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7/28/2019 conceptos caja automatica.doc

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LICEO INDUSTRIAL SAN FERNANDOMECANICA AUTOMOTRIZJOSE GUERRERO TORRES

CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA

Conceptos caja de cambios automáticos

Árbol PrimarioEl árbol primario del cambio automático está unido a la turbina del convertidor de par. En función del tipo

de cambio, este árbol dirige la propulsión a un componente que puede ser un tren de engranajes planetarios o un embrague de discos.

Árbol intermediario

En el cambio de árbol intermediario, la transmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario, a través

de una combinación de ruedas dentadas fija. El árbol intermediario lleva un cierto número de ruedasdentadas unidas en forma fija, dependiendo del número de marchas. Las ruedas oponentes a dichas ruedas

dentadas fijas giran libremente sobre el árbol secundario, estando unidas al mismo por medio de coronas

desplazables.

Aceite para el cambio automático

El aceite para el cambio automático sirve para transmitir la fuerza del convertidor de par, para la

operación de los elementos de mando hidráulicos y para ajustar sus coeficientes de rozamiento, para la

lubricación y la eliminación de las partículas desprendidas por abrasión así como para la refrigeración.Todas estas funciones tiene que cumplirlas el aceite del cambio automático dentro de una gama de

temperaturas que abarca desde -30 °C hasta 150 °C (medidas en la cámara de acopio de aceite). Durante el

cambio de marchas pueden presentarse incluso durante corto tiempo temperaturas desde 250 °C hasta 400°C en los embragues y los frenos. Se utiliza un aceite básico mineral provisto de toda una serie de

aditivos:

modificadores de la fricción, que ajustan exactamente los valores de razonamiento,

· antioxidantes para reducir el envejecimiento a altas temperaturas,· Dispersantes para evitar depósitos e incrustaciones en el cambio,

· antiespumantes que impiden la formación de espuma de aceite,

· mejorantes del índice de viscosidad para conseguir una viscosidad homogénea en toda la gama detemperaturas,

· inhibidores de la corrosión, contra la corrosión de los componentes del cambio debida a la

condensación de agua,

· agentes "Seal-Swell" que limitan el hinchamiento que el aceite produce en el material de las juntas.

Los aceites para el cambio automático son especificados a través de estándares elaborados por General

Motors (designación ATF Dexron) y Ford (designación ATF Mercon), reconocidos internacionalmente.



Al rellenar o cambiar el aceite del cambio automático tiene que utilizarse siempre el aceite previsto por el

fabricante. Si se utilizan otros aceites o se agregan otros aditivos se produce una modificación de las propiedades, con repercusiones negativas para el funcionamiento y la duración. En tales casos se pierden

los derechos de garantía.

Acondicionador de aire

Algunas ejecuciones del control electrónico del cambio envían al acondicionador de aire una señal para

desconexión del compresor de climatización cuando en caso de sobregás se exige la máxima potencia para

la propulsión.

Actuador

Otra denominación de elemento de regulación.

Adaptativo

Sinónimo de adaptable. El atributo "adaptativo" se aplica en la técnica de la automoción en varios

contextos, designando la capacidad que una unidad electrónica tiene de adaptar sus ajustes a condiciones

externas.En el caso de los cambios automáticos, se utilizan los conceptos de control adaptativo de la presión y

curva característica adaptativa de acoplamiento.

AditivosLos aceites técnicos, y por lo tanto también el aceite para el cambio automático, se proveen siempre de

aditivos químicos que les confieren propiedades específicas. No deberían agregarse otros aditivos, ya que

con ello cambian las mencionadas propiedades, teniendo repercusiones negativas para el funcionamiento yla vida útil del cambio automático.

Amortiguador

Un amortiguador perteneciente al sistema hidráulico de un cambio automático se encarga de que los

cambios de presión no se produzcan bruscamente, sino dentro de un periodo determinado. La duración deeste periodo resulta del diseño del amortiguador.

Arbol hueco

Un árbol hueco es un árbol de forma tubular. En su interior puede alojar otro eje, o bien puede servir de

canal para el aceite.

Avería volátil

Una avería volátil se manifiesta sólo temporalmente, desapareciendo de nuevo. Dependiendo del tipo deavería, el control electrónico del cambio puede aplicar diversas estrategias:

El control electrónico del cambio permanece en el programa de emergencia aunque la avería deje de

presentarse. El control electrónico del cambio vuelve a pasar del programa de emergencia al servicionormal si la avería no vuelve a presentarse durante varios procesos de arranque. Sin embargo, lainformación relativa a la avería volátil queda registrada en ambos casos en la memoria de averías.

Bloque de distribución hidráulico

La presión del aceite es regulada en el bloque de distribución hidráulico en función de las señales de

mando procedentes del control electrónico del cambio, siendo distribuida a los elementos de mando. El

bloque de distribución hidráulico está formado por varios cuerpos de válvula. Un cuerpo de válvula es el

común, en cuyo interior se encuentran todas las correderas. Contiene además los canales del aceite en



correspondencia con el esquema hidráulico. Los canales del aceite no se cruzan entre sí. Los cruces

necesarios se establecen a través de orificios o taladros existentes en la chapa intermedia y comunican las pistas en diversos cuerpos de válvula.

Las válvulas gobernadas electrónicamente por el control electrónico del cambio están enchufadas desde el

exterior en el cuerpo de válvula.

Generalmente, el bloque de distribución hidráulico completo está montado debajo del engranaje

planetario.

Bloqueo de estacionamiento

Para evitar que el vehículo aparcado pueda ponerse en movimiento inintencionadamente, los cambios

automáticos están provistos de un bloqueo de estacionamiento como medida de seguridad adicional al

freno de estacionamiento. Este dispositivo está dispuesto en el árbol secundario del engranaje planetario.Al situar la palanca selectora en la posición P, introduce un trinquete en los huecos entre dientes de la

rueda de bloqueo de estacionamiento. El árbol secundario queda bloqueado, con lo que el vehículo está

asegurado. Pero si el trinquete incide sobre un diente de la rueda de bloqueo de estacionamiento, quedasometido a una tensión elástica. Al producirse el más mínimo movimiento del vehículo, el trinquete saltará

al hueco entre dientes. El trinquete y los dientes de la rueda de bloqueo de estacionamiento tienen una

forma tal que eltrinquete es rechazado siempre cuando la rueda del bloqueo de estacionamiento gira a velocidad elevada.De este modo se excluye la posibilidad de que el cambio pueda bloquearse durante la marcha.

Bloqueo de la cerradura de la dirección

Para garantizar que el bloqueo de estacionamiento esté siempre aplicado cuando el vehículo está aparcado,en algunos vehículos sólo es posible sacar la llave del encendido si la palanca selectora está en la posición

P.



Bloqueo de la palanca selectora

Se denominan bloqueo de la palanca selectora diversos dispositivos de protección contra un manejo

incorrecto de dicha palanca:

El bloqueo P/R impide que se aplique el bloqueo de estacionamiento o se acople la marcha atrás mientrasse está circulando. El bloqueo se produce mecánicamente en la palanca selectora, con ayuda de un

electroimán accionador, excitado por el control electrónico del cambio.

El acoplamiento de una gama de marcha o de la marcha atrás desde la posición P o N estando el vehículo parado sólo es posible si al mismo tiempo se pisa el freno de servicio. De este modo se evita que el

vehículo se ponga en movimiento por efecto del número de revoluciones de ralentí del motor

inmediatamente después de situar la palanca selectora en la posición correspondiente. En relación con el bloqueo de acoplamiento se utiliza también el perno de bloqueo.

Bobina

Una bobina está formada por un gran número de bucles conductores arrollados. El paso de corriente por el

conductor genera un campo magnético con cuya ayuda se atraen materiales magnéticos blandos, como p.

ej. un inducido de hierro dulce. Este principio se aprovecha para conectar por ejemplo en un relé contactoseléctricos, mover pernos de seguridad en electroimanes actuadores, conmutar presiones de aceite en

válvulas electromagnéticas de mando o ajustar una presión de aceite en la válvula electromagnética de

regulación.

En los sensores inductivos, el campo magnético es influenciado por piezas de hierro móviles. La variación

del campo magnético se registra eléctricamente.

Bomba

Una bomba convierte un movimiento giratorio en una corriente de líquido. En el convertidor de par, la

rueda de la bomba está comunicada con el motor de combustión y acelera el aceite para el cambio

automático desde el centro hacia afuera. Allí, las paredes del cuerpo lo dirigen hacia la turbina.La bombadel aceite del cambio automático es una bomba de engranajes de dentado interior (bomba de hoz) que

proporciona la presión de trabajo ya incluso a números de revoluciones reducidos.

Bomba del aceite

La bomba del aceite aspira aceite para engranajes de la cámara de acopio de aceite existente en el cárter del aceite. Este aceite pasa por el filtro del aceite, donde se eliminan la suciedad y las partículas de

abrasión. La bomba del aceite genera la presión de trabajo.

Las bombas del aceite de los cambios automáticos están ejecutadas predominantemente como bombas dehoz. Se trata de una bomba de engranajes de dentado interior.

