¿Cuál es el trabajo de la caja de cambios? y los tipos de caja de cambios en el automóvil también, ¿Cuál es el propósito de la caja de cambios en un vehículo? en detalle se explica a continuación.

¿Qué Es Una Caja De Cambios?

La caja de cambios es un dispositivo mecánico utilizado para aumentar el par de salida o cambiar la velocidad (RPM) de un motor. El eje del motor está conectado a un extremo de la caja de cambios y, a través de la configuración interna de los engranajes de una caja de cambios, proporciona un par de salida y una velocidad determinados por la relación de transmisión.

Introducción

Se requiere un alto par de torsión para arrancar el vehículo desde el reposo, la aceleración, la escalada en pendiente, la tracción de una carga y el enfrentamiento con otras resistencias. Pero el motor IC opera en un rango de velocidad efectiva limitado que produce un par comparativamente bajo. En tal situación, el motor es responsable de la parada y el vehículo descansa si la velocidad cae por debajo del límite.

El par desarrollado por el motor aumenta dentro de los límites con el aumento de la velocidad del motor y alcanza un valor máximo a alguna velocidad predominante. Si el motor se conecta directamente al eje motriz, el régimen del motor puede reducirse.

Debido a la naturaleza variable de la resistencia del vehículo, que provoca cambios en la carga y el gradiente, es necesario que la potencia del motor esté disponible en una amplia gama de velocidades de carretera. Por lo tanto, por esta razón, el régimen del motor se mantiene mediante el uso de un engranaje reductor, lo que hace que las ruedas de carretera giren a una velocidad adecuada a las condiciones de funcionamiento del vehículo.

Por lo tanto, debe interponerse una sola multiplicación de par en el eje trasero y para ello se proporciona un factor de multiplicación variable en la caja de cambios.

La necesidad de la caja de cambios

Para mantener la velocidad del motor en todas las condiciones de carga y velocidad del vehículo, la caja de cambios utiliza un sistema para mantener la velocidad del motor, al tiempo que sacrifica la misma velocidad de carretera. Para permitir que el motor funcione más rápido en las ruedas de carretera, así como para multiplicar el par, se requiere una caja de cambios.

Partes De La Caja De cambios

Las Partes de la Caja de Cambios son las siguientes :

Eje de embrague / Eje impulsor / Eje de entrada

Un eje de embrague es un eje que toma energía del motor para suministrar otro eje. El eje de embrague o eje de transmisión está conectado a través del embrague y cuando el embrague está activado, el eje de transmisión también gira. Solo se fija una marcha en el eje del embrague y este motor gira a la misma velocidad que el cigüeñal. Además, el eje impulsor y el eje principal están en la misma línea.

Eje de contrapeso / Eje de tendido

El eje de contrapeso es un eje que se conecta directamente al eje del embrague. Tiene engranaje que lo conecta al eje del embrague, así como al eje principal. Puede funcionar a la velocidad del motor o por debajo de la velocidad del motor de acuerdo con la relación de transmisión.

Eje principal / Eje de salida

El eje principal o eje de salida que gira a diferentes velocidades y también proporciona el par necesario al vehículo. El eje de salida es un eje estriado, de modo que el engranaje o el sincronizador se pueden mover para acoplarse o desconectarse.

Rodamientos

Los rodamientos son necesarios para soportar la pieza giratoria y reducir la fricción. La caja de engranajes tiene un contador y un eje principal que está soportado por el rodamiento.

Engranajes

Los engranajes se utilizan para transmitir la potencia de un eje a otro. La cantidad de par transmitido a través de los engranajes depende del número de dientes y el tamaño de los engranajes. Mayor relación de transmisión, mayor par / aceleración y menor velocidad. Todos los engranajes, excepto los del eje principal, se fijan a sus ejes respectivos; Pueden deslizarse en cualquiera de las direcciones a lo largo del eje.

Horquilla selectora de marchas

Los selectores de marchas son dispositivos simples que utilizan una palanca que selecciona marchas para activar mecanismos de desconexión. El movimiento de la palanca desliza la parte de acoplamiento en el eje. Depende del tipo de caja de cambios si la palanca desliza el engranaje o el sincronizador que ya están forjados a lo largo del eje principal.

Tipos De Caja De Cambios

➤ Transmisión Manual

1. Caja de Cambios de Malla Deslizante

Es el tipo de caja de cambios más simple. En esta caja de cambios, se utilizan engranajes rectos. La Figura muestra la construcción de una transmisión tipo malla deslizante con tres velocidades de avance y una de retroceso. Hay tres engranajes (1, 6 y 5) unidos en el eje principal y cuatro engranajes (2, 3, 4 y 7) en el árbol de distribución.

Los dos engranajes en el eje principal (6 y 5) se pueden deslizar mediante un yugo de eje y una malla con los engranajes (3 y 4) en un árbol de distribución. Por lo tanto, se llama una caja de engranajes de malla deslizante. Un engranaje loco separado (8) está montado en el eje loco.

