Caja Cambios Automatica Seminario Resumen

8/14/2019 Caja Cambios Automatica Seminario Resumen

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TRANSMISIN AUTOMTICA Ing. Hctor Chire Ramrez Email: [email protected]

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TRANSMISIN AUTOMTICA

INTRODUCCIN

Los motores de combustin interna o trmicos utilizados en los automviles, sean de gasolina o diesel

conllevan ciertas restricciones. Estas derivan del hecho de que las prestaciones del motor dependendel rgimen al que est girando. Tal es as que incluso por debajo de un nmero de vueltas

relativamente elevado, normalmente alrededor de las 1300 r.p.m. el motor deja de funcionar

correctamente hasta el punto de que al oponerle una mnima resistencia se para. Es lo que se

denomina el calado del motor. Es pues fcil observar que nos resultar imposible poner en marcha un

vehculo de peso considerable.

De hecho el rango de velocidades en el que el motor opera de forma correcta y ofreciendo

prestaciones elevadas es relativamente pequeo. Es clara la necesidad de variar la relacin de

transmisin desde el eje motor al eje de salida, de forma que el vehculo disfrute de la capacidad de

desarrollar la mayor gama posible de velocidades con los pares que hagan posible hacer frente a los

distintos requisitos de carga, pendiente, etc.

Por lo tanto, es necesario un sistema que posibilite al vehculo circular desde velocidad nula a

mxima velocidad manteniendo esfuerzo tractor elevado y reduciendo el consumo de combustible.

Existan dos tipos diferentes de solucionar este problema. La primera, comn en Europa es la

utilizacin de embrague y caja de cambio manual. El embrague es un sistema mecnico quepermite la existencia de una velocidad diferencial entre el motor y el eje de entrada de la transmisin.

De esta forma mientras el motor gira a una velocidad a la que es capaz de generar un par suficiente,

ese par se transmite a la salida poco a poco. Adems facilita los cambios de relacin de transmisindesacoplando motor y transmisin. La segunda opcin, ampliamente utilizada en Estados Unidos y

Japn, es la compuesta por el convertidor de par y cajas de cambio automticas. Actualmente sehan introducido en el mercado cajas hbridas, en las que se utilizan tecnologa de las manuales y de

las automticas.

Las primeras transmisiones automticas surgieron en los aos 1940 para facilitar el manejo y ampliar

la base de usuarios que podan manejar, ampliando el mercado para los fabricantes. Las primeras no

eran totalmente automticas, solamente eliminaban los cambios una vez que el auto estaba en

movimiento con la utilizacin del embrague. Funcionaban con aceites hidrulicos simples, sin

entender mucho de la tribologa ni el coeficiente de friccin.


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GENERALIDADES

En los vehculos con transeje y transmisin

automticos, el conductor no tiene que

decidir el cambio de marcha. Los engranajes

cambian automticamente en funcin de lavelocidad del vehculo y la distancia que est

pisada el pedal del acelerador.

Una unidad en la que el cambio automtico

de engranajes est controlado por una ECU

(unidad de control electrnico) se denomina

ECT (transmisin controlada

electrnicamente). Una unidad en la que no

se utiliza una ECU se denomina transeje

automtico controlado hidrulicamente.

Actualmente, casi todos los vehculos utilizanECT. Esto proporciona mayor ahorro de

combustible y mayor rendimiento de conduccin.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Incrementa el valor del vehculo.

Su repuesta a la aceleraciones un poco ms lenta.

Su reparacin es ms costosa

Mayor porcentaje en el consumo de gasolina

Perdida de energa por friccin

Menos arranques bruscos Mayor libertad de las manos

Menos fatiga

Mayor facilidad de manejo

Comodidad de manejo en la ciudad

LA PALANCA DE CAMBIOS

"P" (PARKING)de estacionamiento en la que no haytransmisin de fuerza, y adems bloquea el eje de

salida de la transmisin mecnicamente.

"R" (REVERSE)Para marcha atrs.

"N" (NEUTRAL)En la cual no hay transmisin defuerza, equivale al punto muerto de un cambio

manual.

