guia estudiante transmisiones manuales

Principios de Transmisión Manual – 7B0108

Centro de Entrenamiento Técnico - GM

Guía de Estudio

Principios de Transmisión Manual 7B0108



DESCRIPCIÓN DE CURSO................................................................................................2

EN CASO DE EMERGENCIA………………………..…………………..………………...…….3

INTRODUCCIÓN..……………………………...……………………………………………...…..4

Transmisión.……………………………………………………………...…………………………5

Embrague ...........................................................................................................................7

Caja de Cambios..……………………………………………………………..…………….……15

Sincronización …………………………………………………………………………………….18

Componentes……………………………………………………………………………………...20

Transmisión Automatica………………………………………………………….………………27

ÍNDICE

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OBJETIVO DEL CURSO

Al finalizar el curso el estudiante estera en capacidad de identificar, comprobar y aplicar los conocimientos básicos de las transmisiones mecánicas y automáticas

DESCRIPCIÓN DEL CURSO

Por medio de ejercicios prácticos el estudiante comprobara los conocimientos adquiridos y retroalimentara la clase para mejor entendimiento de los temas y manejo de términos técnicos.

CONTENIDO

Transmisión.EmbragueCaja de CambiosSincronizaciónComponentesTransmisión Automática

MATERIAL DEL PARTICIPANTE

El participante inicialmente tendrá para su uso personal una cartilla para trabajar según el desarrollo del entrenamiento.

Al terminar el curso se le hará entrega de un CD con la presentación del curso con memorias y las nuevas actualizaciones que se encuentren a la fecha del curso.

DURACIÓN DEL CURSO

Tendrá una duración de 8 horas diarias en 2 días para un total de 16 horas.

DESCRIPCIÓN DE CURSO

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EN CASO DE EMERGENCIA

En caso de emergencia o una situación de peligro, en que se tenga que abandonar las instalaciones en las que se está dictando el entrenamiento, oriente de la siguiente manera a los participantes siguiendo las recomendaciones e instrucciones:

1. Desconecte maquinaria o equipos eléctricos.2. Cierre cualquier fuente de alimentación de combustible. 3. Mantenga las herramientas y objetos apartados de las salidas que se irán a utilizar.4. Retírese de forma rápida y ordenada.5. Siga las direcciones indicadas.6. Mantenga la calma y tranquilice a las personas en capacitación.7. No retorne a las instalaciones hasta que las mismas estén seguras.8. No permanezca cerca del área del incidente.9. Mantenga la disciplina en el área de seguridad.10. Al momento de abandonar las instalaciones recuerde a los participantes.

• No correr • No empujar • No gritar • Mantener la calma• Evite las personas dramáticas y mantenga la calma.

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INTRODUCCIÓN

No es fácil reducir a los términos limitados de un texto breve de divulgación o de una conferencia de corta duración un tema tan amplio como el que se nos ocupa. Por otra parte, el camión ha llegado ha ser en nuestros tiempos un artefacto tan habitual y necesario que probablemente algunos de ustedes conocen, con mas o menos profundidad, sus partes componentes y la función de cada uno de ellas.

Debe, por lo tanto considerarse este trabajo como una recopilación de ideas y conceptos, resumiendo lo que es básico en este producto. No se debe pensar que con estas paginas se van a formar técnicos especializados, pero si, con la colaboración de ustedes, de sus preguntas y de su opinión personal quedara en la mente de cada uno una visión clara y concisa, aunque superficial, de lo que se un automóvil y de la operación de sus sistemas y componentes.

Evidentemente, cada uno de los puntos que se van a tratar es susceptible de extensas ampliaciones. El CET queda a disposición para permitirles los textos adecuados o para aclarar cualquier duda que el rápido desarrollo del tema pueda dejar.



TRANSMISIÓNLa expresión Transmisión es un nombre colectivo que comprende al embrague, la caja de cambios, el árbol de transmisión y el eje trasero. Estos componentes tienen la finalidad de transmitir la fuerza del motor a las ruedas motrices. Cuando el motor como la transmisión se describen como una única unidad, se habla del sistema de Transmisión.

El propósito del embrague (2) es desacoplar la fuerza de motor (1) del resto de la transmisión. Proporciona al conductor la posibilidad de poner en marcha el motor y detener el vehiculo sin que este acoplada la transmisión. La caja de cambios (3) realiza las conversiones que requiere la fuerza transmitida desde el motor a las ruedas motrices, con la ayuda de diversas relaciones de fuerza que varían desde la marcha inferior (que proporciona un gran esfuerzo y baja velocidad) hasta la marcha superior (que proporciona un bajo esfuerzo y alta velocidad).

