Cómo Funcionan Las Marchas De Un Coche

Debido a que los usamos todos los días, el funcionamiento de un coche parece simple, pero realmente es una máquina muy compleja. Uno de los sistemas más complejos del vehículo, es la transmisión, encargada de las marchas del coche. ¿Cómo funcionan las marchas de un coche? Vamos a verlo.

La transmisión es un fabuloso sistema que realiza una función, cambiar de marcha. La marcha necesaria para el coche en el momento apropiado. Este cambio se puede realizar manualmente por el conductor, o de forma automática.

Una transmisión automática ejecuta los cambios de marcha automáticamente, por lo que muchos conductores no tienen una idea clara de qué es este componente y qué hace.

Pero comprender cómo funciona una transmisión, sea automática o manual, puede convertirte en un mejor conductor y comprender mejor lo que puede hacer tu automóvil. Comencemos.

¿Qué Es La Transmisión?

La transmisión es un mecanismo que forma parte del sistema de transferencia de movimiento del coche, y se encarga de aumentar o disminuir el par entregado por el motor. Este dispositivo se encuentra en el extremo de salida del motor, recibiendo el par y las RPM generadas por éste.

Luego, a través de varias configuraciones mecánicas, convierte el par y RPM recibidos en un par mayor o menor, con su correspondiente RPM relacionado.

Se requiere un par elevado para arrancar el vehículo desde el reposo, acelerando, subiendo cuestas, tirando de una carga y enfrentando otras resistencias.

Pero el motor de combustión interna opera en un rango de velocidad efectivo limitado que produce un par comparativamente bajo. El par desarrollado por el motor aumenta dentro de los límites con el aumento de la velocidad del motor y alcanza un valor máximo a alguna velocidad predominante.

Si el motor se conecta directamente al eje impulsor, la velocidad del motor puede reducirse. Debido a la naturaleza variable de la resistencia del vehículo que da como resultado cambios de carga, es necesario que la potencia del motor esté disponible en una amplia gama de velocidades.

Por esta razón, la velocidad del motor se mantiene mediante el uso de la caja de cambios, lo que hace que las ruedas giren a una velocidad adecuada adaptada a las condiciones de funcionamiento del vehículo.

Cómo Funcionan Las Marchas De Un Coche

Un motor de combustión interna genera potencia y par en un rango operativo muy estrecho. Esto requiere que el automóvil tenga engranajes que permitan que el motor funcione en su rango a medida que el vehículo acelera, alcanza una velocidad de crucero constante y desacelera.

Sin eso, el potencial de velocidad de un automóvil sería extremadamente limitado.

En un automóvil con motor de combustión interna con transmisión manual, el conductor cambia de marcha. Una disposición mecánica razonablemente sencilla permite al conductor utilizar una palanca de cambios para elegir la marcha individual entre una selección de marchas apropiadas.

El cambio manual entre marchas requiere la desconexión frecuente del motor y la reconexión al mecanismo de conducción (el eje de la hélice y los semiejes que van a las ruedas motrices) durante cualquier conducción.

El embrague mecánico es el medio de desconexión y reconexión. Se acciona con el pie mediante el pedal del embrague del automóvil. Cambiar de marcha requiere destreza y juego de pies. Aunque hacerlo bien puede ser divertido, también requiere esfuerzo.

Las marchas del coche garantizan con su funcionamiento, el buen performance del motor, indistintamente del régimen de velocidad que se necesite. No es igual arrancar el coche desde reposo, a cambiar de velocidad de 50 Km/h a 80Km/h. Y esto se logra por medio del tren de engranajes internos de la transmisión.

El torque requerido en la rueda depende de las condiciones de operación. Mover un vehículo desde parado requiere mucho más par que el par máximo del motor. Por lo tanto, el par se multiplica por la primera relación de transmisión.

Una vez que arranca el vehículo y se mueve usando la primera marcha, se requiere menos torque en las ruedas para mantenerlo en movimiento. Por lo tanto, no requiere multiplicación en la relación.

