diapositivas cajas y embragues

Presentacin de PowerPoint

Universidad de CaraboboFacultad de IngenieraEscuela de Ingeniera MecnicaDepartamento de Diseo Mecnico y AutomatizacinDinmica del AutomvilCaja de Cambios y EmbragueIntegrantes:Arcia JavierCueche KatherinneGonzales AndresLamas JesusProfesor:Edwin Pea

Caja de Cambios y Embrague 02DEFINICINLa caja de cambios es un elemento mecnico que transforma el par motor y las revoluciones desarrolladas por el motor para adaptar la fuerza a las condiciones de conduccin sobre el terreno.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 03Dinmica del AutomvilEn funcin de que la velocidad transmitida a las ruedas sea mayor, la fuerza disminuye, de esta manera la caja de cambios permite que se mantenga la velocidad de giro del motor, y por lo tanto la potencia y par ms adecuado a la velocidad a la que se desee desplazar el vehculo.Concepto de PotenciaExpresando el trabajo como Fuerza escalar Espacio

Caja de Cambios y Embrague 04Dinmica del Automvil Si la direccin de la fuerza aplicada coincide con el espacio recorrido, se tiene:

Sustituyendo en la ecuacin de potencia, y como sabemos que el espacio recorrido por unidad de tiempo es velocidad, se tiene: VF

Caja de Cambios y Embrague 05Dinmica del AutomvilLa caja de cambios tiene la misin de reducir el nmero de revoluciones del motor e invertir el sentido de giro en las ruedas, cuando las necesidades de la marcha as lo requieren. Va acoplada al volante de inercia del motor, del cual recibe movimiento a travs del embrague, en transmisiones manuales; o a travs del convertidor de par, en transmisiones automticas. Acoplado a ella va el resto del sistema de transmisin.

Caja de Cambios y Embrague 06Dinmica del AutomvilEs imprescindible acoplar un mecanismo capaz de interrumpir o conectar suavemente la transmisin de movimiento entre el motor y las ruedas. Este mecanismo lo constituye el embrague.

Caja de Cambios y Embrague 07Dinmica del AutomvilLeonardo da Vincilleg a disear en sus tiempos lo que sera el precursor de las cajas de cambios de los modernos coches. Imbuido por la fiebre del desarrollo industrial que fomentabaLudovico el Moro, Leonardo da Vinci dise un cambio de velocidad compuesto por dos piezas, una cilndrica y otra cnica que mediante una serie de engranajes converta el mecanismo en un cambio de velocidades.HISTORIA DE LA CAJA DE CAMBIOS

Caja de Cambios y Embrague 08Dinmica del AutomvilEn 1889, Fred Lanchester, cuyas teoras sobre aerodinmica han ayudado a la evolucin del automvil, comenz a investigar el tema de los engranajes epicclicos y en 1902 lo utiliz en su primer auto.

Caja de Cambios y Embrague 09Dinmica del AutomvilLos hermanos Sturtevant desarrollaron la transmisin automtica de dos velocidades, pero en ese entonces la tecnologa industrial era primitiva, por consiguiente la caja de cambios era propensa a sufrir fallas, debido a la tensin de las relaciones de cambio de marcha.

En 1901 aparece un Panhard et Levassor con una transmisin automtica

Caja de Cambios y Embrague 10Dinmica del AutomvilEl Ford modelo T, cuyo engranaje planetario operaba con el pie, tomo parte en la impulsin de Mas de 15 millones unidades que salieron de la lnea de montaje entre 1908 y 1927.

Caja de Cambios y Embrague 11Dinmica del AutomvilReo, la prueba

Reo fabricante de automviles desarroll el auto-palanca de cambios en 1934, que bsicamente utiliza dos transmisiones: se utiliza a velocidades normales y la segunda, baja la velocidad cuando se requiere para frenar el coche.El Reo de 1934 vino equipado con una transmisin automtica opcional.

Caja de Cambios y Embrague 12Dinmica del AutomvilEn 1940, Oldsmobile de General Motors comercializa una versin fiable, la Hydra-Matic, que combinaba un acoplamiento hidrulico con tres juegos de engranajes planetarios que fueron controlados hidrulicamente.El Hydra-Matic se ofreci en automviles Cadillac y Pontiac, pero la segunda guerra mundial interrumpi la produccin en masa para todos los modelos de uso comercial o civil.

Caja de Cambios y Embrague 13Dinmica del AutomvilA raz de esta problemtica internacional las marcas anteriormente nombradas se convirtieron en automviles para usos militares exclusivamente.

Caja de Cambios y Embrague 14Dinmica del AutomvilEl Buick comenz a comercializar sus Dynaflow automticos en 1948.

Mientras que Packard ofreci la Ultramatic en 1949. As mismo Chevrolet debut con su Powerglide en 1950.Ford present su Cruise-o-matic a principios de la postguerra.

Caja de Cambios y Embrague 15Dinmica del AutomvilFabricantes alemanes y japoneses estn a la vanguardia hoy en da con la nueva tecnologa automtica.

En el 2002 BMW desarroll la primera caja automtica de seis velocidades,

En el 2003 Mercedes-Benz, crea una de siete velocidades tcnicamente llamada 7G-Tronic

Y la de ocho velocidades de Toyota lanzada en el 2007 con el Lexus LS 460.

