Caja Transferencia

8/21/2019 Caja Transferencia

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INTRODUCCIN

Cuando hablamos de los componentes del vehculo que realizan la

transmisin de la fuerza del motor hasta las ruedas motrices, pasando

por la caja de cambios, ya sea esta una caja mecnica o una caja

automtica, nos referimos a que la fuerza del motor debe ser

entregada hasta el sistema diferencial y de este hasta las ruedas

motrices del vehculo.

En este caso, estbamos refirindonos a un vehculo que solamente

est diseado para que uno de sus dos ejes tengan traccin en lasruedas, ya sea en las ruedas posteriores, generalmente cuando el

motor y la caja de cambios estn localizados de forma longitudinal, o

en las ruedas delanteras, cuando su motor y su caja de cambios estn

localizados de forma transversal.

En ambos casos, la transmisin de la fuerza recibida en la caja de

cambios se enva hasta dos ruedas motrices, en el eje posterior

cuando es traccin posterior o en el eje delantero y sus ruedas

delanteras, cuando la traccin est en las ruedas delanteras delvehculo.

En algunos vehculos modernos se intenta enviar esta traccin a los

dos ejes, sistema que le da mayor seguridad durante el manejo, mayor

agarre y mejor traccin, encargndose de este trabajo la caja de

transferencia.


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FUNCIN DE LA CAJA DE TRANSFERENCIA

Cuando se ha diseado un vehculo para que tanto sus ruedas

delanteras, como sus ruedas posteriores reciban la fuerza venida delmotor, estaremos hablando de un vehculo con traccin en las cuatro

ruedas o un vehculo con traccin total.

Para enviar la fuerza salida de la caja de cambios a las cuatro ruedas

se necesita de un mecanismo simple, que permite conectar la fuerza

de salida de la caja hasta cada uno de los ejes del vehculo, para que

la traccin tenga las ruedas delanteras y tambin las posteriores;

independientemente de la disposicin del motor dentro del vehculo, es

decir motores longitudinales o transversales.

En el caso de motores y cajas longitudinales, la fuerza de la caja se

transmite hasta una caja simple, que permite entregar la fuerza motriz

hasta el diferencial posterior y por medio de engranajes o cadenas se

enva la fuerza hacia el diferencial delantero.


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Cuando el motor y la caja de cambios estn localizados

transversalmente, sale directamente la fuerza hacia el diferencial y de

l hacia las ruedas delanteras, por medio de otros piones saldr la

fuerza hacia el diferencial del eje posterior.


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CAJA DE TRASFERENCIA PARA MOTOR TRANSVERSAL

Cuando el motor y la caja de cambios en un vehculo estn instalados

transversalmente, la caja de cambios y luego el diferencial transmitenla fuerza del motor hasta los ejes delanteros y ellos a las ruedas

motrices.

Cuando se ha diseado un vehculo de estas caractersticas con

traccin en las cuatro ruedas, la propulsin hacia las ruedas traseras

se consigue con una caja de transferencia instalada junto al diferencial

delantero, o formando parte de su misma estructura; de tal manera,

que la fuerza se transmite por un juego de piones hasta un eje

cardn y de este se lleva la propulsin hasta el diferencial posterior.

Este sistema de caja de transferencia adosado al mismo sistema

diferencial delantero, resulta ser ms compacto que el utilizado en el

sistema anterior, porque solamente se necesitar de un sistema de

cambio de direccin. En el eje de salida de la caja que gira paralelo a

las ruedas delanteras, la transferencia cambiar la transmisin de esta

fuerza hacia el sentido longitudinal del vehculo.


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CAJA DE TRASFERENCIA PARA MOTOR LONGITUDINAL

Se encuentra localizado en el motor de un vehculo dispuesto de forma

longitudinal, transmitiendo esta fuerza hasta la caja de cambios. Lacaja de transferencia, como entenderemos, deber recibir la fuerza de

la caja y transmitir hasta el eje propulsor (cardn), para que este se

encargue de conectarse con el diferencial posterior del vehculo, y de

l hasta las ruedas por medio de los ejes.

De la caja de transferencia tambin deber salir esta fuerza hasta el

diferencial delantero, tambin por medio de otro propulsor o cardn.

Cuando el motor gire, este movimiento llegar hasta la caja de

transferencia y por medio de los ejes de propulsin a cada diferencial

delantero y posterior.