Al separarse los dientes aumenta el intersticio y se succiona aceite. Una vez los huecos entre dientes se

han llenado de aceite, pasan por la hoz guía de aceite. Esta cierra los intersticios entre dientes e impide asíun reflujo del aceite. Después de pasar la hoz, el intersticio vuelve a estrecharse, con lo que aumenta la presión del aceite. El aceite queda disponible a la salida de la bomba. La bomba de hoz se encuentra entre

el convertidor de par y el engranaje planetario, siendo impulsada por el buje existente en la carcasa del

convertidor de par, con lo que gira al régimen del motor. Ya cuando el motor se encuentra al relantí proporciona presión suficiente para suministrar la presión de trabajo requerida, de hasta 25 bares, a todos

los sistemas hidráulicos post-conectados.



Caja de transferencia

La caja de transferencia de los vehículos de tracción total distribuye la transmisión de fuerza entre eldiferencial del eje trasero y el diferencial del eje delantero.

Caja del convertidor

La caja del convertidor lleva en su interior las aletas de la bomba. Además rodea la turbina y el reactor. La

caja del convertidor está llena de aceite hidráulico sometido a la presión de lubricación.La caja del convertidor es impulsado por el motor. La bomba acelera el aceite de dentro hacia afuera por

la fuerza centrífugua. El aceite es desviado por las paredes interiores de la caja, que lo dirigen a la turbina.

La corriente de aceite impulsa la turbina, que a su vez está unida al árbol primario del cambio. En las proximidades del eje del convertidor de par, la corriente de aceite fluye a través de las aletas del reactor,

volviendo a la bomba.

Calefacción del catalizador

Después de un arranque en frío, el control electrónico del cambio eleva los puntos de acoplamiento. Deesto resultan regímenes del motor más elevados, que calientan el catalizador más rápidamente, poniéndolo

así en funcionamiento. En conjunto, con esta medida se consigue una mejora de las emisiones de gases de

escape del vehículo.

Cambio automático

En el cambio automático, la desmultiplicación adecuada se selecciona automáticamente. El cambio

automático realiza los acoplamientos correspondientes sin intervención del conductor. Existen cambios

automáticos con desmultiplicación escalonada y con desmultiplicación continua; en nuestro caso nosreferiremos únicamente a los cambios de desmultiplicación escalonada.

Cambio de velocidades Ravigneaux

El cambio de velocidades Ravigneaux está formado por dos trenes de engranajes planetarios con un

portasatélites común. El portasatétiles sustenta dos juegos de satélites:

· satélites cortos, de gran diámetro, que engranan en el planetario de menor tamaño

· y satélites largos, de menor diámetro, que engranan en el planetario de mayor tamaño y en lossatélites cortos.

El cambio de velocidades Ravigneaux posee una sola corona de dentado interior, que rodea los satélites

largos.Con el cambio de velocidades Ravigneaux pueden conseguirse cuatro marchas adelante y una marcha

atrás con un escalonamiento razonable. El cambio de velocidades Ravigneaux se caracteriza por su

estructura compacta.



Cambio de velocidades Simpson

El cambio de velocidades Simpson en un engranaje planetario de los tiempos del cambio automático detres marchas. Está formado por dos trenes de engranajes planetarios con un planetario central común.

Además están firmemente unidos entre sí el portasatélites de uno de los trenes de engranajes planetarios,

la corona de dentado interior del otro y el árbol secundario. En las marchas adelante, la propulsión y lasalida de fuerza tienen lugar respectivamente a través de las coronas de dentado interior. Por esta razón, el

cambio de velocidades Simpson puede transmitir un par elevado a pesar de su forma esbelta. Otra ventaja

del cambio de velocidades Simpson es su estructura sencilla.

Cambio de velocidades Wilson

El cambio de velocidades Wilson está formado por tres trenes de engranajes planetarios. La primera

corona de dentado interior, el segundo portasatélites y la tercera corona de dentado interior están unidos

firmemente entre sí, formando el llamado tambor, también el segundo y el tercer planetario están unidosentre sí en forma fiija. En las marchas adelante, el accionamiento tiene lugar a través de este doble

planetario.

La salida se produce siempre a través del tercer portasatélites.El cambio de velocidades Wilson hace posibles cuatro o cinco marchas adelante con un escalonamiento

razonable.



Cambio de árbol intermediario

Generalmente, los cambios manuales están estructurados como cambio de árbol intermediario. Latransmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario al árbol intermediario, pasando por una

combinación fija de ruedas dentadas. El árbol intermediario lleva un número determinado de ruedas

dentadas unidades en forma fija, según sea el número de marchas. Sus oponentes giran libres sobre elárbol secundario, estando unidas al mismo por coronas desplazables.

Cambio hidráulico

El convertidor de par puede considerarse también como un cambio hidráulico sin escalones. Un granresbalamiento equivale a una desmultiplicación hacia marcha lenta con incremento simultáneo del par. En

caso de resbalamiento pequeño, el convertidor de par se aproxima a una relación de desmultiplicación deaproximadamente 1, es decir, al caso de acoplamiento.Dado que el convertidor de par trabaja como un

escalón de reducción, los cambios automáticos necesitan en general un escalón de marchas menos en elengranaje planetario que un cambio manual comparable.

Cambio manual

Por regla general, el cambio manual está estructurado como reductor de árbol intermediario. La

transmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario al árbol intermediario, a través de unacombinación fija de ruedas dentadas. El árbol intermediario soporta otro conjunto de ruedas dentadas

unidas en forma fija, cuyo número depende de las marchas que tenga el cambio. Sus ruedas oponentes

montadas sobre el árbol secundario giran libremente. Se unen al árbol secundario por medio de coronasdesplazables. De este modo, los cambios manuales trabajan en arrastre de forma, al contrario que los

cambios automáticos, que trabajan por unión cinemática de fuerza.

Carga

La potencia de un vehículo, tal como está registrada por ejemplo en el permiso de circulación

correspondiente, se refiere a su potencia máxima. Se libera muy raramente, por ejemplo al acelerar afondo, al remolcar cargas cuesta arriba o al circular a la velocidad máxima. Esta situación se conoce por

"plena carga". En los estados de marcha normales se circula a "carga parcial". Si el motor está

desacoplado del tren de rodaje, se encuentra al ralentí, es decir, en estado sin carga. Al reducir lavelocidad quitando gas o al circular cuesta abajo se está en servicio de retención (inversión de carga), en

cuyo caso las ruedas impulsan el motor.

Como medida de la carga del motor se toma la masa de aire aspirada. Este valor se proporciona a la

electrónica del motor, quedando, entre otras cosas, también a disposición del control electrónico delcambio.

Chapa intermedia

La chapa intermedia se encuentra entre dos cuerpos de válvula, separándolos uno de otro. A través de

orificios existentes en la chapa intermedia puede pasar aceite de un cuerpo de válvula al otro. De estemodo se materializan cruces en el trazado de los canales del aceite.



Ciclo

El control electrónico del cambio repite constantemente el registro de las señales de los sensores, el

cálculo de la decisión de cambio de marchas y el envío a los elementos de regulación. Tal ciclo sedesarrolla típicamente en 20 ms.

Cinta de freno

La cinta de un freno de cinta sirve para retener una pieza de transmisión de un tren de engranajes

planetarios. Se trata de una cinta de acero con forro de fricción.

Circuitos de protección

El control electrónico del cambio contiene, según la versión, una serie de circuitos de bloqueo oenclavamiento que protegen de operaciones incorrectas evitando así peligros para el cambio, el motor, el

conjunto del vehículo o incluso para el tráfico. Ejemplo: por razones de seguridad, los vehículos con

cambio automático sólo deben arrancar en las posiciones P o N de la palanca selectora, ya que elconvertidor de par no produce una interrupción completa de la transmisión de fuerza. Incluso el régimen

de arranque del motor es suficiente para poner en movimiento el vehículo.

Control adaptativo de la presión

Con el uso del vehículo se desgastan sus componentes, como p. ej. los forros de fricción de los embragues

y los frenos. El desgaste puede compensarse incrementando la presión del aceite. La electrónica

determinael grado de desgaste basándose en las relaciones de números de revoluciones y corrige la presióndel aceite correspondientemente.

Control del cambio

Los cambios automáticos antiguos disponían de un sistema de control hidráulico. En los cambios

automáticos modernos, dicho sistema ha sido reemplazado por el control electrónico del cambio.

Control del cruce

Para el control del cruce se renuncia a ruedas libres y el cruce se regula únicamente por medio de

acoplamientos hidráulicos gobernados por el control electrónico del cambio. Durante un acoplamiento, elelemento de mando que estaba activo hasta el momento tiene que conservar la capacidad de transmisión, a

presión reducida, hasta que el elemento de mando que conecta toma el par. El control electrónico del

cambio reconoce el proceso de toma por el salto de número de revoluciones, y relaja totalmente elelemento de mando que se desconecta. El elemento de mando que se conecta recibe toda la presión de

trabajo.



Control electrónico del cambio

En el curso de la evolución de la electrónica aplicada a la técnica del automóvil, muchos componentes

hidráulicos de los anteriores sistemas de cambio automático han sido reemplazados por loscorrespondientes elementos electrónicos. El número de componentes hidráulicos se ha reducido por

término medio a la mitad.

