.6. Intervalo de marcha 2.

La situacin que resulta de colocar la palanca selectora en la posicin de marcha 2 es la siguiente. Esta palanca desplaza la vlvula manual para que el aceite a presin se aplique al embrague posterior y al lado de accionamiento del pistn del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo (Figura L). Una vez aplicados el embrague posterior y la banda de cambio automtico con el acelerador a fondo, la situacin es la representada en la figura E. A una velocidad elevada, con la caja de cambios en directa, la reduccin no se producir hasta que la presin del regulador (es decir, la velocidad del coche) alcance un valor suficientemente bajo para que pueda ser vencida por la presin de lnea, y se mueva el tapn del regulador (hacia la izquierda en la Figura L). Esto permite que el resorte desplace la vlvula de cambio 2-3, de forma que el flujo de aceite a presin procedente del embrague anterior y del lado de liberacin del pistn del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo quede interceptado. A baja velocidad, la caja de cambios puede reducir de segunda a primera; pudindose pasar de nuevo a segunda, incrementando dicha velocidad. Pero no cambiara a tercera, mientras la palanca selectora y la vlvula manual estn en el intervalo de transmisin de segunda.


Figura L. circuito hidrulico de la caja de cambios automtica TorqueFlite con la palanca selectora en el intervalo 2 y la caja de cambios en segunda.

5.1.3.7.

Intervalo de marcha 1.

La situacin que resulta de colocar la palanca selectora en la posicin de marcha 1 es la siguiente. La caja de cambios permanece en primera. EL circuito hidrulico est indicado en la Figura M, y la trayectoria del flujo de energa est representada en la figura E. La vlvula manual se ha desplazado para que el aceite a presin vuelva a actuar sobre el tapn del regulador 1-2 y sobre el tapn del regulador 2-3, impidiendo as cualquier cambio. Si la velocidad del coche est por encima de un cierto mnimo, y se va en segunda o directa, la reduccin no se producir hasta que dicha velocidad, y la presin del regulador, descienda al mnimo exigido. Cuando esto ocurre, esta presin al trabajar contra los


tapones del regulador, es vencida por la presin de lnea que acta sobre las vlvulas de cambio. Entonces, tiene lugar la reduccin. Los intervalos de marcha 1 y 2 se utilizan para arrastrar cargas pesadas en rampa, cuando el acelerador se deja ms o menos totalmente abierto durante media milla (800 metros) o ms. Estas relaciones de engrane ms bajas impiden que, en estas circunstancias, la caja de cambios se caliente excesivamente. Asimismo, permiten que el motor acte como freno cuando se bajan pendientes pronunciadas.

Figura M. Circuito hidrulico de la caja de cambios con la palanca selectora en el intervalo 1 y la caja de cambios en primera.


5.2.

Servicio de la TorqueFlite.

5.2.1. Modelos bsicos.Los dos modelos bsicos de la TorqueFlite son el A-727 y el A-904. Cada uno de ellos se emplea con los tipos de motores indicados en la tabla (figura N). Obsrvese que el A-904 se utiliza con los motores ms pequeos, mientras que el A-727 se acopla a motores de caractersticas de salida ms elevadas. Existe un cierto nmero de diferencias internas entre ellos. Por ejemplo, el A-904 tiene un resorte grande en su embrague anterior, mientras que el A-727 tiene varios resortes pequeos. Asimismo existen diferencias en los embragues posteriores, en los trenes de engranajes planetarios y en los embragues de rueda libre, que se explicaran ms adelante.

Figura N. tabla de aplicacin de la caja de cambios.

5.2.2. Precauciones de funcionamiento.Circulando por terreno montaoso, sea con cargas pesadas o llevando remolque, en las rampas que se requiera una gran abertura del paso de combustible durante media milla o ms, deben emplearse las posiciones segunda o primera de la palanca selectora. Con ello se reduce la posibilidad de que la caja de cambios y el convertidor se calienten excesivamente.


