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Unatransmisin automticao "caja automtica" es unacaja de cambiosdeautomvilesu otro tipo de vehculos que puede encargarse por s misma de cambiar larelacin de cambioautomticamente a medida que el vehculo se mueve, liberando as al conductor de la tarea de cambiar de marcha manualmente. Dispositivos parecidos pero ms grandes tambin se usan en laslocomotorasdisely mquinas de obras pblicas, y en general cuando hay que transmitir un par muy elevado. Tradicionalmente las desmultiplicaciones no se obtienen con engranajes paralelos, como en los cambios manuales, sino conengranajes epicicloidales(ver figura). Mediante unos dispositivos de mando hidrulico adecuado se inmoviliza selectivamente uno o ms de los componentes de dichos trenes epicicloidales, denominados tambinengranajes planetariosTransmisin automticaTransmisiones automticas hidrulicasEl tipo predominante de transmisin automtica es la que funcionahidrulicamente, usando unacoplamiento fluidooconvertidor de pary un conjunto deengranajes planetarios para proporcionar una multiplicacin del par.El convertidor de par consta de una bomba (que lanza el aceite hidrulico) y unaturbina(que recibe el aceite). La bomba lanza el fluido con una determinada fuerza y la turbina recibe de la bomba gran parte de la fuerza mecnica del mismo, alrededor de un 90%, siendo ese porcentaje incluso del 100% cuando el convertidor dispone de un "embrague de convertidor" o "puenteo" hidromecnico.

PARTES DE UNA CAJA AUTOMATICALa bomba de AceiteLa transmisin automtica tiene muchos componentes, pero el ms importante es la bomba de aceite, ya que suministra un caudal de aceite que viaja a travs de la transmisin para lubricar los engranes y otros componentes. La bomba est ubicada en el cuerpo de la caja donde encastra el convertidor de par.Componentes mecnicosEl conjunto de un cambio automtico consta de 4 componentes mecnicos principales:1.El convertidor de par, que en el momento del arranque del vehculo reduce las revoluciones del motor hacia el primario o entrada al cambio, ganando en la misma proporcin par motor, para irlas igualando progresivamente al ir el vehculo alcanzando una mayor velocidad, hasta que el par del motor y el del primario se igualan cuando las velocidades son las mismas.

Convertidor de par seccionado2.Los engranajes que constituyen las velocidades, que son generalmente conjuntos de trenes epicicloidales (ver figura) que se acoplan y desacoplan con frenos y embragues de discos mltiples accionados por presin hidrulica.3.El conjunto o "caja" de vlvulas hidrulicas que seleccionan los diferentes frenos y embragues, para ir cambiando las velocidades.4.La bomba hidrulica que suministra la presin para accionar los frenos y embragues, as como para el convertidor.

Cmo se determinan los puntos de cambio?El momento de decisin para saber cundo se pasa de una velocidad a otra depende de 2 parmetros:a)La posicin del pedal acelerador, es decir lacarga motorque demanda el conductor al vehculo (cuesta arriba, llano, descenso, nmero de pasajeros o de carga).b)La velocidad del vehculo.Esto permitir a la transmisin cambiar a relaciones ms largas ms tarde y a mayor rgimen motor cuando circule cuesta arriba respecto de cuando circule cuesta abajo o en llano.Antiguamente, el control de los frenos y embragues se haca de modo exclusivamente hidrulico, mediante una serie de vlvulas hidrulicas reguladas mecnicamente desde el pedal acelerador para el parmetro de carga por un lado, y de modo centrfugo (salida de la transmisin) para el parmetro de la velocidad del vehculo. Desde hace ya aos, estas seales se detectan elctricamente y se procesan electrnicamente, encargndose un calculador o unidad electrnica de mando del cambio (TCM) de activar las vlvulas de mando, que ahora son electrohidrulicas.En caso de fallo elctrico o electrnico, siempre que haya presin hidrulica se sigue disponiendo de las posiciones bsicas mecnicas que se describen a continuacin, quedando en la "D" normalmente fija una desmultiplicacin, la 4. o 3. segn el nmero de marchas.

