domingo, 4 de diciembre de 2011

FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSMISION MANUAL

Que es una caja de cambios?, Como funciona una caja de cambios?
Es posible  que usted sea una de esas personas que le molestan las transmisiones automaticas;  y se sienten mas a gusto haciendo los cambios manualmente; pero; realmente usted sabe; como trabaja una caja de cambios manual?

La caja de cambios esta formada por engranes de diferente tamaño
Cuando usted mueve la palanca para hacer un cambio, esta deslizando un sincronizador de un engrane pequeño a uno mas grande o viciversa y de esto depende el desplazamiento del vehiculo.
La razon por la que usted necesita hacer cambios es la siguiente:
Cuando usted enciende el motor , este empieza a dar vueltas, manteniendo estable la cantidad de revoluciones, cuando usted lo acelera las revoluciones aumentan, y el motor se siente con mas fuerza, pero el problema radica en que si usted mantiene trabajando el motor en altas revoluciones, este calentara, gastara mas combustible y la vida util del motor no pasaria de unas cuantas horas.
La caja de cambios sirve para administrar las revoluciones del motor y darle mayor desplazamiento al vehiculo, para esto se vale de sincronizadores; y engranes.
Lo importante en el manejo de un auto con caja de cambios manual; esta en saber en que momento hacer el cambio;

La mayoria de autos regulares traen ensamblado un tachometro en el tablero; este sirve para indicar cuantas revoluciones tiene el motor, y la idea  es; que a un motor se le debe evitar el funcionamiento por encima de las 3000 RPM.
Para evitar esto; es que esta la caja de cambios.; de esta manera, los engranes posecionados dentro de la caja, se conectaran cuando usted hace el cambio, y asi el motor con las mismas RPM hara que el vehiculo tenga un mayor desplazamiento..

Recordemos, que un motor, cuando asimila la aceleracion, adquiere mas revoluciones; y esto le da mas fuerza.
Utilizamos el termino asimilar para describir lo siguiente :
Si aceleramos, y el vehiculo no puede moverse debido a que tiene trabado el freno de mano o algo en su camino le impide moverse; el motor no podra asimilar y quemar la mezcla de combustible, y en consecuencia se ahogara, y apagara.
Con este ejemplo pretendemos describir el hecho de que, un motor debe mantener sus revoluciones , por encima de las necesidades del vehiculo.
Lo mencionado en el parrafo anterior, pretende dar la idea, de: que si el motor trasladara sus revoluciones, directamente a las ruedas que ejercen la traccion, el acople seria tan brusco que el motor se ahogaria.[se apaga el motor]
Es, este el motivo, o la razon por la que se hace necesaria la instalacion de una caja de velocidades, la cual sirve para administrar las revoluciones del motor .
La rueda volante (flywheel), pertenece al motor; en ella se acopla el disco de embrague, y prensa.
El disco de embrague (clutch), y prensa, sirven  para dar suavidad, o amortiguar el acople del motor con la caja de velocidades
Aclarado lo anterior, podemos incursionar en el tema que nos ocupa en esta pagina.
La diferencia, entre una caja de velocidades usada en un vehiculo con traccion trasera, y uno con traccion delantera;  consiste,  en que la caja de velocidades, que se usa para traccion delantera,  trae integrado el diferencial.

Porque debe hacerce cambios?
Como ya lo mencionamos; cuando el vehiculo esta parado, ocupa fuerza para iniciar su movimiento; pero ya encarrerado; la fuerza requerida es relativa a las condiciones del camino; que por lo regular se refiere a la velocidad.
Una caja de velocidades, es un conjunto de engranes con movimientos sincronizados; los mismos; que seleccionamos al mover la palanca de cambios
La diferencia de fuerza a velocidad con las mismas rpm; son consecuencia del acople de dos engranes del mismo o diferente tamanio.
Veamos las siguientes graficas:


            El efecto de una palanca , permite que una fuerza pequeña, cuando se mueve sobre una distancia grande, levante un mayor peso, en una distancia menor.
Los engranes realizan la funcion  de una serie de palancas.
Lo que quiere decir que un engrane pequeño, hace girar aunque mas lentamente, a un engrane mas grande, o sea que  la torsion se multiplica, pero reduce la velocidad original


            Aqui podemos, ver dos engranes de dientes rectos, este tipo de engranes cortados paralelamente a su eje de rotacion, son ruidosos, y se necesita menos potencia para hacerlos girar en comparacion a los engranes helicoidales


          
  Los engranes helicoidales , tienen dientes curvos cortados en angulo con respecto a su eje de rotacion, su curva se asemeja  a la rosca de un tornillo, la superficie de contacto, entre los dientes es mayor que en los engranes de dientes rectos. Con este tipo de engranes , la potencia se transmite mas suave y silenciosa



                                                           A que se llama Sincronizacion ?
Se conoce como sincronizacion al hecho, de que un engrane activado, se conecte a otro que esta desactivado, logrando con esto, que las revoluciones del primero,se transfieran al segundo, formandose  como si fuera una sola pieza.
Una caja de velocidades manual esta compuesta de  engranes  de diferente tamaño..
Todos estos engranes estan colocados de tal forma, que cuando usted mueve la palanca de cambios, esta seleccionando el engrane que desea activar, lo que quiere decir que para que un engrane mueva a otro, primero deben acoplarse; a este acoplamiento se le llama  cambio  de velocidad.
Para que un engrane se acople en posicion de trabajo, se sirve de un collar.
El collar tiene la funcion de unir o conectar dos engranes, de esta manera transfiere la rotacion de un engrane a otro.
Al momento de hacer el cambio, el collar se mueve a una posicion neutral .
Por lo regular el collar tiene tres posiciones : [ CAMBIO -NEUTRO- CAMBIO].
Lo que quiere decir, que al momento de hacer un cambio, el collar de desacopla de una posicion y pasa a otra.
Una caja de 4 velocidades  manual tipicamente lleva 2 collares de acople:
Uno Para primera y segunda, y otro para tercera y cuarta;
El cambio de reversa o retroceso, se efectua deslizando un engrane de giro libre o loco; el cual se acomoda entre dos engranes; transmitiendo rotacion de uno a otro.



