6. La transmisión en motocicletas:
Se realiza la propulsión en la rueda trasera. El poco espacio obliga a formar un conjunto mecánico con el motor, embrague y la caja de cambios. La transmisión se realiza con un piñón en la salida del cambio y la rueda motriz, la uníón se realiza con una cadena. Se puede sustituir la cadena por una correa dentada, que da mayor suavidad y menor mantenimiento. La transmisión con cadena necesita lubricación.
En motocicletas de altas prestaciones, se emplea un árbol de transmisión con dos juntas cardán y un grupo cónico formado por un piñón y una corona, es conocido como “Paralever”. Es más fiable y duradero.
7. La transmisión en ciclomotores y scooter:
La transmisión se realiza con un variador y un embrague centrífugo con zapatas y una correa trapezoidal. El variador dispone de dos semipoleas de garganta variable unidas por una correa trapezoidal, una se une al cigüeñal y la otra al eje de transmisión de la rueda. El funcionamiento del variador es el siguiente: el motor transmite el movimiento del cigüeñal a la semipolea abierta, y a su vez la otra cerrada. Al acelerar, los rodillos de desplazan y cierran la garganta modificando el diámetro del variador, y a su vez la polea trasera se abre. El giro es transmitido a la maza del embrague, a las zapatas y a la campana solidaria con el eje de la rueda.
1. Misión del embrague:
La misión del embrague es transmitir la potencia del motor al cambio de forma progresiva. El acoplamiento suave permite el desplazamiento a bajas revoluciones sin que se cale. Un embrague debe reunir las siguientes carácterísticas:
Buena resistencia mecánica y térmica.
Gran adherencia, progresión y elasticidad.
2. Tipos de embragues:
- Embragues por fricción: Seco (Disco, bidisco, cono) o bañado en aceite (Multidisco). En cajas de cambios manuales.
Embrague hidráulico: Embrague hidráulico o convertidor de par.
En cajas de cambios automáticas.- Embrague electromagnético.
3. Principios de funcionamiento del embrague de fricción:
El principal inconveniente del embrague de fricción en seco es el desgaste de los componentes que friccionan, como el ferodo, la maza de presión y collarín. El principio de funcionamiento se consiste en:
Interponer un disco entre dos platos que lo presionan hasta conseguir que gire formando una pieza y transmitir así el giro al conjunto mecánico siguiente. Cuando se necesite desacoplar el embrague, la fuerza que presiona el disco disminuye hasta que el disco giro libremente.
Los embragues se encuentran sometidos a los siguientes esfuerzos:
- Par motor • Fuerza de empuje y transmitida •Presión max. Admisible en el disco •Par max. Transmitido
5. Embrague bidisco:
En vehículos de mucha potencia lo ideal es el montaje de dos discos en seco, para reducir las dimensiones y evitar problemas constructivos. El doble embrague se acciona permitiendo conectar la toma de fuerza sin desembragar la fuerza del motor. El pedal desembraga primero la toma de fuerza y pisando a fondo se desembraga el cambio.
7. Embrague multidisco bañado en aceite:
Los embragues multidisco utilizan aceite para lubricar y refrigerar el conjunto, disminuyendo el rozamiento y aumentando la duración de los discos. Está formado por:
- Los discos engarzados en una carcasa, por donde se transmite el giro del motor.
- Láminas de acero (separadores) engarzadas en el árbol primario.
- Muelles empujadores, que someten el conjunto a la presión para mantener el embrague embragado.
Este tipo de embrague, permiten acoplamientos suaves y progresivos. El inconveniente principal es que no pueden transmitir elevador par.
Embrague multisdiscos para cambio automatizado (DSG y Powershift):
Montan dos embragues multidisco de diferente diámetro, en disposición coaxial, comandados por presión hidráulica.
El embrague exterior se encarga de la 1ª, 3ª y 5ª marcha; y el interior de la 2ª, 4ª y 6ª.
Este tipo de cambios realizan la transmisión de forma continua sin interrupciones. El cambio siempre tiene dos velocidades engrandas, pero un solo embrague acoplado. El módulo electrónico comanda las electroválvulas del circuito hidráulico que realizan el cruce de embragues. La unidad de control del cambio DSG incorpora estos sensores: ocho Hall, dos de presión y dos de temperatura. Mediante éstas señales, determina que debe activar y cuando.
11. Convertidor de par
Es un embrague hidráulico. El convertidor de par aprovecha las ventajas del embrague hidráulico, suavidad y progresión potenciando su eficacia con dos componentes adicionales: entre la bomba y la turbina “el reactor” y el “embrague anulador” eliminan las pérdidas por resbalamiento del convertidor.
También es el encargado de girar la bomba hidráulica del cambio. Los convertidores modernos disponen de un embrague de fricción bañado en aceite para anular el convertidor y transmitir todo el par motor sin resbalamientos. El embrague anulador se acciona con la presión hidráulica generada por la bomba del cambio. El convertidor dispone de unas orejetas para accionar la bomba. Puede funcionar en tres etapas o fases de trabajo:
- Al ralentí, el flujo de aceite desde la bomba hasta la turbina no consigue girar la turbina y no se transmite par desde el motor hasta el cambio. El convertidor actúa como un embrague, desacoplando la fuerza del motor al cambio.
