Manual Transmisiones Mecanicas Caja Cambios Manual Componentes Funcionamiento

8/21/2019 Manual Transmisiones Mecanicas Caja Cambios Manual Componentes Funcionamiento

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Pro f eso r : JUA N I . GARCI A SAND OVAL

TRANSMISIONES MECANICAS

Caja de cambios manual actuali zada

El cambio que vamos a estudiar ahora es una versión extremadamente ligera, dotada de dos árboles y 5velocidades. Los componentes de la carcasa están fabricados en magnesio. El cambio puede transmitir pares dehasta 200 Nm. Este cambio se puede emplear en combinación con una gran cantidad de motorizaciones. Lasrelaciones de las marchas, los piñones y la relación de transmisión del eje han sido configurados por ello demodo flexible.

La 1ª y 2ª marchas tienen una doble sincronización. Todas las demás marchas adelante tienen sincronizaciónsimple. El dentado de trabajo de los piñones móviles (solidarios) y fijos (locos) es de tipo helicoidal y se hallancontinuamente en ataque (engranados).

Todos los piñones móviles (locos) están alojados en cojinetes de agujas y están repartidos en los árbolesprimario y secundario. Los piñones de 1ª y 2ª marcha se conectan sobre el árbol secundario; los de 3ª, 4ª y 5ªmarchas se conectan sobre el árbol primario.

El piñón de marcha atrás (16) tiene dentado recto. La inversión del sentido de giro sobre el árbol secundario serealiza con ayuda de un piñón intermediario (15), alojado con un eje aparte en la carcasa del cambio, que seconecta entre los árboles primario y secundario. Sobre el secundario se conecta sobre la corona dentada, talladaen el exterior del sincronizador de 1ª y 2ª.

La transmisión del par de giro hacia el diferencial se realiza a través del piñón de ataque del árbol secundariocontra la corona dentada del grupo diferencial.

Cambio manualde 5 marchas

z2 z1 rt

1ª velocidad 38 11 3,455





Marcha atrás 3524

2411

3,182

Grupo diferencial 66 17 3,882

Velocímetro Electrónico

Carga de aceite 1,9 litros

Cambio de aceite Carga permanente

z2.- nº de diente piñones del secundarioz1.- nª de diente piñones del primariort.- relación de transmisión (z2/z1)

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CARCASA

La carcasa del cambio consta de 2 piezas de magnesio (carcasa del cambio y carcasa de embrague).Con una tapa específica se cierra la carcasa del cambio hacia fuera. Los componentes de la carcasa son demagnesio, para conseguir un conjunto más ligero

.



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ÁRBOL PRIMARIO

El árbol primario está diseñado con el conjunto clásico decojinetes fijo/móvil. Está alojado:

Mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en lacarcasa del embrague,

Mediante un rodamiento radial rígido (fijo) en una unidad

de cojinetes, dentro de la carcasa del cambio.

Para reducir las masas se ha dotado el árbol primario de untaladro que lo atraviesa casi por completo.

El dentado para la 1ª, 2ª y marcha atrás forma parte del árbol primario. El cojinete de agujas para la 5ª marchase aloja en un casquillo por el lado del árbol. Los cojinetes de agujas para los piñones de 3ª y 4ª marchasfuncionan directamente sobre el árbol primario.

Los sincronizadores de 3ª y 4ª marchas y 5 marcha van engranados mediante un dentado fino. Se mantienen enposición por medio de seguros.

Árbo l secundario

También el árbol secundario está diseñado de acuerdo a los cojinetesclásicos fijo/móvil. Igual que el árbol primario, está alojado:

mediante un cojinete de rodillos cilíndricos (móvil) en la carcasadel embrague

por medio de un rodamiento radial rígido de bolas (fijo), situadoconjuntamente con el árbol primario en la unidad de cojinetes, enla carcasa del cambio.

Para reducir la masa se ha procedido a ahuecar el árbol secundario.

Los piñones de 3ª, 4ª y 5ª velocidad y el sincronizador para 1ª y 2ª velocidad están engranados por medio de undentado fino. Se mantienen en posición por medio de seguros. En el árbol secundario se encuentran los piñonesmóviles (locos) de 1ª y 2ª velocidad, alojados en cojinetes de agujas.



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GRUPO DIFERENCIAL

El grupo diferencia constituye una unidad compartida con el cambio demarchas. Se apoya en dos cojinetes de rodillos cónicos, alojados en lascarcasas de cambio y embrague.