La lógica de conmutación es operada digitalmente por un ordenador. A través de válvulaselectromagnéticas controla las válvulas del bloque de distribución hidráulico.

El control electrónico del cambio (abreviado: EGS) ofrece toda una serie de ventajas:

· Pueden procesarse señales adicionales sin un aumento excesivo de la complejidad del sistema.

· El control de la hidráulica puede realizarse con precisión.

· Las repercusiones del desgaste pueden compensarse a través del control adaptativo de la presión.· La curva característica de acoplamiento puede configurarse con mayor flexibilidad.

· La electrónica puede ajustarse a las condiciones de marcha y a la manera de conducir a través de

curvas características adaptativas.

· La electrónica puede proteger mejor de operaciones incorrectas.

· La electrónica puede soslayar hasta cierto punto los fallos que se presenten, garantizado laoperatividad del vehículo.

· La electrónica puede registrar los fallos producidos en una memoria de averías, con fines de

asistencia técnica.

Convertidor de par

El convertidor de par se encuentra entre el motor y el cambio automático propiamente dicho, en una posición comparable al embrague separador de un cambio manual. El convertidor de par permite acoplar

una marcha estando el vehículo parado y con el motor al ralentí. En esta situación, el convertidor de par

transmite un par reducido, con lo que el vehículo tiende a desplazarse lentamente, pudiendo ser detenidosin embargo con ayuda del freno de estacionamiento o del freno de servicio.

Al acelerar, es decir, al aumentar el número de revoluciones, el convertidor de par transmite un par más

elevado, con lo que el vehículo se pone en marcha.El convertidor de par está formado por tres piezas esenciales:

· la rueda de la bomba (que al mismo tiempo forma el cárter del convertidor de par),

· la turbina· y el reactor.

El convertidor de par está lleno de aceite del cambio, encontrándose sometido a presión (véase Presión de

lubricación).La bomba es impulsada por el motor. Acelera el aceite de dentro hacia afuera por efecto de la fuerza

centrífuga. El aceite es dirigido hacia la turbina a lo largo de la pared interior del cárter. El flujo de aceite

impulsa la turbina, que está unida al árbol de entrada del cambio.La corriente de aceite atraviesa las aletas del reactor en las proximidades del eje del convertidor de par,

volviendo a la bomba.

En la fase de conversión, el reactor provoca el incremento de par del convertidor de par. En caso de gran

resbalamiento, es decir, si la diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina es muy grande,

incrementa el par entregado desviando la corriente de aceite y haciendo fluir éste hacia la bomba en formareostáticamente más favorable. Para ello, el reactor es solidario de la caja de cambio a través de una ruedalibre.

En caso de pequeño resbalamiento, es decir, cuando la turbina ha alcanzado prácticamente el número derevoluciones de la bomba, el reactor deja de incrementar el par. Gracias a la rueda libre, gira en el mismo

sentido que la bomba y la turbina. El incremento de par ayuda al cambio automático a conseguir una

transición más rápida a la fase de acoplamiento.



Corona

La corona es un componente del tren de engranajes planetarios. Con su dentado interior rodea a lossatélites, y a su vez puede girar alrededor del eje central del juego de satélites.

Corona de la bombaLa bomba con hoz de guía es una bomba del aceite con dentado interior formada por la corona de la bomba (impulsada), la hoz (fija) y la rueda interior (que gira libremente). La corona de la bomba está

unida al cuerpo del convertidor, por lo que gira al número de revoluciones del motor. Por esta razón, la

bomba del aceite es impulsada aún al número de revoluciones de ralentí aunque el vehículo esté inmóvil.

Corona desplazableEn el cambio manual, el acoplamiento de una marcha tiene lugar uniendo en forma fija una rueda dentada

del árbol secundario a dicho eje por medio de una corona desplazable.Cruce

Al cambiar de marcha se abre un elemento de mando y se cierra otro. Sin embargo, esto no se produce bruscamente, sino que los elementos de mando atraviesan un cierto margen con resbalamiento. El par

transmitido por el elemento de mando que se abre disminuye, mientras que el del elemento de mando que

se cierra aumenta. La nueva marcha engrana en el momento en el que el par del elemento de mando aconectar supera el del elemento de mando a desconectar. A esto se le da el nombre de cruce. Si el cruce es

correcto (cruce nulo), el elemento de mando que se conecta admite tanto par como entrega el elemento

de mando que se desconecta. En conjunto se conserva el par.



En caso de un cruce negativo, el escalón que conecta toma demasiado tarde (es decir, en caso de cambio amarcha superior en tracción/cambio a marcha inferior en frenado, la reducción de presión del primero

elemento de mando tiene lugar demasiado pronto, o en caso de cambio a marcha inferior en

tracción/cambio a marcha superior en retención, la formación de presión del elemento de mando que

conecta se produce demasiado tarde). Consecuencia: la transmisión de fuerza está interrumpida durantecorto tiempo. En servicio de carga del motor, el régimen del motor aumenta demasiado debido a esta

interrupción. En servicio de retención, el régimen del motor cae correspondientemente. En caso de cruce

positivo, el elemento de mando que conecta toma demasiado pronto (es decir, en caso de cambio a marchasuperior en tracción/cambio a marcha inferior en frenado, la reducción de presión en el elemento de

mando que desconecta se produce demasiado tarde, o en caso de cambio a marcha inferior en

tracción/cambio a marcha superior en retención, la formación de presión en el elemento de mando queconecta se produce demasiado pronto). Debido a esto tiene lugar brevemente una formación de bloque en

el cambio, produciéndose en consecuencia una caída de par. Tal caída de par puede ser conveniente si el

motor debe llevarse rápidamente desde un número de revoluciones alto a uno bajo.

Cuerpo de válvula

Un cuerpo de válvula de un bloque de distribución hidráulico es el cuerpo común de todas las válvulas quese encuentran dentro del mismo.

Curva característica adaptativa de acoplamiento

En los sistemas de control adaptativos del cambio (AGS) o programas dinámicos de cambio de marchas

(DSP), la curva característica de acoplamiento se desplaza en función de las condiciones de marcha y el

modo de conducir. Estos factores son reconocidos por la electrónica en base a ciertos parámetros como p.

ej. la variación de la velocidad del movimiento del pedal acelerador.

Curva característica de acoplamiento

La conmutación entre dos marchas es efectuada por el control electrónico del cambio en base a una curva

característica de acoplamiento. Esta curva característica de acoplamiento tiene en cuenta la velocidad del

vehículo y la posición del pedal acelerador. Al conmutar a marchas superiores entra en vigor una curvacaracterística de acoplamiento diferente a la que rige al cambiar a marchas inferiores (véase Curva

característica de cambio a marcha superior y Curva característica de cambio a marcha inferior).En los

cambios automáticos modernos, la curva característica de acoplamiento no es rígida, sino que se adapta ala situación de marcha - concepto técnico: curva característica adaptativa de acoplamiento.

Curva característica de cambio a marcha inferior

En un diagrama de características formado por la posición del pedal acelerador y el régimen del motor, lacurva característica de cambio a marcha inferior separa la zona correspondiente a una marcha de la

correspondiente a la marcha inmediatamente inferior. Si el punto de trabajo se desplaza más allá de la



curva característica de cambio a marcha inferior, se produce dicho cambio. Para el cambio a marchas

superiores existe una curva característica de cambio a marcha superior separada, de función análoga. Lascurvas características de cambio a marchas superiores e inferiores para todas las combinaciones de

marchas posibles están registradas en el control electrónico del cambio.

Los controles del cambio antiguos tenían sólo curvas características de mando fijas. Más tarde se hizo

posible la elección entre dos conjuntos de curvas características, uno "económico" y otro "deportivo". Losactuales controles electrónicos del cambio calculan un desplazamiento de la curva característica en base a

un gran número de informaciones que describen la situación actual de servicio y marcha. Esta curva

característica de acoplamiento adaptada individualmente sirve para tomar la decisión sobre el cambio demarchas.

Curva característica de cambio a marcha superior

En un diagrama de características formado por la posición del acelerador y el régimen del motor, la curva

característica de acoplamiento a marcha superior separa la zona correspondiente a una marcha de la

marcha inmediatamente superior. Si el punto de trabajo se desplaza más allá de la curva característica deacoplamiento a marcha superior, se produce el cambio a la marcha superior.

Para el cambio a una marcha inferior existe una curva característica de cambio a marcha inferior separada,

con la función análoga. Las curvas características de acoplamiento a marcha superior y a marcha inferior

correspondientes a todas las combinaciones de marchas posibles están registradas en el control electrónicodel cambio.

Los sistemas de control del cambio antiguos disponían sólo de curvas características de mando fijas. En el

curso de la ulterior evolución se hizo posible elegir entre dos conjuntos de curvas características, uno"económico" y otro "deportivo".

Los actuales controles electrónicos del cambio determinan un desplazamiento de la curva característica a

partir de un gran número de informaciones que describen la situación actual de servicio y marcha. A estacurva característica de mando adaptada individualmente se recurre para decidir sobre el cambio de

marchas.

