jai web Transmisión Automática, tipos y funcionamiento



 

 

 
Cambiar de velocidades es uno de los trabajos más molestos de conducir- hay que decidir a que régimen cambiar, pisar embrague, mover palanca, soltar embrague, muchas veces simultáneamente con los intermitentes, freno y demás mandos. La repetición intensiva de esta maniobra por ejemplo en tráfico urbano cansa mucho y estresa a los conductores menos hábiles. Para evitar está maniobra existen los cambios automáticos de velocidades.
Las Transmisiones automáticas se llevan utilizando habitualmente en coches americanos desde los años 40, utilizaban un convertidor de par y tenían 3 velocidades, con los grandes motores que utilizaban compensaban la pérdida de potencia por resbalamiento del convertidor, en el resto del mundo sobre todo en Europa no se utilizaban tanto motores grandes y este tipo de transmisiones fueron poco utilizadas.
Entre sus inconvenientes estaban su mayor consumo, lentitud de cambio y poca retención del motor al levantar el pie de acelerador lo que supone un mayor trabajo para los frenos y más averías.
Con el tiempo las transmisiones han evolucionado mucho y los usuarios cada vez demandan más comodidad y economía haciendo que se desarrollen otro tipo de transmisiones automáticas siendo cada vez más demandadas por la clientela.
Otro punto débil es la fiabilidad que aunque los fabricantes se esfuercen al máximo es inevitable que a más mecanismos y más complejos mayor riesgo de averías - la comodidad hay que pagarla.
Prácticamente ningún fabricante de automóviles diseña y fabrica cajas automáticas, son creadas y fabricadas en todo o gran parte por proveedores especializados, los principales son: ZF, Borg & Warner, Aisin, Getrag, Jatco, etc . Son realizadas y adaptadas en colaboración con los fabricantes.
Actualmente hay varios tipos de cajas automáticas diferentes en función de su capacidad de transmisión de par, costos de fabricación y eficacia.
Vamos a ver los tipos de transmisiones automáticas que existen actualmente y su funcionamiento básico. Los fabricantes emplean muchos nombres comerciales para denominar a sus transmisiones automáticas sin que ello implique unas características específicas pudiendo incluso con el mismo nombre comercial ser distintos tipos de caja en función del modelo.

 
 

CAJA  AUTOMÁTICA HIDRÁULICA DE CONVERTIDOR DE PAR
Es el sistema tradicional pero con las evoluciones en electrohidráulica ha mejorado mucho respecto a las cajas anteriores. Hoy se utilizan cajas de 6, 7, 8 y hasta 9 velocidades con unos tiempos de cambio de marcha muy rápidos una retención y una fiabilidad bastante mayor.
Es el sistema más adecuado para motores potentes con grandes valores de par porque los esfuerzos son transmitidos por varios elementos de friccción, es el más complejo y caro.
Un convertidor de par hidráulico hace la función de embrague, Consiste en una turbina unida al volante motor enfrentada a otra que transmite el movimiento a los árboles de la caja, están encapsuladas y bañadas de aceite, transmiten la potencia del motor de modo similar a 2 ventiladores enfrentados, si ponemos en marcha uno la corriente de aire hace girar al otro progresivamente hasta igualar las velocidades.
Al ser una unión viscosa hay un patinamiento y pérdida de potencia con mayor consumo, una menor aceleración y retención, estos inconvenientes están muy corregidos en las cajas modernas mediante varios dispositivos.

El movimiento se transmite por los árboles a uno o varios (dependiendo de las velocidades) trenes epicicloidales.
Un tren epicicloidal es un conjunto de engranajes que girán concéntricos entre sí dependiendo de los distintos giros de las piezas producen hasta 3 variaciones de multiplicación.
Para realizar los movimientos de los piñones del tren epicicloidal se acoplan, sueltan y frenan en distintas combinaciones un conjunto de frenos y embragues de un material similar al clásico llamado ferodo, todo el conjunto está bañado por el aceite de la caja.
De accionar todos los frenos y embragues se encarga un distribuidor hidráulico, que con la presión de aceite suministrada por una bomba a través de electroválvulas pilota todas las marchas.
Para activar las válvulas, regular las presiones, decidir cuando cambiar  y de todas las gestiones se encarga una centralita electrónica que con los datos recogidos por varios captadores de presiones, velocidades y temperaturas en distintos elementos de la caja, más otras informaciones suministradas por otros elementos como inyección, frenos, etc.
Actualmente la cantidad la cantidad de datos que recibe y emite y recibe una caja automática a través de la red CAN es muy grande.
El conductor tiene en la palanca de cambio varias opciones además de marcha adelante D, atrás R y parking P, suelen tener modos deportivo, para suelo deslizante, etc y selección manual de marcha en la misma palanca o en el volante. La posiciónc "P" Parking impone un bloqueo mecánico en la caja que aunque impide el movimiento del coche no debe emplearse como freno de estacionamiento.
La mayoría de los fabricantes preconizan unos periodos de mantenimiento principalmente cambios de aceite y filtros demasiado largos para la óptima conservación y rendimiento de la caja siendo aconsejable realizarlos con mayor frecuencia de la recomendada, algunos incluso no preconizan ningun mantenimiento. Un buen estado del aceite y filtros evita averías mucho más costosas que su sustitución periódica.
No se deben remolcar rodando vehículos con transmisión automática porque la caja trabaja sin presión de aceite y se pueden producir graves daños.