Los retenes (de diferente tamaño para los lados izquierdo y derecho)sellan la carcasa hacia fuera.La corona está remachada fijamente a la caja de satélites y hermanadacon el árbol secundario (reduce la sonoridad de los engranajes).

La rueda generatriz de impulsos para el velocímetro forma parte integrantede la caja de satélites.

DOBLE SINCRONIZACIÓN

La 1ª y 2ª velocidad tienen una doble sincronización. Para estos efectos seemplea un segundo anillo sincronizador (interior) con un anillo exterior.

La doble sincronización viene a mejorar el confort de los cambios al reducir de3ª a 2ª velocidad y de 2ª y a 1ª velocidad.

Debido a que las superficies friccionantes cónicas equivalen casi al doble de lohabitual, la capacidad de rendimiento de la sincronización aumenta en un 50 %,aproximadamente, reduciéndose a su vez la fuerza necesaria para realizar elcambio, aproximadamente a la mitad.



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FLUJO DE LAS FUERZAS EN EL CAMBIO

El par del motor se recibe en el cambio a través del árbol primario. Según la marcha que esté conectada, el par

se transmite a través de la pareja correspondiente de piñones hacia el árbol secundario y, desde éste, hacia lacorona del grupo diferencial.

El par y el régimen actúan sobre las ruedas motrices en función de la marcha engranada.



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ALOJAMIENTO DE COJINETES

Los rodamientos radiales rígidos de bolas no se montan directamente en lacarcasa del cambio, sino que se instalan en un alojamiento por separadopara cojinetes.

El paquete completo de los árboles primario y secundario con sus piñonesse preensambla fuera de la carcasa del cambio, en el alojamiento decojinetes, lo cual permite incorporarlo fácilmente en la carcasa del cambio.

Los rodamientos radiales rígidos se fijan en la posición prevista por mediode una arandela de geometría específica, que va soldada al alojamiento decojinetes.

Los rodamientos radiales rígidos poseen retenes radiales propios por ambos lados, para mantener alejadas delos cojinetes las partículas de desgaste que acompañan al aceite del cambio.

MANDO DEL CAMBIO

Los movimientos de cambio se reciben por arriba en la caja. El eje deselección va guiado en la tapa. Para movimientos de selección se desplaza endirección axial. Dos bolas, sometidas a fuerza de muelle, impiden que el ejede selección pueda ser extraído involuntariamente de la posiciónseleccionada.

Las horquillas para 1ª/2ª y 3ª/4ª velocidad se alojan en cojinetes de bolas decontacto oblicuo. Contribuyen a la suavidad de mando del cambio. La horquillade 5ª marcha tiene un cojinete de deslizamiento.

Las horquillas y los patines de cambio van acoplados entre sí de forma no fi ja. Al seleccionar una marcha, el eje de selección desplaza con su dedillo fijo elpatín de cambio, el cual mueve entonces la horquilla.

Los sectores postizos de las horquillas se alojan en las gargantas de los manguitos de empuje correspondientesa la pareja de piñones en cuestión.



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SENSORES Y ACTUADORES

Indicador de la veloc idad de marcha

La señal de velocidad que se envía al velocímetro se realiza sinsistemas mecánicos intermedios (como el cable o sirga utilizado en loscambios antiguos).

La información necesaria para la velocidad de marcha se capta enforma 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 procesadorcombinado 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 cambiopara la marcha atrás acciona el conmutador con un recorridoespecífico. El circuito de corriente se cierra, encendiendose las lucesde marcha atrás.



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ENGRANAJE

Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismoutilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentrode una máquina.

Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de lascuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'.

Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediantecontacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones másimportantes de los engranajes es la transmisión del movimientodesde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor decombustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo.

De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motory la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje

A que se llama Sincronización?

Se conoce como sincronización al hecho, de que un engrane activado, se conecte a otro que esta desactivado,logrando con esto, que las revoluciones del primero, se transfieran al segundo, formándose como si fuera una

sola pieza. Una caja de velocidades manual esta compuesta de engranes de diferente tamaño.

todos estos engranes están colocados de tal forma, que cuando usted mueve la palanca de cambios, estaseleccionando el engrane que desea activar, lo que quiere decir que para que un engrane mueva a otro, primerodeben acoplarse; a este acoplamiento se le llama cambio de velocidad. Para que un engrane se acople en posición de trabajo, se sirve de un collar

En estas figuras, podemos ver el momento, en que el collar sincronizador, esta acoplándose, es necesario que elacople sea en un 100%, de lo contrario el collar puede desacoplarse, y en consecuencia el cambio seriaexpulsado, y la transmisión quedarse en neutro. La parte oscura, es una sola pieza; de lo que se trata , es de que el collar cubra totalmente, el anillosincronizador y los dientes rectos de esta parte, hasta topar con el engrane de dientes helicoidales.

