Caja de Cambios Automatic A

8/3/2019 Caja de Cambios Automatic A

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CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA.

CAMBIO AUTOMATICOClasificacin de las cajas de cambios

La clasificacin de las cajas de cambio en manuales y automticas puederesultar bastante ambigua. Mientras no exista el control electrnico, ladistincin entre automticas y manuales serva para describir tanto sufuncionamiento como su construccin.

Una caja manual estaba formada por pares de engranajes, que el conductorseleccionaba (a travs de varillas o cables) con una palanca en H.


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Una caja automtica tena engranajes epicicloidales, seleccionados por unsistema hidrulico a travs de embragues, en funcin de la velocidad delcoche, el rgimen del motor y la posicin del acelerador.

En este tipo de cambio automtico, el conductor normalmente dispona de unapalanca para eliminar marchas, con objeto de que el cambio no engranara lasms largas en pendientes o al arrastrar un peso.

Desde la perspectiva anterior, ahora hay cambios manuales que puedenfuncionar automticamente y cambios automticos que admiten un manejomanual. Esta ambigedad surge de considerar que, si un cambio es automticoo manual funcionalmente, tambin lo es estructuralmente.

Actualmente la distincin entre manual y automtico es slo funcional:

Manual es el cambio en el que el conductor engrana las relaciones por unprocedimiento mecnico, sin ningn otro sistema de control.

Automtico es aqul capaz de variar las relaciones de cambio sinintervencin del conductor, aunque en alguno de sus modos defuncionamiento sea posible que el conductor las seleccione. Es decir, elcambio automtico si puede cambiar solo, y manual si puede.

Dentro de la divisin funcional, cabe considerar diferentes tipos de cambiosegn criterios:

Tipo de mecanismo para variar las relaciones.


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Tipo de mando para seleccionarlas. Tipo de conexin entre el motor y el cambio.Referente al nmero de marchas no se puede considerar criterio declasificacin. Actualmente las manuales son de 5 o 6 normalmente; lasautomticas epicicloidales de cuatro o cinco como norma, y 6 o 7 para casosespecficos; y las de variador llegan tambin a 6 o7 relaciones fijas;recordamos que ste tipo desarrolla infinitas relaciones.

Clasificacin por variacin de la relacin de cambio

Actualmente se usan tres mecanismos para variar la relacin de cambio:

El ms extendido es el par de engranajes de todas las cajas manuales yalgunas automticas. Lo normal es que se trate de engranajes helicoidales,de toma constante y con sincronizadores incluso para la marcha atrs.

El engranaje epicicloidal es an comn en cajas automticas. Su principalventaja es la suavidad, ya que la seleccin de las distintas relaciones se hacemediante frenos y embragues, no engranando piezas.

El cambio de variador, Actualmente hay dos clases, con correa metlica (laque usan todos los cambios de variador) o con cadena (Multitronic deAudi).

Normalmente la mayor parte de la reduccin en una caja de variador sehace en el grupo, ms que en la caja, y el tipo de conexin no es igual entodas; el Speedgear de Fiat tiene un convertidor hidrulico y el Multitronicun embrague multidisco. sobre todo despus de que Audi y LUK tengan uncambio as en un motor con 300 Nm de par mximo.


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Clasificacin por tipos de conexin entre el motor y cambio

Actualmente hay tres tipos de conexin entre el motor y el cambio:

Embrague mono disco seco. Embrague multidisco hmedo. Convertidor hidrulico de par.Sistemas en desuso:

El electromagntico que han llevado anteriormente algunos modelos convariador.

Embragues bacisco en seco, que llevaban antes algunos coches deportivos. Para cajas manuales, los hay que eliminan el pedal mediante un sistema

hidrulico con control electrnico. Este mismo sistema es el que se utilizanormalmente en las cajas automticas que tienen pares de engranajes enlugar de epicicloidales.

Las cajas automticas con engranajes epicicloidales normalmente tienenconvertidor hidrulico de par, lo que permite alargar los desarrollos.

Clasificacin por tipo de mando

Comparando tipos de mando quizs sea la forma ms compleja de catalogaruna caja de cambios, especialmente en la caja automtica. Para una caja


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manual slo existe la palanca en H, ya que los mecanismos secuencialesslo se usan en competicin, no en coches de serie.

Para una caja automtica, en cambio, hay distintas posibilidades, que resultande combinar dos variables:

Por una parte, si se trata de un mando analgico o secuencial. Por otra, si ese mando sirve para seleccionar marchas o para eliminarlas.El trmino analgico se entiende aqul en el que hay una posicin del mandopara cada una de las relaciones de cambio.