Los collares se complementan con los anillos sincronizadores.
Los anillos soncronizadores son los encargados de guiar el deslizamiento del collar, para conseguir un acople correcto.
Esta funcion de guiar al collar, hace que estos anillos sufran desgaste en sus dientes, formandose baba, lo cual impide o hace dificil el acople del collar..
De alli, que en muchos casos, al no haber un buen acople, la rotacion expulse el collar [cambio], hacia la posicion neutral
Por eso; es importante tener un motor bien afinado;y  sistema de embrague en buenas condiciones.[lubricacion a tiempo] asi evitara los cambios bruscos que originan el problema.
En esto tambien influyen los habitos de manejo.


En estas figuras, podemos ver el momento, en que el collar sincronizador,esta acoplandose, es necesario que el acople sea en un 100%, de lo contrario el collar puede desacoplarce, y en consecuencia el cambio seria expulsado,y la transmision quedarse en neutro.
La parte oscura , es una sola pieza; de lo que se trata , es de que el collar cubra totalmente, el anillo sincronizador y los dientes rectos de esta parte, hasta topar con el engrane de dientes helicoidales.
            Aclaremos : Una transmision de cuatro velocidades, lleva 2 collares sincronizadores.        


Los dos collares y su conjunto interno, estan instalados en la flecha de salida, y se pueden deslizar para ambos lados,
Los engranes de 1ra, 2da,y 3ra, giran inducidos por los engranes del tren fijo; pero este giro no es transmitido a la flecha de salida, hasta que uno de los collares sincronizadores acople uno de estos engranes


NEUTRAL
Los engranes de color cafe, reciben las revoluciones del motor.y estan fijos en su flecha, lo que quiere decir, que la flecha mostrada en la parte baja y que consta de 5 engranes [contraflecha], es una sola pieza.
            El motor Transmite las vueltas a la flecha de mando; este a su vez las transmite a la contraflecha. [la contraflecha es una sola pieza, solida, los engranes estan fijos]
Los engranes en color gris estan instalados en la flecha de salida, giran libres y pueden ser removidos.
Estos engranes son los que se desplazan para acoplarse en posicion de trabajo, cuando uno mueve la palanca de  cambios.
En consecuencia, en neutral, no se transmite potencia, debido a que todos los engranes (gris) estan desacoplados girando libremente en la flecha de salida.

transma5.jpg (6669 bytes)



           
PRIMERA
Cuando; ponemos la primera velocidad, El collar sincronizador se desplaza en la flecha de salida y se acopla con el engrane de primera fijandolo, a la flecha para que transmita las revoluciones que recibe del pequeño engrane.
La flecha de salida da una vuelta o giro por cada tres que recibe de la contraflecha  En consecuencia la torsion o fuerza es maxima, pero el desplazamiento del vehiculo es de baja velocidad. La relacion de giro promedio es de 3 a 1.


           

SEGUNDA
Cuando se hace el cambio a segunda, la horquilla, desliza o separa el collar del engrane de primera y lo acopla en el  engrane correspondiente a segunda.
Este engrane es mas pequeño , a la vez que el engrane de la contraflecha es mas grande.que el de primera.
En consecuencia la torsion o fuerza es menor que en primera, pero el vehiculo puede desplazarse a mayor velocidad.La relacion de giro promedio es de 2 a 1.



           
TERCERA
En tercera, el collar que acopla los engranes de primera o segunda velocidad se desacopla, y el collar delantero se acopla en el engrane de tercera...
..este engrane es mas pequeño, y el engrane de la contraflecha  es mas grande que el de segunda.
En consecuencia, la torsion o fuerza es menor, pero el desplazamiento del vehiculo es mayor.La relacion de giro promedio es de 1.5  a 1.
           

CUARTA
A este cambio se le conoce como directa, debido, a que el collar deja libre el engrane de tercera, y se acopla o conecta directamente a la flecha de mando,
 haciendolas girar como si fueran una sola flecha, lo que quiere decir que la relacion de giro, es de 1 a 1.
           

REVERSA [RETROCESO]
Para el cambio de reversa, los collares se desacoplan, y el pequeño engrane de dientes rectos, al cual se le conoce como engrane loco, se acopla al engrane grande de dientes rectos.
Ponga atencion a que el pequeño engrane debido a su posicion intermedia, invierte la rotacion del engrane grande, logrando con esto que el vehiculo retroceda.
En este caso observemos que el engrane grande de dientes rectos se mantiene separado del engrane pequeño del tren fijo; por esta razon el pequeño engrane loco, se coloca entre los dos, recibe el giro de la contraflecha, y como consecuencia invierte la rotacion del engrane grande.
El mentado engrane loco, no tiene giro o rotacion definida, esta libre en un eje; este eje lo empuja para colocarlo entre los dos engranes.



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