1. Motor2. Embrague3. Caja de cambios4. Árbol de transmisión5. Puente trasero6. Reducción de cubo

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El árbol de transmisión (4) transmite la fuerza de la caja de cambios al puente trasero.

El puente trasero (5) desvía la fuerza motriz de 90 grados mediante piñones helicoidales, y la conduce a las ruedas motrices. Se utilizan diferentes relaciones en el puente trasero para adaptar los vehículos a sus condiciones operacionales especificas.

La reducción del cubo (6) es una reducción adicional de la fuerza aplicada a las ruedas motrices. Se utilizan diferentes relaciones, a fin de reducir los esfuerzos en el resto de la transmisión.

Los componentes de la transmisión sufren grandes esfuerzos puesto que son ellos los que deben proporcionar al vehiculo una gran potencia de arranque y una elevada velocidad promedio. Por lo tanto, es inpresindible que se adapten perfectamente entre si.

R1000

SR 1900

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EMBRAGUELa finalidad de la transmisión, es transferir la fuerza del motor a las ruedas motrices. Sin embargo, hay ocasiones en que el motor debe funcionar sin afectar las ruedas motrices. Esto es necesario, cuando el vehiculo se debe detener o poner en marcha, como sucede frente a los semáforos o cuando el conductor debe cambiar de marcha. En casos como este la transmisión se debe desacoplar del motor.

El desacoplamiento entre el motor y la transmisión se logra mediante el embrague, y se denomina desembrague. Los distintos tipos de embragues se pueden dividir en dos categorías. EMBRAGUES HIDRÁULICOS Y EMBRAGUES MECÁNICOS.

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EMBRAGUE HIDRÁULICOEl embrague hidráulico transmite la fuerza del motor a la caja de cambios con la ayuda de un fluido hidráulico.

Consiste principalmente en dos impulsores denominados rotor de bomba (1) y rotor de turbina (2). Ambos rotores poseen alaves (3) que accionan sobre el fluido del embrague. Los rotores de la turbina y de la bomba están enfrentados y muy cercanos entre si.

Cuando el rotor de bomba – que esta instalado en el árbol de salida del motor -, comienza a girar, impulsa el fluido contra el rotor de la turbina .

Cuando el rotor de turbina - que esta conectado al eje primario de la caja de cambios – recibe el flujo dirigido del fluido, comienza a girar. Cuando se aumenta la velocidad del motor se incrementa la presión del rotor de turbina y el rotor se acelera. Es esta rotación del rotor de turbina la que transmite la fuerza del motor a la caja de cambios.

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EMBRAGUE MECÁNICOEl embrague mecánico consiste en un plato de empuje que presiona un disco contra el volante. Existen embragues de disco sencillo y doble.

Cuando el embrague posee dos discos, es decir es un embrague de disco doble, se coloca un plato de empuje intermedio (4) entre los discos.

PLATO DE EMPUJECuando el vehiculo esta funcionando, el plato de empuje (1) presiona firmemente los discos (2) contra el volante (3). El plato de empuje, que es un aro de acero resistente, se presiona contra mediante resortes en espiral o en diafragma. Cuando se oprime el pedal del embrague, el cojinete de desembrague libera la presion de los resortes sobre el plato de empuje, Se desacopla entonces el disco y deja de girar. En concecuensia, la caja de cambios no recibe mas la fuerza del motor y el vehiculo se detiene.

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DISCOSEl disco consiste en un plato de acero reciliente con forros de fibra remachados en ambos caras. Su finalidad es transmitir la fuerza motriz del motor a la caja de cambios mediante fricción. Los forros son de un material resistente al calor para asegurar que puedan soportar las grandes temperaturas que se generan cuando se utiliza el disco. Este ultimo se diseña de manera que exista algo de deslizamiento cuando engranan, a fin de lograr un arranque suave. En el cubo del disco existe un orificio con estrias en el que se acopla el eje primario de la caja de cambios. Hay varios resortes alrededor del centro del disco que amortiguan las vibraciones, etc., en el sistema de transmisión.

Cuando el disco gira, hace rotar a su ves el eje primario de la caja de cambios por lo que transmite fuerza a esta ultima.

Los camiones pesados, que necesitan un par de arranque mayor, cuentan por lo general con un engrane de doble disco.