Para secuencial, nos referimos a aqul en el que hay una secuencia para variarlas relaciones, mover una palanca o pulsar un botn, pero no una posicin deesa palanca o ese botn distinta para cada marcha.


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Con estos dos tipos de mando hay tambin dos tipos de funciones:

Una es la que llamamos "de seleccin", en la que el movimiento del mandosirve para engranar marchas. En el caso de las cajas automticas, el mandode seleccin est supeditado al control electrnico, que evita la insercin demarchas que provocaran un rgimen demasiado alto o demasiado bajo enun momento dado.

Opuesto al mando de seleccin est el "de bloqueo". Con este tipo demando, que es propio de la caja automtica, lo que se hace es eliminar laposibilidad de que el cambio engrane ciertas marchas. Se dice que uncambio de cinco marchas est "bloqueado" en tercera si slo pueden entrarlas tres primeras.

Con la aparicin de la caja que estren el Clase S de 1998 (y que no tiene

ningn nombre especfico), Mercedes ha aumentado la confusin, ya que tieneun mando secuencial de bloqueo. A diferencia de los mandos secuenciales deseleccin, el de Mercedes sirve para eliminar marchas, no para engranarlas.

Cambio automtico con tren epicicloidal

El sistema est compuesto por 4 conjuntos principalmente:

Un convertidor de par. Bomba hidrulica. rbol primario.


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El conjunto primario es accionado por el convertidor y consta de dos trenesepicicloidales intercomunicados.

El conjunto secundario compuesto por un planetario complementa lasrelaciones y trasmite el movimiento al diferencial.

El nmero de trenes epicicloidales es totalmente proporcional al nmero derelaciones, siendo 2 para cambios de 3 (obsoletos) 4 marchas y de 3planetarios para 5 6 relaciones. De la combinacin de los mismos a travs delos frenos embragues y ruedas libres conseguimos diferentes marchas.


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Tambin mencionar la existencia de un pin de bloqueo de aparcamiento,donde se enclava el trinquete de bloqueo cuando la palanca selectora seposiciona en "P".

El cambio automtico dispone de diversos embragues de tipo multidisco(normalmente) que actan para las distintas marchas.

Los frenos son tambin de tipo multidisco accionados por un mbolo y cintasde friccin.

En combinacin con los frenos obtenemos las diferentes relaciones de cambio.

Ejemplos de seleccin:

Para la 4 relacin observamos que el giro del rbol de la turbina setransmite a la porta satlites 2 a travs el embrague K3, estando frenado elplanetario 2. Los satlites transmiten el movimiento a la corona 2 y sta a laporta satlites 1.

Este ltimo pasa el movimiento al pin de salida. Para el conjuntosecundario el planeta 3 es frenado por el freno B3 , pasando el movimiento

del pin conducido por la corona 3 a los satlites que mueven el portasatlites 3, el cual transmite el movimiento al diferencial.


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Para la marcha atrs el movimiento de la turbina se transmite al planeta 2mediante el embrague K2, mientras el porta satlites 2 es frenado por B1.Los satlites que giran sobre el planeta 2 transmite el movimiento a lacorona 2 solidaria al porta satlites 1 y ste al pin de salida. El pinconducido transmite el movimiento a travs de la corona 3 a los satlites, eneste caso el planeta 3 es frenado por el B3. El movimiento se transmite alporta satlites y de aqu al pin de ataque.

Bomba de aceite ATF

La bomba es solidaria al eje motor mediante la carcasa del convertidor, sufuncin es generar presin de aceite para:


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Refrigeracin y lubricacin delos componentes.

Transmisin de par del motor aleje de la turbina.

Activacin y de los diferentesfrenos y embragues ubicados enel interior del cambio.

La caja de correderas se encarga de distribuirla presin de aceite a los

diferentes frenos, embragues y bloqueo del convertidor.

Cuadro Sinptico

El cambio automtico est gobernado por la unidad de mando, que

dependiendo de la informacin del conjunto de sensores (tanto propios comocompartidos) es capaz de asumir las siguientes funciones:

Insercin de marcha. Control de vlvulas electromagnticas. Bloqueo convertidor de par.


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Bloqueo motor de arranque. Bloqueo palanca selectora Desacoplamiento en parado. Funcin de emergencia. Auto diagnosis

CVT (Continuosly Variable Transmisin)

El cambio variable continuo est basadoen el principio de la transmisin porceimiento, que con la ayuda de unvariador es capaz de regular latransmisin sin escalonamientos entre larelacin ms corta y la ms larga.