2. Caja de Cambios de Malla Constante

La figura muestra la construcción de una caja de engranajes de tipo malla constante con tres velocidades de avance y una de retroceso. En este tipo de caja de cambios, todos los engranajes están constantemente en malla y los embragues para perros se utilizan para enganchar y desenganchar los engranajes. Los embragues para perros (D) y D2) están montados en el eje principal. Uno (D2) está conectado entre el engranaje de embrague y la marcha atrás, mientras que el otro (D)) se coloca entre el engranaje de baja velocidad y la marcha atrás. Las ranuras se proporcionan en el eje principal para el movimiento lineal de los perros. El embrague para perros puede deslizarse sobre el eje y girar junto con él. Todos los engranajes están rígidamente fijados en el eje contrario.

Todos los engranajes del eje principal y del árbol de distribución, y los engranajes locos se enganchan mediante embrague de perro para obtener una velocidad opuesta y lenta. Solo los engranajes inversos son de tipo engranaje recto y todos los demás son engranajes helicoidales.

En comparación con el tipo de malla deslizante, la caja de engranajes de tipo malla constante se malla más fácilmente con los engranajes que tienen menos peligro de dañarse durante el mallado porque los diámetros de los engranajes son más pequeños con pocos números de dientes. Por lo tanto, este tipo tiene más defectos en comparación con un tipo synchromesh. La necesidad de doble agarre es necesaria para que no se use en gran medida.

3. Caja de Cambios Sincronizada

La caja de cambios Synchromesh utiliza sincronizador en lugar de embragues deslizantes para perros para afectar el cambio de relación. La caja de cambios sincronizada es similar a la caja de cambios de malla constante, pero la caja de cambios sincronizada está provista de un sincronizador, el dispositivo por el cual dos engranajes a acoplar se ponen primero en contacto por fricción que iguala su velocidad, luego se acoplan suavemente.

Para enganchar, cuando se mueve la palanca de cambios, el cono del sincronizador se encuentra con un cono similar en el piñón. Debido a la fricción, el piñón giratorio está hecho para girar a la misma velocidad que la unidad sincrónica. Para dar un impulso positivo aún más, el movimiento de la palanca de cambios permite que el acoplamiento anule varias bolas de carga de resorte y el acoplamiento se enganche con los perros en el lado del piñón.

Dado que tanto los piñones como las unidades sincrónicas se mueven a la misma velocidad, este enganche se realiza sin ruido ni daños a los perros. Es necesario un ligero retraso antes de acoplar los dientes del perro para que los conos tengan la oportunidad de llevar el sincronizador y el piñón a la misma velocidad.

➤ Caja de cambios epicíclica

Un tren de engranajes epicíclicos (también conocido como engranaje planetario) consiste en dos engranajes de modo que el centro de un engranaje gira alrededor del centro del otro. Un portador conecta los centros de dos engranajes y gira para llevar un engranaje, llamado engranaje de planeta o piñón de planeta, alrededor del otro, llamado engranaje solar o rueda solar. Los rayos del planeta y del sol forman trampas para que sus círculos de inclinación se enrollen sin resbalones. Un punto en el círculo de inclinación del engranaje planetario traza una curva epicíclica. En este caso simplificado, el engranaje solar es fijo y hay un engranaje planetario rodado alrededor del engranaje solar.

Se puede montar un tren de engranajes epicíclicos para que el engranaje planetario se enrolle en un anillo de engranajes fijo externo o dentro del círculo de paso del engranaje anular, a veces llamado engranaje anular. En este caso, la curva detectada por un punto en el círculo de inclinación del planeta es un hipocicloide.

La combinación de trenes de engranaje epicicloidal con un planeta, implicando a un engranaje y un engranaje de anillo se denomina tren de engranajes planetarios. En este caso, el engranaje anular suele ser fijo y se acciona el engranaje solar.

➤ Transmisión automática

Varias velocidades se obtienen automáticamente en cajas de engranajes conocidas como cajas de engranajes automáticas. Generalmente, el conductor selecciona la condición del automóvil, como neutral, hacia adelante o hacia atrás. La selección de marchas, la sincronización y el enganche de la marcha para la velocidad de marcha requerida se seleccionan automáticamente cuando el acelerador presiona o presiona.. La caja de cambios automática no requiere palanca de cambio ni pedal de embrague. Desde entonces, tanto el embrague como la transmisión son una unidad combinada que funciona automáticamente. La caja de cambios automática funciona de dos maneras, a saber.1. Hydramatic de transmisión, y2. Transmisión del convertidor de par

Hoy en día, las transmisiones automáticas son populares con varios nombres prescritos por los fabricantes. Pueden diferir ligeramente en su construcción. Alguien emplea solo acoplamiento de fluido con la transmisión planetaria. Pero otros pueden incluir un convertidor de par con acoplamiento de fluido y transmisión planetaria según sus requisitos.