Cámara de aceite

Para compensar la diferente demanda de aceite de los elementos de mando tiene que existir una cámara deaceite en el cárter del aceite, debajo del cambio automático. Su nivel de llenado se ha dimensionado de

forma que la bomba del aceite pueda succionar aceite en todas las situaciones y con todas las fuerzas de

aceleración que puedan presentarse.



Cárter del aceite

El cárter del aceite situado debajo del cambio automático recoge el aceite del cambio automático que sale

de las salidas cero de las válvulas y de los elementos de mando así como de los puntos de lubricación del

cambio. La bomba del aceite succiona de nuevo este aceite a través de un filtro del aceite.

Discos exteriores

Se trata de los discos exteriores de un freno de discos o de un embrague de discos. Generalmente son

discos formados únicamente por acero, mientras que los discos interiores están provistos del forro de

fricción.

Discos interiores

Se trata de los discos interiores de un freno de discos o de un embrague de discos. Generalmente, losdiscos interiores constan de un forro de fricción aplicado sobre un soporte de acero, mientras que los

discos interiores están formados únicamente por acero.

Display de gamas de marchas

En algunos vehículos, la posición de la palanca selectora se representa también en el área de losinstrumentos en forma de una indicación numérica. El display de gamas de marcha es gestionado por el

control electrónico del cambio.

Display de la palanca selectora

En algunos vehículos se utiliza un display de la palanca selectora dispuesto en el campo visual del

conductor, indicándose en él la gama acoplada con la palanca selectora. Este display es gobernado por elcontrol electrónico del cambio.

Disposición concéntrica

Una particularidad del cambio automático es la disposición concéntrica de la mayor parte de sus

componentes, lo que significa que todos están dispuestos simétricamente con relación al eje común delcambio. Esto es válido p. ej. para el convertidor de par, la bomba del aceite, los trenes de engranaje

planetarios, los frenos de discos y los embragues de discos. La disposición concéntrica es conveniente, ya

que el par a transmitir genera fuerzas radiales de igual magnitud y de sentido opuesto, que se anulan entre

sí.

EDSSiglas alemanas de "Válvula eléctrica de mando de presión", véase Válvula electromagnética deregulación.

EGSSiglas alemanas de "Control electrónico del cambio".

Eje de estátor

Un eje de estátor es un eje fijo, es decir, solidario de la caja del cambio. Por ejemplo, el reactor del

convertidor de par se apoya sobre un eje de estator a través de una rueda libre.

Electrónica del motor

La electrónica del motor y el control electrónico del cambio colaboran estrechamente. El controlelectrónico del cambio recibe de la electrónica del motor informaciones relativas p. ej. al número de

revoluciones, la carga y la temperatura del motor. A la inversa, el control electrónico del cambio informa

sobre los acoplamientos de marchas previstos, de modo que la electrónica del motor pueda reducir brevemente la carga retrasando el ángulo de encendido o, en los vehículos Diesel, reduciendo el caudal de

inyección. Si bien en principio el cambio automático permite cambiar de marchas bajo carga, se realiza la

intervención mencionada, ya que con ello aumenta el confort de marcha.



Elemento de mando

Se denominan elementos de mando todos los embragues, frenos y ruedas libres de un engranaje planetario.

Se necesitan para acoplar las marchas del cambio.

Elemento de regulación

Los controles electrónicos transfieren sus señales eléctricas de salida a elementos de regulación oactuadores, que por su parte intervienen en el sistema a controlar. En el cambio automático se utilizan los

siguientes elementos de regulación: válvulas electromagnéticas de mando, válvula electromagnética de

regulación, válvulas electromagnéticas PWM, electroimánes accionadores (véase Bloqueo de la palancaselectora), relés (véase Relé de bloqueo del arranque)

Elementos de mando hidráulicos

Los elementos de mando hidráulicos de un cambio automático controlado electrónicamente son las

válvulas electromagnéticas. En principio existen dos tipos:

· Las válvulas electromagnéticas de mando transfieren la presión del aceite a una válvula de mando,o bien reducen la presión del aceite. De este modo conectan o desconectan y provocan conmutaciones de

los elementos de mando. Por ejemplo, inician el proceso de acoplamiento.

· Las válvulas electromagnética de regulación regulan una presión de aceite sin escalones. De estemodo controlan la presión de trabajo, la presión en los elementos de mando, en el convertidor de par y en

el embrague de anulación del convertidor.

Embolo

Los elementos de mando del cambio automático son accionados por émbolos hidráulicos que se mueven

radialmente respecto al eje del cambio. Las cintas de freno son tensadas por émbolos cilíndricos normales.Los émbolos de los frenos de discos y los embragues de discos tienen forma anular (axial) y están

dispuestos alrededor del eje del cambio.

Embrague

En el cambio automático, los embragues se utilizan junto con los frenos para el acoplamiento de lasmarchas. Un embrague une y separa dos piezas rotativas. Los embragues se utilizan por un lado para

aplicar controladamente la transmisión de fuerza a una de las piezas de un tren de engranajes planetarios.

Por otro lado, los embragues sirven para unir entre sí dos piezas de un tren de engranajes planetarios, de

modo que este tren de engranajes pase a formar un bloque. En el cambio automático se utilizanexclusivamente embragues de discos.

Embrague de anulación del convertidor

Se trata de un embrague mecánico que, en determinadas situaciones de marcha con valores de

resbalamiento pequeños, anula y desactiva el convertidor de par. Es acoplado y desacoplado

electrohidráulicamente. También es posible un funcionamiento deslizante. La presión del aceite se ajusta

entre 0 y 7 bares, según el par a transmitir.



Embrague de discos

Los embragues de discos se parecen a los frenos de discos, pero en este caso tanto los discos interiores

como los discos exteriores están unidos a piezas giratorias. Se utilizan para aplicar controladamente latransmisión de fuerza a un tren de engranajes planetarios, o bien para unir dos partes de un tren de

engranajes planetarios entre sí, con lo que pasan a formar un bloque.

Al contrario de lo que ocurre en el freno de discos, el émbolo hidráulico gira junto con su carga de aceite.Por esta razón, la alimentación de aceite tiene que producirse a través de un árbol hueco. Al relajar el

embrague de discos, una válvula de bola situada en el perímetro del émbolo se encarga de que la presión

de aceite se elimine por completo; en otro caso, las simples fuerzas centrífugas podrían producir ya unefecto de acoplamiento.

Embrague hidrodinámico

El embrague hidrodinámico establece una unión deslizante entre el motor de combustión y el cambio. Sinembargo para los cambios automáticos actuales no se utilizan ya embragues hidráulicos, sino

convertidores de par.

Embrague separador

Los cambios manuales necesitan un embrague separador que interrumpa la transmisión de fuerza entre elmotor y el cambio. Es necesario debido a que, con este tipo de cajas, el cambio de marchas no puede

producirse bajo carga. Permite acoplar también una marcha cuando el vehículo está inmóvil y con el

motor en marcha.

Enclavamiento del bloqueo de estacionamiento

Estando aplicado el bloqueo de estacionamiento, el vehículo queda asegurado contra un desplazamiento

no intencionado. A fin de que el bloqueo de estacionamiento no pueda abrirse inintencionadamente, enalgunos vehículos, la palanca selectora sólo puede sacarse de la posición P estando accionado el freno de

servicio.

Engranaje planetario

Un engranaje planetario está formado por entre dos y cuatro juegos de satélites, unidos entre sí en formafija o por medio de embragues. Algunas construcciones estándar se caracterizan por determinadas uniones

rígidas o por ruedas dentadas comunes; se trata por ejemplo del cambio de velocidades Simpson, del

cambio de velocidades Ravigneaux y del cambio de velocidades Wilson.



Esquema de transmisión de fuerza

A fin de poder describir la transmisión de fuerza en un cambio, se utiliza un esquema de transmisión de

fuerza. Como en todos los esquemas, la representación de la transmisión de fuerza se simplificagráficamente:

· Los ejes y árboles se representan en forma de líneas.

· Las ruedas dentadas se dibujan como rectángulos o también sólo como líneas.· Las ruedas libres están simbolizadas por una flecha sobre la pieza de apoyo.

· En el caso de los frenos de discos y los embragues de discos basta un disco de una de las mitades,

encerrado por dos de la otra mitad.· Partes fijas, como es la caja del cambio, se representan rayadas.

Además es totalmente suficiente mostrar la mitad superior del cambio, ya que la mitad inferior es

simétrica respecto al eje. La transmisión de fuerza actual se destaca por medio del grosor de los trazos omediante colores.

Estrangulador

Un estrangulador es un estrechamiento de un canal de aceite que reduce el caudal del aceite que loatraviesa. Se encuentran estranguladores en la tubería de reacción de las válvulas reguladoras de la presión

y antes de las válvulas electromagnéticas de regulación.

Estrategia de cambio de marchas

Los controles electrónicos del cambio modernos calculan un desplazamiento de la curva característica basándose en un gran número de informaciones. A partir de la curva característica resultante y del número

de revoluciones de salida del cambio se toma entonces la decisión sobre el cambio de marchas. En los

controles del cambio anteriores, que no tenían en cuenta aún tantas magnitudes influyentes y que tampoco

eran todavía adaptativos, se elegía p. ej. con un selector de programa entre una estrategia "económica" yuna "deportiva" del cambio de marchas automático.

