Cajas de Cambio ZF 1

Manual deReparaciones

MR 4 2007-07-31EuroTechEuroTrakkerStralisCajas de Cambio ZF

Cajas de CambioZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.

EuroTech 740E42TZ / 440E42TZ/PEuroTrakker

Stralis

Descripción de Reparacionesy Funcionamiento

EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D. MR 4 2007-07-31

Índice

Generalidades 5

Funcionamiento (16 S 221 O.D.) 6

Rango lento 6

Rango rápido 7

Marchas reducidas 8

Marchas normales 9

Mando neumático de la caja de cambio 11

Características y datos 13

Desmontaje 17

Remoción del grupo reductor epicicloidal G.R.E. (grupo planetario)

17

Desmontaje del eje secundario 22

Desmontaje de los ejes primario y de entrada demovimiento

23

Desmontaje del grupo reductor epicicloidal G.R.E. 27

Desmontaje del dispositivo de acople 30

Revisiones y controles 32

Limpieza y control de los rodamientos 33

Montaje y ajustes 33

Montaje del dispositivo de acople 33

Montaje del grupo reductor epicicloidal G.R.E. (grupo planetario)

35

Montaje del eje primario y del eje de entrada demovimiento

39

Montaje del eje secundario 42

Montaje de la carcasa de la caja de cambio 43

Reinstalación del grupo reductor epicicloidal G.R.E. 46

Pares de apriete 47

Herramientas especiales 49

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Generalidades

Las cajas de cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D., con 16 marchas hacia frente,totalmente sincronizadas, poseen carcasa en aluminio, carcasa del embrague inte-grada, planetario con dientes helicoidales (menor ruido y permite interfaces con diver-sos sistemas auxiliares, como toma de fuerza, retarder, servoshift y convertidor de par.

El servoshift es un sistema auxiliar de engrane, que permite cambio de marchas consuavidad y precisión.

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Funcionamiento (16 S 221 O.D.)

Rango lento

Figura 1

Esquema neumático para la preselección en el rango lento (16 S 221 O.D.)

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El aire proveniente del depósito, ali-menta, al mismo tempo, a través del tubode unión (15), la válvula de habilitación(14) y el preselector (1).

Moviendo el preselector (1) hacia abajo(posición de rango lento), el aire quealcanza el preselector (1), a través deltubo de unión (16), irá alimentar la válvulade doble mando (8).

Alimentando la válvula (8), el aire bajopresión empuja hacia la derecha los pis-tones (4) y (9).

El movimiento de los pistones (4) y (9)permite a la válvula (6) retornar a su sedey descargar en la atmósfera, a través deltubo de unión (3), el aire existente en lacámara derecha del cilindro del splitter(2).

Al mismo tempo, la válvula (7) se aleja yabre el pasaje de aire entre el tubo deentrada (11) y el de unión (12) con lacámara derecha del cilindro del splitter(2).

Accionando el pedal del embrague, elaire llega a la válvula de habilitación (14),a través del tubo de unión (13), e irá ali-mentar la válvula de doble mando (8).

El aire que alcanza la válvula (8) pasa porel tubo de entrada (11) y, encontrando elpasaje libre, irá alimentar, a través deltubo de unión (3), la cámara izquierda delcilindro del splitter (2), empujando haciala derecha el pistón de mando y accio-nando así el rango lento.

Aire bajo presión


Rango rápido

Figura 2

Esquema neumático para preselección en el rango rápido (16 S 221 O.D.)

7 / 50

El aire proveniente del depósito alimenta,al mismo tempo, a través del tubo deunión (15), la válvula de habilitación (14)y el preselector (1).

Moviendo el preselector (1) hacia arriba(posición de rango rápido), se cierra elpasaje de aire entre el tubo de alimenta-ción (15) y la válvula de doble mando (8),poniendo en comunicación el tubo deunión (16) con el tubo de descarga (17).

En consecuencia de la descarga de airepor la válvula de doble mando (8), lareacción de los dos grupos de resortes(10) y (5) empujan los pistones (4) y (9)hacia la izquierda.

El alejamiento de los pistones (4) y (9)permite a la válvula (7) retornar a su sedey descargar en la atmósfera, a través deltubo de unión (12), el aire existente en lacámara izquierda del cilindro del splitter(2).

Al mismo tempo, la válvula (6) se aleja yabre el pasaje de aire entre el tubo deentrada (11) y el tubo de unión (3) con lacámara derecha del cilindro del splitter(2).

