Mecanismos Esenciales de la Transmisión: Embragues, Convertidores de Par y Cajas de Velocidades
Componentes y Mecanismos de la Transmisión
Cerrojos y Fiadores
Los Cerrojos son mecanismos que impiden la introducción de dos velocidades simultáneamente. Sus principales tipos son:
- Alineación de los ejes (o-o-o).
- Disposición triangular de los ejes.
- Enclavamiento por disco.
Los Fiadores son bolas que dejan la marcha enclavada.
Tipos de Cajas de Velocidades
Si los ejes se disponen longitudinalmente, se utilizan cajas denominadas de tres ejes. Si su posición es transversal, el tipo es de dos ejes.
Mandos de Selección y Sincronizadores
Mandos de Selección
Los tipos de mandos de selección incluyen: por barras (varillas), por cables, eléctricos (selector de marchas eléctrico), Sensodrive, y electrohidráulicos.
Sincronizadores
Los tipos de sincronizadores más comunes son: Borg Warner, New Process y Porsche.
Tipos de Embragues y Componentes
Clasificación General de Embragues
Los embragues se clasifican en:
- Fricción: Seco (disco y cono), bidisco, o bañado en aceite.
- Hidráulico: Incluye el embrague hidráulico simple y el convertidor de par.
- Electromagnético.
Elementos del Embrague de Fricción
Los elementos principales del embrague de fricción son: el volante de inercia, el disco de embrague, el collarín, el plato de presión y la maza de embrague.
Disco de Embrague
Está constituido por dos piezas: una exterior donde se encuentran los forros, y otra que forma parte del mandril en el que se engrana el primario de la caja de cambios. La unión entre estas dos piezas se efectúa mediante muelles que consiguen absorber las brusquedades que aparecen en el disco durante el acoplamiento y la transmisión (mecanismo de progresión).
Maza de Embrague
Está constituida por un plato metálico de acero (plato de presión) unido a la carcasa mediante un dispositivo elástico (diafragma) que lo oprime contra el disco de embrague.
Collarín
Es la pieza que oprime el centro del diafragma, consiguiendo despegar el plato de presión y desembragar el vehículo. Es accionado por una palanca denominada horquilla.
Accionamientos del Embrague
Los accionamientos pueden ser: por cable, hidráulico, electrohidráulico o electromecánico.
Sistemas de Acoplamiento Automático
Embrague Hidráulico
El embrague hidráulico es un dispositivo automático que permite el acoplamiento del motor con la caja de velocidades sin que el conductor o la conductora realicen acción alguna sobre él. Está constituido por una bomba, unida al volante de inercia del motor, y una turbina, conectada al eje primario de la caja de cambios. Los dos elementos se encuentran encerrados en una carcasa que está interiormente llena de aceite.
Al girar el motor térmico, los álabes de la bomba impulsan el aceite contra los de la turbina. A régimen de ralentí, la energía transmitida no es suficiente para hacer girar la turbina y desplazar el vehículo. Al aumentar el régimen del motor, también aumenta la velocidad del fluido, que podrá poner en movimiento a la turbina, transfiriendo su movimiento al cambio de velocidades.
La diferencia de revoluciones entre la bomba y la turbina se denomina resbalamiento. Este resbalamiento será máximo a régimen de ralentí, e irá disminuyendo a medida que la turbina tienda a igualar las revoluciones de la bomba, pero en ningún caso las igualará totalmente, ya que la circulación de fluido se interrumpiría y dejaría de transmitir par.
Convertidor de Par
El convertidor de par es una evolución del embrague hidráulico. Su mejora se basa en la introducción de un reactor entre la bomba y la turbina.
La rueda de la bomba está accionada directamente por el motor, mientras que la turbina acciona el eje primario de la caja de velocidades. El reactor tiene un funcionamiento de rueda libre y está apoyado en un árbol hueco unido a la carcasa de la caja de cambios. Tanto la bomba como la turbina y el reactor tienen álabes curvados que se encargan de conducir el aceite de forma adecuada.
Funcionamiento del Reactor
Al girar la bomba accionada directamente por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina. A la salida de esta, el aceite tropieza con los álabes del reactor, que tienen una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina. Esta corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina.
Como el reactor no puede realizar ese giro (ya que está retenido por la rueda libre), el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba. De esta forma, mientras exista diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina, el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en la bomba.
Cuando las velocidades de giro de la turbina y el impulsor se igualan, el reactor gira en su mismo sentido sin producirse ningún empuje adicional, de forma que la transmisión de par no se ve aumentada, comportándose el convertidor como un embrague hidráulico convencional. A esta situación se le llama punto de embrague.