Fallo de señal

El control electrónico del cambio tiene estrategias para poder dominar en especial el fallo de una señal deentrada. En la medida de lo posible se intenta recurrir a una señal suplente. Ejemplo: los cambios

automáticos tienen un sensor de temperatura para medir la temperatura del aceite del cambio. Si falla este

sensor, el control electrónico del cambio puede utilizar el valor de la temperatura del líquido refrigerante

del motor en lugar de la señal del sensor averiado.

Fase de conversión

Durante la fase de conversión, el número de revoluciones de la bomba es considerablemente mayor que el

de la turbina, lo que significa que se presenta un mayor resbalamiento.



Por desviación de la corriente de aceite en el reactor, durante la fase de conversión es posible tomar de la

turbina un par mayor que el aplicado en la bomba.En esta fase, el convertidor de par trabaja como engranaje hidráulico.

Fase de embrague

Durante la fase de embrague, el convertidor de par transmite el régimen del motor al cambio automático,con un resbalamiento mínimo. Durante esta fase, el convertidor de par se aproxima al comportamiento de

un embrague separador cerrado.

Filtro del aceite

En el tubo de aspiración de la bomba del aceite va montado un filtro destinado a retener suciedad eimpurezas a fin de que no entren al sistema hidráulico.

Formación de bloque

Si dos de las tres piezas (planetario, portasatélites, corona de dentado interior) que componen el tren de

engranajes planetarios se unen entre sí por un embrague, el juego de ruedas gira en conjunto. El juego de

ruedas proporciona una desmultiplicación directa (relación de desmultiplicación 1). El tren de engranajes planetarios también puede formar un bloque si los satélites se fijan sobre el portasatélites; pero esta

posibilidad no se utiliza en la práctica.

Forro de fricción

Los forros de fricción de los frenos de cinta, frenos de discos y embragues de discos poseen un soporte de

celulosa, por lo que a veces se habla también de "forros de papel". La resistencia de los forros de fricción ala temperatura se consigue mezclando fibras de aramid, un plástico altamente resistente. Como materiales

de relleno suplementarios se añaden minerales que influyen sobre el coeficiente o valor de fricción. El

conjunto se empapa de resina fenólica, que una vez seca mantiene unidos los materiales que forman elforro de fricción.

Freno

En el cambio automático, los frenos sirven, junto con los embragues, para acoplar las marchas. Para

seleccionar la desmultiplicación de un tren de engranajes planetarios se retiene una de sus piezas de

transmisión.Esto puede conseguirse con un freno de cinta o un freno de discos.

Freno de cinta

El freno de cinta se utiliza para retener una pieza de transmisión del tren de engranajes planetarios.

Consiste en una cinta de freno que rodea la pieza de transmisión y en uno o dos émbolos hidráulicos quetensan dicha cinta. La ventaja del freno de cinta es su estructura sencilla. Resultan ser un incoveniente las

elevadas fuerzas radiales que actúan sobre la caja del cambio al accionar los émbolos hidráulicos. Por esta

razón, en los cambios de nuevo diseño se utilizan con frecuencia frenos de discos en lugar de frenos decinta.

Freno de discos



Los frenos de discos se utilizan para retener una pieza de transmisión del tren de engranajes planetarios.

Están formados por discos interiores, unidos a la pieza de transmisión rotativa, y discos exteriores fijos.Los discos interiores y los exteriores engranan entre sí. Al accionar el freno de discos, un émbolo

hidráulico comprime el paquete de discos. La ventaja de este tipo de frenos es su estructura concéntrica,

que impide la actuación de fuerzas radiales sobre la caja del cambio.

Fuerza hidrostática

El aceite sometido a la presión p ejerce sobre la superficie frontal a de un émbolo una fuerza F, que serátanto mayor cuanto más alta sea la presión y más grande la superficie:

Fp = p * A

Fuerzas radiales

Las fuerzas radiales actúan desde el centro del cambio hacia el exterior, sometiendo así a carga la caja del

cambio. En el cambio automático sólo se presentan fuezas radiales reducidas, gracias a la disposición

concéntrica de la mayor parte de los componentes. Una excepción son los frenos de cinta, que tensan lacorrespondiente cinta de freno mediante émbolos hidráulicos en posición descentrada.

Funcionamiento de emergencia

En caso de fallar la unidad electrónica de control, por ejemplo debido a una interrupción de la

alimentación eléctrica, el cambio automático pasa a funcionamiento de emergencia. Ahora sólo es posibleintervenir en el cambio con ayuda de la palanca selectora. En la posición D se acopla una marcha

especificada en forma fija. Al contrario de lo que ocurre en funcionamiento de emergencia, en el caso del

programa de emergencia el control electrónico del cambio sigue conservando toda su operatividad. El

funcionamiento de emergencia se mantiene hasta que se elimina la avería y se borra el código de avería.

Grupo cónico

El grupo cónico está dispuesto a continuación del cambio manual o automático. Por una parte, en el grupocónico se reduce el número de revoluciones del árbol secundario hasta el número de giros de las ruedas.

Por otra parte, el diferencial incluido en este mecanismo se encarga de compensar las diferencias de

velocidad de giro de las ruedas de la derecha y la izquierda al circular en curvas.

Hoz

Una pieza de separación fija en forma de hoz ha dado su nombre a la bomba de hoz.

Incremento de par

Durante la fase de conversión, el convertidor de par transforma la reducción del número de revoluciones

en un incremento del par.El incremento del par se produce por inversión de la corriente de aceite en el reactor.



Inducido

Un inducido es un núcleo de hierro móvil en una bobina. Cuando la bobina es atravesada por la corriente

eléctrica, dicho núcleo es atraído hacia su interior. Ejemplo: en la válvula electromagnética de mando, el

inducido actúa simultáneamente como empujador de la válvula, conmutando el flujo de aceite entre losdistintos empalmes.

Interfaz de diagnóstico

El control electrónico del cambio es apto para diagnóstico. Almacena todas las averías en la memoria de

averías. En el taller se conecta un aparato de diagnóstico al interfaz de diagnóstico, leyéndose así lamemoria de averías.

Interrupción de la transmisión de fuerza

Cuando el vehículo está detenido y el motor está en marcha, es necesario interrumpir la transmisión de

fuerza desde el motor hasta el eje propulsor. En vehículos con cambio manual se acciona para ello el

embrague separador, o bien se pone el cambio en punto muerto. En el caso del cambio automático, la

transmisión de fuerza también está interrumpida en la posición neutra. Estando acoplada una gama demarcha, la

transmisión de fuerza es interrumpida en forma prácticamente total por el convertidor de par. Aunque elvehículo tiende a desplazarse lentamente, es posible detenerlo con el freno de servicio o con el freno de

estacionamiento sin que por ello se pare el motor.

Interruptor identificador de posición

Se trata de un interruptor escalonado, a partir de cuyas posiciones de conmutación el control electrónico

del cambio puede identificar la gama de marcha acoplada. En el caso de algunas ejecuciones, las gamas demarcha limitadas no actúan en absoluto mecánicamente sobre el cambio automático. En tales casos, la

limitación de la selección de marcha es activada únicamente por las señales eléctricas del interruptor identificador de posición.



Memoria de averías

En el programa de emergencia, el control electrónico del cambio almacena las causas de los fallos en la

memoria de averías, en forma de un código de avería. La memoria de avería puede leerse con un aparato

de diagnóstico a través del interfaz de diagnóstico.

Momento M

El momento o par describe la transmisión de fuerza por un árbol o una rueda. El momento (simbolizado enla fórmula por M, y cuya unidad de medida es el Newton-metro, abreviado Nm) está definido por:

M = F · r

siendo F la fuerza en el perímetro de la pieza que gira y r su radio (la mitad del diámetro).

Motor

El motor del vehículo proporciona la potencia necesaria para la propulsión del mismo y para el

funcionamiento de los grupos auxiliares. Los motores de combustión pueden funcionar únicamente entreel número de revoluciones de ralentí (que en un turismo se sitúa en aprox. 500 por minuto) y el número de

revoluciones máximo (que en un turismo puede ser de hasta 7000 revoluciones por minuto, dependiendo

de su ejecución).El par máximo del motor se alcanza sólo en una estrecha gama de números de revoluciones.

Para adaptación de esta gama de números de revoluciones a la amplia gama de velocidades de marcha se

requiere en el vehículo un engranaje reductor escalonado, que puede ser un cambio manual o un cambio

automático.

Nivel de llenado

El nivel de llenado del cambio automático en el cárter del aceite depende en gran medida de latemperatura de dicho aceite, ya que la mayor parte del mismo se encuentra en el convertidor de par. Por

esta razón, al medir el nivel de llenado ha de tenerse en cuenta la temperatura del aceite, según

especificaciones del fabricante.

Número de revoluciones con vehículo totalmente frenado

Se trata del máximo régimen del motor alcanzable con la cadena cinemática de salida retenida (gama demarcha acoplada y freno accionado). En este caso, la bomba del convertidor de par gira al número de

revoluciones del motor, y la turbina está inmóvil. La medición del número de revoluciones con vehículo

totalmente frenado permite sacar conclusiones sobre la efectividad del convertidor de par.

