Cajas de cambio manuales
El sistema de cambio de marchas manual ha evolucionado notablemente desde los primeros mecanismos de caja de cambios de marchas manuales sin dispositivos de sincronización hasta las actuales cajas de cambio sincronizadas de dos ejes.
Independientemente de la disposición transversal o longitudinal y delantera o trasera, las actuales cajas de cambios manuales son principalmente de dos tipos:
Independientemente de la disposición transversal o longitudinal y delantera o trasera, las actuales cajas de cambios manuales son principalmente de dos tipos:
- De tres ejes: un eje primario recibe el par del motor a través del embrague y lo transmite a un eje intermediario. Éste a su vez lo transmite a un eje secundario de salida, coaxial con el eje primario, que acciona el grupo diferencial.
- De dos ejes: un eje primario recibe el par del motor y lo transmite de forma directa a uno secundario de salida de par que acciona el grupo diferencial.
En ambos tipos de cajas manuales los piñones utilizados actualmente en los ejes son de dentado helicoidal, el cual presenta la ventaja de que la transmisión de par se realiza a través de dos dientes simultáneamente en lugar de uno como ocurre con el dentado recto tradicional siendo además la longitud de engrane y la capacidad de carga mayor. Esta mayor suavidad en la transmisión de esfuerzo entre piñones se traduce en un menor ruido global de la caja de cambios. En la marcha atrás se pueden utilizar piñones de dentado recto ya que a pesar de soportar peor la carga su utilización es menor y además tienen un coste más reducido.
En la actualidad el engrane de las distintas marchas se realiza mediante dispositivos de sincronización o "sincronizadores" que igualan la velocidad periférica de los ejes con la velocidad interna de los piñones de forma que se consiga un perfecto engrane de la marcha sin ruido y sin peligro de posibles roturas de dentado. Es decir, las ruedas o piñones están permanentemente engranadas entre sí de forma que una gira loca sobre uno de los ejes que es el que tiene que engranar y la otra es solidaria en su movimiento al otro eje. El sincronizador tiene, por tanto, la función de un embrague de fricción progresivo entre el eje y el piñón que gira libremente sobre él. Los sincronizadores suelen ir dispuestos en cualquiera de los ejes de forma que el volumen total ocupado por la caja de cambios sea el más reducido posible. Existen varios tipos de sincronizadores de los cuales destacan: sincronizadores con cono y esfera de sincronización, sincronizadores con cono y cerrojo de sincronismo, sincronizadores con anillo elástico, etc.
El accionamiento de los sincronizadores se efectúa mediante un varillaje de cambio que actúa mediante horquillas sobre los sincronizadores desplazándolos axialmente a través del eje y embragando en cada momento la marcha correspondiente. Los dispositivos de accionamiento de las distintas marchas dependen del tipo de cambio y de la ubicación de la palanca de cambio.
A continuación se van a estudiar los dos tipos de cajas de cambios. La primera caja de cambios es una caja manual de tres ejes con disposición longitudinal de un vehículo de propulsión trasera. La segunda, es una caja manual de dos ejes con disposición transversal, de un vehículo con tracción delantera con tracción delantera por lo que el grupo cónico-diferencial va acoplado en la salida de la propia caja de cambios.
En la actualidad el engrane de las distintas marchas se realiza mediante dispositivos de sincronización o "sincronizadores" que igualan la velocidad periférica de los ejes con la velocidad interna de los piñones de forma que se consiga un perfecto engrane de la marcha sin ruido y sin peligro de posibles roturas de dentado. Es decir, las ruedas o piñones están permanentemente engranadas entre sí de forma que una gira loca sobre uno de los ejes que es el que tiene que engranar y la otra es solidaria en su movimiento al otro eje. El sincronizador tiene, por tanto, la función de un embrague de fricción progresivo entre el eje y el piñón que gira libremente sobre él. Los sincronizadores suelen ir dispuestos en cualquiera de los ejes de forma que el volumen total ocupado por la caja de cambios sea el más reducido posible. Existen varios tipos de sincronizadores de los cuales destacan: sincronizadores con cono y esfera de sincronización, sincronizadores con cono y cerrojo de sincronismo, sincronizadores con anillo elástico, etc.
El accionamiento de los sincronizadores se efectúa mediante un varillaje de cambio que actúa mediante horquillas sobre los sincronizadores desplazándolos axialmente a través del eje y embragando en cada momento la marcha correspondiente. Los dispositivos de accionamiento de las distintas marchas dependen del tipo de cambio y de la ubicación de la palanca de cambio.
A continuación se van a estudiar los dos tipos de cajas de cambios. La primera caja de cambios es una caja manual de tres ejes con disposición longitudinal de un vehículo de propulsión trasera. La segunda, es una caja manual de dos ejes con disposición transversal, de un vehículo con tracción delantera con tracción delantera por lo que el grupo cónico-diferencial va acoplado en la salida de la propia caja de cambios.
La situación de la caja de cambios en el vehículo dependera de la colocacion del motor y del tipo de transmisión ya sea está delantera o trasera.
Partes principales de una transmisión estándar
Carcasa: la carcasa consta de 2 piezas de magnesio las cuales son la carcasa de cambio y la de embrague estas retienen todos los componentes que integran la transmisión y así mismo los protegen
Árbol primario:El árbol primario está diseñado con el conjunto clásico de cojinetes fijo/móvil.este recibe la potencia del motor y la transmite a los componentes de la transmisión y Está alojado: mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en la carcasa del embrague, mediante un rodamiento radial rígido (fijo) en una unidad de cojinetes, dentro de la carcasa del cambio.
