1. Misiones de la caja de cambios
Las cajas de cambio realizan las siguientes funciones:
- Acoplar las velocidades y transmitir el par que recibe del embrague al siguiente órgano de transmisión (grupo reductor o árbol de transmisión) para poder circular con el vehículo.
- Realizar la marcha atrás en los desplazamientos que sea necesario.
- Permitir tener el motor arrancado y el vehículo parado en punto muerto (semáforos, paradas, etc.).
2. Relación de transmisión
La relación de transmisión (Rt) que se obtiene entre los ejes con ruedas dentadas engranadas depende del número de dientes de la rueda motriz o conductora (Z1) y del número de dientes de la rueda conducida (Z2). Por tanto:
Rt = Nº de dientes de la rueda conducida (Z2) / Nº de dientes de rueda conductora (Z1)
3. Ventajas e inconvenientes de los distintos tipos de rodamientos
| Tipo | Ventajas | Inconvenientes |
|---|---|---|
| Rodamientos de bolas (1 o 2 hileras) | Altas velocidades de giro. Soportan cargas medias radiales. | Soportan cargas axiales muy pequeñas. |
| Rodamientos de rodillos cilíndricos | Soportan grandes cargas radiales. | No permiten cargas axiales. |
| Rodamientos de agujas | Montaje con poca diferencia de diámetros entre ejes. Los ejes pueden hacer de pista. | Soportan grandes cargas radiales. No permiten cargas axiales. |
| Rodamientos de rodillos cónicos | Soportan grandes cargas axiales y radiales. | Requieren un reglaje de precarga en el montaje. |
4. Escalonamiento del cambio
- Las máximas prestaciones (alta potencia) se obtienen realizando el cambio a altas revoluciones.
- El momento ideal para un consumo reducido de combustible se encuentra en la zona de par máximo.
- Para conseguir potencia y un consumo optimizado, el cambio de velocidad debe realizarse a las rpm o velocidad (km/h) en las que se alcanza el par máximo.
5. Sensores y actuadores del cambio
- Conmutador de luces para la marcha atrás: Indica que el vehículo circula marcha atrás mediante una luz blanca. El circuito dispone de un interruptor que cierra el paso de corriente al engranar dicha velocidad. Puede situarse en el sistema de palancas o en la carcasa del cambio.
- Indicador de la velocidad en marcha: Trabajan según el principio Hall, captando el régimen de revoluciones desde el cambio o el diferencial. Una señal modulada en anchura de impulsos se transmite al procesador del cuadro de instrumentos para interpretar la velocidad.
6. Averías comunes: Causas y remedios
| Avería | Causa | Revisar o sustituir |
|---|---|---|
| Ruidos extraños | Holgura excesiva, rodamientos desgastados, sincronizadores deteriorados, falta de aceite. | Comprobar engranajes, rodamientos y nivel de aceite. |
| Rascan todas las velocidades | Embrague en mal estado o mal regulado. Dispositivo de selección defectuoso. | Revisar embrague y mecanismo de selección. |
| Rasca una velocidad | Sincronizador de dicha velocidad desgastado. | Cambiar el sincronizador. |
7. Despiece y funcionamiento del conjunto sincronizador
El conjunto sincronizador está formado por:
- Collarín desplazable: Movido por la horquilla de selección desde la palanca de cambios.
- Cubo dentado: Anclado al eje por un estriado, dispone de bolas fiadoras y muelles que fijan el collarín.
- Anillos sincronizadores: Situados entre el cono del piñón y el collarín. Al seleccionar una velocidad, el anillo roza con el cono de la rueda dentada, frenándola e igualando las velocidades de los ejes para un engranaje suave.
8. Características de las ruedas de dentado recto
- Circunferencia primitiva: Circunferencia imaginaria donde se efectúa la tangencia entre ruedas.
- Paso circular: Distancia entre un diente y un vano consecutivo. Debe ser igual en ambas ruedas para que engranen.
- Módulo: Relación entre el diámetro primitivo (mm) y el número de dientes.
9. Mecanismos de enclavamiento
Las varillas disponen de un dispositivo (generalmente bola y muelle fiador) que evita que las velocidades se salgan debido a las vibraciones.
10. Mecanismos de interbloqueo
Evitan que se engranen dos velocidades simultáneamente, lo cual rompería la caja. Los más comunes son:
- Interbloqueo con calas y bolas entre varillas.
- Interbloqueo tipo cerradura.
11. Caja reductora
Utilizada en vehículos 4×4 para terrenos difíciles. Su misión es reducir todas las velocidades de la caja manual (desmultiplicación entre 1.5 y 2 a 1). Puede emplear parejas de piñones o trenes epicicloidales.
12. Cajas para propulsión trasera o tracción total
El motor suele ir en posición longitudinal. El giro entra y sale en la misma dirección, requiriendo un eje intermediario. Incluye eje primario, eje intermediario (piñones fijos) y eje secundario (piñones locos y sincronizadores).
13. Cajas de cambios de dos árboles secundarios
Disponen de un árbol primario y dos secundarios de toma constante. La transmisión de par ocurre al actuar el sincronizador, enclavando el piñón que gira libremente. Solo transmite par el eje secundario de la velocidad engranada, mientras el otro gira en vacío.