Número de revoluciones de ralentí

El motor de combustión necesita un número de revoluciones mínimo para permanecer en funcionamiento.El número de revoluciones (o régimen) de ralentí se sitúa escasamente por encima del número de



revoluciones mínimo, a fin de que el motor siga funcionando con seguridad. El número de revoluciones de

ralentí de los coches de turismo está entre 500 y 1000/min. En el caso de los vehículos con cambioautomático es incluso más bajo, a fin de reducir la tendencia al desplazamiento en marcha lenta, debida a

que el convertidor de par interrumpe sólo en forma incompleta la transmisión fuerza.

Palanca selectora

El conductor adapta el proceso automático del cambio de marchas a las condiciones de servicio por mediode la palanca selectora, que puede situarse en las siguientes posiciones:

P Posición de estacionamiento. Está aplicado el bloqueo de estacionamiento.

R Marcha atrás. N Posición neutra; no tiene lugar transmisión de fuerza. Esta es también la posición

de arranque.

D Todas las marchas adelante están a disposición del control electrónico del cambio.

4, 3, 2... Gamas de marchas limitadas. Las marchas adelante están disponibles en cada caso sólo

hasta el número seleccionado. (El ejemplo y la representación se refieren a un cambio automático de cinco

marchas).

Perno de bloqueo

Se entiende por perno de bloqueo el dispositivo de seguridad mediante el cual la llave de encendido sólo

puede sacarse de la cerradura del encendido cuando la palanca selectora está en la posición P.

Generalmente, esta función se realiza mecánicamente con un cable bowden.

Planetario

El planetario es parte integrante del tren de engranajes planetarios. Se trata de la rueda dentada central, y

engrana en los satélites.

Portasatélites

El portasatélites es parte integrante del tren de engranajes planetarios. Soporta entre tres y seis satélites, y

él mismo puede girar alrededor del eje central del tren de engranajes planetarios.



Potencia

El símbolo utilizado en las fórmulas para la potencia es P. La unidad de medida es el vatio, cuya

abreviatura es W. La potencia de los motores de los vehículos automóviles se indica en kW (1 kW = 1000W); una unidad de medida más antigua pero aún muy utilizada es el CV = 735 W.

La potencia aumenta con el número de revoluciones y con el par:

P = 2 p n · M / 60 » 0,105 · n · M

El factor numérico se debe a la conversión del número de revoluciones en la velocidad angular.Ejemplo de cálculo:

Un motor desarrolla, a un número de revoluciones de 4000/min, un par de 240 Nm. Para este estado de

servicio, la potencia se calculará de la siguiente forma:

P = 0,105 · 4000 · 240 = 100 800 W = 100,8 kW o aprox. 137 CV

Potencia hidráulica

La potencia hidráulica P aumenta proporcionalmente al incremento de la presión del aceite y de lacantidad, que fluye a través de los componentes hidráulicos:

P = p * Q,

siendo p la presión y Q el caudal.

En la fórmula deben utilizarse las siguientes unidades del Sistema Internacional: P en vatios, (W), p en

Pascal y Q en m³/s.La siguiente fórmula es más práctica: P [W] = 10 · p [bar] · Q [cm³/s]

Potenciómetro de la mariposa

El potenciómetro de la mariposa se encuentra sobre el eje de la mariposa. Conforme a la posiciónadoptada por ésta, proporciona una señal eléctrica analógica que sirve de parámetro para la curva

característica de acoplamiento.

En lugar del potenciómetro de la mariposa puede utilizarse también un potenciómetro adecuado instalado

en el pedal acelerador (véase Transmisor de valores del pedal).

Presión de la válvula de regulación

La presión de la válvula de regulación abastece las válvulas electromagnéticas de regulación controladas

eléctricamente. La presión de la válvula de regulación está claramente por debajo de la presión de trabajo

(3 a 8 bares).

Presión de lubricación

El aceite de engranajes sometido a la presión de lubricación atraviesa el convertidor de par y el radiador del aceite, llegando a los puntos de lubricación del cambio.



Presión de mando

La presión de mando se aplica al elemento de mando que debe conectar durante el proceso de cambio demarcha (6 a 12 bares). Es ajustada por el control electrónico del cambio a través de una válvula

electromagnética de regulación y de una válvula reguladora de presión. Una vez se ha producido el

acoplamiento, es reemplazada de nuevo por la presión de trabajo.

Presión de trabajo

La presión de trabajo es la máxima presión imperante en todo el sistema hidráulico (puede ser de hasta 25 bares). Todas las demás presiones se derivan de ella, siendo por lo tanto menores. La presión de trabajo

está presente directamente detrás de la bomba del aceite, y es regulada por la válvula de regulación de la

presión de trabajo a través de una salida cero controlada. La regulación de la presión se realiza en funcióndel control electrónico del cambio y de la marcha acoplada. La presión de trabajo se aplica a los

correspondientes elementos de mando cuando está acoplada la marcha.

Presión de válvula de mando

La presión de la válvula de mando abastece las válvulas electromagnéticas de mando controladaseléctricamente. Esta presión es claramente inferior a la presión de trabajo (3 a 8 bares)

Presión moduladora

La presión moduladora refleja la carga del motor. Basándose en la información proporcionada por la

electrónica del motor, el control electrónico del cambio la ajusta (a un valor entre 0 y 7 bares) por mediode una válvula electromagnética de regulación. La presión moduladora controla el valor de la presión de

trabajo.

Programa de cambio de marchas



Además de la adaptación del comportamiento de cambio de marchas por medio de la palanca selectora,

también es posible seleccionar un programa de cambio de marchas por medio del selector de programas.Cuando dicho selector se encuentra en la posición "Winter" (invierno), el control electrónico del cambio

hace arrancar el vehículo p. ej. en la segunda marcha, cambiando pronto a una marcha más alta. De este

modo se consigue el arranque con un par bajo, evitándose así del mejor modo posible que patinen las

ruedas motrices.Programa de emergencia

Al producirse determinadas anomalías, como p. ej. resbalamiento de marchas o defectos mecánicos, elcontrol electrónico del cambio conmuta al programa de emergencia. De este modo intenta mantener un

estado de marcha seguro que imponga las menos limitaciones posibles a la disponibilidad del vehículo.

Deben evitarse además daños secundarios en el cambio automático. El programa de emergencia pone uncódigo de defecto en la memoria de averías, gracias a lo cual en el taller pueden sacarse conclusiones

sobre la causa de la anomalía. El programa de emergencia puede anularse desconectando y volviendo a

conectar el encendido.

Pérdida

Al transformar una forma de energía en otra, siempre se producen pérdidas. Por esta razón, el rendimientode toda máquina es siempre inferior al 100 %. Esto es válido también, por ejemplo, para el convertidor de

par.

La energía restante se transforma en el convertidor de par en calor, que es evacuado por el aceite delcambio automático. Por esta razón, los vehículos con cambio automático están equipados con un radiador

o refrigerador del aceite.

Radiador de aceite

El aceite para el cambio automático se calienta durante el desempeño de sus muy variadas funciones, y

especialmente al pasar por el convertidor de par. A fin de eliminar el calor así originado, se integra unradiador o refrigerador del aceite en el circuito de la presión de lubricación. La temperatura del aceite del

cambio automático se sitúa de este modo alrededor de 80°C.

Reactor

El convertidor de par se diferencia del embrague hidrodinámico en la existencia del reactor. En caso degran resbalamiento, el reactor desvía la corriente de aceite procedente de la turbina de modo que fluya en

la bomba en la forma reostáticamente correcta. El reactor absorbe el retroceso a través del bloqueo de la

rueda libre. Si el resbalamiento es pequeño (caso de embrague), la rueda libre hace posible que el reactor

gire junto con la bomba y la turbina, sin perturbar la corriente de aceite.

Relé de bloqueo del arranque

Por razones de seguridad, los vehículos con cambio automático sólo deben poder arrancar con lapalanca selectora en las posiciones P o N, ya que el convertidor de par no interrumpe por completola transmisión de fuerza. Incluso el régimen de arranque del motor puede ser suficiente para ponerel vehículo en movimiento.Esta función es desempeñada en general por un relé de bloqueo del arranque. El control electrónicodel cambio interrumpe con ayuda de un relé el cable de control del motor de arranque en todas lasposiciones de la palanca selectora, excepto en la P y en la N.

Resorte del bloqueo de estacionamiento



El resorte del bloqueo de estacionamiento presiona el trinquete del bloqueo de estacionamiento,introduciéndolo en el dentado de la rueda del bloqueo de estacionamiento. Si al conectar el bloqueode estacionamiento el trinquete incide por casualidad sobre un diente de la rueda de bloqueo deestacionamiento, el resorte del bloqueo de estacionamiento quedará tensado. Al moverseligeramente el vehículo, se enclava el trinquete.

Rueda libre

Una rueda libre admite el par en la dirección de bloqueo; por el contrario, en la dirección de girolibre gira sin oponer ni ejercer fuerza. En la construcción de cajas de cambios para automóviles seutilizan ante todo dos formas de rueda libres: rueda libre de rodillos y rueda libre con cuerpos deapriete.