Caja de Cambios y Embrague 16Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 17Dinmica del AutomvilPartes de la Caja de CambiosCajas de cambios MANUALES

Caja de Cambios y Embrague 18Dinmica del AutomvilCajas de cambios AUTOMATICAS

Caja de Cambios y Embrague 19Dinmica del AutomvilCajas de cambios MANUALESLa caja de cambios esta constituida por una serie de ruedas dentadas dispuestas en tres rboles.

RBOL PRIMARIO: Recibe el movimiento a la misma velocidad de giro que el motor. Habitualmente lleva un nico pin conductor en las cajas longitudinales para traccin trasera o delantera. En las transversales lleva varios piones conductores. Gira en el mismo sentido que el motor.


Figura de rbol primario


Caja de Cambios y Embrague 22Dinmica del AutomvilRBOL INTERMEDIO O INTERMEDIARIO: Es el rbol opuesto o contra eje. Costa de un pin corona conducido que engrana con el rbol primario y de varios piones (habitualmente tallados en el mismo rbol) y que son solidarios al eje que pueden engranar con el rbol secundario en funcin de la marcha seleccionada. Gira en el sentido opuesto al motor. En las cajas transversales este eje no existe


rbol intermedio de la caja de cambios manual

Caja de Cambios y Embrague 24Dinmica del AutomvilRBOL SECUNDARIO: Consta de varios engranajes conducidos que estn montados sueltos en el rbol, pero que se pueden hacer solidarios con l mismo mediante un sistema de desplazables. Gira en el mismo sentido que el motor, y en sentido inverso en las cajas transversales. En otros tipos de cambio, especialmente en motocicletas y automviles y camiones antiguos, los piones se desplazan enteros sobre el eje


Caja de Cambios y Embrague 26Dinmica del AutomvilLa posicin axial de cada rueda es controlada por unas horquillas accionadas desde lapalanca de cambiosy determina qu pareja de piones engranan entre el secundario y el intermediario, o entre primario y secundario segn sea cambio longitudinal o transversal



Caja de Cambios y Embrague 29Dinmica del AutomvilCajas de cambios AUTOMTICASLas cajas automticas tienen una gran cantidad de componentes, unos de los mas importantes son los trenes epicicloidales, estos sustituyen a las parejas de piones que se emplean en cada velocidad de una caja de cambios manual.Este trende engranajes tiene mscapacidad yms relaciones de desmultiplicacin, tambin pueden invertir su giro y no necesita que se interrumpa el giro para cambiar de marcha o velocidad.


Caja de Cambios y Embrague 31Dinmica del AutomvilCONVERTIDORSu funcin es la de transmitirla potencia del motor a la directa de la caja, por medio de dos turbinas. Entre ambas hay un estatorque optimiza la presin.

Caja de Cambios y Embrague 32Dinmica del AutomvilTAMBORContiene los paquetes de discos de metal y fibra, seguros, resortes, gomas y pistones. Estos elementos,al apretar o liberar los discos de fibra,accionan las distintas marchas

Caja de Cambios y Embrague 33Dinmica del AutomvilBOMBA DE ACEITELas ms comunes son las bombas deengranajes o de paletas. Su funcines la de generar unos12 kilogramos de presin para la caja de cambios. Es muy importante controlar el estado de la bomba de aceite para evitarlas fugas de presin.


Chapa que fija entre s alcigeal y al convertidor.

EL PLATO FLEXIBLE

Caja de Cambios y Embrague 35Dinmica del AutomvilGOBERNADORAVlvula que regula presin y fuerza centrfuga del eje de salida en contacto con la caja de vlvulas.

Hoy la mayora son electrnicas y simplifican mucho este sistema.

Caja de Cambios y Embrague 36Dinmica del AutomvilCAJA DE VLVULASTienen cuerpos de aluminio o, en algunos casos, de fundicin. La mayora de las vlvulas son de acero, y accionan todo el funcionamiento de la caja.

Caja de Cambios y Embrague 37Dinmica del AutomvilSENSORHay develocidad -de entrada y de salida-y de temperatura. Los sensores informan a la computadora qu tienen que hacer los actuadores (solenoides) en la caja de vlvulas

Caja de Cambios y Embrague 38Dinmica del AutomvilCAJA DE SELENOIDESHay dos tipos desolenoides (electroimanes):los que realizan algunas o todas las marchas y los que regulan la presin dentro de la caja, ypor eso se llaman actuadores. Los solenoides y los sensoresestn en contacto directo con el aceite hidrulico.



Caja de Cambios y Embrague 41Embragues

En cualquiera de las aplicaciones del motor de combustin, de explosin o diesel, es preciso interponer entre el motor y la transmisin un embrague, cuya misin es la de acoplar y separar ambos a voluntad.

El embrague esta colocado en la prolongacin del cigeal, esta intercalado entre el motor y la caja de velocidades, a quienes separa o acopla. El material ms empleado es el formado en base de amianto impregnado de resina sinttica y prensado en armazn de hilos de cobre, a este material se le llama ferodo.

Dinmica del Automvil


Su misin es desconectar el motor de las ruedas en el momento de marcha del vehculo o realizar un cambio de marcha.

Caja de Cambios y Embrague 43Dinmica del AutomvilCaractersticas

El par que puede transmitir un embrague depende del material de friccin del disco, del rea de las superficies en contacto, del dimetro del disco y de la fuerza del o los muelle(s).