Palanca de cambios de un cambio automticoQu significa cada una de las posiciones de la palanca?La mayora de las transmisiones automticas permiten seleccionar mecnicamente entre un conjunto de rangos de marchas, que como mnimo comprenden el siguiente orden:1) "P" (Parking) deestacionamientoen la que no hay transmisin de fuerza, y adems bloquea el eje de salida de la transmisin mecnicamente.2) "R" (Reverse) para marcha atrs.3) "N" (Neutral) En la cual no hay transmisin de fuerza, equivale al punto muerto de un cambio manual.4) "D" (Drive) Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hasta la cuarta, quinta o ms segn el fabricante.Adems de estas 4 posiciones, es muy frecuente:5) "S" (Sport) de funcionamiento similar a la posicin "D" pero con cambios ms rpidos, bruscos y a unas revoluciones mayores.5) "S" (Sport) de funcionamiento similar a la posicin "D" pero con cambios ms rpidos, bruscos y a unas revoluciones mayores.6) "L" (Low) Para impedir que entren las marchas ms largas, slo primera y segunda, en caso de fuertes pendientes, adems permite retener al bajar las mismas pendientes. En algunos fabricantes se sustituye la "L" por "3", "2", "1" dependiendo del fabricante en las cuales se obliga a mantener como mximo la desmultiplicacin mayor. Cabe destacar que enVenezuelase llama de modo coloquial a lo anteriormente mencionado "L3", "L2" y "L1"; respectivamente.7) "M" (Manual) Suele encontrarse al lado de la posicin "D" en la cual los movimientos de la palanca, marcados con "+" y con "-", permiten subir y bajar de marchas a voluntad, con la cual hay adems posibilidad de retencin en los descensos (ver figura).8) "W" (Winter) No es muy comn y menos como posicin. Se puede encontrar como un funcionamiento especial de la posicin "D" en la cual la salida y los cambios de marcha se realizan de forma mas suave para evitar que las ruedas patinen cuando el suelo se encuentra con escaso agarre.Como dispositivo de seguridad, el accionamiento del motor de arranque slo es posible en "P" y en "N", siendo incluso imposible en vehculos recientes sacar la llave del contacto si no est la palanca en "P", o sacar la palanca de "P" con el motor parado si no se mantiene el freno pisado.En losEstados Unidosla mayora de los vehculos vendidos desde losaos 1950equipan un cambio automtico, a diferencia de lo que ocurre enEuropay en gran parte del resto del mundo. Sin embargo, algunas mquinas simples con rangos limitados de velocidad o velocidades de motor fijas usan slo unconvertidor de parpara proporcionar una desmultiplicacin variable entre el motor y las ruedas. Ejemplos tpicos son lascarretillas elevadorasy algunoscortacspedesmodernos.

En la actualidad, en autobuses y camiones se pueden encontrar cajas de cambio automticas, las cuales permiten una marcha ms suave y una mayor seguridad, al dejar que los conductores se puedan concentrar en el camino sin preocuparse por el cambio de marchas, y proporcionan una mayor suavidad de marcha para el confort de los pasajeros.El funcionamiento de la transmisin automticaLa transmisin automtica tiene la misma funcin que la transmisin manual: proveer alto torque y poca velocidad en la partida, y alta velocidad para desplazamiento en carretera. Las diferencias son:

La transmisin manual depende del conductor para apretar el embrague (desconectando el motor de la transmisin) y mover una palanca, haciendo contacto entre los discos sincronizadores que se enganchan al engranaje elegido por el conductor. Una vez hecho el cambio, el conductor completa el proceso largando el embrague.La transmisin automtica depende de vlvulas o sensores electrnicos combinados con una computadora para sentir el momento y programar el cambio. En ese momento, los embragues y bandas internas se deslizan y los pistones empujan discos dentro de un juego de engranajes planetarios para cambiar la relacin de torque y velocidad.Si abrimos la transmisin automtica encontraremos:Un convertidor de torque (par motor).Un juego de engranajes planetarios.Bandas de material de friccin especfica para prensar partes del juego de planetarios.Un juego de embragues que transmite el torque directo a otras partes del juego de planetarios. Algunas tambin tienen embragues lock-up para asegurar la turbina a la bomba una vez que ambas llegan a ciertas velocidades para eliminar la prdida de fuerza y mejorar el consumo de combustible.Un sistema hidrulico complejo que pasa presin a los diferentes embragues, bandas, pistones, vlvulas, etc.Una bomba de aceite que presuriza, lubrica y enfra todas estas piezas, llevando el aceite al enfriador (generalmente como parte del radiador del motor).Engranajes PlanetariosLos engranajes de trasmisin automtica siempre estn enganchados. Los juegos de engranajes planetarios son accionados por embragues o bandas sumergidos en el aceite y accionado por vlvulas hidrulicas reaccionando a las presiones del aceite, una computadora en la transmisin, la computadora del motor, o una combinacin de estas en respuesta a los sensores electrnicos de presin y velocidad. Estas vlvulas accionan el juego de planetarios en la velocidad y fuerza correctas en el momento.