La caja de cambios TorqueFlite no permitir arrancar el motor empujando o remolcando. Cuando tenga que remolcarse el vehculo, utilcese una camioneta de remolque o retrese el rbol de transmisin.

5.2.3. Prueba de revolucionado del motor.La prueba de revolucionado del motor consiste en determinar la velocidad de giro que se obtiene en el motor en el intervalo D, con el paso de combustible totalmente abierto. De esta manera, se comprueba el embrague del estator del convertidor de par y la capacidad de fijacin de los embragues de la caja de cambios. Asimismo debe verificarse el nivel de aceite de la misma y la temperatura alcanzada por el motor antes de la prueba de revolucionado del motor. PRECAUCION: Durante la realizacin de esta prueba, el freno de estacionamiento y los frenos de servicio deben estar fuertemente aplicados, y las ruedas delanteras bloqueadas. PRECAUCION ESPECIAL: Durante la realizacin de esta prueba, no hay que permitir la presencia de ninguna persona delante del coche. El paso de combustible no debe mantenerse totalmente abierto cada vez, durante ms de 5 segundos. Si se tienen que efectuar ms de una comprobacin de revolucionado, hgase girar el motor a 1000 rpm. en punto muerto, a intervalos de 20 segundos, para dejar enfriar la caja de cambios. Si la velocidad del motor sobrepasa los lmites mximos indicados en las tablas de la figura O, sultese inmediatamente el acelerador, ya que esto indica que el embrague resbala. Para realizar esta prueba, se debe conectar un tacmetro que pueda leerse desde el asiento del conductor, bloquear las ruedas delanteras, aplicar los dos frenos y abrir completamente el paso de combustible. Leer la velocidad punta del motor, y compara con la lectura del grafico correspondiente al modelo probado. PRECAUCION: Hgase la prueba en cinco segundos o menos. 1 Velocidad de rotacin por encima de las especificaciones. Si la velocidad del motor sobrepasa en ms de 200 rpm el valor


especificado en el grfico, indica que el embrague resbala. Esto requiere una comprobacin adicional; adems, tambin hay que comprobar la presin del aceite de la caja de cambios y la presin de aire. 2 Velocidad de rotacin por debajo de las especificaciones. Una velocidad de rotacin baja y un motor con una puesta a punto correcta indica que hay problemas en el embrague del estator del convertidor de par, siendo necesaria la prueba de carretera para determinar que est mal. Si las velocidades estn entre 250 y 350 rpm por debajo de las especificaciones y el vehculo funciona correctamente a velocidades altas, pero tiene una aceleracin pobre a travs de los engranajes, es que el embrague del estator est resbalando. Si la velocidad de rotacin y la aceleracin son normales, pero se requiere una apertura grande e irregular del paso de combustible para mantener una velocidad alta, es que el embrague del estator se ha agarrotado. El convertidor de par que tenga uno cualquiera de estos dos defectos de estator, tiene que cambiarse.

5.2.4. Prueba de la presin hidrulica.Con estas pruebas se comprueban las presiones existentes en el sistema hidrulico en diferentes condiciones de funcionamiento, y por ellas pueden detectarse ciertos defectos, como se explica en los prrafos siguientes. 1 Presin de lnea y presin de desembrague del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo. Esta comprobacin se realiza en D con las ruedas posteriores libres para girar. El fluido de la caja de cambios debe estar a la temperatura de funcionamiento 150 a 200oF (65 a 93oC). Instalar un tacmetro en el motor, levantar el coche sobre una plataforma elevadora de forma que las ruedas posteriores queden libres. El tacmetro debe colocarse de modo que pueda leerse desde debajo del coche. Conectar dos manmetros de escala entre 0 y 100 psi (0 y 7.03 kg/cm2) a los orificios para comprobar la presin de line y la presin de desembrague del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo. En la figura P se indican los puntos de conexin.