"D" (DRIVE)Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde laprimera hasta la cuarta, quinta o ms segn el fabricante.

2Impulsa al vehculo solo hasta la segunda velocidad

L (LOW)Para impedir que entren las marchas ms largas, slo primera, en caso de fuertes

pendientes. Impulsa al vehculo solo en la primera velocidad


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TIPOS DE TRANSEJE AUTOMTICO

Los transejes automticos pueden clasificarse bsicamente en dos tipos, los que se utilizan en

vehculos FF (motor delante y traccin delantera) y los que se utilizan en vehculos FR (motor delante

y traccin trasera).

Los transejes para vehculos FF tienen una unidad de arrastre final interna; en cambio, los de los

vehculos FR tienen una unidad de arrastre final (diferencial) montada externamente. El tipo de

transeje automtico utilizado en vehculos FR se denomina transmisin. En el transeje automtico

montado transversalmente, la transmisin y la unidad de arrastre final se alojan ntegramente en la

misma caja. La unidad de arrastre final consta de un par de engranajes de reduccin (el engranaje

conducido y el engranaje conductor) y de los engranajes del diferencial.

TRANSEJE AUTOMTICO CONTROLADO HIDRULICAMENTE

La estructura del transeje automtico controladohidrulicamente es bsicamente la misma que la

del ECT. Sin embargo, este transeje controlamecnicamente el cambio detectandohidrulicamente la velocidad del vehculo con lavlvula reguladora y detectando la apertura delacelerador con la vlvula de mariposa a travs dela cantidad de movimiento del cable de lamariposa.

ECT (TRANSEJE CONTROLADO ELECTRNICAMENTE)

El PCM recibe entradas electrnicas de variossensores del vehculo y procesa esta informacinpara determinar las condiciones de operacin delvehculo. Dependiendo de estas condiciones deoperacin el PCM controla lo siguiente:1) Los cambios ascendentes y descendentesoperando un par de solenoides de cambios en unasecuencia ON/OFF.2) La calidad de cambio de la transmisin,controlando electrnicamente al solenoide decontrol de presin. (PCS) el cual ajusta la presinde lnea.3) El tiempo de aplicacin y liberacin delembrague del convertidor de par y en algunas


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aplicaciones la sensacin de aplicacin del TCC, por medio de control de solenoide del embrague delconvertidor de par o solenoide dependiendo de la aplicacin.

Un transeje controlado electrnicamente (ECT, Electronically Controlled Transaxle) consta de lossiguientes componentes:

1. Convertidor de parTransmite y multiplica el par generado por el motor.2. Unidad de engranaje planetarioRealiza cambios como deceleracin, marcha atrs, aceleracin y punto muerto.3. Unidad de control hidrulicoControla la presin hidrulica de forma que el convertidor de par y la unidad de engranaje planetariofuncionen con suavidad.4. ECU del motor y del ECTControla las vlvulas solenoide y la unidad de control hidrulico para obtener unas condiciones deconduccin ptimas.Utiliza la presin hidrulica para cambiar automticamente los engranajes en funcin de las sealesde control de la ECU.La ECU controla las vlvulas solenoide en funcin del estado del motor y el vehculo detectado por

los sensores, lo que permite controlar la presin hidrulica.

PARTES CAJA DE CAMBIOS AUTOMTICA

Carcasa: es la encargada de resguardar todos los componentes internos que mencionaremos a

continuacin de la transmisin automtica.Bomba de aceite: recibe las vueltas que le transmite el motor, se encarga de distribuir aceite apresin a travs de todos los mecanismos internos.Caja de vlvulas:comnmente llamada cerebro, es la encargada de administrar el flujo de aceite,hacia los circuitos, que activan los tambores.Tambor: los tambores son conjuntos, de discos de embrague y separadores, ensamblados de talforma, que al aplicarle aceite a presin se activan comprimindose dentro del tambor, dando comoconsecuencia, su funcionamiento en el cambio correspondiente.Filtro:se encarga de proteger la caja de transmisin contra partculas extraa.Sensor de velocidad:Este es el encargado de dar conocimiento a la computadora la velocidad desalida obtenida de la trasmisin.Carter:es el depsito de aceite donde se asienta para que la bomba lo absorba y lo mande por todala transmisin.