Las revoluciones del motor, se acoplan a la rueda volante.(flywheel). Ahora de lo que se trata, es de administraresas revoluciones. Es importante que preste atención a cada uno de los pasos; el funcionamiento de unatransmisión manual, no es muy complicada. Es relativamente fácil, Solo siga los principios y objetivos Principios.recibe la rotación del motor Objetivo: administra estas vueltas, trasladándolas hacia el diferencial y de allí hacialas ruedas o llantas impulsoras, para darle potencia y/o velocidad al vehículo.

Aclaremos : Una transmisión de cuatrovelocidades, lleva 2 collares sincronizadores. Los dos collares y su conjunto interno, estáninstalados en la flecha de salida, y se pueden

deslizar para ambos lados,

Los engranes de 1ra, 2da,y 3ra, giraninducidos por los engranes del tren fijo; peroeste giro no es transmitido a la flecha desalida, hasta que uno de los collaressincronizadores acople uno de estos engranes



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Antes de continuar recordemos lo siguiente:

Si la prensa estuviera presionada por la horquilla o collarín, eldisco de embrague (clutch) no estaría acoplado; en consecuenciael motor no haría girar la flecha de mando, la cual da inicio altrabajo de la transmisión. Esto sucede cuando mantenemospisado el pedal del embrague.

NEUTRALLos engranes de color café, reciben las revoluciones del motor y estánfijos en su flecha, lo que quiere decir, que la flecha mostrada en la partebaja y que consta de 5 engranes [contra flecha], es una sola pieza.El motor Transmite las vueltas a la flecha de mando; este a su vez lastransmite a la contra flecha. [la contra flecha es una sola pieza, solida,los engranes están fijos]

Los engranes en color gris están instalados en la flecha de salida, giran libres y pueden ser removidos. Estosengranes son los que se desplazan para acoplarse en posición de trabajo, cuando uno mueve la palanca decambios.

En consecuencia, en neutral, no se transmite potencia, debido a que todos los engranes (gris) estándesacoplados girando libremente en la flecha de salida.

PRIMERACuando; ponemos la primera velocidad, El collar sincronizador sedesplaza en la flecha de salida y se acopla con el engrane de primerafijándolo, a la flecha para que transmita las revoluciones que recibedel pequeño engrane.

La flecha de salida da una vuelta o giro por cada tres que recibe de lacontra flecha En consecuencia la torsión o fuerza es máxima, pero eldesplazamiento del vehículo es de baja velocidad. La relación de giro

promedio es de 3 a 1.

SEGUNDACuando se hace el cambio a segunda, la horquilla, desliza o separa elcollar del engrane de primera y lo acopla en el correspondiente engrane,Este engrane es más pequeño, a la vez que el engrane de la contraflecha es mas grande. En consecuencia la torsión o fuerza es menorque en primera, pero el vehículo puede desplazarse a mayor velocidad.La relación de giro promedio es de 2 a 1.

TERCERAEn tercera, el collar que acopla los engranes de primera o segundavelocidad se desacopla, y el collar delantero se acopla en elengrane de tercera, este engrane es mas pequeño, y el engrane dela contra flecha es más grande En consecuencia, la torsión ofuerza es menor, pero el desplazamiento del vehículo es mayor. Larelación de giro promedio es de 1.5 a 1.



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CUARTAEn cuarta, A este cambio se le conoce como directa, debido, aque el collar deja libre el engrane de tercera y se acopla oconecta directamente a la flecha de mando, haciéndolas girarcomo si fueran una sola flecha, lo que quiere decir que la relaciónde giro, es de 1 a 1.

REVERSA Para el cambio de reversa, los collares se desacoplan,y el pequeño engrane de dientes rectos, al cual se le conoce comoengrane loco, se acopla al engrane grande de dientes rectos.Ponga atención a que el pequeño engrane debido a su posiciónintermedia, invierte la rotación del engrane grande, logrando conesto que el vehículo retroceda.

En este caso observemos que el engrane grande de dientes rectos se mantiene separado del engrane pequeñodel tren fijo; por esta razón el pequeño engrane loco, se coloca entre los dos, recibe el giro de la contra flecha, ycomo consecuencia invierte la rotación del engrane grande.

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