Con control en D, se eleva ligeramente la velocidad del motor para que la caja de cambios pase a directa. Reducir entonces, lentamente esta velocidad a 1000 rpm. En ese momento, la presin de line debe estar entre 54 y 60 psi (3.79 y 4.21 kg/cm2) y la presin de desembrague del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo no tiene que ser ms de 3 psi (0.21 kg/cm2) inferior a la presin de lnea.

Figura P. Puntos para la prueba de presin en el lado derecho de la caja.

1 Desconectar el varillaje del acelerador de la palanca del mismo en la caja de cambios, y mover esta gradualmente hasta la posicin completamente abierta. La presin de lnea tiene que llegar a un mximo de 90 a 96 psi (6.32 a 6.74 kg/cm2) justo antes o cuando se produzca, automticamente, un cambio a primera con el acelerador a fondo. La presin de desembrague del servo de cambio automtico con el acelerador a fondo tiene que seguir fielmente la variacin de la presin de lnea, no debiendo ser en ningn momento ms de 3 psi inferior a la misma. 2 Comprobacin de la presin de lubricacin.


3 Presin de aplicacin del servo posterior. 4 Presin del regulador.

Figura Q. Puntos para la prueba de presin en la parte de atrs de la caja.


Figura R. Tabla de presiones del regulador.


5.2.5. Pruebas con aire comprimido.La determinacin de si los embragues, bandas y servos estn trabajando o no, puede hacerse con aire comprimido. Primer, se saca el cuerpo de vlvulas, y entonces se aplica aire a una presin entre 30 y 100 psi (2.1 y 7 kg/cm2) a los canales de aceite correspondientes de la caja de cambios, los cuales estn representados en la figura S. Figura S. Pruebas con aire a presin. PRECAUCION: El aire comprimido tiene que ser limpio y seco. 1 Embrague anterior. Inyectar aire en el canal de aplicacin del embrague anterior y observar si se produce un ruido sordo, indicativo de que el embrague se ha acoplado. Mantener la presin durante algunos segundos, y comprobar si hay prdidas de aceite. 2 Embrague posterior. Inyectar aire a presin en el canal de aplicacin del embrague posterior y observar si se produce un ruido sordo, indicativo del acoplamiento del embrague. Inspeccionar si hay fugas de aceite. 3 Servo de cambio automtico con el acelerador a fondo y servo de primera y marcha atrs. Aplicar aire comprimido a los canales de los servos de cambio con el acelerador a fondo y de primera y marcha atrs, primero a uno y despus a otro, y observar si la banda de freno relacionada con cada uno de ellos, se aplica. Por lo menos, deber aplicarse, y al dejar de inyectar aire comprimido, la presin del resorte deber liberar la banda.

5.2.6. Diagnosis cambios

de

averas

de

la

caja

de

La figura es una tabla de diagnosis de averas de la caja de cambios TorqueFlite. Para determinar las posibles causas de una avera, primero hay que localizar la columna encabezada con la avera sufrida. Descendiendo por dicha columna se encuentran unos puntos negros, a cuya izquierda, y siguiendo una lnea horizontal, se indican los elementos a verificar.


Figura . Tabla de diagnosis de la caja de cambios.

A efectos de diagnstico, deben efectuarse tres pruebas: la prueba de revolucionado del motor, la prueba de la presin hidrulica de control y la prueba de presin de aire. En los prrafos siguientes se trata de las mismas. Las tablas de la figura O dan los intervalos en que deben producirse los cambios en la caja de cambios, con diferentes motores. El cumplimiento exacto de estos valores no es tan importante como


que los cambios se produzcan de forma suave y flexible, y no haya embalamiento apreciable del motor.

Figura O. tabla resumen de los distintos cambios posibles.


Bibliografa

Los cambios automticos M.F.Brejcha editorial Revert, s.a. Transmisin y caja de cambios del automvil : descripcin, funcionamiento y conservacin 1 ed. castellana Crouse, William H. Apuntes Clculo de Mquinas: Transmisiones automticas San Romn Garca, Jos Luis rea de Ingeniera Mecnica / Universidad Carlos III de Madrid

torqueflite

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