Si el vehículo encuentra repentinamente una pendiente, requerirá más torsión en las ruedas para mantener el vehículo en movimiento. Por lo tanto, requiere una relación intermedia.

Entonces, sabiendo esto, las marchas del coche tienen varios propósitos, varios objetivos en tu coche.

1. Ayuda al motor a desconectarse de las ruedas.
2. Ayuda a que el motor en marcha se conecte a las ruedas con suavidad y sin golpes.
3. Proporciona el apalancamiento entre el motor y las ruedas motrices para variar.
4. Esto ayuda a reducir la velocidad del motor en una proporción de 4: 1 en el caso de automóviles de pasajeros y en una proporción mayor en el caso de vehículos pesados ​​como camiones.
5. Ayuda a las ruedas motrices a conducir a diferentes velocidades.
6. Proporciona el movimiento relativo entre el motor y las ruedas motrices debido a la flexión del resorte.

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De Las Transmisiones Manuales A Las Automáticas

Los pioneros de la automoción no tardaron mucho en empezar a manipular la idea de automatizar el proceso de cambio de marcha. Hacerlo simplificaría la conducción y abriría la libertad y la conveniencia del transporte personal a aquellos que carecen de la habilidad para cambiar de marcha manualmente.

Pero no fue hasta la década de 1930 que los ingenieros de General Motors desarrollaron un sistema práctico para realizar cambios de marcha automáticos. Ese sistema era lo que ahora llamamos transmisión automática.

Aunque el diseño se ha perfeccionado a lo largo de los años, más recientemente mediante la adición de controles electrónicos, el concepto de ingeniería original de la década de 1930 sigue siendo la base de las transmisiones automáticas de hoy en día.

Cómo Funcionan Las Marchas De Un Coche En Una Transmisión Automática

Cuando conduces un vehículo con transmisión automática, al poner el automóvil en Drive se activa el sistema. Al presionar el pedal del acelerador, el cigüeñal del motor comienza a girar más rápidamente y esto, a su vez, genera más presión dentro del convertidor de par.

A medida que el automóvil avanza, el sistema hidráulico y la electrónica de la transmisión detectan su velocidad en relación con la velocidad del motor, y la transmisión cambia de marcha automáticamente en respuesta.

En la transmisión automática clásica, el sistema hidráulico dentro de la transmisión detecta esos cambios de velocidad. A continuación, esos sistemas hidráulicos activan otros sistemas hidráulicos para cambiar de marcha en el juego de engranajes planetarios.

Hoy en día, la electrónica complementa ese proceso de detección y la transmisión automática funciona en conjunto con los otros sistemas del automóvil.

Por lo tanto, la próxima vez que conduzcas tu automóvil, debes tener en cuenta que millones de cálculos se realizan en la marcha que eligió tu transmisión en ese momento. Tu automóvil está trabajando mucho cada segundo para que la conducción sea mucho más fácil para ti.

Partes De La Transmisión

La transmisión está compuesta por un complejo sistema de piezas conformando un mecanismo que se ha considerado una maravilla de la ingeniería mecánica. Siendo un trabajo tan complejo, su funcionamiento es simple, teniendo claro el objetivo de cada uno de los componentes que la conforman.

1. Eje de entrada

También conocido como eje de embrague, es un eje que toma energía del motor para alimentar otro eje internamente. El eje de entrada está conectado a través del embrague y cuando el embrague está acoplado, el eje impulsor también gira.

Solo una marcha está fija en el eje del embrague y con ésta, la salida gira a la misma velocidad que el cigüeñal. Además, el eje impulsor y el eje principal están en la misma línea.

2. Eje intermedio

También llamado contraeje. El contraeje es un eje que se conecta directamente al eje del embrague. Tiene un engranaje que lo conecta al eje del embrague así como al eje principal. Puede funcionar a la velocidad del motor o por debajo de la velocidad del motor según la relación de transmisión.

3. Eje de salida

El eje principal o eje de salida, es el que gira a diferentes velocidades y también proporciona el par necesario al vehículo. El eje de salida es un eje estriado, de modo que el engranaje o el sincronizador se pueden mover para engranar o desenganchar.