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Los dos ejes de propulsin son los encargados de recibir la fuerza de

la caja de transferencia y transmitir al cono del diferencial delantero y

de igual manera al cono del diferencial posterior. Tanto el sistema

diferencial delantero como el posterior entregarn esta fuerza a las

ruedas, por medio de los semiejes de propulsin.

En el grfico podemos observar la disposicin de la caja de

transferencia, los ejes de propulsin o cardanes, los diferenciales

delantero y posterior, a quienes se est entregando la fuerza

impulsada y finalmente cada diferencial entrega esta fuerza hasta las

ruedas, por medio de los ejes individuales o semiejes. En el caso del

sistema posterior, los ejes no tendrn articulaciones si el eje es rgido,pero en la parte delantera debern ser articulados, debido a que las

ruedas, adems de propulsar al vehculo, debern girar con el sistema

de direccin.


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TRABAJO DE UNA CAJA TRANSFERENCIA LONGITUDINAL

La Caja de transferencia utilizada para un motor y una caja de

cambios localizados de forma longitudinal en el vehculo, recibe el

movimiento del eje de salida de la caja de cambios, el mismo que

ingresa en un sector estriado en el pin de mando del Transfer.

Debido a que el conductor necesita seleccionar la traccin hacia las

ruedas posteriores nicamente, o hacia las cuatro ruedas, se necesita

de una palanca selectora o de un sistema de mando del engrane para

que permita seleccionar estas dos posiciones.

Cuando se est conduciendo en buenas condiciones de terreno, es

decir, una autopista o simplemente en las calles de la ciudad, y no

requiere de la traccin en las cuatros ruedas, el conductor

seleccionar la traccin en las ruedas posteriores, colocando la

palanca selectora en esta posicin.

En cambio, cuando las condiciones de la carretera resultan peligrosas:

el piso es resbaladizo o las ruedas tienen un mal agarre y se requieremayor adherencia al piso; el conductor deber seleccionar la palanca

en la posicin de traccin en las cuatro ruedas. As, la caja de

transferencia permitir que la fuerza recibida de la caja de cambios se

transmita tanto al eje propulsor delantero como al eje propulsor

posterior y cada diferencial lo entregar a las dos ruedas

correspondientes.


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PARTES DE UNA CAJA DE TRANSFERENCIA LONGITUDINAL

Cada fabricante tiene generalmente un diseo propio de su caja de

transferencia, de acuerdo al diseo de su caja de cambios y de los

mecanismos propios de cada vehculo. A pesar de que bsicamente

todas las cajas de Transferencia trabajan de forma similar, los

vehculos todo terreno, a quienes se les haba considerado

inicialmente como los nicos vehculos con traccin en las cuatro

ruedas, requeran de este mecanismo para seleccionar la traccin en

sus dos o cuatro ruedas.

Las primeras cajas de transferencia tenan un sistema de selector

manual para seleccionar la traccin en las dos ruedas o la traccin en

las cuatro ruedas. Tambin disponan de otro selector para conseguir

engranar otros piones, los cuales permitan reducir la velocidad a la

salida de los ejes de propulsin, aumentando con ello la fuerza,

llamando a esta seleccin reduccin o baja (LOW).


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SELECCIN DE ALTA Y BAJA VELOCIDAD

Una de las palancas selectoras de las primeras cajas de transferencia,

cuando se selecciona la traccin en dos o cuatro ruedas, conecta lafuerza venida de la caja de cambios hacia el eje trasero o hacia ambos

ejes. El vehculo est desplazndose en la velocidad alta (HIGH), es

decir, con la desmultiplicacin solamente de la marcha respectiva

seleccionada; en estas primeras cajas de transferencia, se dispona

tambin de otro selector, el mismo que permite engranar otros

piones, reduciendo la velocidad a la salida de los ejes de propulsin,

aumentando con ello y en la misma relacin la fuerza, llamando a esta

seleccin reduccin o baja velocidad (LOW).

Para ello se desplazaba a un sistema de engranajes, que en la

posicin inicial dejaban salir la fuerza en una relacin de 1:1 y en la

otra posicin en una relacin de reduccin.