Por medio de esta conexin es posible la transmisin de rotacin y fuerza de un elemento a otro.

Hay casos en que el mecanismo del embrague se sustituye por unconvertidor de parhidrulico. Es el sistema de latransmisin automtica.

Caja de Cambios y Embrague 44Dinmica del AutomvilResistencia mecnica, para transmitir todo el par motor a las ruedas.

Resistencia trmica, para poder absorber el calor generado por la friccin.

Progresividad y elasticidad, para que el movimiento se transmita sin brusquedad ni tirones.

Adherencia, para que no pueda patinar y pierda fuerza de transmisin.

Rapidez de maniobra, para que permita embragar y desembragar con facilidad

Caja de Cambios y Embrague 45Dinmica del AutomvilFuncin

Si se pretende iniciar el movimiento de un vehculo sin disponer del embrague para que pueda girar libremente el motor, no se puede lograr, pues este, hasta que no alcanza un cierto nmero de revoluciones no adquiere el par necesario para vencer la inercia del vehculo y, por otro lado, una vez alcanzado el par motor necesario, el motor no puede acoplarse bruscamente a los rganos de transmisin del movimiento que, al estar separados, ofrecen gran resistencia.

Caja de Cambios y Embrague 46Dinmica del AutomvilFuncin

En posicin desacoplado (o "desembragado") se interrumpe la transmisin.

En posicin acoplado (o "embragado") transmite el par motor suministrado por el motor .

En las posiciones intermedias restablece progresivamente la transmisin de par, mediante rozamiento o friccin.

Caja de Cambios y Embrague 47Dinmica del AutomvilTipos de Embragues

Caja de Cambios y Embrague 48Dinmica del AutomvilEmbrague de friccin

Se trata de dos discos que se pueden acercar o alejar entre s, de modo que cuando entran en contacto, tras un breve instante inicial de deslizamiento, quedan unidos firmemente, girando solidarios.

Caja de Cambios y Embrague 49Dinmica del AutomvilPartes

Disco de embrague.Plato de presin.Carcasa.Cojinete de embrague.

Caja de Cambios y Embrague 50Dinmica del AutomvilDisco de embrague

Es el elemento encargado de transmitir a la caja de cambios todo el par motor sin que se produzcan resbalamientos en condiciones estacionarias. Por este motivo, el disco de embrague est forrado de un material de friccin que se adhiere a las superficies metlicas (superficies con las que entra en contacto dicho disco).

Caja de Cambios y Embrague 51Dinmica del AutomvilSe trata de un disco en cuyo centro se dispone un cubo estriado (por el que se pone en contacto con el eje primario de la caja de velocidades) que se une, mediante unos muelles repartidos en toda su circunferencia, a un plato forrado por sus dos caras con el material de friccin. Dichos muelles, sirven para que la transmisin de par torsor desde el material adherente al cubo estriado (y por tanto al eje primario) se realice de una manera elstica, absorbindose vibraciones y posibilitando el retorno a su posicin inicial.

Caja de Cambios y Embrague 52Dinmica del AutomvilPlato de presin.

El plato o disco de presin sirve de acoplamiento del conjunto al volante de inercia y va montado entre el disco de friccin y la carcasa. Entre el plato de presin y la carcasa van montados los elementos de presin, que pueden ser muelles helicoidales o un diafragma.

Se compone de un disco de acero en forma de corona circular. Por una cara se une a la carcasa del mecanismo de embrague, a travs de los muelles o diafragma, y por la otra cara se une a una de las caras del disco de embrague.

Caja de Cambios y Embrague 53Dinmica del AutomvilCarcasa

Es el elemento que sirve de cubierta al mecanismo de embrague, por el que se fija ste al volante de inercia por medio de tornillos. En ella se alojan los distintos muelles o diafragma que permitirn la presin del disco de embrague contra el plato de presin y el volante motor.

Caja de Cambios y Embrague 54Dinmica del AutomvilCojinete de embrague

Se trata de un cojinete de bolas que se desliza sobre el tramo del eje primario situado en la campana de la caja de velocidades. Dicho desplazamiento axial se controla por una de sus caras a la que va acoplado un elemento denominadohorquilla, y por el otro extremo permanece en contacto con las patillas de accionamiento, en el caso de que se trate de un mecanismo de embrague por muelles, o sobre los dedos elsticos, si se trata de un mecanismo dotado de embrague por diafragma, realizando el empuje axial sobre stos.

Caja de Cambios y Embrague 55Dinmica del AutomvilEmbrague de diafragma


Embrague de diafragma

Caja de Cambios y Embrague 57Dinmica del AutomvilEmbrague monodisco

Puede ser de tipo:

Muelle Diafragma

Caja de Cambios y Embrague 58Dinmica del AutomvilEmbrague de muelles

Los muelles estn dispuestos circularmente para que resulte una presin ms uniforme sobre la maza de embrague. Empujan al plato de presin por uno de sus dos extremos, apoyando el otro en la carcasa.

Debido a la presin que ejercen stos sobre el plato de presin, cuando no actuamos sobre el mecanismo de embrague, el disco de embrague est presionado entre el plato y el volante motor. Por el contrario, cuando actuamos sobre el mecanismo de embrague oprimimos dichos muelles, dejando de ejercer presin sobre el disco de embrague con la consecuente interrupcin de la transmisin del par motor a la caja de velocidades.


