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Cajas de cambio manuales. Mario Alberto Muoz Lpez
Tren motriz, 6sv1, Karina Snchez
CAJA DE CAMBIOS PRESELECTOR
Una caja de cambios de preseleccin o de auto-cambio es un tipo
de caja de cambios manual
utilizado en una gran variedad de vehculos, con mayor frecuencia
en la dcada de 1930. La
caracterstica definitoria de una caja de cambios de preseleccin
es que la palanca de cambio
manual se utiliza para "preseleccin" la siguiente marcha para
ser utilizado, a continuacin, un
control separado se usa para enganchar esto en una sola
operacin, sin necesidad de trabajar un
embrague manual.
La mayora de las transmisiones de pre-selector evitan utilizar
un embrague controlado por el
conductor. Las cajas de cambio por preselector no son cajas de
cambio automticas, aunque
pueden tener similitudes internas. Una caja de cambios
completamente automtico es capaz de
seleccionar la relacin de utilizar, con una caja de cambios
preselector de esto sigue siendo la
decisin del controlador.
Hay varios diseos de caja de cambios con preselector. El ms
conocido es el diseo de Wilson.
Algunas cajas de cambio, tales como el cambio de engranaje
Cotal, inmediatamente el control se
mueve, sin requerir la accin del pedal por separado. Estas se
denominan cajas de cambios auto-
cambiantes, pero fueron consideradas bajo el mismo trmino. En
los ltimos aos, un papel
similar se lleva a cabo por el creciente nmero de "Tiptronic" o
"cajas de cambios de turno paddle,
con seleccin manual y cambio automtico inmediata.
Ventajas de cajas de cambio preselector
Rpido desplazamiento, con slo una operacin. Esto requiere menos
habilidad de
aprender tcnicas, como pasa con la doble desembrague y ofrece
cambios rpidos
cuando hay que correr.
Capacidad para manejar ms potencia del motor, con un mecanismo
ms claro.
Componentes
Sus componentes son los frenos de friccin, en lugar de garras.
Estos son ms prcticos, ya que los
componentes de desgaste se pueden arreglar para no ser piezas
giratorias. Los componentes de
desgaste de friccin pueden ser montados en el exterior del
mecanismo, en lugar de estar dentro
de ella. Esto hace que el mantenimiento y ajuste sean ms
fciles.
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Aplicacin
Eran comunes en los coches de Daimler y vehculos comerciales,
Maybach, Alvis, Talbot-Lago y
coches de Armstrong Siddeley, as como en muchos autobuses de
Londres. Tambin se han
utilizado en los coches de carreras, como la ERA R4D 1935 y
hillclimbing coches como Auto Unin
"Flechas de Plata". En aplicaciones militares comenzaron en 1929
incluidos en los tanques, como
el tigre alemn I y Tigre II en la Segunda Guerra Mundial, a
travs de los tanques actuales, como el
Challenger 2.
CAJA DE CAMBIOS SECUENCIAL
Las llamadas cajas de tipo semiautomtica o secuencial se
caracterizan porque el nmero de la
marcha se elige por medio de un selector, el cual puede
manipularse con palancas ubicadas a la
altura del timn (como los autos de Frmula Uno) para subir o
bajar la marcha, o con la misma
palanca de cambios (esta hace las veces de interruptores para
subir o bajar la marcha).
El funcionamiento de una caja de cambios secuencial de 5
velocidades tiene los siguientes
componentes:
ejes primario y secundario
El primario (el de arriba) recibe el movimiento del embrague
(que a su vez va engranado con
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un pin al cigeal). En l estn cada uno de los piones primarios de
cada marcha. Los piones marcados con una X son a su vez piones y
sincronizadores (estos giran solidarios al eje en el que van
montados). Sincronizadores La funcin de los sincronizadores, como
su nombre indica, es la de sincronizar (igualar las velocidades del
eje y del pin y hacerlos solidarios) los 2 ejes para que engranen
la marcha deseada. Aqu no hay sincronizadores como tal, sino que
son algunos de los piones (para ahorrar espacio).
el sincronizador lleva el estriado B igual que el estriado A del
eje correspondiente y los dientes C encajan en el pin que llevan a
su lado (para hacer que gire solidario a l).
Slo los sincronizadores giran solidarios a sus ejes, el resto de
piones giran locos.
MARCHAS ENGRANADAS
Punto muerto Primera
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Segunda Tercera
Cuarta Quinta
HORQUILLAS SELECTORAS
Para que los sincronizadores se muevan debe haber un elemento
que los mueva.
Ese elemento son las horquillas selectoras.
El eje donde van las horquillas permanece fijo en los crteres de
la caja de cambios.
Lo que se mueven son las horquillas (las piezas marrones que van
en ese eje) y como estas a su vez
van encajadas en los sincronizadores, hacen que se muevan hacia
delante o hacia atrs para que
engranen una u otra marcha.