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CAJA DE TRANSFERENCIA LONGITUDINAL MODERNA

Las nuevas cajas de transferencia, a diferencia de las primeras

comandadas manualmente, disponen de un sistema de seleccincomandado elctricamente, controlada por el conductor con una

perilla. Cuando se desea conducir con traccin solamente en el eje

posterior, la fuerza proveniente de la caja de cambios se transmite de

forma directa hacia el eje de salida posterior, en el cual est conectado

el eje propulsor o cardn, conectado en su otro extremo en el

diferencial posterior; cuando se necesita traccin en las cuatro ruedas,

el pin de mando del eje estriado se convierte en solidario con el eje

de mando, transmitiendo la fuerza por medio de una cadena hasta eleje de salida del propulsor delantero, teniendo en este caso traccin

en las cuatro ruedas.


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Cuando el vehculo todo terreno, necesita mayor fuerza motriz en sus

ruedas, se desplaza a un pin para que ingrese en el sistema

planetario de reduccin, obteniendo de esta forma una reduccin de la

velocidad de los ejes propulsores, pero aumentando su fuerza en la

misma relacin. Esta relacin puede ser generalmente 2,5:1.

En el esquema de un transfer diseado para un motor y caja

localizados longitudinalmente en un vehculo todo terreno, el mismo

que dispone de los elementos que hemos analizado. Podemos

observar al sistema planetario, que permite el movimiento en alta

velocidad y en baja velocidad con el sistema de reduccin planetario

engranado.

Tambin podemos ver la disposicin de la horquilla y el cubo reductor,

que son los elementos empujados por el accionamiento del motor

elctrico y encargados de engranar la reduccin. Del pin de mando

se puede observar a la cadena "Morse" de gran dimensin, que

transmite la fuerza hacia el eje secundario que obtiene la fuerza de

transmisin para enviarla por medio del eje propulsor (cardn) hasta el

diferencial delantero del vehculo. En este pin se dispone de un

sistema adicional que es un diferencial interno central, el cual"diferencia" la velocidad entre el eje delantero y el eje posterior,

evitando as el arrastre de los neumticos especialmente en curvas

cerradas.


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ACOPLE CON EMBRAGUE MULTIDISCO Y ELECTROMAGNTICO

Cuando la traccin principal sencilla o de un solo eje dispone el eje

delantero del vehculo y la Caja de transferencia es controlada

electrnicamente para que permita dar traccin solamente al eje

posterior cuando se lo necesita. Es decir, cuando el agarre de las

ruedas delanteras es insuficiente, el computador de control de este

sistema puede enviar corriente a un embrague electromagntico, el

mismo que atrae a una campana magntica para que comprima a un

embrague multidisco.

Esta accin del computador es basada en la informacin de

aceleracin, diferentes velocidades de las ruedas, marcha

seleccionada y otros parmetros importantes y, con esta informacin,

el computador controla a este embrague electromagntico, enviando la

traccin tambin al eje propulsor posterior.

El sistema tambin puede disponer de un sistema de control del

torque, que se necesita en el eje posterior y est conformado por dos

pistas ranuradas que trabajan debido a la diferencia de giro entre el

eje de la transferencia y el eje de salida, impulsando axialmente al

embrague multidisco, aumentando o disminuyendo con ello la traccin

a este eje posterior.


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CAJA DE TRANSFERENCIA CON MANDO ELCTRICO

Esta nueva Caja de Transferencia con comando elctrico, est

controlando el engrane de la Alta velocidad, la Baja velocidad, la

transferencia al eje propulsor delantero y posterior por medio de una

perilla selectora, la misma que enva la solicitud del conductor para

que un motor elctrico pueda impulsar a un selector, que se desplaza

empujando a dos horquillas de seleccin.

Para conocer la posicin del selector y la velocidad de giro del eje

impulsor, esta caja de transferencia dispone de un sensor de posicinen la parte posterior del motor elctrico.

El sensor de velocidad del eje de salida le indica al computador el

nmero de revoluciones del eje y con esta informacin y otra

relacionada del motor y la caja de cambios, el computador puede

engranar la posicin adecuada, de acuerdo a la peticin del conductor.


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MOTOR DEL SELECTOR ELCTRICO DEL TRANSFER

El motor elctrico del selector de la velocidad alta y baja, as como de

la seleccin de traccin en ruedas delanteras o un solo eje y en lascuatro ruedas o dos ejes es comandado con la corriente que controla

el computador.