1. Transmisión Hidramática

En el caso de una caja de engranajes de transmisión dramática, los juegos de engranajes planetarios se conectan de tal manera que la potencia puede transmitirse a través de ellos. Un regulador centrífugo en la transmisión elige el engranaje adecuado de acuerdo con la velocidad y la posición del acelerador.

El cambio de marcha de un engranaje a otro se realiza a través de pistones accionados hidráulicamente mediante resortes de accionamiento. Estos resortes controlan las bandas de freno en los juegos de engranajes planetarios y embragues dentro de la unidad planetaria. Los diversos cambios se logran mediante el acelerador y el regulador centrífugo.

2. Transmisión del Convertidor de Par

Un convertidor de par es un tipo de acoplamiento de fluido que transmite la potencia de rotación de un motor principal, como un motor de combustión interna, a una carga impulsada por rotación. En un vehículo con transmisión automática, el convertidor de par se conecta a la fuente de alimentación con la carga. Por lo general, se encuentra entre la placa flexible del motor y la transmisión. La transmisión manual tendrá un embrague mecánico de espacio igual.

La característica principal de un convertidor de par es su capacidad para aumentar el par cuando la velocidad de rotación de salida es tan baja que permite que el fluido de las paletas de bobinado de la turbina se separe del estator mientras se cierra contra su embrague unidireccional, proporcionando así el equivalente de un engranaje reductor.Esta es una característica más allá del simple acoplamiento de fluido, que puede igualar la velocidad de rotación, pero no multiplica el par, reduciendo así la potencia.

El sistema de transmisión del convertidor de par emplea acoplamiento de fluido, convertidor de par y disposición de engranajes epicíclicos. Si todos los dispositivos diferentes se combinan en una unidad, harán sus tareas conjuntamente sin interrupciones.

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Propósito de la caja de cambios

1. Ayuda al motor a desconectarse de las ruedas motrices.
2. Ayuda a que el motor en marcha se conecte a la rueda motriz sin problemas y sin golpes.
3. Proporciona el apalancamiento entre el motor y las ruedas motrices para variar.
4. Esto ayuda a reducir la velocidad del motor en la proporción de 4 : 1 en el caso de turismos y en mayor proporción en el caso de vehículos pesados como camiones y camiones.
5. Ayuda a que las ruedas motrices se muevan a diferentes velocidades.
6. Proporciona el movimiento relativo entre el motor y las ruedas motrices debido a la flexión del muelle de la carretera.

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Función de la caja de cambios

1. La relación de par entre el motor y las ruedas debe variar para una aceleración rápida y para subir pendientes.
2. Proporciona medios de inversión del movimiento del vehículo.
3. La transmisión puede desconectarse del motor por la posición neutral de la caja de cambios.

Relación de transmisión

Las relaciones de transmisión son pasos de reducción de engranajes en la caja de cambios. Una reducción de engranajes multiplica el par motor por la relación de transmisión. El requisito de par en la rueda depende de las condiciones de funcionamiento.

Por ejemplo :

Mover un vehículo de una parada requiere mucho más par que el par máximo del motor. Por lo tanto, el par se multiplica por la primera relación de transmisión.

Una vez que el vehículo arranca y se mueve con la primera marcha, requiere menos par en las ruedas para mantenerlo en movimiento. Por lo tanto, no requiere multiplicación o muy poca multiplicación.

Si el vehículo se encuentra de repente con una pendiente, necesitará más torsión en las ruedas para mantener el vehículo en movimiento. Por lo tanto, una relación intermedia requiere.

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Ventajas Y desventajas De La Caja De cambios

Ventajas De la Transmisión Manual

• El vehículo es más atractivo para el conductor.
• El conductor tiene control completo sobre los cambios y cuándo cambiarlos.
• El costo de un vehículo manual es menor que el de un vehículo automático.
• El costo de transmisión es menor para la reparación.
• proporciona un mejor kilometraje.

Las desventajas de la transmisión manual

• La transmisión manual puede ser molesta en el tráfico pesado.
• Puede haber algunos problemas al aprender el nuevo controlador.
• Es necesario un control preciso sobre las colinas para evitar estancarse o retroceder.
• Las manos y los pies pueden doler al usar engranajes y embrague.

Ventajas de la transmisión automática

• Es fácil de conducir en el tráfico de parada y marcha.
• Esta transmisión es rápida y fluida.
• Los vehículos automatizados actuales ofrecen el mismo kilometraje que la transmisión manual.
• La transmisión automática es muy cómoda para el conductor al conducir.

Desventajas de la transmisión automática

• Comprar un vehículo de transmisión automática es más caro que un vehículo de transmisión manual.
• Hay más piezas móviles en la transmisión automática, lo que aumenta el costo de reparación.
• El cambio de marchas lleva un poco de tiempo y el cambio de marchas detecta, y a veces también falla un ligero choque.
• No puede hacer la marcha automática más o menos a su voluntad, de repente hay un problema al adelantar el automóvil.

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