Para ejercer la accin sobre los muelles, el sistema est provisto de unas patillas de accionamiento. stas estn accionadas, en uno de sus extremos, por el mencionado cojinete de embrague, y por el otro extremo actan sobre el plato de presin, desplazndolo y actuando ste a su vez sobre dichos muelles. Estas patillas se basan en el principio de la palanca para realizar tal funcin, teniendo como punto de apoyo la propia carcasa.

Caja de Cambios y Embrague 60Dinmica del AutomvilEmbrague de diafragma

El diafragma est constituido por un disco de acero, de forma cnica, en el cual se encuentran practicados unos cortes axiales en forma de ranuras, y cuya elasticidad causa la presin necesaria para mantener el plato de presin contra el disco de embrague.

Al practicarse dichos cortes, el disco queda dividido interiormente en varios dedos elsticos que ejercen la funcin de las patillas de accionamiento en los embragues con muelles.

Caja de Cambios y Embrague 61Dinmica del AutomvilCigeal (u otro eje conductor)VolanteDisco de friccinPlato de presinMuelle o resorte de diafragmaEje conducidocojinete de empujeCubiertaAnillos de apoyoTornillos de fijacinAnillos

Caja de Cambios y Embrague 62Dinmica del AutomvilEmbrague multidisco

Pueden ser de tipo:

En bao de aceite Seco

Caja de Cambios y Embrague 63Dinmica del AutomvilEmbrague multidisco

Utilizan un "paquete" de discos, unos con dentado externo engrana con el cigeal mediante el "tambor"; los otros, intercalados con los anteriores, con dentado interno engranan con el cambio mediante el "buje". Este paquete de discos en reposo est presionado por una serie de muelles helicoidales, con lo que el tambor y el buje giran solidarios. Por tanto el acoplamiento ha de ser mucho ms progresivo, mejorndose el proceso al estar sumergido en bao de aceite, que absorbe el calentamiento originado por el rozamiento, que se reparte adems entre varios discos.


Caja de Cambios y Embrague 65Dinmica del AutomvilEmbragues automticos

El cambio automtico es un sistema de transmisin que es capaz por si mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervencin directa del conductor. El cambio de una relacin a otra se produce en funcin tanto de la velocidad del vehculo como del rgimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita ni de pedal de embrague ni de palanca de cambios. El simple hecho de pisar el pedal del acelerador provoca el cambio de relacin conforme el motor vara de rgimen de giro.

Caja de Cambios y Embrague 66Dinmica del AutomvilLos elementos fundamentales que componen la mayora de los cambios automticos actuales son:

Un convertidor hidrulico de par que vara y ajusta de forma automtica su par de salida, al par que necesita la transmisin.

Un tren epicicloidal o una combinacin de ellos que establecen las distintas relaciones del cambio.

Un mecanismo de mando que selecciona automticamente las relaciones de los trenes epicicloidales. Este sistema de mando puede ser tanto mecnico como hidrulico, electrnico o una combinacin de ellos.

Caja de Cambios y Embrague 67Dinmica del AutomvilEl embrague hidrulico

Est constituido, por dos coronas giratorias (bomba y turbina) que tienen forma de semitoroide geomtrico y estn provistas de unos tabiques planos , llamados alabes. Una de ellas, llamada rotor conductor, va unida al rbol motor por medio de tornillos y constituye la bomba centrfuga; la otra, unida al primario de la caja de cambios con giro libre en el volante, constituye la turbina o corona arrastrada. Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y estn separadas por un pequeo espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas


Caja de Cambios y Embrague 69Dinmica del AutomvilEn los embragues hidrulicos el medio de transmisin del movimiento es el aceite. La bomba centrfuga recibe el giro del motor y enva el aceite a presin hacia la turbina en la que est acoplado el eje primario de la caja de velocidades. La energa cintica de cada partcula choca contra las aletas de la turbina, que produce una fuerza que tiende a hacerla girar. El aceite resbala por las aletas de la turbina y es devuelto hacia la bomba centrfuga, donde esta lo enva hacia la periferia, volvindose a repetir el ciclo.

Caja de Cambios y Embrague 70Dinmica del AutomvilCuando el motor gira a poco rgimen la velocidad con que salen las partculas de la bomba es muy pequea, y por tanto la energa cintica transmitida a la turbina es muy dbil para vencer todo el par resistente opuesto por el peso del vehculo. En esta situacin la turbina permanece sin girar y hay un resbalamiento total entre la bomba y la turbina.

Conforme se va aumentando el rgimen de giro del motor el aceite va tomando velocidad e incide con mayor energa cintica sobre la turbina, lo que produce que el resbalamiento entre bomba y turbina consiga hacer progresivo al embrague.

Caja de Cambios y Embrague 71Dinmica del AutomvilCuando el motor desarrolla su par mximo, el aceite impulsado por la bomba incide con gran fuerza sobre la turbina y sta es arrastrada a gran velocidad, sin que apenas exista resbalamiento entre ambas. Por supuesto, la turbina entra en accin cuando el par transmitido por la bomba es superior al par resistente. Siempre existe un pequeo resbalamiento entre bomba y turbina que, con el motor con rgimen alto, debe estar aproximadamente en el 2%.