- Al acelerar el motor, el flujo de aceite desde la bomba aumenta consiguiendo girar la turbina y transmitir par a la caja de cambios. Actúa como el estátor, el convertidor es capaz de multiplicar hasta por tres el valor del par motor que recibe.
- A medida que aumenta el número de rpm, el convertidor reduce su factor multiplicador, el estátor no actúa; igualando la salida del par con el par que recibe, relación 1:1. El convertidor se comporta como un embrague hidráulico, transmitiendo hasta el 98% del giro del motor y un 2% de resbalamiento.
11.1 Componentes del convertidor de par:
Está formado por un recipiente estanco, lleno de aceite “ATF” en su interior:
- Una bomba impulsora del aceite y una turbina receptora del aceite.
- Un reactor, entre la bomba y la turbina, que canaliza el aceite en el interior.
- Un embrague anulador.
1. Misión de la caja de cambios: Las cajas de cambios realizan las siguientes funciones:
- Acoplar las velocidades y transmitir el par y realizar la marcha atrás
- Permite tener el motor arrancado y el vehículo parado en punto muerto.
El cambio en las velocidades cortas reduce el número de rpm para multiplicar el par. En las velocidades largas, disminuye el par y aumenta el número de rpm.
Cuando el valor en la Rt es >1 (reduce velocidad) y cuando es <1 (amplia=””>1>
2. Relaciones de transmisión:
Las velocidades de la caja de cambios manual se consiguen mediante parejas de ruedas dentadas engranadas entre sí. Cada velocidad de la caja de cambios tiene una relación de transmisión.
2.2 Escalonamiento del cambio:
El momento de cambiar de marcha lo decide el conductor, en función de la velocidad, revoluciones, carga, superación de pendientes, etc. Las máximas prestaciones se obtienen realizando el cambio a altas revoluciones. Para conseguir potencia y un consumo optimizado, el cambio se debe realizar a las rpm en las que se alcanza el par máx.
3. Configuración de la caja de cambios:
La caja de cambios es un conjunto mecánico formado por dos o tres ejes paralelos con ruedas dentadas engranadas entre sí. En uno de los ejes las ruedas dentadas son fijas y en el otro giran libremente.
El conductor desplaza la palanca de cambios y mueve una horquilla para enclavar el piñón helicoidal que gira loco con su eje. El mecanismo que lo enclava se conoce como conjunto sincronizador.
En las primeras cajas, los piñones se desplazaban para engranarse con su pareja ya que los dientes eran rectos.
3.5 Caja reductora:
Se emplea en vehículos 4×4 para circular por caminos y senderos. Su misión es reducir todas las velocidades de la caja de cambios manual. Los mecanismos mas empleados son:
- Con pareja de piñones: La caja dispone de dos juegos de ruedas dentadas engranadas entre sí colocadas en tres ejes: el primario recibe la fuerza, el intermediario transmite el giro con reducción y el secundario transmite la fuerza a la salida de la caja. Un sincronizador acopla las ruedas dentadas de reducción.
- Con tren epicicloidal: La reductora se acciona hidráulicamente y las gestión es electrónica. Para la reducción el maguito de cambio comunica al sincronizador con el cuerpo de embargue y retiene el piñón planetario del tren reductor. Debido al bloqueo del planetario, los satélites reciben el movimiento de la corona e impulsan el portasatélites.
2. Elementos constituyentes: Las cajas está formadas por:
2.1 Trenes epicicloidales:
Es un conjunto formado por un juego de engranajes epicicloidales, planetario, satélites y corona. Se emplean para obtener relaciones de transmisión sustituyendo a las parejas de ruedas dentadas de las cajas manuales. Sus ventajas son:
- Realizar varias relaciones de transmisión y pueden invertir el sentido de giro para la MA.
- Realizan el cambio de velocidad con carga, y no es necesario cortar la salida de fuerza del motor para realizar el cambio de marcha.
Acoplamiento Ravigneaux: (Vídeo Moodle):
Acopla dos o tres trenes en un solo conjunto.
Acoplamineto Wilson:
Emplea varios trenes epicicloidales colocados en serie y acoplados entre sí.
Relaciones de transmisión de un tren epicicloidal sencillo:
Se pueden realizar hasta 7 velocidades diferentes. Dependen del elemento que se encuentra detenido, así como del elemento por el que entra el giro al tren y del componente por el que se realiza la salida.
7. Variadores o cambios automáticos:
Los variadores son conjuntos mecánicos empleados como cajas de cambios. La transmisión del par motor se consigue de un modo continuo, sin escalonamiento. Tienen infinitas velocidades, y se consiguen relaciones de multiplicación de 6:1 hasta 0,5:1. El variador solo no puede realizar la marcha atrás. Para ello dispone de un tren epicicloidal para marcha atrás y un freno de discos bañados en aceite.
