TRANSMISIONES CAJA DE CAMBIOS DE 3 EJES

LA CAJA DE CAMBIOS Un motor de un coche tipo medio necesita girar a 4000 r.p.m. Para conseguir una velocidad de 110 km/h. Sin embargo, las ruedas de tamaño medio solo necesitan girar a 1000 r.P.M para esa velocidad.

PAR DE REDUCCIÓN Se necesita un sistema que permita a las ruedas describir una vuelta por cada cuatro del motor. Esto se consigue acoplando a la salida de la transmisión un par cónico de reducción. La relación entre la velocidad de rotación del motor y al de las ruedas se llama desmultiplicación, y en este caso en 4:1.

SELECCIÓN DE MARCHAS La selección de una relación de cambio más corta : Aumentar la desmultiplicación, con el consiguiente aumento de par motriz o fuerza de propulsión. Al mover la palanca de cambio, se acoplan un par de piñones obteniéndose así la relación mas adecuada.

NUMERO DE MARCHAS Suelen existir 4 ó 5 velocidades, además de la marcha atrás y del punto muerto. Este último desconecta la caja de cambios del embrague.

DETERMINACIÓN DE RELACIONES La relación mas corta debe ser capaz de hacer arrancar el coche en cuesta a plena carga. Un coche pequeño 3,5:1 Todas las relaciones de cada marcha se multiplican por el grupo cónico. El mismo coche provisto de gran potencia, no necesita una primera velocidad tan corta. Cuanto más próximas son las relaciones más suave es el cambio. La quinta velocidad es la más larga, sus piñones suelen tener una relación próxima a 1, pero siendo superior.

PUNTO MUERTO Todos los piñones, excepto los tres de marcha atrás, están constantemente engranados. Los piñones dispuestos sobre el eje de salida giran locos sobre él. Los del tren intermedio están fijos a este mismo.

PRIMERA VELOCIDAD Al engranar una velocidad, el piñón correspondiente queda fijo al eje de salida y se produce la transmisión del par. La primera velocidad, que es la relación mas corta, se usa para conseguir un par de tracción máximo.

SEGUNDA VELOCIDAD La segunda velocidad, es algo más larga. Proporciona una amplificación de par más reducida.

TERCERA VELOCIDAD En esta velocidad la relación es aún más larga. La directa (centro) se consigue conectando directamente el eje de entrada al eje de salida. El par se transmite a través de la caja , sin necesidad de piñones.

CUARTA VELOCIDAD Las cajas de cambio cuya cuarta velocidad es directa, suelen montarse en automóviles de motor delantero y tracción trasera. La transmisión directa del par en cuarta hace que la pérdida por fricción sea despreciable.

MARCHA ATRÁS En la marcha atrás un tercer piñón, que gira loco, invierte el giro normal del eje de salida.

FIJACIÓN DEL CAMBIO El cambio requiere un sistema que permita el libre giro de los piñones que no intervienen en una relación. Todos los piñones correspondientes a uno de sus ejes están fijos, y los del otro eje giran locos hasta que se selecciona una determinada relación. La fijación de los piñones al eje se consigue mediante unos desplazables unidos al eje.

DESPLAZABLES Cada desplazable tiene: Una garganta en la que encaja una horquilla. Unida a una varilla deslizante, que presenta una muesca en uno de sus extremos. Todas estas varillas van unidas a la base de la caja de cambios, así pueden ser accionadas por esta.

VARILLAS SELECTORAS La varilla central sirve para engranar la primera y segunda velocidad La posterior engrana la tercera y cuarta. La delantera acciona el piñón loco de la marcha atrás.

MECANISMO DE SINCRONIZACIÓN Evita que los piñones metan ruido al seleccionar una relación determinada. Equivale a un embrague de fricción, cuando el desplazable es empujado hacia el piñón a engranar, una superficie cónica que este presenta delante del dentado del acoplamiento, se pone en contacto con el alojamiento cónico del cubo que acompaña al desplazable. La fricción entre ambas superficies cónicas iguala la velocidad del piñón loco con la del conjunto cubo – desplazable. El desplazable continua deslizándose sobre el cubo después de vencer el fijador de bola.

ICONVENIENTES DE SINCRONIZACIÓN Tiene el inconveniente de ser ruidoso en maniobras excesivamente rápidas, ya que puede vencerse el fijador antes de la sincronización. Esto se resuelve con un moderno sistema de interdicción que impide progresar al desplazable hasta que la sincronización no sea perfecta. Si las piezas no giran a la misma velocidad, la palanca de cambio se opondrá a los esfuerzos del conductor. Uno de los tipos mas corrientes, emplea un dentado similar al del piñón, que es el que realiza la interdicción.

SISTEMA DE INTERDICCIÓN Desplazable y piñón separados para mostrar el anillo de interdicción con su cono interior. Cuando ambos conos se acoplan, el anillo de interdicción gira ligeramente e impide el paso del desplazable. Cuando las velocidades están sincronizadas el anillo no tiende a girar, por lo que deja pasar el desplazable