Rueda libre con cuerpos de apriete

Su estructura es más compleja que la de una rueda libre de rodillos, pero a cambio permitetransmitir un par más elevado sin aumentar el tamaño constructivo. Los cuerpos de apriete, enforma de pesas de gimnasia, están alojados en una jaula de resortes entre el anillo interior y elexterior. La fuerza elástica los mantiene constantemente aplicados contra el anillo interior y elexterior. En la dirección de giro libre, los cuerpos de apriete se tumban y no obstaculizan elmovimiento. En la dirección de bloqueo, los cuerpos de apriete se sitúan erguidos y unen el anillointerior con el exterior.

Rueda libre de rodillos

En el caso de esta rueda libre, los rodillos se encuentran en los intersticios existentes entre el anillointerior y el exterior. Los rodillos tienen holgura en el sentido de giro, y no obstaculizan este

movimiento. En la dirección de bloqueo, los rodillos se tumban en los intersticios cada vez másestrechos, uniendo así el anillo interior con el exterior. A fin de facilitar un bloqueo seguro, losrodillos pueden ser presionados al interior del intersticio por fuerza de resorte. Esta fuerza elásticaes tan reducida, que el movimiento libre no se ve obstaculizado cuando el sentido de giro es elinverso.

Salida cero

La salida cero de una válvula o de un elemento de mando deja entrar el aceite a la caja del cambio. Este

aceite se recoge en el cárter del aceite.

Satélites

Los satélites son parte integrante del tren de engranajes planetarios. Son sostenidos por el portasatélites, pueden girar y engranan tanto en el planetario central como en el dentado interior de la corona de dentado

interior.



Seguro contra cambio a marchas inferiores

Cuando se acopla una gama de marcha limitada, p. ej. 2 ó 1, el control electrónico del cambio sólo ejecuta

el cambio a la marcha inferior si con ello no se produce un sobrerrevolucionamiento del motor. Sólo

cuando el número de revoluciones del motor se ha reducido correspondientemente, se ejecuta el cambio a

la marcha inferior.

Sensor

Los sensores son componentes electrónicos que registran una magnitud de medida (p. ej. la temperatura

del aceite del cambio automático) y la convierten en una señal eléctrica correspondiente, que puede ser

procesada entonces por una unidad de control.

Sensor de número de revoluciones

En los automóviles, los sensores de número de revoluciones son generalmente sensores inductivos. Paraalgunas aplicaciones se utilizan también sensores Hall, que se basan en un efecto de semiconductor.

Sensor de ruedaEl sensor de rueda determina el número de revoluciones de una rueda con ayuda de un sensor inductivo.

Esta información es utilizada primariamente por el ABS; pero también se aprovecha para calcular lavelocidad de marcha y el número de revoluciones de la salida del cambio.

Sensor de temperaturaLos cambios automáticos disponen de un sensor de temperatura que mide la temperatura del aceite del

cambio automático. Al aumentar la temperatura del aceite disminuye su viscosidad, acortándose así el

ciclo de los acoplamientos. Basándose en la medición de temperatura, el control electrónico del cambio

puede oponerse a los efectos de la variación de la viscosidad modificando la presión del aceite, de modoque se tenga la misma calidad de cambio de marchas a todas las temperaturas. Además, a través de la

temperatura puede reconocerse una sobrecarga del cambio automático, activando entonces el

correspondiente programa de emergencia.

Sensor inductivoUn sensor inductivo consiste en una bobina con un núcleo magnético abierto. Al moverse rápidamente por delante de él una pieza de hierro, como p. ej. el diente de una rueda dentada, se induce brevemente una

tensión en la bobina. Las puntas de tensión son amplificadas y contadas en la unidad de control. A partir

de ellas puede calcularse por ejemplo el número de revoluciones de la rueda dentada, en función del

númerode dientes de la misma.

Sistema busLos sistemas bus consisten en líneas de transmisión de datos estandarizadas que van de una unidad de

control a otra. Las unidades de control intercambian sus datos a través de los sistemas bus. En la técnica

del automóvil se ha impuesto el bus CAN.

Sistema de regulación de la velocidad

El sistema de regulación de la velocidad (Tempomat) informa al control electrónico del cambio, sobre si

se encuentra en servicio de regulación. En tal caso se expande la curva característica de acoplamiento, a

fin de evitar cambios alternantes entre dos marchas vecinas.El sistema de regulación de la velocidad puedeexigir también al control electrónico del cambio el acoplamiento de una marcha inferior cuando, alcircular por una cuesta abajo pronunciada, la velocidad sólo puede mantenerse en el valor deseado con una

mayor intervención del freno motor.

Sistema del tren de rodaje

El control electrónico del cambio intercambia informaciones con el sistema del tren de rodaje. En caso deuna intervención de regulación por parte de un sistema de control de la estabilidad (p. ej. control

electrónico de la tracción o bloqueo electrónico de diferencial), el control electrónico del cambio renuncia

a cambiar la marcha.Si se producen intervenciones de regulación durante el arranque (regulación

antideslizante), el control electrónico del cambio acopla la segunda marcha a fin de reducir el par.



En el caso de algunos sistemas, al circular en curvas el sistema del tren de rodaje envía un mensaje al

control electrónico del cambio, a fin de impedir un cambio de marchas.

Sobregás

Al pisar el acelerador más allá de la posición de pleno gas, se conecta el interruptor de sobregás (o"kickdown"). Este interruptor proporciona al control electrónico del cambio una señal eléctrica, que exige

la plena potencia, por ejemplo para un adelantamiento. Con esto, el control electrónico del cambio

desplaza la curva característica de acoplamiento (véase también Desplazamiento de curva característica),haciendo así que en las distintas marchas se alcancen números de revoluciones más elevados, o bien

procede a un cambio a la marcha inmediatamente inferior. Si la situación lo exige, puede producirse

también una reducción en dos marchas.

Sonda de masa de aire

Como medida de la carga del motor se utiliza la masa de aire aspirada. Este valor es determinado por laelectrónica del motor con ayuda del caudalímetro. La medición de la masa de aire se basa generalmente en

la desviación de una mariposa o en el enfriamiento de un hilo de resistencia calentado, estando montados

ambos dispositivos en el tubo de admisión del sistema de preparación de mezcla. Los sistemas de preparación de mezcla simples calculan la carga a partir del régimen del motor y de la posición del

potenciómetro de la mariposa. Entre otras cosas, la señal de carga se pone también a disposición del

control electrónico del cambio.

TamborSe da el nombre de tambor a las partes fijas del cambio de velocidades Wilson. Se trata al respecto de lascoronas de dentado interior del primer y del tercer tren de engranajes planetarios así como del

portasatélites del tren de engranajes planetarios central.

Tambor de frenoPara poder retener una pieza de transmisión de un tren de engranajes planetarios con un freno de cinta, el

perímetro exterior de dicha pieza tiene forma de tambor de freno.

Transmisión de fuerza

Este concepto abarca todos los componentes que transmiten la fuerza, desde el accionamiento hasta lasalida, lo que en un vehículo significa desde el motor hasta las ruedas. En el cambio tiene lugar una

transmisión de fuerza diferente según la marcha que esté acoplada.

Transmisor de valores del pedal

El transmisor de valores del pedal es un potenciómetro montado en el pedal acelerador. Dependiendo de la

posición de éste, proporciona una señal eléctrica analógica que sirve de parámetro para la curvacaracterística de acoplamiento.

En lugar del transmisor de valores del pedal puede utilizarse también el correspondiente potenciómetro

montado en el eje de la mariposa (véase Potenciómetro de la mariposa).

Tren de engranajes planetarios

Un tren de engranajes planetarios está formado por el planetario central, varios satélites, que pueden girar tanto alrededor del propio eje como también alrededor del planetario central, el portasatélites, que soporta

los satélites y puede girar también alrededor del eje central, y la corona de dentado interior que rodea por

el exterior los satélites y que también puede girar alrededor del eje central. Con un tren de engranajes planetarios pueden conseguirse desmultiplicaciones grandes o pequeñas tanto hacia marcha lenta como

hacia marcha rápida, si para ello se retiene uno de los ejes centrales y los otros dos se encargan de la

propulsión y la salida de fuerza. Reteniendo el portasatélites es posible invertir el sentido de giro. Al unir dos ejes centrales o al fijar los satélites sobre el portasatélites se forma un bloque con el tren de engranajes

planetarios; en este caso se tiene una desmultiplicación directa.



Trinquete del bloqueo de estacionamiento

El trinquete del bloqueo de estacionamiento se introduce en el dentado de la rueda de bloqueo deestacionamiento, impidiendo así que el vehículo aparcado se desplace inintencionadamente.

Turbina

Una turbina imprime un movimiento giratorio a una corriente de líquido. En el convertidor de par, laturbina es impulsada por la circulación del aceite del cambio automático. El movimiento giratorio se

transmite al engranaje planetario.

La turbina (a la izquierda en la imagen) es parte integrante del convertidor de par. En el convertidor de par, la bomba pone en movimiento el aceite, desplazándolo desde el eje hacia el exterior. El aceite es

desviado por las paredes interiores del cárter del convertidor e incide sobre las aletas de la turbina, que es

impulsada por el flujo de aceite. A su vez, la turbina está unida al árbol de accionamiento del engranaje

planetario.