Su principal inconveniente, es que la transmisión por correa patinaba; por lo que se realiza con cadena.
Funcionamiento:
Emplean como elemento transmisor unas poleas con diámetro de trabajo variable. Como elemento transmisor se emplea una correa o cadena flexible que transmite el giro entre las poleas, conductora y conducida. Las poleas están diseñadas para modificar la anchura de sus gargantas mediante el desplazamiento de una cara sobre la otra. De este modo se modifica el diámetro de trabajo de las poleas de forma continua y creando diferentes relaciones de transmisión.
8. Cambio automatizado:
En los cambios automatizados o robotizados, el vehículo no dispone de pedal de embrague y el cambio de velocidades se realiza de forma automática según la posición de la palanca selectora y la cartografía de la electrónica del cambio. La constitución básica es similar al cambio manual.
El cambio automatizado dispone adicionalmente de un conjunto electrohidráulico o mecanismo selector para realizar el desplazamiento de las horquillas y engranar las velocidades. El cambio automatizado dispone de: bombín de accionamiento, Ucé con bomba de presión, mecanismo selector de velocidades, módulo de gestión y palanca selectora.
Cambio automatizado DSG:
El cambio DSG dispone de dos embragues que sustituyen al convertidor de par. El embrague exterior acciona el eje primario de las marchas impares y la marcha atrás; y el embrague interior acciona las marchas pares. Un tercer árbol mueve la bomba de aceite.
Tipos de grupos reductores:
El grupo reductor se diseña teniendo en cuenta, la posición del motor y la del eje motriz.
Grupo reductor para automóviles:
Piñón y rueda o corona helicoidal:
Se emplean en la mayoría de automóviles de tracción delantera. La caja, el grupo reductor y el diferencial forman un conjunto, que permiten colocar el motor en posición transversal. Los ejes de entrada y salida se encuentran paralelos entre sí.
Piñón cónico y corona circular de dentado cónico:
Se emplean en motor longitudinal y propulsión trasera o tracción delantera. El conjunto piñón y corona se conoce como grupo cónico. Los de dentado helicoidal proporciona mayor superficie de ataque entre los dientes y el funcionamiento es más silencioso que en los de dentados rectos.
Los grupos cónicos de tipo hipoide son apropiados para vehículos con carrocerías de piso bajo. Esta disposición permite un centro de gravedad más bajo, aumenta la estabilidad y disponen de mayor espacio libre.
Grupos cónicos para vehículos industriales:
Grupos cónicos de doble reducción:
La manera de mantener una relación de transmisión adecuada es conseguir la relación de transmisión en dos etapas. Pueden ser:
- Grupos con doble reducción: Emplea un engranaje helicoidal reductor interpuesto entre la corona del grupo y el diferencial.
- Grupos cónicos con dos reducciones: La primera se produce en el piñón y la corona del grupo cónico, y la segunda reducción se consigue empleando un tren epicicloidal reductor.
Diferenciales autoblocantes:
Incorporan un mecanismo que anula el efecto diferencial en las situaciones de pérdida total de adherencia de una rueda. Se activa automáticamente sin que el conductor intervenga como en el bloqueo manual.
- Diferencial autoblocante por discos de fricción track-lok: Parte de la torsión se transmite a través de conjuntos de embrague.
- Diferencial autoblocante por conos de fricción: La diferencia esta en el dispositivo que equipa para evitar la fuga del par cuando una rueda pierda la adherencia al suelo. Para evitar este inconveniente el diferencial de conos de fricción transfiere el par sobre la rueda con mejor adherencia.
- Funcionamiento del diferencial autoblocante por conos de fricción. Realiza la función del embrague.
- 1. La presión que ejerce los muelles contra el cono.
- 2. La fuerza de empuje axial que realicen los satélites contra los planetarios.
Funcionamiento en curva. El conjunto se comporta con efecto diferencial normal; cuando el vehículo toma una curva, la rueda interior reduce su velocidad y la exterior la aumenta compen-sada por el propio diferencial.
Perdida de adherencia en una rueda. En esta situación, el cono de fricción esta solidario a la caja del diferencial (figura 5.26), los muelles empujan contra los planetarios y el cono de fricción, el par se transmite a los dos planetarios por igual y las dos ruedas giran a la misma velocidad.
2.4 Diferencial Torsen
El diferencial Torsen es un sistema diferencial que permite repartir el par de fuerza
de la transmisión de manera proporcional a la adherencia del neumático al suelo.
Constitución del diferencial Torsen
El diferencial Torsen dispone de un grupo cónico formado por un piñon y una corona. Los palieres se unen a unos engranajes cilíndricos de dentado helicoidal que sustituyen a los planetarios de dentado cónico del diferencial convencional.
Dos planetarios del tipo tornillo sinfín.
Tres parejas de satélites
Funcionamiento del diferencial Torsen
Dos engranajes helicoidales que se cruzan a 90°. La inclinación de los dientes del engranaje permite diseñar diferenciales mas flexibles,el ángulo de inclinación comunica la transmisión del giro de un planetario a otro generando el efecto diferencial.