EL TAMBOR SELECTOR
Para determinar la posicin de las horquillas y as la marcha
engranada, es necesario que las
horquillas permanezcan fijas sin moverse involuntariamente para
ello est el tambor selector que
como se aprecia tiene 3 acanaladuras.
La forma de las acanaladuras determina la posicin de las
horquillas y as la marcha engranada.
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Aplicacin
Estas cajas se utilizan en autos deportivos de marcas como
lamborgini, Ferrari y alfa romeo entre
otros, adems de que en las competiciones de autos ms importantes
del mundo como la F! y el
WRC optan tambin por este estilo de marcha para su
automviles.
CAJA DE CAMBIOS SINCRNICA
La caja de cambios convencional est formada por un eje primario,
en el cual forma parte un pin
que engrana de forma constante con su respectivo en el tren
fijo. Adems, en el tren fijo van
labrados los piones correspondientes para cada velocidad. stos
piones engranan sobre otros
piones que van montados locos sobre el eje secundario con
interposicin de cojinetes de bronce,
de forma que giran libremente arrastrados por el tren fijo.
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El eje primario recibe el giro del motor a travs del mecanismo
de embrague y el eje secundario es
el encargado de transmitir el giro a la transmisin y a las
ruedas. Los tres ejes que forman la caja
de cambios, eje primario, secundario y tren fijo, van apoyados
sobre cojinetes de bolas. El eje
secundario y el eje primario van unidos a travs de un cojinete
de agujas, de forma que el
movimiento no se transmita de uno a otro.
Para conseguir que el eje secundario gire junto con el motor es
necesario que se engrane con los
piones que lleva acoplados locos a l. Esta acople se consigue
mediante el uso de cubos
sincronizadores, que estn integrados por un cubo estriado sobre
el eje secundario, sobre el cual
se monta una corona desplazable, tambin estriada, que se puede
mover lateralmente un cierto
recorrido. En el interior de los cubos sincronizadores van
montados dos anillos sincronizadores,
uno a cada lado, cuyo dentada engrana a la perfeccin en la
corona del cubo interior. Adems,
estos anillos se acoplan a las superficies cnicas de los piones
del eje secundario.
Cuando la corona del sincronizador se desplaza a uno y otro lado
se produce el engrane de su
estriado interior con el de los anillos sincronizadores, y con
el pin correspondiente a la velocidad
seleccionada. Antes de lograrse el engrane total se produce un
frotamiento entre el anillo
sincronizador y el cono del pin que hace que ambos ejes igualen
su velocidad de giro entre
ambos ejes. Una vez logrado el engrane total se transmite el
movimiento desde el pin al cubo
sincronizador, y de ste al eje secundario.
Sincronizadores
Los sincronizadores se utilizan para conseguir engranar de forma
adecuada. En las cajas de
cambios convencionales, en engrane se obtiene con el
desplazamiento de la corona del
sincronizador, tambin llamada carrete. Este carrete lleva un
dentado interno que consigue
engranar con el pin loco de la velocidad deseada. Se aprecia que
para un correcto engrane hay
que igualar el giro de ambos ejes.
Ello se consigue con el uso de sincronizadores absolutos. Estos
sincronizadores estn formados por
un buje, que engrana constantemente en el estriado del eje
secundario. Dicho buje lleva labrado
en su permetro exterior unos dientes rectos, que engranan con
los dientes interiores del carrete.
A los piones locos de las diferentes velocidades se le unen a
travs de un muelle unos anillos
sincronizadores de cobre con forma cnica, que llevan un estriado
igual que el de los piones.
Cuando el conductor acciona la palanca del cambio y selecciona
una velocidad, el carrete
correspondiente es empujado hacia el engranaje loco. Conforme se
va acercando el carrete el
anillo cnico va entrando en l, produciendo un rozamiento que
iguala las velocidades entre el eje
secundario y el engranaje loco. Al seguir avanzando el carrete
sus dientes engranan con los del
pin, hacindose solidario el giro de este con el del eje
secundario, es decir, entrando la
velocidad.
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Conclusin
Hasta ahora ya sabemos que el giro del motor es transmitido
hasta las ruedas por medio del
embrague, la caja de cambios y las transmisiones. La caja de
cambios es un elemento capaz de
variar el rgimen de giro y el par transmitido hacia las ruedas.
La potencia y el par desarrollados
por el motor varan segn el nmero de revoluciones, consiguindose
la mayor potencia a mayor
rgimen que el necesario para obtener el mximo par motor. Por
tanto, para obtener la potencia y
el par adecuados para cada situacin, la caja de cambios, por
medio de un sistema de engranajes,
consigue adaptar una desmultiplicacin adecuada para lograr una
relacin entre potencia y par
adecuada para las necesidades del conductor.