Flecha de entrada:esta flecha es la encargada de meter a la transmisin la potencia obtenida delmotor


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Flecha de salida: esta flecha se encarga de transmitir la potencia obtenida de la transmisin aldiferencial.Conjunto planetario:Grupo de ejes y engranajes, ubicado generalmente en la parte final de la caja.Discos: Existen discos de fibra y de metal. Efectan las distintas relaciones de acuerdo con lacombinacin de los tambores que los contienen. Se encuentran intercalados y en cantidades de 2 decada uno y hasta 6 de cada uno

Diafragmas:Cumple la funcin de un resorte, regresando a su posicin pasiva al pistn que frena elpaquete de discos dentro del tambor.Convertidor: es el encargado de cortar la potencia que recibe la transmisin del cigeal del motorpara que esta quede libre cuando el motor esta en ralent o cuando se va a cambiar de una velocidad.

COMPONENTES PRINCIPALES Y SUS FUNCIONES BSICAS

CONVERTIDOR DE PAR

El convertidor de par transmite y multiplica el par delmotor utilizando el lquido del transeje automtico

(ATF, Automatic Transaxle Fluid) del transeje(unidad de engranaje planetario) como medio.El convertidor de par consta de la turbina de agua, elrodete de turbina, el embrague unidireccional y elesttor y la caja del convertidor, que contiene todosestos componentes.El convertidor se llena con el ATF suministrado porla bomba de aceite. El motor y la turbina de aguagiran, y a continuacin se fuerza la salida de estelquido de la turbina de agua en un potente chorroque hace girar el rodete de la turbina.

OBSERVACIN: Para ATF, se utiliza DEXRON II

UNIDAD DE ENGRANAJE PLANETARIO

En los vehculos con transeje automtico, launidad de engranaje planetario controla ladeceleracin, la marcha atrs, la conexindirecta y la aceleracin.

La unidad de engranaje planetario consta delos engranajes planetarios, los embragues y losfrenos.

Los conjuntos de engranaje planetariodelantero y trasero estn conectados a losembragues y a los frenos que conectan ydesconectan la potencia. Cambian la seccinde entrada y los elementos de fijacin, yproducen diversas relaciones de engranajes ypunto muerto.

OBSERVACIN:En la ilustracin de la izquierda se muestra una unidad de engranaje planetario de tres velocidades (serieA130). Bsicamente, este modelo se utilizar para describir las operaciones de la unidad de engranaje plan

ENGRANAJE PLANETARIO


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Los engranajes planetarios tienen tres tipos de engranajes (corona dentada, engranaje de pin yengranaje solar), adems del portasatlites. El portasatlites se conecta al eje central de cada engranajede pin y hace que los engranajes de pin giren.Con este conjunto de engranajes conectados mutuamente, los engranajes de pin parecen planetasgirando en torno al sol; es por esto que se llaman engranajes planetarios.Normalmente se combinan varios engranajes planetarios en la unidad de engranaje planetario.

FRENOS(B1, B2 y B3)

Hay dos tipos de elementos de fijacin de frenos: de banda y de discos mltiples hmedos. Los elementosde banda se utilizan para el freno B1 y los elementos de discos mltiples hmedos se utilizan para losfrenos B2 y B3. En algunos transejes automticos, los elementos de discos mltiples hmedos tambin seutilizan para el freno B1.

FRENO DE BANDA (B1)

La cinta del freno se enrolla en la circunferencia exteriordel tambor

Un extremo de esta cinta del freno est fija a la caja deltranseje con un pasador, mientras que el otro extremoest en contacto con el pistn del freno a travs delvstago del pistn, que se acciona mediante presinhidrulica. El pistn del freno puede moverse por elvstago del pistn comprimiendo los muelles.Se suministran vstagos de pistn de dos longitudesdistintas para permitir el ajuste de la holgura existenteentre la cinta del freno y el tambor.