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FUNCIONAMIENTO DEL EMBRAGUE MECÁNICO

El desembrague se realiza con el pedal del embrague (1), localizado en la chapa de pedales. Cuando se oprime el pedal del embrague se empuja una varilla en un cilindro hidráulico, el cilindro maestro (2), que esta lleno de fluido hidráulico.

Este fluido proviene de un deposito (A) ubicado sobre el pedal del embrague.

La varilla actúa sobre el pistón, que se comprime en el cilindro y desarrolla presión hidráulica. Esta presión se trasmite al cilindro de accionamiento (3) por medio de una tubería de acero y una manguera reforzada.

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CILINDRO DE ACCIONAMIENTO CON SERVO NEUMÁTICO

El cilindro de accionamiento, ubicado en el exterior de la caja de cambios, tiene la finalidad de convertir la presión del cilindro maestro en un movimiento mecánico. Esta función tiene lugar cuando la presión hidráulica llega a un vástago de pistón y una válvula de mando (4) del cilindro de accionamiento.

Cuando la presión hidráulica oprime la válvula guía, abre un pasaje para el aire comprimido hacia el cilindro de accionamiento. El aire comprimido impulsa hacia delante un pistón (5), que esta unido al vástago, arrastrando al vástago con el, y transmite el movimiento a una palanca (6).

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ENVOLVENTE DEL EMBRAGUELa finalidad de la envolvente del embrague, que se acopla al alojamiento del volante, es proteger sus componentes del agua y la suciedad, y comprende al mismo tiempo la sección delante de la caja de cambios.

PALANCA Y EJE DE DESEMBRAGUEEl movimiento del embrague se transmite de la palanca (1) al eje de desembrague (2).

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HORQUILLA Y COJINETE DE DESEMBRAGUELa horquilla de desembrague (1) mantiene en su posición el cojinete de desembrague (2) con la ayuda de dos garras que se deslizan en una ranura del sombrerete del cojinete de desembrague.

Este ultimo es un cojinete de rodillos. Su sección interna gira siempre son el plato de empuje, mientras que su sección externa, que esta en contacto con la horquilla de desembrague, no se mueve.

En un embrague de resortes de diafragma. El cojinete de desembrague libera la placa al tirar de los resortes. Para desembragar la placa de un embrague de resortes en espiral. El cojinete de desembrague presiona contra dichos resortes o palancas de embrague de la placa cuando se oprime el pedal correspondiente.

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CAJA DE CAMBIOSEl motor funciona mas eficaz y económicamente dentro de un margen limitado de revoluciones. Si el eje de salida del motor engranara directamente a las ruedas motrices del vehiculo la velocidad no variaría en mas de 6-8 Km./H, entre la velocidad de ralenti y la velocidad máxima. Las variaciones del esfuerzo, serian también muy pequeñas.

A fin de lograr una mayor variación del par y la velocidad, existen diversos engranajes de distintos tamaños que engranan entre si en una caja de cambios.

Hay dos tipos básicos de cajas de cambios:

CAJA DE CAMBIOS MANUAL Y CAJA DE CAMBIOS AUTOMÁTICA.

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CAJA DE CAMBIOS MANUALEl par del motor se transmite al eje primario de la caja de cambios, y de allí al contra eje intermediario. Desde el contra eje intermediario, la fuerza se transmite al eje principal y, por medio del eje secundario, al árbol de transmisión.

Debido al hecho de que el tamaño de los engranajes varían, la magnitud de la relación depende de que engranaje (1) este acoplado con el contraeje intermediario. Se utilizan dispositivos de sincronización (2) para adaptar las velocidades de los engranajes a la del eje primario. La cantidad de engranajes de una caja de cambios básica varían según su marca. La mayoría de los fabricantes de cajas de cambios utilizan tres u cuatro engranajes sincronizados. Mediante la conexión de diversos tipos de engranajes auxiliares, tales como un engranaje split o range, se multiplicaran las opciones de marchas.

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ENGRANAJESCuando los engranajes se acoplan, transmiten la fuerza de un eje a otro. Según la cantidad de dientes de los engranajes que están acoplados se obtiene una mayor o menor relación de desmultiplicación.

Si un engranaje pequeño conduce a otro grande, se logra un mayor par pero una menor velocidad. Si un engranaje grande conduce a uno pequeño se obtiene menor par pero mayor velocidad. Los engranajes de la caja de cambios son helicoidales, lo que significa que el engrane es mayor y el funcionamiento mas silencioso que en el caso de dientes rectos.