Caja de Cambios y Embrague 71Dinmica del AutomvilConvertidor de par

El convertidor de par tiene un funcionamiento que se asemeja al de un embrague hidrulico pero posee una diferencia fundamental, y es que el convertidor es capaz de aumentar por s slo el par del motor y transmitirlo.

Caja de Cambios y Embrague 74Dinmica del AutomvilAdems de labombay de laturbinacaractersticos de un embrague hidrulico, el convertidor de par dispone de un elemento intermedio denominadoreactor. El reactor tiene un funcionamiento de rueda libre y est apoyado en un rbol hueco unido a la carcasa de la caja de cambios.

Tanto la bomba como la turbina y el reactor tienen alabes curvados que se encargan de conducir el aceite de forma adecuada.




Caja de Cambios y Embrague 78Dinmica del AutomvilEl embrague centrfugo

Actualmente se monta un sistema de embrague provisto de unos contrapesos que, cuando el motor alcanza un determinado rgimen de giro, la fuerza centrfuga los empuja hacia la periferia, haciendo que las palancas que van unidas a ellos basculen y hagan presin sobre la maza de embrague (plato de presin). Consiguindose as el embragado.

Caja de Cambios y Embrague 79Dinmica del AutomvilCuando el motor gira a ralent los contrapesos ocupan su posicin de reposo gracias a la accin de unos pequeos muelles y, con ello, el plato de presin deja en libertad al disco de embrague, consiguiendo el desembragado del motor.

Caja de Cambios y Embrague 80Dinmica del AutomvilEl embrague automtico servocomandado

ste tipo de embrague automtico est formado por un embrague centrfugo, que se une al volante de inercia del motor, al que se le acopla mediante un mecanismo de rueda libre un sistema de embrague convencional. La rueda libre no permite girar al disco del embrague centrfugo a mayor velocidad que el motor, pues en cuanto esto ocurre la rueda libre se bloquea haciendo a los dos embragues solidarios.

Caja de Cambios y Embrague 81Dinmica del AutomvilEl embrague centrfugo acta en funcin de las revoluciones del motor, que realiza las acciones de embragado y desembragado a partir de un cierto valor de giro. El embrague convencional es gobernado por un mecanismo servoneumtico activado por una electrovlvula, que es mandada por la palanca del cambio de velocidad y por el pedal del acelerador.

Caja de Cambios y Embrague 82Dinmica del AutomvilCon el vehculo en marcha, al accionar la palanca del cambio de velocidad se activa una electrovlvula capaz de poner en comunicacin el servo con la depresin creada por el motor. Con ello se consigue el accionamiento de la palanca de desembrague producindose el desembragado del motor. En cuanto se lleva la palanca del cambio a la posicin de una nueva velocidad se desactiva la electrovlvula interrumpiendo la comunicacin entre el servo y la depresin producida por el motor, con lo cual se logra el embragado.

Caja de Cambios y Embrague 83Dinmica del Automvil El embrague pilotado electrnicamente

Este tipo de embrague es gobernado por un sistema electrnico de gestin que controla un circuito hidrulico de mando de la palanca de desembrague. Dicho mdulo de gestin electrnica recibe informacin sobre la posicin de la palanca de cambios y del pedal del acelerador, as como la velocidad del vehculo y el rgimen del motor.

Con el vehculo parado y el contacto desconectado el embrague siempre se encuentra en posicin de embragado, independientemente si est en punto muerto o no. Para sacar la velocidad el sistema est provisto de un captador de esfuerzo situado sobre la palanca del cambio que enva una seal al calculador electrnico que acciona el embrague. Permitiendo as sacar la velocidad y poder ser arrancado el motor poner en marcha al vehculo.

Caja de Cambios y Embrague 84Dinmica del AutomvilCon el vehculo circulando a gran velocidad el desembrague se produce cuando el mdulo recibe seales del captador de esfuerzo de la palanca del cambio y el captador de la posicin del acelerador indica que se ha levantado el pie del acelerador. Al colocar la palanca del cambio en la velocidad deseada el captador de la posicin de la palanca del cambio enva una seal al mdulo que autoriza el embragado al acelerar.

Caja de Cambios y Embrague 85Dinmica del AutomvilEmbrague semiautomtico

Tienen el mismo principio que los embragues centrfugos. Estos embragues estn formados por un sistema de embrague convencional, disco y mecanismo, montados sobre la cara frontal de un tambor, que en su interior recibe el plato provisto de zapatas en su periferia.

El plato est unido al volante de inercia del motor y, por tanto, gira con l. Las zapatas son capaces de deslazarse hacia fuera por la accin de la fuerza centrfuga, haciendo solidario el tambor con el giro del plato. Con esta disposicin se consigue que siempre que el motor alcance un determinado rgimen de giro se consiga la accin de embragado del motor.

Caja de Cambios y Embrague 86Dinmica del AutomvilEmbrague electromagntico

El sistema de embrague electromagntico esta constituido por una corona de acero que se monta sobre el volante de inercia del motor. En el interior de esta corona va alojada una bobina, que al pasar la corriente elctrica a travs de ella produce un campo magntico en la zona del entrehierro formado entre la corona y el disco de acero.

Caja de Cambios y Embrague 87Dinmica del AutomvilDicho disco va montado en el primario de la caja de cambios por medio de un estriado, sustituyendo al disco de embrague convencional. El espacio existente en el interior de la corona se cierra con chapas de acero, y se rellena con polvo magntico, que se aglomera en el entrehierro por la accin del campo magntico creado por la bobina, haciendo solidarios a la corona con el disco.