Unión cinemática de fuerza

Los engranajes planetarios trabajan en unión cinemática de fuerza. Cada marcha posee al menos un

elemento de mando que se encarga de la transmisión de fuerza por fricción.

Varillaje del bloqueo de estacionamiento

El varillaje del bloqueo de estacionamiento une la palanca selectora con el mecanismo del bloqueo deestacionamiento.

Velocidad v

Trayecto recorrido por unidad de tiempo. La unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro por

segundo (m/s). Para la velocidad de los vehículos es usual utilizar como unidad de medida el kilómetro

por hora (km/h). 1 m/s = 3,6 km/h.La velocidad del vehículo es un parámetro esencial de las curvas características de acoplamiento.

Viscosidad

Es una medida de la resistencia que el aceite presenta a la fluencia debido al rozamiento interno. En

general, la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura, significando ello que el aceite se hace más



fluido. A fin de que las propiedades del aceite del cambio automático sean siempre homogéneas incluso a

las más diversas temperaturas de servicio, se añaden los así llamados mejorantes del índice de viscosidad,con lo que se consigue que ésta sufra menos modificaciones. A través de adaptaciones en el control

electrónico se intenta compensar los cambios de viscosidad residuales.

Válvula de acoplamientoEl concepto de válvula de acoplamiento se utiliza en los cambios automáticos de la casa ZF Getriebe

GmbH. Se trata de una válvula reguladora de la presión que colabora en el control de los elementos demando. Su particularidad es la tubería de retroacoplamiento o reacción, que pasa por la válvula de

retención, que es una válvula de mando. Según sea la posición de la válvula de retención se regula una

presión variable o se aplica la presión de trabajo total al elemento de mando, sin más modificaciones. La primera situación se produce durante la fase de embrague, y la última durante la fase estacionaria.

Válvula de bola

Las válvulas de bola o esfera cuentan entre las válvulas de asiento. La bola móvil cierra un empalme de presión de la válvula, según la situación. Las válvulas de bola se utilizan raramente en la unidad de control

hidráulica de un cambio automático. Actúan por ejemplo como válvulas de retención. También las

válvulas electromagnéticas de mando poseen con frecuencia un empujador de forma esférica.

Válvula de corredera

La parte móvil de una válvula puede tener diversas formas: bola o esfera, placa, corredera, etc.Correspondientemente se habla de una válvula de bola, una válvula de placa o una válvula de corredera.

Todas las válvulas de mando del bloque de distribución hidráulico son válvulas de corredera.

Válvula de estrangulación

La válvula de estrangulación se utiliza para cambios automáticos controlados de una manera puramente

hidráulica. Suministra una presión dependiente de la depresión reinante en el tubo de admisión,reproduciendo así la carga del motor.



En los nuevos cambios automáticos de control electrónico, el sistema de control electrónico del cambio

recibe la información sobre la carga a través de señales eléctricas proporcionadas por la electrónica delmotor.

Válvula de mandoLas válvulas de mando del cambio automático sirven para distribuir la presión a los elementos de mando.

Por regla general, las válvulas de mando sólo tienen dos posiciones de conmutación, que se conectan conuna o dos presiones de control.

En cada posición de acoplamiento están conectadas determinadas vías para el aceite hidráulico. La

ilustración muestra una válvula distribuidora de 3 vías/2 posiciones, lo que significa que tiene tresempalmes de presión y dos posiciones de conmutación. En la posición de reposo (izquierda) está cerrado

el empalme de presión P y el empalme de trabajo está comunicado con la salida cero, por lo que se

encuentra sin presión.

En la posición de trabajo (derecha), la presión del empalme P está conectada al empalme de trabajo. Por elcontrario, la salida cero está cerrada. Las válvulas de mando del cambio automático son

predominantemente válvulas de corredera, como la mostrada en la imagen. Por ello se denominan también

con frecuencia correderas o correderas de mando.

Válvula de retención

El concepto de válvula de retención se utiliza para los cambios automáticos de la casa ZF Getriebe GmbH.

Se refiere a una válvula de mando que coopera en el control de los elementos de mando hidráulicos. En unestado de acoplamiento permite aplicar la presión de mando variable a un elemento de mando, a través de

la válvula de acoplamiento. Este es el caso durante un proceso de cambio de marchas. En el otro estado de

acoplamiento, aplica la presión de trabajo total al elemento de mando, siendo éste el caso en estado

estacionario.

Válvula electromagnética de amplitudes de impulso

Una válvula electromagnética de amplitudes de impulso (abreviadamente: PWM) es una válvulaelectromagnética de regulación que reacciona en forma especialmente rápida gracias a su excitación por

una corriente modulada en cuanto a amplitud de impulsos (en inglés: Pulse-Width Modulation). Se utiliza

por ejemplo para controlar la presión del embrague de anulación del convertidor.

Válvula electromagnética de mando

Las válvulas elelctromagnéticas de mando del sistema hidráulico de los cambios automáticos son válvulasdistribuidoras de 3 vías/2 posiciones accionadas eléctricamente por el control electrónico del cambio.

Generalmente son válvulas de asiento esférico. Contienen una bobina y un inducido, unido al empujador

de la válvula. En la posición de reposo, la válvula está cerrada por fuerza elástica. Cuando fluye corrienteeléctrica a través de la bobina, el inducido es atraído al interior de la bobina en contra de la fuerza elástica.

El empujador de la válvula deja entonces libre el paso y cierra la salida cero. Las válvulas

electromagnéticasde mando se excitan mediante señales de mando digitales (conexión-desconexión). Son abastecidas con la

presión de válvula de mando reducida. Proporcionan únicamente una presión de mando, que a su vez se

utiliza en una válvula de mando.

Válvula electromagnética de regulación



Se trata de una válvula de cierre contra presión nula. Está sometida a una tensión previa por fuerzaelástica. Al aplicar corriente a la bobina, el inducido es atraído al interior de la bobina en contra de la

fuerza elástica, abriendo así la salida cero. De este modo, con la aplicación de corriente eléctrica a la

bobina se reduce la presión del aceite, y ello tanto más cuanto mayor sea la intensidad de la corriente.

La válvula electromagnética de regulación se utiliza siempre en combinación con un estrangulador.Las válvulas electromagnéticas de regulación no pueden controlar directamente la presión del aceite de un

elemento de mando. Son alimentadas con la presión de la válvula de regulación reducida, por lo que sólo

proporcionan una presión de control que se utiliza en una válvula reguladora de la presión post-conectada.Este es por ejemplo el caso de la presión moduladora.

Válvula reguladora de presión

La regulación de una presión constante del aceite corre a cargo de una válvula reguladora de presión.

Tales válvulas generan p. ej. la presión de alimentación para las válvulas electromagnéticas (presión deválvula de mando y presión de válvula reguladora).

Como en el caso de la válvula de mando, también la válvula reguladora de presión es una válvula

distribuidora de 3 vías, 2 posiciones con los empalmes A, 0 y P. Pero aquí, la presión del empalme detrabajo A actúa a través de un estrangulador sobre la superficie frontal izquierda, generando una fuerza

hidrostática: F1 = p * A. En el lado opuesto actúa la fuerza elástica: F2 = D * l

Si la presión aumenta en el empalme A, la corredera es empujada en contra de la fuerza elástica o del

resorte. Se corta la alimentación del empalme P. El empalme 0 se abre, y el aceite puede salir por él, con

lo que vuelve a descender la presión en el empalme A. Si por el contrario cae la presión en el empalme A,

predomina la fuerza elástica, que vuelve a empujar la corredera en dirección contraria. La salida cero se bloquea. Ahora puede volver a entrar aceite por el empalme P, con lo que la presión aumenta de nuevo.

Si la fuerza hidrostática tiene la misma magnitud que la fuerza elástica, la presión estará regulada: Fp =FD .

Observando el proceso atentamente se advierte que la corredera oscila alrededor de esta posición de

equilibrio. El estrangulador y la forma del borde de distribución determinan el tipo de la oscilación deregulación.

La presión regulada puede tomarse del empalme A. Es siempre menor que la presión de alimentación del

empalme P.

Además de la fuerza elástica puede actuar también la presión de un segundo circuito hidráulico. Vuelve a

regir el mismo equilibrio de fuerzas. En el lado frontal izquierdo se tiene la presión regulada. En el lado

opuesto actúa la suma de la fuerza elástica y la fuerza hidráulica: pA * A = D * l + px * ACon ayuda de la presión de mando pA se regula la presión del empalme A a un valor ajustable.

La utilidad de esta disposición consiste en que es posible controlar grandes caudales de aceite con

caudales de aceite pequeños. Ejemplos:

Con la presión de mando procedente de una válvula electromagnética se controla el caudal de aceite,

considerablemente mayor, que llena o vacía un actuador. La válvula reguladora de presión interviene aquíamplificando la potencia (véase Potencia hidráulica).

El resorte es siempre necesario, a fin de que la corredera se encuentre en el tope izquierdo cuando no

existe presión. Sólo de este modo puede fluir el aceite a través del empalme P hacia la corrdera al aplicar

presión.



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conceptos caja automatica.doc