Este sistema es conocido desde hace

tiempo, pero siempre han estado limitadosa potencias pequeas, debido a sudificultad de transmitir pares elevados.


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A nivel dinmico es posible alcanzar un ptimo aprovechamiento energticodel combustible y un alto grado de confort en traccin.


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El cambio escalonado (tanto manual como automtico) est limitado por unnmero de relaciones con desmultiplicacin fija, siendo siempre un consensoentre el dinamismo de la conduccin, el consumo y el confort de marchapredeterminado durante la concepcin del vehculo.

Si observamos el par suministrado por un motor de combustin se divisa quetiene una forma continua y no escalonada, siendo por tanto ideal unatransmisin careciente de escalones.

En las grficas de traccin mxima podemos observar los diferentes saltos demarcha como influyen en la velocidad final y en pendiente mxima superable.

En lnea discontinua tenemos la curva de mxima potencia que slo podemosconseguir puntualmente en cada relacin, sin embargo una CVT intentadesviarse lo menos posible de la curva ptima. Esta es la consecuencia directade un aprovechamiento energtico ms ventajoso.

Tcnicamente el concepto bsico es sencillo, consiste en la accin de un

variador que modifica sin escalonamientos las relaciones de transmisin,disponiendo siempre la relacin adecuada.


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El variador consta de dos poleas biplato de garganta variable y unida entre spor una cadena especial que las une y trabaja en modo ceido.

Cada conjunto de poleas consta de un plato cnico desplazable axialmente ensu rbol correspondiente; permitiendo modificar sin escalonamientos eldimetro de ataque para la cadena y en consecuencia la relacin detransmisin, que se realiza entre correa y juego de poleas; la presin (entornoa 60 bar) y por tanto la fuerza de apriete debe de ser regulada con muchaprecisin para evitar deslizamiento o apriete excesivo.

Las poleas trabajan inversamente proporcional para un correcto tensado de lacorrea.


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El punto dbil de estas transmisiones han sido las frgiles correas de gomareforzada que no soportan grandes dosis de par, la evolucin ha migrado haciacorreas metlicas, cadenas o incluso contacto directo entre las poleas porsendos toroides con la finalidad de alargar la vida til de las mismas, aumentarel par soportado y reducir al mximo el ruido.

Como ya se ha comentado la regulacin de la relacin de transmisin serealiza con una carencia absoluta de tirones y sin interrupcin de la fuerza detraccin, manteniendo as la potencia del motor al mximo nivel y con unresultado ptimo en el poder de aceleracin, tanto para conduccionesorientadas hacia la entrega de potencia o hacia la economa de consumo.


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Para el accionamiento de cada conjunto de poleas necesitamos una presinhidrulica generada por una bomba y una gestin electrnica de todo elconjunto.

El mando electrohidrulico permite dosificar con precisin los volmenes deaceite necesarios para el mando y un control preciso y casi instantneo de laspoleas mviles del variador.

Tambin gracias a la gestin electrnica podemos disponer de posicionesprefijadas que simularn el comportamiento a una caja de cambios tradicionalimponiendo una relacin previamente programada, dotando al conductor deuna eleccin normalmente por impulsin (tipo secuencial) que por ejemploPara bajadas de puertos de montaa pueda especificar la cantidad de frenomotor que desea.


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La gama de potencias soportada actualmente es entorno a los 150 Kw y 300MM. (200 CV y 30 kgm). Audi (de la mano de LUK) confirma que haconvencido ms del 60% de la clientela de los modelos con trasmisinmultitronic, y que estn en desarrollo de nuevas versiones capaces de llegar alos 500 Nm.

Por otro lado, la casa ZF ha implantado en FORD la primera CVT conconvertidor de par hidrodinmico; con la introduccin de dos embraguesmultidisco que compensa el deslizamiento relativo de poleas y correa

optimizando an ms el consumo.

Tambin la caja posee un programa electrnico inteligente que se adapta a lascondiciones de circulacin y al estilo de conduccin del momento.

Los beneficios de las CVT no admiten rplicas:

al observar la grfica comparativa destaca la reduccin de consumo(entorno a 1 L/100 Km) debida a la infinidad de relaciones posibles, existeuna adaptacin perfecta de la desmultiplicacin a la velocidad del vehculo

ya la demanda de potencia.

Las CVT explotan al mximo el motor en la mayora de los casos, girandoconstantemente al rgimen en que consume menos.

El confort es tambin un punto muy fuerte a su favor.


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Otras ventajas adicionales se las CVT es que son ligeras, compactas y decostes reducidos. Las CVT oscilan en un sobreprecio de 2000? respecto a lasmanuales en vehculos de gama alta.

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