Caja de Cambios y Embrague 88Dinmica del AutomvilDe esta forma, cuando pasa corriente por el arrollamiento de la bobina se produce la aglomeracin del polvo magntico consiguiendo el embragado del motor. Por el contrario, si no pasa corriente por la bobina el polvo magntico no se aglomera en el entrehierro, lo que permite girar en vaco a la corona sin arrastrar el disco. Con lo cual el motor permanece desembragado.


Embrague electromagntico

Caja de Cambios y Embrague 90Dinmica del AutomvilAccionamiento mecnico

Se basa en el accionamiento del sistema de embrague mediante un cable de acero unido por uno de sus extremos al pedal de embrague, y por el otro a una horquilla de embrague, unida sta a su vez con el cojinete de embrague. Al pisar el pedal, el cable tira de la horquilla, aplicndole un esfuerzo capaz de desplazar al cojinete de embrague, deformando a su vez el diafragma del mecanismo con el consiguiente desembragado del sistema. Al soltar el pedal, la fuerza de dicho diafragma hace desplazar al cojinete en sentido contrario, y ste a su vez al cable, con el consiguiente retorno del pedal a su estado de reposo.


Accionamiento mecnico

Caja de Cambios y Embrague 92Dinmica del AutomvilAccionamiento hidrulico

En este sistema se utiliza, para desplazar el cojinete y en consecuencia todo el mecanismo, un cilindro emisor (o bomba) y un cilindro receptor (o bombn), comunicados entre s a travs de una tubera. El sistema funciona por medio del movimiento de unos mbolos situados dentro de los cilindros, movimiento que se efecta a travs de un lquido (que resulta ser el mismo que el utilizado en los sistemas de frenado).

Caja de Cambios y Embrague 93Dinmica del AutomvilAccionamiento hidrulico


Embrague de friccin con accionamiento hidrulico


MecnicoHidrulico

Caja de Cambios y Embrague 96Dinmica del AutomvilCAJA DE CAMBIOS

La caja de cambios es un elemento de transmisin que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el numero de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha as lo requieran. Acta, por tanto, como transformador de velocidad y convertidor de par.

Caja de Cambios y Embrague 97Dinmica del AutomvilTIPOS DE CAJA DE CAMBIOS


CAJA DE CAMBIOS MANUAL O MECNICA

Sistema de transmisin el cual requiere la intervencin del conductor para poder realizar los cambios de marcha, mediante el accionamiento del embrague y el movimiento de una palanca de mando.


PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Caja de Cambios y Embrague 100PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 101SISTEMA CON TOMA CONSTANTE

Engranes helicoidales.Reduccin del impacto entre dientes.Menor desgaste de engranajes.Contacto constante.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 102ENGRANAJE SINCRNICO

Es una mejora del sistema de toma constante, donde se reduce considerablemente el choque de dientes en el engrane al igualar la velocidad angular del eje secundario a la del contraeje mediante el uso de un engrane con un cono que acopla con el engrane desplazable a travs de un anillo llamado sincrnico.


Caja de Cambios y Embrague 103SINCRONIZADOR


Caja de Cambios y Embrague 104SOBREMARCHA OVERDRIVE

Es un mecanismo que proporciona automticamente o a voluntad una nueva combinacin de engranajes. Adicionando una marcha adicional por cada sobremarcha. El paso de una marcha a una sobremarcha se hace casi automticamente sin tener que usar el embrague.


Caja de Cambios y Embrague 105CAJA DE CAMBIOS WILSON

Realiza el cambio de marchas mediante un arreglo epicicloidal, el cual est conformado por un planetario para cada marcha siendo seleccionada al accionarse un freno de banda en el exterior de cada corona mediante el mando del conductor a travs de una palanca ubicada en el volante del vehculo. ste sistema prescinde el uso de embrague y es ms ruidoso que la caja de cambios clsica.


Caja de Cambios y Embrague 106SISTEMA DE FRENO DE PLANETARIOS EN CAJA DE CAMBIOS WILSON

Es un freno de bandas que acta mediante dos correas Z y X respectivamente ubicadas en la periferia externa de la corona de cada planetario, dispuesto de tal forma que no se produzcan esfuerzos flexionantes sobre el eje de traccin y se garantice completa sujecin de la corona.


Caja de Cambios y Embrague 107CAJA DE CAMBIOS AUTOMTICA

Es un sistema de transmisin que es capaz por si mismo de seleccionar todas las marchas sin la necesidad de la intervencin directa del conductor. El cambio de una relacin a otra se produce en funcin tanto de la velocidad del vehculo como del rgimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita del pedal de embrague.


Caja de Cambios y Embrague 108ENGANAJES PLANETARIOS EN CAJAS AUTOMTICAS

stos engranajes estn accionados mediante sistemas de mando normalmente hidrulicos o electrnicos que accionan frenos y embragues que controlan los movimientos de los distintos elementos de los engranajes. La ventaja fundamental de los engranajes planetarios frente a los engranajes utilizados por las cajas de cambio manuales es que su forma es mas compacta y permiten un reparto de par en distintos puntos a travs de los satlites, pudiendo transmitir pares mas elevado.