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SINCRONIZACIÓNLa finalidad de la sincronización es adaptar la velocidad entre el eje principal y los engranajes del eje principal que se activan cuando se selecciona una nueva marcha. Puesto que los engranajes del eje principal se desplazan libremente y engranan con sus engranajes correspondientes del contraeje intermediario. Existe una diferencia entre la velocidad del eje principal y la de los engranajes. La caja de cambios cuanta con determinada cantidad de unidades de sincronización. Esta cantidad puede variar según el tipo de caja.

La unidad de sincronización su compone de un manguito guía (1) que se concentra al eje principal mediante una unión estriada. El manguito de acoplamiento (2) engrana alrededor del manguito guía. Su finalidad, con ayuda de la unidad selectora es mover el manguito guía hacia el cono de sincronización (3) y conectarlo al anillo de acoplamiento (4). Este anillo engrana con el engranaje (5) y gira con el.

Cuando se acopla un engranaje, el cono se sincronización se aprieta entre el manguito guía y el anillo de acoplamiento mediante el manguito de acoplamiento. La fricción que produce el cono de sincronización adopta la velocidad entre el manguito guía y el cono de acoplamiento.

El engranaje se acopla entonces con el eje principal, por medio del manguito guía, y puede transmitir la fuerza del motor a las ruedas motrices por medio del eje secundario.

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PALANCA DE CAMBIOS Y SOPORTEEl conductor utiliza la palanca de cambios para acoplar el engranaje requerido. La palanca de cambios (1) se articula en su soporte (2) mediante una unión. El movimiento de selección de marcha se transmite desde la palanca de cambios a la caja de mandos de la caja de cambios con la ayuda de la varilla de cambios (3) y el brazo de mando (4).

COMPONENTES Y FUNCIONAMIENTO DE UNA CAJA DE CAMBIOS MANUAL

CAJA DE MANDOSEl brazo de mando se conecta al eje de mando lateral (1) de la caja de mandos que a su ves acciona la varilla de mandos de la caja de cambios.

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ALOJAMIENTO DE LA CAJA DE CAMBIOSLas cajas de cambios manuales mas grandes son de fundición de hierro y aluminio y constan de tres secciones: La envolvente del embrague (1), la caja básica (2) y la caja range (3)

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EJE PRIMARIOEl eje primario, que transmite el par del motor a la caja de cambios por medio del disco del embrague, se apoya con cojinetes de rodillos en la envolvente del embrague.

HORQUILLAS DE CAMBIOEn la caja de cambios básica, el movimiento del selector se transmite a las horquillas de cambio (2) por medio de las varillas de cambio (1). La finalidad de las horquillas de cambio es mover alternativamente los manguitos de acoplamiento del eje principal para acoplar los diferentes engranajes.

Las horquillas de cambio se monta con ayuda de los retenes de horquilla (3), y junto con la varilla de cambio se denomina unidad de cambio.

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EJE PRINCIPALAmbos extremos del eje principal se apoyan en cojinetes de rodillos. El extremo anterior esta alojado en el eje primario y el posterior en la pared posterior de la caja básica. Todos los engranajes se desplazan libremente sobre el eje principal mediante cojinetes de agujas y de rodillos

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CONTRAEJELa fuerza se transmite de los engranajes del eje primario a los del contraeje. El extremo anterior del contra eje se apoya en la envolvente del embrague y posterior en la pared posterior de la caja básica. Todos los engranajes del contraeje están presionados contra el eje y por lo tanto giran siempre a la misma velocidad.

EJE DE MARCHA ATRÁSEn el eje de marcha atrás funciona un engranaje de marcha atrás. Este engranaje tiene la finalidad de intervenir el sentido de rotación del eje principal y el eje secundario, y de esta manera permite que le vehiculo marche hacia atrás. El engranaje conductor engrana entre el engranaje de marcha atrás del eje principal y su correspondiente en el contraeje.

Cuando se acopla la marcha atrás, el engranaje de marcha atrás, con la ayuda del manguita de accionamiento, invierte el sentido de rotación del eje principal. El eje principal gira entonces en otro sentido y transmite la fuerza a las ruedas motrices por medio del eje secundario.

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BOMBA DE ACEITELas cajas de cambios mas grandes se lubrican mediante un sistema de lubricación a presión. Este sistema es accionado por una bomba de aceite que es independiente y que se encuentra detrás de la caja básica.

Un engrane se engrana con el contra eje que impulsa la bomba de aceite. El movimiento se transmite del engranaje de la bomba de aceite a la bomba por medio de un eje, montado en el eje de marcha atrás mediante dos cojinetes de rodillos.