Árbol secundario:También el árbol secundario está diseñado de acuerdo a los cojinetes clásicos fijo/móvil así mismo que el árbol primario recibe la potencia pero este la transmite al diferencial en caso de ser tracción trasera con ello a las ruedas del automóvil. al Igual que el árbol primario, tambien está alojado mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en la carcasa del embrague por medio de un rodamiento radial rígido de bolas (fijo), situado conjuntamente con el árbol primario en la unidad de cojinetes, en la carcasa del cambio.
Grupo diferencial: el grupo diferencial constituye una unidad compartida con el cambio de marchas o de velocidades .se apoya con 2 cojinetes conicos,alojados en la carcasa de cambio de embrague
La corona está remachada fijamente a la caja de satélites y hermanada con el árbol secundario (reduce la sonoridad de los engranajes).
La rueda generatriz de impulsos para el velocímetro forma parte integrante de la caja de satélites
La rueda generatriz de impulsos para el velocímetro forma parte integrante de la caja de satélites
La doble sincronización: La 1ª y 2ª velocidad tienen una doble sincronización. Para estos efectos se emplea un segundo anillo sincronizador (interior) con un anillo exterior. La doble sincronización viene a mejorar el confort de los cambios al reducir de 3ª a 2ª velocidad y de 2ª y a 1ª velocidad. Debido a que las superficies friccionantes cónicas equivalen casi al doble de lo habitual, la capacidad de rendimiento de la sincronización aumenta en un 50 %, aproximadamente, reduciéndose a su vez la fuerza necesaria para realizar el cambio, aproximadamente a la mitad.
Mando de cambio: Los movimientos de cambio se reciben por arriba en la caja. El eje de selección va guiado en la tapa. Para movimientos de selección se desplaza en dirección axial. Dos bolas, sometidas a fuerza de muelle, impiden que el eje de selección pueda ser extraído involuntariamente de la posición seleccionada. Las horquillas para 1ª/2ª y 3ª/4ª velocidad se alojan en cojinetes de bolas de contacto oblicuo. Contribuyen a la suavidad de mando del cambio. La horquilla de 5ª marcha tiene un cojinete de deslizamiento. Las horquillas y los patines de cambio van acoplados entre sí de forma no fija. Al seleccionar una marcha, el eje de selección desplaza con su dedillo fijo el patín de cambio, el cual mueve entonces la horquilla.
Los sectores postizos de las horquillas se alojan en las gargantas de los manguitos de empuje correspondientes a la pareja de piñones en cuestión.
Los sectores postizos de las horquillas se alojan en las gargantas de los manguitos de empuje correspondientes a la pareja de piñones en cuestión.
Indicador de velocidad de marcha: La señal de velocidad que se envía al velocímetro se realiza sin sistemas mecánicos intermedios (como el cable o sirga utilizada en los cambios antiguos).
La información necesaria para la velocidad de marcha se capta en forma de régimen de revoluciones, directamente en la caja de satélites, empleando para ello el transmisor electrónico de velocidad de marcha.
La caja de satélites posee marcas de referencia para la exploración: son 7 segmentos realzados y 7 rebajados.
La información necesaria para la velocidad de marcha se capta en forma de régimen de revoluciones, directamente en la caja de satélites, empleando para ello el transmisor electrónico de velocidad de marcha.
La caja de satélites posee marcas de referencia para la exploración: son 7 segmentos realzados y 7 rebajados.
El transmisor trabaja según el principio de Hall. La señal PWM (modulada en achura de los impulsos) se transmite al procesador combinado en el cuadro de instrumentos
Conmutador para luces de marcha atrás:El conmutador para las luces de marcha atrás va enroscado lateralmente en la carcasa del cambio.
Al engranar la marcha atrás, un plano de ataque en el patín de cambio para la marcha atrás acciona el conmutador con un recorrido específico. El circuito de corriente se cierra, encendiendose las luces de marcha atrás.
Al engranar la marcha atrás, un plano de ataque en el patín de cambio para la marcha atrás acciona el conmutador con un recorrido específico. El circuito de corriente se cierra, encendiendose las luces de marcha atrás.
Aceite:Esta caja de cambios utiliza aceite G51 SAE 75W90. El vaciado se hará por el tornillo de vaciado situado en la carcasa del cambio y otro en la caja de reenvío.
El llenado debe hacerse hasta el borde inferior del orificio de llenado. Según sean las letras distintivas del cambio y si incorpora tracción a las cuatro ruedas la cantidad varía, pero el punto de control es el mismo, entre los 2,1 y los 2,4 litros.
El llenado debe hacerse hasta el borde inferior del orificio de llenado. Según sean las letras distintivas del cambio y si incorpora tracción a las cuatro ruedas la cantidad varía, pero el punto de control es el mismo, entre los 2,1 y los 2,4 litros.
relacion de engranje de un automovil de 5 marchas (velocidades)
recordemos que la formula para sacar esta relacion es
rt = z2/z1
donde
rt= relacion de engranje o transmision
z2=numero de dientes de el engrane conducido
z1=numero de dientes de el engrane motriz
z1=numero de dientes de el engrane motriz
Cambio manual de 5 marchas | Z2 | z1 | rt | |
1ª velocidad | 38 | 11 | 3,455 | |
2ª velocidad | 44 | 21 | 2,095 | |
3ª velocidad | 43 | 31 | 1,387 | |
4ª velocidad | 40 | 39 | 1,026 | |
5ª velocidad | 39 | 48 | 0,813 | |
Marcha atrás | 35 | 24 | 3,181 | |
FALCON Te felicito por tu trabajo es bastante bueno, lo unico que te consejo como amigo y tu maestro que dejes de tomar y te dediques al estudio, recuerda que si logras la meta de ser ingeniero lo tendras todo en la vida , bienestar para ti y tu familia INg. L. Vega Cortes.
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