FRENOS DE DISCOS MLTIPLES HMEDOS (B2 Y B3)

El freno B2 se acciona a travs del embragueunidireccional N 1 para evitar que los engranajes solaresdelantero y trasero giren en sentido contrario a las agujasdel reloj. Los discos engranan con el anillo exterior delembrague unidireccional N 1 y las placas estn fijadas ala caja del transeje. El anillo interior del embragueunidireccional N 1 (engranajes solares delantero ytrasero) est diseado de forma que se bloquee cuandogire en sentido contrario a las agujas del reloj y puedagirar libremente cuando gire en el sentido de las agujasdel reloj. El propsito del freno B3 es evitar la rotacin delportasatlites trasero. Los discos engranan con el cubo B3del portasatlites trasero. El cubo B3 y el portasatlites

trasero estn integrados en una unidad y giran juntos. Lasplacas estn fijadas a la caja del transeje.


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EMBRAGUES (C1 Y C2)

Los embragues que conectan y desconectan la potenciason C1 y C2.El embrague C1 transmite potencia desde el convertidorde par a la coronadentada delantera a travs del eje de entrada. Los discosy las placas se alinean alternndose. Los discos seengranan con la corona dentada delantera y las placasse engranan con el tambor del embrague de avance.La corona dentada delantera se engrana con la brida dela corona dentada y el tambor del embrague de avancese engrana con el ncleo del embrague de directa.El embrague C2 transmite potencia desde el eje deentrada al tambor del embrague de directa (engranajesolar).Los discos se engranan con el ncleo del embrague dedirecta y las placas se engranan con el tambor delembrague de directa. El tambor del embrague de directaengrana con el tambor de entrada del engranaje solar y

el tambor de entrada del engranaje solar engrana con losengranajes solares delantero y trasero.

Con esta estructura las tres unidades de discos, placas y tambores giran juntos.

UNIDAD DE CONTROL HIDRULICO

Los embragues y los frenos que accionanla unidad de engranaje planetario secontrolan mediante presin hidrulica.La unidad de control hidrulico genera yajusta esta presin hidrulica y abre ocierra su paso. En la ilustracin semuestran los circuitos hidrulicos delmodelo A140E. La presin hidrulica seaplica a travs de varios conductos depresin hidrulica.OBSERVACIN:Si la batera est agotada, es posiblearrancar a empujones el motor devehculos con transeje manual; en losvehculos con transeje automtico esto noes posible.Como en el arranque a empujones no seacciona la bomba de aceite, no se genera

la presin hidrulica de funcionamiento dela unidad de engranaje planetario. Esdecir, no se transmite la potencia de losneumticos al motor.

FUNCIONES

La unidad de control hidrulico tiene las tres funciones siguientes.1. Generar presin hidrulicaLa bomba de aceite tiene la funcin de generar la presin hidrulica. La bomba de aceite genera la presinhidrulica necesaria para accionar el transeje automtico mediante la caja del convertidor de par (motor).

2. Ajustar la presin hidrulicaLa presin hidrulica comprimida por la bomba de aceite se ajusta mediante la vlvula reguladora primaria.Adems, la vlvula de mariposa produce la presin hidrulica adecuada para la salida del motor.


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3. Cambiar engranajes (a fin de accionar los embragues y los frenos)Cuando se activa el funcionamiento de embrague y freno del engranaje planetario, se cambian losengranajes. La vlvula manual crea el conducto de lquido de acuerdo con la posicin de cambio. Cuandola velocidad del vehculo aumenta, se envan seales a las vlvulas solenoide desde laECU (unidad de control electrnico) del motor y del ECT. Las vlvulas solenoide accionan cada vlvula decambio para cambiar los engranajes.

Los componentes principales de la unidad de control hidrulico son los siguientes. Bomba de aceite Cuerpo de la vlvula Vlvula reguladora primaria Vlvula manual Vlvula de cambio Vlvula solenoide Vlvula de mariposa

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