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RECORRIDO DEL GIRO EN LA CAJA DE CAMBIOS MANUAL

Cuando se lleva la palanca de cambios a la posición de 5ta. Marcha, La horquilla de cambio (1) empuja el manguito de acoplamiento de la primera marcha y la unidad de sincronización (2) hacia adelante contra el engranaje de 1ª.(3) y lo bloquea en el eje principal. La fuerza del motor se transmite por medio del engranaje del eje primario (4) al contraeje (5). De allí la fuerza se continua trasmitiendo mediante el engranaje de contraeje (6) Al engranaje de 1ª (3) que esta bloqueada en el eje principal. Desde este eje la fuerza pasa al eje secundario y luego al eje de transmisión y al puente trasero.

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TRANSMISIÓN AUTOMÁTICA

La transmisión automática comprende un convertidor de par hidráulico (1), la bomba de aceite (2), los engranajes planetarios (4) y un conjunto de cuerpo de válvulas de mando (5).

El convertidor de par, actúa como un engranaje y permite el cambio gradual de los puntos de cambio prefijados en la caja de cambios.

Los planetarios, son las unidades que proporcionan los puntos de cambio preferidos en la transmisión. Los embragues guían los diversos engranajes del planetario, ya sea frenándolos o permitiendo que giren libremente. Se obtienen con esta función relación altas y bajas.

Los embragues activan también los diversos ejes de la transmisión. El conjunto del cuerpo de válvulas de mando, que se encuentra en el fondo de la caja de cambios tiene la finalidad de seleccionar el engranaje adecuado en forma automática. Suministra a si mismo, aceite a los diversos puntos de lubricación y el convertidor de par, los embragues y la transmisión. El conjunto del cuerpo de válvulas consiste en varias válvulas con diferentes propósitos.

El aceite de la transmisión automática es depurado por un filtro colocado en el deposito y otro localizado en el exterior de la transmisión. Ambos filtros contienen cartuchos de un papel filtrante especial. Cuando el convertidor de par y la transmisión están funcionando, una parte de la energía se convierte en calor, razón por la cual la transmisión esta equipada con un enfriador de aceite conectado al sistema de refrigeración del motor.

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FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSMISIÓNCuando el motor se pone en marcha, comienza a funcionar la bomba de aceite de la transmisión. El aceite se bombea por medio de una válvula de presión principal al convertidor de par, el conjunto de cuerpo de válvulas de mando y el primer embrague (A), que acopla la función del planetario (B) para la primera marcha. La presión de la válvula de presión principal se regula mediante un modulador influenciado por la posición del pedal del acelerador. Cuando el selector de marcha pasa a la posición de transmisión, se activa el embrague para funcionamiento hacia delante (C), y trasmite la fuerza motriz del eje de la turbina (D) al eje principal (E). Cuando se oprime el pedal del acelerador, la presión del convertidor de par aumenta y la fuerza del motor se trasmite a las ruedas motrices por medio de la transmisión.

El cambio de etapa siguiente no se realiza hasta que la velocidad del motor se incremente tanto que el modulador aumente la presión del aceite al conjunto del cuerpo de válvulas de mando. El incremento de la presión abre otras válvulas del conjunto de cuerpo de válvulas de mando y se activan los demás engranajes.

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FUNCIONAMIENTO DE LOS PLANETARIOS EN UNA TRANSMISIÓN AUTOMÁTICA

Los planetarios son la unidades que afectan los cambios en la transmisión. Un planetario cuanta con una determinada cantidad de satélites y una corona que engranan constantemente. Existe un planeta (1), en el centro rodeado por satélites (2). La corona (3) circunda los engranajes planetarios.

Los cambios se regulan frenando o permitiendo que giren libremente los diferentes satélites. El frenado se obtiene mediante los embragues, que consisten en discos de acero con superficies de fricción, similares a los del embrague mecánico.

Existe un pistón hidráulico para cada pila de discos, que se utiliza para comprimir los discos y acoplar el engranaje pertinente.

REDUCCIÓN MAYORLa corona se bloquea, el planeta actúa como eje primario y el reten del planetario como eje secundario.

REDUCCIÓN MENORSe bloquea el planeta, la corona actúa como eje primario y el reten del planetario como eje secundario.

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MARCHA DIRECTAEl reten del planetario se bloquea ya sea con respecto al planeta o a la corona. El planetario completo gira como una unidad.

MARCHA ATRÁSSe bloquea el reten del planetario, el planeta actúa como eje primario y la corona como eje secundario

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Este manual fue desarrollado en

27/04/2006 – Revisión 0

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