 

 

 

Caja automática de Audi Q7 con diferencial Torsen y reenvío para tracción total

 

 

CAJA  AUTOMÁTICA DE VARIADOR CONTINUO
El principio de funcionamiento es la variación de multiplicación realizada por la variación de 2 poleas de diámetro variable, conocido por usarse en los ciclomotores pequeños. Una cadena transmite el movimiento entre las poleas que cambian de diámetro y por ello de multiplicación en función de la necesidad de par.
Con varios trenes epicicloidales, unos piñones de multiplicación y la debida gestión electrohidráulica se consigue una variación infinita de relaciones en las distintas velocidades (normalmente 5 o 6) optimizando el consumo y las prestaciones. Suelen llevar embrague multisco en baño de aceite aunque las hay con convertidor hidráulico.
La principal característica es la suavidad al no haber saltos entre las marchas, recuerdese el anuncio de la Multitronic de Audi con el muñeco de Elvis.
Una de las principales marcas que construyen este tipo de cajas es la japonesa Jatco.
La función de embrague la pueden realizar con un convertidor hidráulico o embrague clásico de diafragma con accionamiento electrohidráulico.caja CVT
Son adecuadas para valores de par medios y este mecanismo es muy utilizado en coches híbridos.
Tienen también diferentes programas: Sport, económico, etc...
Son bastante complejas y aunque tienen menos desgaste que las automáticas convencionales también requieren mantenimiento.
Es recomendable realizar cambios de aceite con mayor frecuencia de la recomendada por los fabricantes y no se pueden remolcar vehículos rodando para evitar daños.


 

 

CAJA AUTOMÁTICA ROBOTIZADA
En una caja de cambios manual con embrague de disco clásico colocamos uno o varios mecanismos electrohidráulicos o eléctricos que accionen el embrague y el selector de marchas evitando todo el trabajo al conductor. Controlado por una centralita electónica que recibe información de varios captadores gestiona 2 actuadores tenemos un cambio automático.
Es el sistema más barato porque utiliza una caja clásica sin apenas modificaciones y le añade unos accionadores que más o menos complejos no implican el desarrollo de una caja completamente nueva.
Es un sistema derivado de la competición - es el principio usado en Formula 1- se utiza mucho en motores pequeños por la nula pérdida de potencia, también en furgonetas grandes de reparto por la comodidad en conducción urbana y también en algunos modelos deportivos de BMW por ejemplo.
Hay muchas diferencias de comportamiento entre el sistema del Renault Twingo Easy Shift y el BMW SMG y un fórmula 1 pero el principio y funcionamiento es el mismo. En las versiones utilitarias el cambio es lento y en los deportivos mucho más rápido.
Es un sistema desarrollado inicialmente por Magnetti Marelli, en base a un sistema electrohidráulico bastante complejo.
También los hay con unos actuadores que son motores eléctricos con potenciómetros de control, es el sistema más moderno.
Actualmente están perdiendo terreno en favor de las cajas de doble embrague que son más rápidas y suaves.
El nivel de fiabilidad varía en función del mecanismo - La caja es tan fiable como una caja manual y los sistemas hidráulicos más proclives a problemas que los elécticos más modernos.
El aceite de las cajas no necesita prácticamente sustitución (como en una caja manual), en los mecanismos hidráulicos es muy dificil su sustitución y no se preconiza mantenimiento, y los sistemas eléctricos no tienen ningún mantenimiento. El embrague al ser monodisco en seco tiene un desgaste pero su duración es mayor al optimizar el sistema el patinamiento mejor que lo harían muchos conductores.
El vehículo se puede remolcar rodando pero en caso de avería eléctrica puede ser imposible sacar la marcha metida.


 

CAJA AUTOMÁTICA DE DOBLE EMBRAGUE
Es el tipo más moderno de automatismo, se empezaron a usar hacia 2004, es básicamente una caja mecánica de 3 árboles con un conjunto de 2 embragues de accionamiento hidráulico o eléctrico, un embrague acopla las velocidades pares y otro las impares y un sistema electronico gestiona los embragues y la introducción de las marchas.
Es adecuado para valores de par medios y tiene buena rapidez de accionamiento y nula pérdida por patinamiento en aceleración y retención. Al tener menos elementos es más barato y fiable que un automático clásico con convertidor de par.
Siempre hay 2 velocidades engranadas y un embrague acoplado y otro desacoplado.
Los embragues pueden ser de 2 discos en seco accionados por un motor eléctrico o multidisco de mando electrohidráulico. La selección de las velocidades puede ser por motores eléctricos o accionamiento electrohidráulico.
A día de hoy suelen ser de 6 o 7 velocidades aunque hay desarrollos de hasta 9 velocidades.
De este tipo es el cambio DSG de Volkswagen. Hay varios fabricantes con este tipo de cajas y bastantes diferencias entre ellas en el accionamiento de embragues y la electrhidráulica de accionamiento.
La fiabilidad depende de los sistemas pero sin ser tan complejos como las cajas de convertidor de par tienen los suficientes mecanismos para dar problemas.
Es recomendable cambiar el aceite con frecuencia y en algunos casos obligatorio cambiar los filtros.
En general se pueden remolcar aunque hay sistemas en los que no es conveniente.


 
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