Caja de Cambios y Embrague 109FUNCIONAMIENTO DE ENGANAJES PLANETARIOS EN CAJAS AUTOMTICAS


RelacinCoronaPlanetaPortasatlitesDesmultiplicacin1FijaSalida de fuerzaImpulsinGrande2Salida de fuerzaFijoImpulsinMenor3FijaFijoSalida de fuerzaSin desmultiplicacin4ImpulsinSalida de fuerzaFijoInversin de giroSe frena Corona Se frena Planeta Se unen dos Componentes Se frena PortasatlitesCaja de Cambios y Embrague 110CAJA DE CAMBIOS HYDRA-MATIC

Esta caja cuenta con cuatro velocidades y marcha atrs, esta formada por un convertidor de par hidrulico y tres trenes de engranajes planetarios que comunican movimiento del motor al rbol de transmisin de forma automtica y progresiva segn la velocidad del vehculo.


Caja de Cambios y Embrague 111CAJA DE CAMBIOS HYDRA-MATIC


Conjunto reguladorPlato regulador almenado de bloqueoEmbrague de una vaFreno de banda anteriorEmbrague anteriorEmbrague posterior y toma directaFreno de cinta posteriorConvertidor de parBomba hidrulicaServo del freno de cinta posteriorCaja comandada (vlvulas limitadoras de presin, electrovlvula de modulacin, vlvula manual, vlvula de progresividad, vlvulas de secuencia, vlvula de corte) Membrana de presin Servo del freno anteriorCaja de Cambios y Embrague 112ESQUEMA INTERNO DE LA CAJA DE CAMBIOS HYDRA-MATIC


Caja de Cambios y Embrague 113PRIMERA MARCHA

Los mecanismos de mando hidrulico de la caja de cambios accionan los frenos F1 y F2 dejando libres los embragues E1 y E2, con lo que el giro que llega del volante de inercia 4 a la corona C1 del primer tren de engranajes se transmite a los satlites B1, que son arrastrados por ella al estar el planeta A1 bloqueado. El movimiento de estos satlites se transmite a la bomba P del embrague hidrulico, que arrastra a la turbina T, comunicando su giro al planeta A2 del segundo tren de engranajes. El giro del planeta A2 se transmite a los satlites B2 que giran desplazndose sobre la corona E2 al estar frenada. El movimiento de los satlites B2 se transmite al rbol de transmisin 3, obtenindose una reduccin de movimiento a travs I y II.


Caja de Cambios y Embrague 114SEGUNDA MARCHA

Al llegar a una determinada velocidad, el mecanismo de mando hidrulico acciona automticamente el embrague E1 y el freno F2, dejando libres F1 y E2, con lo cual el giro transmitido por el volante 4 a la corona C1 se transmite integro a la bomba del embrague P por estar enclavados A1 y B1 a travs del embrague E1. La bomba, en este caso, se mueve a la misma velocidad que el motor, arrastrando a la turbina T que da movimiento al planeta A2 sin reduccin alguna. El giro de este planetario A2 mueve a los satlites B2, que como en el caso anterior, al estar frenada la corona C2, ruedan sobre ella comunicando el movimiento al rbol de transmisin de salida 3. La reduccin de velocidad en este caso slo se efecta a travs del tren de engranajes II.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 115TERCERA MARCHA

A la velocidad correspondiente para que entre tercera, el mecanismo de mando hidrulico acciona el freno F y el embrague E2, dejando libres F2 y E1. El giro del rbol motor 1, a travs de la corona C1, se transmite a los satlites B1, por estar el planeta A1 frenado y a su vez, a la corona C2 por la accin del embrague E2. El movimiento de los satlites B1 se transmite a la bomba P del embrague hidrulico, que arrastra a la turbina T dando movimiento al planeta A2. Al girar el planeta y la corona del tren II a la misma velocidad, se enclava el segundo tren de engranajes y sus satlites B2 se desplazan a igual velocidad que el conjunto, comunicando su movimiento al rbol de salida de transmisin 3. La reduccin se efecta en el primer tren de engranajes.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 116CUARTA MARCHA

Con el vehculo circulando a la velocidad correspondiente para que entre la cuarta velocidad, los mecanismos de mando hidrulicos accionan los embragues E1 y E2 dejando libres los frenos F1 y F2. El giro motor que llega a la corona C1 se transmite integro a la bomba M, por estar enclavadas A1 y B1 por el embrague E1. Este giro motor se transmite a su vez integro a la corona C2 del segundo tren de engranajes II por la accin del embrague E2 y como el movimiento de la bomba P se transmite integro a travs de la turbina T al planetario A2, se produce el enclavamiento del segundo tren que arrastra a los satlites B2 y al rbol de salida 3 en la caja de cambios a la misma velocidad del motor sin reduccin alguna. Por lo tanto no hay reduccin.