Accionando el pedal del embrague, elaire que llega a la válvula de habilitación(14), a través del tubo de unión (13), iráalimentar la válvula de doble mando (8).

El aire que alcanza la válvula (8), pasapor el tubo de entrada (11) y, encontrandoel pasaje libre, irá alimentar, a través deltubo de unión (3), la cámara derecha delcilindro del splitter (2) empujando hacia laizquierda el pistón de mando y accio-nando así el rango rápido.

Aire bajo presión


Marchas reducidas

Figura 3

Esquema del sistema neumático de mando del engrane

de las marchas reducidas (16 S 221 O.D.)

8 / 50

El aire proveniente del depósito, pasandopor el reductor, alcanza la presión de 9,5bar alimentando, enseguida, la válvula dehabilitación (D).

Llevando la palanca de mando para laposición de marchas reducidas, la grapa(A), ubicada en la palanca de mando delas marchas, abre la válvula (E) y permitela alimentación a través del tubo (F), delcilindro (G), empujando hacia la derechael respectivo pistón.

Al mismo tempo, es cerrada la válvula (B)de la válvula de habilitación (D), permi-tiendo que el aire proveniente del tubo(C) sea descargado en la atmósfera.

Las marchas reducidas pue-den ser utilizadas tanto enrango lento, como en rangorápido, de acuerdo con la posi-ción del preselector.

Aire bajo presión

!


Marchas normales

Figura 4

Esquema del sistema neumático de mando del engrane

de las marchas normales (16 S 221 O.D.)

9 / 50

El aire proveniente del depósito pasandopor el reductor, alcanza la presión de 9,5bar alimentando, enseguida, la válvula dehabilitación (D).

Llevando la palanca de mando para laposición de marchas normales, la grapa(A), ubicada en la palanca de mando delas marchas, abre la válvula (B) y permitela alimentación, a través del tubo (C), delcilindro (G), empujando hacia la izquierdael respectivo pistón.

Al mismo tempo, es cerrada la válvula (E)de la válvula de habilitación (D), permi-tiendo que el aire proveniente del tubo (F)sea descargado en la atmósfera.

Las marchas normales puedenser utilizadas tanto en el rangolento como en el rango rápido,de acuerdo con la posición delpreselector.

Aire bajo presión

!


Figura 5

Sección longitudinal de la caja de cambio (16 S 221 O.D.)

Figura 6

Sección longitudinal de la caja de cambio (16 S 221)

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Mando neumático de la caja de cambio

Figura 7

Esquema del mando neumático de la caja de cambio con servoshift

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El mando del splitter (marchas rangolento - marchas rango rápido) y del gruporeductor epicicloidal es neumático y estáintegrado en la palanca de mando de lasmarchas.

Con el selector (1) es preseleccionado através de la válvula de doble mando (6) elrango L (lento) y el rango R (rápido).Estos son accionados a través de la vál-vula de consentimiento (2) al accionar elpedal del embrague.

El G.R.E. es accionado y desaccionadoautomáticamente al pasar del 1er H parao 2º H y viceversa.

Con la caja de cambio en la posición deneutro el cilindro de mando (7) es accio-nado por el aire comprimido a través dela válvula de mando (10).

A través del reductor de presión (3) el sis-tema neumático del vehículo alimenta eldepósito (4) de servicios y el distribuidor(11).

A través del tubo (13) el distribuidor (11)alimenta el servo-embrague (5) que al seraccionado por el pedal del embrague ali-menta el servoshift (12) a través del tubo(14).

Un interruptor (9), que está en el disposi-tivo de acople, enciende la luz de mar-cha-atrás al ser acoplada esta marcha.

En la tapa del dispositivo de acople estáel interruptor (8), indicador de posición dela palanca en neutro.

Otro interruptor montado en el cilindro (7)de mando del G.R.E. enciende la lám-para-piloto en el painel (con el ideogramade la tortuga) al ser acoplado el G.R.E.

1. Selector de mando del splitter

2. Válvula de consentimiento

3. Reductor de presión

4. Depósito de aire comprimido

5. Servo-embrague

6. Válvula de doble mando

7. Cilindro de mando del G.R.E.

8. Interruptor indicador de la palanca en neutro

9. Interruptor para la marcha-atrás

10. Válvula de mando

11. Distribuidor

12. Servoshift

13. Tubo

14. Tubo


Figura 8

Vista del mando de marcha con servoshift

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1. Palanca para la válvula de mando

2. Palanca para el accionamiento de las

marchas

3. Manguito de arrastre

4. Descarga

5. Pistón de mando

6. Alimentación

7. Cilindro

8. Resorte de retracción

9. Palanca de conexión del tirante longitudinal


Características y datos

ZF 16 S 221 ZF 16 S 221 O.D.