4. Cojinetes

Los cojinetes son necesarios para soportar la parte giratoria y reducir la fricción. Cada eje tiene uno o dos cojinetes por cada punto de apoyo, dependiendo del diseño de la transmisión.

5. Engranajes

Los engranajes se utilizan para transmitir la potencia de un eje a otro eje. La cantidad de torque transmitido a través de los engranajes depende del número de dientes y del tamaño de los engranajes.

Cuanto mayor sea la relación de transmisión, mayor será el par y menor la velocidad. Todos los engranajes, excepto los del eje principal, están fijados a sus respectivos ejes. Pueden deslizarse en cualquiera de las direcciones a lo largo del eje, para poder acoplarse y producir la marcha adecuada.

6. Horquilla selectora de marchas

Los selectores de marchas son dispositivos simples que utilizan una palanca que selecciona posiciones internas para activar los mecanismos de desenganche. El movimiento de la palanca desliza la parte de acoplamiento en el eje.

Depende del tipo de caja de cambios, si la palanca desliza el engranaje o el sincronizador que ya están forjados a lo largo del eje principal. Lo cierto es que la horquilla selectora se encuentra en todos los tipos de transmisiones existentes.

Tipos de Transmisión

Todas las transmisiones tienen el mismo objetivo, pero existen diferencias en el diseño y la forma como hacen su trabajo. La clasificación principal de transmisiones solo habla de dos tipos: La transmisión manual y la automática.

Sin embargo, estos dos grupos se dividen en otros tipos de transmisiones.

1. Transmisión manual

La caja de cambios manual es aquella que necesita la intervención del conductor para realizar el cambio de marcha. Por lo general, por medio de una palanca que se encuentra a la derecha del conductor.

Las más comunes tienen disponibles 6 marchas, aunque también las hay de 4, 5 y hasta 8. Hay varios tipos de transmisiones manuales, veamos algunas de ellas.

Caja de cambios de malla deslizante

Es el tipo de caja de cambios más simple. En esta caja de cambios se utilizan engranajes rectos. Por lo general tienen cuatro o cinco marchas disponibles.

Caja de cambios de malla constante

En este tipo de caja de cambios, todos los engranajes están constantemente engranados y se utilizan embragues de garras para engranar y desacoplar los engranajes.

Verás embragues de garras montados en el eje principal. Las estrías se proporcionan en el eje principal para el movimiento lineal de los perros. El embrague de perro puede deslizarse sobre el eje y girar junto con él. Todos los engranajes están fijados rígidamente en el contraeje.

Todos los engranajes del eje principal y del eje intermedio, se acoplan mediante un embrague de garras para obtener una velocidad lenta y opuesta. Solo los engranajes de retroceso son del tipo de engranajes rectos y todos los demás son engranajes helicoidales.

En comparación con el tipo de malla deslizante, la caja de engranajes del tipo de malla constante engrana más fácilmente y los engranajes tienen menos peligro de dañarse durante el engranaje porque los diámetros de los engranajes son más pequeños con pocos dientes.

Caja de cambios sincronizada

La caja de cambios sincronizada utiliza un sincronizador en lugar de embragues de garras deslizantes para realizar el cambio de relación.

La caja de cambios sincronizada es similar a la caja de cambios de malla constante, pero está provista de un sincronizador, el dispositivo mediante el cual dos marchas al engranar primero, se ponen en contacto por fricción que iguala su velocidad, y luego se engranan suavemente.

Para acoplar, cuando se mueve la palanca de cambios, el cono sincronizador se encuentra con un cono similar en el piñón. Debido a la fricción, el piñón giratorio se hace girar a la misma velocidad que la unidad sincronizada.

Para dar un impulso positivo adicional, el movimiento de la palanca de cambios permite que el acoplamiento anule varias bolas de carga de resorte y el acoplamiento se engancha con los dientes en el lado del piñón.

Dado que tanto los piñones como las unidades sincronizadas se mueven a la misma velocidad, este acoplamiento se realiza sin ruido ni daños a los perros. Es necesario un ligero retraso antes de enganchar los dientes del perro para que los conos tengan la oportunidad de llevar el sincronizador y el piñón a la misma velocidad.