Caja de Cambios y Embrague 117REVERSA

Al accionar la palanca de cambios en posicin de reversa, se enclava mecnicamente la corona C3 accionndose a su vez el freno F1 y quedando libres F2, E1 y E2. En esta posicin, el giro del motor 1, a travs de la corona C1, se transmite a los satlites B1 y a la bomba del embrague hidrulico P, arrastrando a la turbina T que da movimiento A2. El movimiento del planeta A2 hace girar a los satlites B2 que arrastran a la corona C2 en sentido contrario y est, a su vez, al planeta A3, que hace rodar los satlites B3 sobre la corona C3, que esta enclavada, en sentido contrario al giro motor. Como los satlites B2 y B3 van unidos al rbol de transmisin, comunican el movimiento al mismo, con la reduccin correspondiente a los trenes I y II, pero en marcha atrs.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 118SISTEMAS DE MANDO PARA EL CAMBIO AUTOMTICO

El freno de banda: consiste en una cinta que rodea un tambor metlico. Este tambor puede estar fijado al pin planeta o puede ser la superficie exterior de la corona de engrane interior. Cuando la cinta de freno esta aplicada, queda inmovilizado el pin planeta y el engranaje epicicloidal acta como un reductor de velocidad. La corona interior estar girando, pues esta montada sobre el eje de entrada. Esta disposicin hacen que giren los piones satlites, a la vez que circunden el pin planeta, arrastrando consigo al portasatlites, el cual girar animado de una velocidad de rotacin inferior a la de la corona interior.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 119MECANISMOS DE BLOQUEOS INSTALADOS EN EL ENGRANAJE PLANETARIO


Caja de Cambios y Embrague 120TRANSMISIN DE CAMBIO VARIABLE AUTOMTICO CTV

El variador continuo para la transmisin es muy utilizado en los ciclomotores. Tambin se esta empezando a utilizar en los automviles desde los aos 60, aunque no ha tenido mucho xito hasta ahora. En teora, las cajas de cambio de variacin continua son la transmisin ideal, ya que varan la relacin de velocidades continuamente, por lo que se puede de decir que es una transmisin automtica con un numero infinito de relaciones. Esta caracterstica permite moverse en la curva de potencia mxima, algo imposible con las cajas automtica o manuales, en las que se produce un escalonamiento o salto entre las diferentes velocidades.


Caja de Cambios y Embrague 121FUNCIONAMIENTO BSICO DE UN VARIADOR CONTINUO


Caja de Cambios y Embrague 122APLICACIN DE UN VARIADOR CONTINUO A UN VEHICULO

Al principio este tipo de cambio se utilizaba en automviles de baja cilindrada, ya que la cadena solo resista los esfuerzos producidos por motores de bajo par. En la actualidad se han conseguido cadenas o correas mas resistentes, que soportan mejor los valores de par de los automviles de alta cilindrada.


Caja de Cambios y Embrague 123CAJA DE CAMBIOS SECUENCIAL

Se denomina cambio secuencial el que permite al conductor seleccionar las marchas con golpes de palanca o incluso botones, es decir, movimientos de la palanca hacia un lado, suben o bajan de marcha y viceversa. Estos sistemas suelen ser la opcin manual de cambios automticos con convertidor o incluso se ofrecen cajas manuales de embrague pilotado.Dinmica del Automvil

Caja de Cambios y Embrague 124TIPOS DE CAMBIO SECUENCIAL

Tiptronic y Septronic

SMG

F1

Multitronic


Caja de Cambios y Embrague 125TIPTRONIC Y SEPTRONIC

Estos tipos de cambios incluyen diversos componentes elctricos y mecnicos, controlados por una unidad de mando electrnica la cual procesa las seales de sensores de variables como rpm del motor, temperatura del mismo y solicitud de reduccin de par entre otras. La unidad de mando hidrulica contiene vlvulas magnticas y electrovlvulas encargadas de engranar las marchas. El rasgo caracterstico de estos sistemas es el uso de un convertidor intermedio el cual compensa la diferencia de revoluciones que se produce entre la entrada y salida del convertidor de par sobre todo a altas revolucionesDinmica del Automvil


SMG

Es un tipo de caja semi-automtica, que utiliza un embrague controlado por un sistema electrnico e hidrulico, a diferencia de las cajas manuales clsicas en los que el conductor acciona el embrague. Para cambiar de marcha, el conductor selecciona la velocidad deseada con una palanca de cambios. Algunas transmisiones SMG cambian automticamente de marcha en los puntos adecuados como una transmisin automtica, mientras que otros requieren al conductor seleccionar manualmente la marcha. Estos sistemas a diferencia de las transmisiones automticas convencionales, emplean embragues de friccin en lugar del convertidor de par hidrulico lo que cambia la sensacin de conduccin

Caja de Cambios y Embrague 127F1

Se basa en un embrague pilotado. Una unidad de potencia electrohidrulica acciona tanto el embrague como el selector de cambio y el conductor slo debe pulsar dos accionamientos anclados a la columna de direccin: la de la izquierda para bajar marchas y la de la derecha para subirlas. Sus principales ventajas son que no hay que dejar de acelerar y no hace falta soltar las manos del volante.


Caja de Cambios y Embrague 128MULTITRONIC

El Multitronic es un cambio de variador continuo desarrollado por Audi y que no slo supera al Triptnic sino que tambin es superior en todo a uno manual: ms rpido, ms suave, proporciona ms prestaciones y reduce el consumo. Este cambio es una evolucin del variador continuo, con una serie de modificaciones. Su funcionamiento puede ser totalmente automtico, o bien secuencial con seis relaciones fijas. Las variaciones externas respecto al Triptonic consiste en que se cambia la correa por una cadena (formada por eslabones y pasadores) y el convertidor hidrulico por un embrague multidisco.


Caja de Cambios y Embrague 129MULTITRONIC


diapositivas cajas y embragues

Documents