Relaciones de

transmisión

1ª marcha

2ª marcha

3ª marcha

4ª marcha

5ª marcha

6ª marcha

7ª marcha

8ª marcha

Marcha-atrás

L = Relación lenta

R = Relación rápida

L

R

L

R

L

R

L

R

L

R

L

R

L

R

L

R

L

R

1:16,47

1:13,79

1:11,32

1:9,48

1:7,79

1:6,52

1:5,48

1:4,58

1:3,59

1:301

1:2,47

1:2,07

1:1,70

1:1,42

1:1,20

1:1,00

1:15,42

1:12,91

1:13,8

1:11,55

1:9,59

1:8,02

1:6,81

1:5,70

1:4,58

1:3,84

1:3,01

1:2,52

1:2,09

1:1,75

1:1,49

1:1,24

1:1,00

1:0,84

1:13,17

1:11,03

Tipo de aceite

Cantidad

Tutela ZC 909 kg (10 litros)

G.R.E. = Grupo Reductor Epicicloidal

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ZF 16 S 221 ZF 16 S 221 O.D.

Rodamientos de los ejes

primario y secundarioDe rodillos cónicos

Temperatura de montaje

de la brida de salida de

movimiento

70ºC máx.


de los engranajes del

eje secundario

160 - 180ºC


de los cubos fijos y de

los rodamientos de los

ejes primario y secunda-

rio

100ºC

Holgura axial:

Rodamiento del eje

porta-satélites del

G.R.E.

Segmento del cubo fijo

del G.R.E.

Segmento del

rodamiento del eje

porta-satélites del

G.R.E.

Segmento del

rodamiento del eje

secundario

0 - 0,1 mm

Holgura axial del engra-

naje del eje de entrada

del movimiento: 1ª, 2ª,

3ª y 4ª marchas

0,2 mm mín.

Holgura axial del engra-

naje de la 4ª marcha0,05 mm mín.


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ZF 16 S 221 ZF 16 S 221 O.D.

Holgura axial entre el

porta-satélites y los

satélites del G.R.E.

0,4 - 1,3 mm

Holgura axial de los

rodamientos de los

ejes primario y secun-

dario del lado de

entrada del movimiento

0 - 0,1 mm

Holgura axial del seg-

mento del rodamiento

trasero del eje primario

0 - 0,05 mm

Cota de control del

limite de desgaste de

los anillos de los sin-

cronizadores:

1ª / 2ª marchas

3ª / 4ª marchas

G.R.E.

1,5 mm hasta 50 N (5 kg)

0,8 mm

1,2 mm

Holgura axial del

engranaje revertidor de

la marcha-atrás

0,15 - 0,70 mm

Holgura axial o pre-

carga de los semiani-

llos de los ejes primario

y de entrada de movi-

miento

- 0,05 a + 0,05 mm


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ZF 16 S 221 ZF 16 S 221 O.D.

Cota para la determina-

ción de la arandela de

ajuste del cuerpo de

acople de engrane del

engranaje del rango

rápido

19,2 + 0,2 mm

Espesor de la arandela

de resalto (Y) del roda-

miento en el engranaje

de la 4ª marcha, deter-

minado con base en el

espesor de la arandela

de ajuste (X) del

cuerpo de acople de

engrane del engranaje

de las marchas rápidas

X XX

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

4,2

YX

7,5

7,7

7,9

8,1

8,3

8,5

8,7

Cota de ajuste de la

holgura de las pastillas

de la horquilla de

mando del splitter en el

respectivo útil desli-

zante

94,1 mm

Holgura de las pasti-

llas de las horquillas en

las respectivas sedes

sobre os útiles desli-

zantes

1 - 2,5 mm

Cota de montaje del

anillo de compresión

de doble ala en la tapa

trasera

12,5 + 1,0


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Desmontaje

Remoción del grupo reductor epici-cloidal G.R.E. (grupo planetario)

Drene el aceite del conjunto de la caja decambio y limpie la parte externa.

Utilice los fijadores 99371031 (4) en elconjunto.