Los controles ms sofisticados permiten al usuario hacer sus cambios en el punto deseado como si se tratara de una transmisin manual, sin embrague, con la palanca en lnea sin el movimiento en H. A veces esta palanca es situada en el volante, donde se realizan los cambios apretando una o dos palancas (paletas) pequeas. Algunos de estas transmisiones tambin tienen la capacidad de memorizar los puntos de cambio de quien maneja, haciendo los cambios a su propio estilo. Otras tienen modos de sport donde se puede apretar un botn que engancha el embrague lock-up ms temprano, haciendo el cambio ms brusco y deportivo.

El convertidor de torque (par)El convertidor est localizado entre el motor y la transmisin. En trminos simples, acta como un ventilador prendido que sopla aire a otro ventilador, hacindolo girar. Se puede frenar el segundo ventilador con la mano, pero al largarlo, vuelve a girar. La diferencia es que el convertidor hace este movimiento con aceite en lugar de aire. Para ello tiene tres componentes: la bomba, la turbina y el estator.

La bomba(o impulsor) est conectada directamente a la carcasa del convertidor, mientras esa est conectada directamente al cigeal del motor, gira a la velocidad del cigeal. Las paletas (o aspas) de la bomba (impulsor) son curvadas, tomando el aceite del centro y envindolo con fuerza centrfuga hacia fuera, aumentando la velocidad del aceite, arrojndolo al estator a alta velocidad.La turbinaest dentro de la carcasa, pero est conectada al eje de la transmisin, pasando la fuerza a los planetarios una vez que la recibe de la bomba (impulsor).El estatorest en el medio, entre la bomba y la turbina, montado sobre un embrague unidireccional que le permite girar en una sola direccin. Si la turbina se est moviendo a menos revoluciones que la bomba (cuando se quiere acelerar el auto), el fluido empuja el estator contra su embrague, donde es frenado. El estator frenado causa un cambio de direccin al aceite, hacindolo entrar de nuevo por el centro de la bomba con mayor velocidad, aumentando el torque.Ejemplo: Si la turbina aumenta la velocidad del aceite 3 veces por la fuerza centrfuga, el estator lo devuelve ya circulando a casi 3 veces ms que la entrada normal, aumentando a casi 9 veces la velocidad en total. El estator lo sigue devolviendo una parte del aceite hasta que el eje de la transmisin llegue a la velocidad requerida.Cuando la turbina gira ms rpido que la bomba, el estator gira libremente. Esta accin permite desplazarse en carretera con mayor eficiencia, sin aplicar fuerza continuamente.La combinacin de estos elementos permite frenar el auto sin que se apague el motor, dejando el aceite patinando en el medio, sin desgaste de piezas.El cuarto elemento en el convertidor es el aceite.El aceite tiene que ser girado y cortado por la bomba, el estator y la turbina a velocidades sumamente altas, sin formar espuma, sin oxidarse con el aire presente, sin cizallarse. Tiene que ser muy resbaladizo en alta velocidad y tener baja viscosidad en fro para reducir la friccin, la perdida de energa y el calor generado. Tiene que poder disipar fcilmente el calor generado por esa energa y friccin y llevarlo al enfriador donde tiene que poder perderlo fcilmente. Ms adelante hablaremos de otras caractersticas necesarias para las otras piezas.La turbina est conectada al eje de entrada de la transmisinEl eje de entrada (azul) recibe la fuerza de la turbina y por estar en contacto directo con la turbina y corona, hace girar los satlites. Los satlites giran sobre su portador, enganchando y haciendo girar el engranaje solar, lo cual est conectado al tambor (amarillo) que est conectado al eje de fuerza o cardn (verde) por un paquete de embragues. En el exterior existe una banda (roja) que puede ser accionada para frenar el tambor.