Este motor est instalado en la parte externa de la carcasa del transfer

y el tornillo sinfn del eje del motor transmite su movimiento a un pin

helicoidal, el mismo que dispone en su superficie de los contactos para

el sensor de su posicin; al girar este pin movido por el motor, se

obliga a desplazar al selector, que empuja a la horquilla

correspondiente y esta ltima empuja al collarn de engrane de

seleccin de la posicin adecuada.

La informacin que enva el sensor de posicin del motor al

computador de control, le permite saber exactamente la posicin en la

que se encuentra y si ya ha engranado o no todava, con cuya

informacin enviar a una lmpara en el tablero de instrumentos la

posicin que se ha seleccionado.


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MOTOR DEL SELECTOR ELCTRICO Y SENSOR DE POSICIN

El motor elctrico que se encarga de desplazar a las horquillas de

seleccin de las posiciones, tanto de marcha normal sencilla, que se

refiere a la relacin 1:1 y solamente para un eje de propulsin, la

posicin de doble transmisin o traccin en los dos ejes, tanto en la

velocidad alta como en la baja, dispone de un sector o pistas sobre la

superficie plstica del pin helicoidal. Este sector sirve de contactos

para unas escobillas que rozan sobre ellas, las mismas que reciben

una tensin de alimentacin del computador y a la vez envan la

informacin de la posicin del pin hasta el Computador.

Con esta informacin de su posicin, el computador sabe de cada

posicin exacta y puede controlar la seleccin con el control de la

perilla elctrica que selecciona el conductor del vehculo.


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POSICIN BSICA DEL MOTOR ELCTRICO EN EL TRANSFER

Debido a que la posicin exacta del motor elctrico influye en la

exactitud del control que el computador debe realizar, es sumamente

importante sealar su posicin con respecto a las horquillas internas

selectoras. Para ello, se dispone de seales tanto en la carcasa de la

caja de transferencia, como en el eje mismo del pin del motor, pero

estas seales, repetimos, deben estar correspondiendo a la posicin

interna de las horquillas y de cada pin de engrane y debern

siempre corresponder con el mando enviado por el computador.

De igual manera, las conexiones tanto del motor como tal y del sensor

de posicin deben revisarse, para que no sean cambiadas, ya que un

intercambio de ellas puede daar irremediablemente al computador de

control, al motor y al sensor de posicin.


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SELECCIN DE LAS POSICIONES DE ENGRANE EN EL

TRANSFER

En la estructura de una caja de transferencia que dispone, de forma

muy similar a una caja de cambios sincronizada, de collarines y

sincronizadores que le permiten engranar de forma suave todas las

posiciones, tanto en alta velocidad (normal) como en velocidad baja o

con reduccin.


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Cajas de transferencia Spicer son adaptables para satisfacer montaje

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CAJAS DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Las mquinas Caterpillar, poseen una o ms cajas de engranajes de

transferencia que conectan varias unidades de potencia, cambian la

direccin y la velocidad del flujo de potencia o bien cambian el eje del

flujo de potencia.

Otra razn para la existencia de las cajas de engranajes de

transferencia es que pueden impulsar bombas auxiliares, eliminando la

necesidad de instalar mandos de bombas extra.

Transferencia de entrada) como para la salida, post Transmisin, (caja

de engranaje de transferencia de salida), encargada de suministrar

potencia a ambos diferenciales (Frontal y Trasero).


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CARACTERSTICAS Y VENTAJAS

Permiten una reduccin de velocidad y aumento del torque, lo que

genera ms fuerza para mover la mquina.

CAJA DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA DE ENTRADA DELA TRANSMISIN

Se utiliza cuando la transmisin no est en lnea directa con el motor y

convertidor de la mquina.

La caja de engranajes de transferencia de entrada de un Cargador

Frontal, utilizada para la transmisin de potencia desde el convertidor

a la transmisin.

Debido a que la transmisin no se encuentra en lnea con el eje de

salida del Convertidor de Torque, es necesario utilizar un juego de

engranajes, (de Entrada y de Salida), para poder suministrar potencia

al resto de los componentes del tren de potencia.


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CAJA DE ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA DE SALIDA DE LATRANSMISIN

La caja de engranajes de transferencia de salida para un cargadorfrontal la que es utilizada pues los ejes de la mquina no estn en

lnea directa con la transmisin.

Tambin es necesaria, para reducir la velocidad del flujo de potencia y

aumentar el par a los ejes frontal y trasero.

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