Utilice cables con ganchos y una grúapara poner el conjunto en el caballetegiratorio 99322205 (6) con el soporte99322225 (5).

Saque los dos tubos (1), desapriete lostornillos (2) y extraiga la tapa (3) delgrupo de selección del rango de mar-chas.

En las operaciones de repara-ción de la caja de cambiodeben ser utilizadas las herra-mientas específicas previstas.Durante el desmontaje esaconsejable reponer las piezasde acuerdo con el orden de lasoperaciones efectuadas, parafacilitar las siguientes opera-ciones de desmontaje.

Figura 9

Desapriete los ocho tornillos (1) yremueva el dispositivo de acople (2).

Figura 10

Desapriete la tuerca (4), tirando la astade mando del G.R.E., el émbolo (3) conlos dos anillos de compresión y el anilloantivibraciones.

Remueva el anillo de compresión (1) y,con un destornillador, extraiga la junta (2)de la asta.

Figura 11

!


Saque el interruptor de presión (1) y loseventuales pernos ubicados abajo delreferido interruptor, los pernos de posicio-namiento (2), después de haber sido pre-viamente marcados, y el respiro de losvapores del aceite (3).

El perno de posicionamientode la asta de mando delsplitter está en la parte inferiorde la caja de cambio.

Figura 12

Con el extractor de impacto 99340205 (1)y la garra 99347092 (2), extraiga los trespernos de centrado de la carcasa delG.R.E.

Figura 13

Desapriete los tornillos (1), monte los dis-positivos con ojales 99360502 (3), montelos cables con ganchos (4) y con unagrúa remueva el G.R.E. (2) de la carcasade la caja de cambio.

Figura 14

Saque el anillo de compresión (1), el cilin-dro de mando del splitter (3) con los dosanillos de compresión. Remueva el eje dela marcha-atrás (2), juntamente con elperno elástico.

Figura 15

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!


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Desapriete la tuerca de fijación delémbolo (1) de mando del splitter, sacán-dolo con el anillo de compresión y saqueela junta ubicada debajo del referido anillo.

Extraiga el tubo de aceite (2).

Figura 16

Desapriete los tornillos (2), saque la tapa(1) y extraiga el engranaje revertidor de lamarcha-atrás, juntamente con los dosrodamientos de rodillos.

Figura 17

Desapriete las tuercas (2) y saque la tapacon la bomba de aceite (1).

Figura 18

Remueva del cuerpo de la bomba (1), losanillos (2) de ajuste de la holgura axialdel eje primario. Saque, aún el anillo decompresión (3).

Figura 19

Saque los cuatro anillos de compresión(1), desapriete los dos tornillos (3) yextraiga la tapa (2) de la bomba deaceite.

Figura 20


Remueva el anillo del estator (2) y el rotor(1) de la bomba de aceite.

Para la correcta limpieza delas piezas de la bomba deaceite, utilice, exclusivamente,materiales blandos y que nosuelten pelos, hilachas o otrosresiduos.

Figura 21

Extraiga del eje de entrada de movi-miento el anillo centrífugo (2), juntamentecon los dos anillos (1).

Después de esto, saque la arandela (3)de ajuste de la holgura axial del ejesecundario.

Figura 22

Con el extractor de impacto 99340205 (1)y la garra 99347092 (2), remueva los cua-tro pernos de centrado de la carcasa delsplitter.

Figura 23

Desapriete los tornillos internos y exter-nos y saque la carcasa del splitter (1).

Figura 24

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!


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Saque el filtro de aceite (4) de la carcasade la caja de cambio, desapriete los dostornillos Allen (2), extraiga la asta (1) demando del splitter y remueva la respec-tiva horquilla (3) con las pastillas.

Figura 25

En el conjunto (4) constituido por los ejesprimario y secundario y por las astas demando de las horquillas, emplee la herra-mienta 99360515 (2), juntamente con loscables con ganchos (1) y una grúa pararemover este conjunto (4) de la carcasade la caja de cambio (3).

Para que la operación arribaindicada sea posible, manejecon un destornillador en elagujero del tapón (figura 12, 2)hasta soltar las astas demando de las marchas del res-pectivo sincronizador.

No desmonte las horquillas desus astas de mando, porqueestas no poseen piezas derepuesto separadas.