2. Transmisión automática

Cuando las marchas se obtienen sin la ayuda del conductor, estamos hablando de cajas de cambio automáticas. Generalmente, el conductor selecciona la condición del automóvil como neutral, marcha adelante o marcha atrás, y el mecanismo se encarga de las demás velocidades.

La selección de marcha, la sincronización y el acoplamiento de la marcha para la velocidad requerida se seleccionan automáticamente cuando se pisa o se suelta el acelerador.

La caja de cambios automática no requiere una palanca de cambio de marcha ni un pedal de embrague, dado que, tanto el embrague como la transmisión son una unidad combinada que funciona automáticamente.

La caja de cambios automática funciona de dos formas, a saber, Transmisión Hidromática y Transmisión por convertidor de par. Hoy en día, las transmisiones automáticas son populares con varios nombres prescritos por los fabricantes. Pueden diferir ligeramente en la construcción.

Transmisión Hidromática

En el caso de una caja de cambios de transmisión Hidromática, los conjuntos de engranajes planetarios se conectan de tal manera que la potencia puede transmitirse a través de ellos. Un gobernador centrífugo en la transmisión elige la marcha adecuada de acuerdo con la velocidad y la posición del acelerador.

El cambio de marcha de una marcha a otra se realiza mediante pistones accionados hidráulicamente por resortes de accionamiento. Estos resortes controlan las bandas de freno en los conjuntos de engranajes planetarios y embragues dentro de la unidad planetaria.

Los distintos cambios se logran mediante el regulador de aceleración y centrífuga.

Transmisión del convertidor de par

Un convertidor de par es un tipo de acoplamiento de fluido que transmite potencia de rotación desde un motor primario, como un motor de combustión interna, a una carga impulsada en rotación.

En un vehículo con transmisión automática, el convertidor de par se conecta a la fuente de alimentación de la carga.

El sistema de transmisión del convertidor de par emplea un acoplamiento de fluido, un convertidor de par y una disposición de engranajes epicicloidales Si todos los dispositivos diferentes se combinan en una sola unidad, realizarán sus funciones conjuntamente sin interrupciones.

Ventajas Y Desventajas De La Transmisión

No existe una transmisión perfecta. A muchos les gusta la comodidad de una transmisión automática, mientras que a otros les gusta más la fuerza y confiabilidad de una transmisión manual. Cada una tiene sus propias ventajas y desventajas. Vamos a verlas.

Ventajas de la transmisión manual

• El vehículo es más atractivo para el conductor.
• El conductor tiene control total sobre las marchas y cuándo cambiarlas.
• El costo de un vehículo manual es menor que el de un vehículo automático.
• El costo de transmisión es menor para la reparación.
• Proporciona un mejor kilometraje.

Desventajas de la transmisión manual

• La transmisión manual puede resultar molesta en condiciones de tráfico intenso.
• Su curva de aprendizaje es pronunciada.
• Es necesario un control preciso de las colinas para evitar atascarse o retroceder.

Ventajas de la transmisión automática

• Es fácil conducir con tráfico intermitente.
• Esta transmisión es rápida y suave.
• Su curva de aprendizaje es corta.

Desventajas de la transmisión automática

• Comprar un vehículo de transmisión automática es más caro que un vehículo de transmisión manual.
• Hay más partes móviles en la transmisión automática, lo que aumenta el costo de reparación.
• Proporciona menor kilometraje que la transmisión manual.

Para Cerrar

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No es necesario ser un genio tecnológico para comprender por qué un automóvil necesita un motor. Esta máquina proporciona la fuerza para mover el vehículo. Y también es bastante evidente que es fundamental obtener la fuerza motriz del motor y transmitirla a las ruedas para impulsar el automóvil.

 El sistema que hace eso se llama transmisión. Pero hay más que una simple conexión mecánica entre el motor y las ruedas motrices. En última instancia, las transmisiones de los automóviles son solo una parte del fascinante y complejo proceso que ocurre cada vez que enciendes el motor para dar una vuelta.