El paquete de embragues es una combinacin de discos metlicos con espigas y discos de materiales de friccin con sus dientes de enganche. Estos materiales pueden ser de varios componentes y contener diversos sistemas de canales de escurrimiento, enfriamiento y ventilacin. Cada diseo tiene un coeficiente de friccin especial para brindar una caracterstica especial a la transmisin, sea cambios suaves, alto torque, alta carga, etc. Este diseo es determinado por el fabricante del vehculo o equipo pesado de acuerdo al comportamiento y vida til que quieren los ingenieros de fbrica.

Una de las ventajas de la transmisin automtica es que el conductor u operario no puede abusar de los embragues como lo hacen con los embragues manuales. El control de los embragues y su eficiencia es fijado por las computadoras y el aceite.

El nmero de embragues, tal como el nmero de satlites vara de acuerdo a la cantidad de velocidades en cada transmisin. Los ms simples son de 2 o 3 velocidades, mientras que los ms sofisticados son de 6 velocidades.

Por lo que cada uno de estos materiales tiene un coeficiente de friccin diferente, y frecuentemente son accionados a distintas presiones hidrulicas, las exigencias a los aceites son extremas. Si el aceite es muy viscoso, no escurre o no escurre una vez que los embragues tengan un poco de desgaste. Si el aceite est oxidado o permite la formacin de barniz, no mantiene la misma friccin, pegando los discos o evitando su frenado. El barniz o aceite oxidado que haya penetrado o cubierto el disco puede ser disuelto por un aditivo acondicionador o a veces con dos cambios de aceite de buena calidad.El sistema hidrulicoEl sistema hidrulico es el corazn del sistema. Este pasa presiones a los embragues y las bandas para accionarlas y debe hacerlo con precisin. Los sensores de temperatura, presin, contra presin y velocidad tienen que mandar las seales correctas en el momento preciso. Mostramos el esquema tpico de una transmisin. El aceite tiene que ser bien delgado, sin aditivos agresivos que formen capas qumicas sobre los sensores. Debe que tener bastante detergente para mantener el sistema libre del barniz que evite el trabajo eficiente de las vlvulas.

El nivel de aceite es crtico. Para revisarlo hay que calentar la transmisin y medir siempre en Neutro o P. El exceso de aceite es tan perjudicial como la escasez. En el grfico podemos ver el efecto de la temperatura en el nivel de aceite, este muestra el nivel de aceite desde 70 F (21 C) cuando est fro, y 180 F (82 C) en operacin. Si medimos el aceite en fro o una temperatura intermediaria, tenemos que considerar esta diferencia. Cualquier diferencia causar la formacin de espuma, desgaste y prdida de fuerza.OTROS Tipos de cajas AUTOMATICAS