Figura 26

Saque de la carcasa de la caja de cambio(1) el sincronizador de las marchas (2).Con un batidor adecuado, extraiga losdos anillos externos (3) y (5) de los roda-mientos de apoyo del lado del G.R.E. delos ejes primario y secundario. Remuevael anillo retén y saque el cojinete anti-embrague (4). Limpie los tubos de salidadel aceite de lubricación con un chorro deaire comprimido.

Figura 27

!

!


Desapriete los dos tornillos (1) y saque laválvula (2) de mando del splitter.

No desmonte la válvula (2) demando del splitter porque supieza de repuesto es unida.

Figura 28

Desmontaje del eje secundario

Saque el anillo de seguridad (1) y con unextractor adecuado remueva la pista (2)del rodamiento de apoyo del lado delsplitter.

Vuelva el eje secundario al contrario y,con el mismo procedimiento, extraiga lapista del rodamiento de apoyo del ladodel G.R.E.

Los dos rodamientos de rodi-llos del eje secundario no pue-den ser cambiados. Ponga losreferidos rodamientos separa-damente, marcándolos parano cambiarlos en el montaje.

Con una prensa hidráulica, extraiga losengranajes (3), (4) y (5) del eje secunda-rio.

Figura 29

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!

!


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Desmontaje de los ejes primarioy de entrada de movimiento

Saque el anillo retén (1) y, con un batidoradecuado remueva el semi-anillo ubicadodebajo de este.

Extraiga el anillo sincronizador (3) y elcuerpo de acople (2), ubicado debajo deeste, juntamente con la arandela deajuste.

Figura 30

Extraiga el engranaje de la 4ª marcha (5)con el rodamiento ubicado debajo deeste, el espaciador (4) y la pista (3) delrodamiento de apoyo intermediario conun extractor constituido por:

- Garras (8).

- Tirantes (10).

- Puente (1).

- Bloque de reacción (2).

- Grapa (9).

Saque el cuerpo de acople (7), el anillosincronizador ubicado debajo de este el ymanguito de engrane (6) con los resortesy los elementos de impulsión.

Figura 31


Saque el cuerpo de sincronización de las3ª y 4ª marchas (8) y el rodamiento (3)con un extractor constituido por:

- Garras (4).

- Tirantes (10).

- Puente (1).


- Grapa (9).

Extraiga el anillo sincronizador (5), elcuerpo de acople (7) y el engranaje de la3ª marcha (6), juntamente con el roda-miento de rodillos ubicado debajo deeste.

Figura 32

Vuelva el eje primario al contrario y saqueel anillo de seguridad (1).

Figura 33

Extraiga el engranaje de la marcha-atrás(4) y la pista (6) del rodamiento de apoyodel lado del G.R.E. con un extractor cons-tituido por:

- Garras (3).

- Tirantes (2).

- Puente (1).


- Grapa (5).

Saque el rodamiento de rodillos delengranaje de la marcha-atrás del eje.

Figura 34

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Extraiga el engranaje de la 1ª marcha (5),el cuerpo de acople (4) y la pista (3) delrodamiento del engranaje de la marcha-atrás con un extractor constituido por:

- Garras (6).

- Tirantes (8).

- Puente (1).


- Grapa (7).

Saque el rodamiento de rodillos delengranaje de la 1ª marcha del eje.

Figura 35

Extraiga el cuerpo de acople (1).

Figura 36

Extraiga en la siguiente orden:

- El segmento de atracción (1).

- El segmento de atrito (2).

- El anillo sincronizador (3).

Figura 37

Extraiga el manguito de engrane (2), jun-tamente con los resortes y los elementosde impulsión, sacando las tres grapas deunión (1).

Figura 38


Extraiga el engranaje de la 2ª marcha (5),el cuerpo de acople, el segmento deatracción, el segmento de atrito, el anillosincronizador, el manguito fijo (4) y lapista (3) del rodamiento del engranaje dela 1ª marcha, con un extractor constituidopor:

- Garras (6).

- Tirantes (8).

- Puente (1).


- Grapa (7).

Saque el rodamiento de rodillos delengranaje de la 2ª marcha del eje.

Figura 39

Remueva el deflector de ala (4).

Fije el eje de entrada de movimiento (1)en un tornillo de bancada y saque el man-guito de engrane del splitter con losresortes y los elementos de impulsión.

Saque el anillo (3) y extraiga el tubo delaceite (2).

Figura 40

Remueva el anillo retén (1) y el semi-ani-llo ubicado debajo de este.

Figura 41

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