18Pros y contras de las cajas automticas

FUNCIONAMIENTO DE LA CAJA AUTOMATICAEl automvil est detenido y el freno accionado: en este modo, el convertidor de par casi no trasmite torque a la caja de velocidades por lo que el motor sigue en marcha. Cuando el motor funciona con el acelerador suelto la mariposa de entrada de aire est casi cerrada, por lo que el vaco dentro del mltiple de admisin es muy elevado, y este vaco extremo llega a la caja de vlvulas, dndole una primera pista de como decidir. Al mismo tiempo el gobernador, que es una vlvula de tipo centrfuga, no gira, porque el rbol de salida de la caja de velocidades est detenido al igual que el vehculo, y est mandando un mensaje a la caja de vlvulas "dicindole" el coche est parado. Con esta segunda informacin la caja de vlvulas no tiene dudas, hay que poner la primera velocidad y acciona la vlvula correspondiente para que la presin de aceite se aplique al freno o embrague en El conductor suelta el freno y aprieta el acelerador: las cosas cambian, se comienza a trasmitir torque desde el convertidor, el vaco en el mltiple de admisin disminuye de golpe y el gobernador empieza a "sentir" el movimiento. Ambas seales le dicen a la caja de vlvulas que el coche se mueve, y a medida que lo hace aumenta su velocidad por lo que vuelve a empezar a subir el vaco en el mltiple de admisin, cuando este vaco alcanza cierto valor y el gobernador dice que el carro aun se mueve, y lo hace con cierta velocidad, la caja toma la decisin de permutar la presin de aceite al lugar adecuado y cambia a directa. Y mientras las condiciones se mantengan en ese rango as estar la trasmisin.Durante la marcha el conductor aprieta el acelerador a fondo: si hace esto, el vaco en el mltiple de admisin baja fuertemente, la caja de vlvulas recibe el mensaje y "razona" lo siguiente, "mi conductor quiere que el vehculo acelere fuerte" por lo que vuelve a colocar la primera velocidad, pero primero le "pregunta" al gobernador el valor de la velocidad de movimiento del coche, si esta el alta, no hace el cambio ya que en ese caso las RPM del motor pueden llegar a subir a valores peligrosos para su integridad y decide quedarse en directa. Si la velocidad es baja, entonces cambia a primera marcha con lo que el vehculo reacciona con vigor.El conductor aprieta el freno y baja la velocidad del vehculo: las condiciones se empiezan a acercar a las del automvil detenido, con un gran vaco en el mltiple de admisin ya que el acelerador est suelto, al mismo tiempo el gobernador que siempre est "informando" de la velocidad del coche le brinda a la caja de vlvulas la posibilidad de decidir el momento en que debe cambiar a primera marcha un poco antes de que el coche se detenga.POSIBLES FALLAS Y RECOMENDACIONES PARA TU TRANSMISIN AUTOMTICA

Fallas ms comunes1. Al sentir el cambio de velocidad la transmisin presenta patinado en todas las marchas.Revisar nivel de aceite bajo.En caso de necesitar aceite rellenar nivel.Posible causa avera interna del cambio (embragues desgastados, caja de vlvulas inmovilizada, bomba de aceite con desgastes, etc.).2. Aceleracin pobre a bajas velocidadesPosible causa nivel de aceite bajo.Convertidor de par averiado (no acta el rodamiento unidireccional del reactor).3. La caja no cambia de marchaVerificar presiones de trabajo.4.-No realiza cambios de velocidad y est neutralizadaFiltro de aceite sucio.Servicio de cambio de aceite y filtro.Consejos para un buen mantenimientoEs necesaria efectuar una revisin cada ao la transmisin automtica, o antes si percibe cualquier problema de fuga de aceite, cambios de velocidad bruscos, largos, o cortos. Si se revoluciona el motor y no avanza el automvil, etc.El aceite de la transmisin es recomendable cambiarlo cada ao o cada 20,000 km, lo que suceda primero, esto es despus de los 50,000 km de funcionamiento o antes si el aceite se ha degradado por condiciones de manejo, sobrecalentamiento del motor, fugas constantes, entre otras.En caso de las transmisiones automticas que utilicen aceite sinttico se hace referencia a que no se debe de remplazar ya que la vida de estos aceites es muy larga.Cada ao se debe realizar una prueba de camino para revisar el funcionamiento de la transmisin automtica y as evitar posibles daos futuros. Es importante revisar fsicamente la transmisin del automvil, posibles fugas, residuos en el crter por desgaste de elementos internosDebido a que las reparaciones de transmisiones son muy costosas y especializadas, es muy importante darle un buen mantenimiento a la transmisin de su auto para evitar fallas en el futuro.OTRAS FALLAS: CAUSAS Y SOLUCIONESCAJA DE CAMBIO AUTOMATICA1. Resbalamiento en todas las marchas.Nivel de aceite bajo.Reponer el nivel.Avera interna del cambio (embragues desgastados, caja de vlvulas agarrotada, bomba de aceite con desgastes, etc.).Efectuar una reparacin general.2. Aceleracin pobre a bajas velocidades.Nivel de aceite bajo.Reponer el nivel.Convertidor de par averiado (no acta el rodamiento unidireccional del reactor).Sustituir el convertidor.3. La caja no cambia de marcha.Mal ajuste del mando.Efectuar ajuste y verificar presiones.GRACIAS POR SU ATENCION