Transmision Automatica
Definicion de transmision automatica
Una transmisión automática o "cambio automático" es una caja de cambios de automóviles u otro tipo de vehículos que puede encargarse por sí misma de cambiar la relación de cambio automáticamente a medida que el vehículo se mueve, liberando así al conductor de la tarea de cambiar de marcha manualmente. Dispositivos parecidos pero más grandes también se usan en las locomotoras diésel y máquinas de obras públicas, y en general cuando hay que transmitir un par muy elevado. Tradicionalmente las desmultiplicaciones no se obtienen con engranajes paralelos, como en los cambios manuales, sino con engranajes epicicloidales (ver figura). Mediante unos dispositivos de mando hidráulico adecuado se inmoviliza selectivamente uno o más de los componentes de dichos trenes epicicloidales, denominados también engranajes planetarios
Funcionamiento de transmision automatica
El conjunto de un cambio automático consta de 4 componentes mecánicos principales:
1.El Convertidor de par, que en el momento del arranque del vehículo , reduce las revoluciones del motor hacia el primario o entrada al cambio, ganando en la misma proporcion par motor , para irlas igualando progresivamente al ir el vehículo alcanzando una mayor velocidad, hasta que el par del motor y el del primario se igualan cuando las velocidades son las mismas.
2.Los engranajes que constituyen las velocidades, que son generalmente conjuntos de trenes epicicloidales (ver figura) que se acoplan y desacoplan con frenos y embragues de discos múltiples accionados por presión hidráulica
3.El conjunto o "caja" de válvulas hidráulicas que seleccionan los diferentes frenos y embragues, para ir cambiando las velocidades
4. La bomba hidráulica que suministra la presión para accionar los frenos y embragues, así como para el convertidor.
1.El Convertidor de par, que en el momento del arranque del vehículo , reduce las revoluciones del motor hacia el primario o entrada al cambio, ganando en la misma proporcion par motor , para irlas igualando progresivamente al ir el vehículo alcanzando una mayor velocidad, hasta que el par del motor y el del primario se igualan cuando las velocidades son las mismas.
2.Los engranajes que constituyen las velocidades, que son generalmente conjuntos de trenes epicicloidales (ver figura) que se acoplan y desacoplan con frenos y embragues de discos múltiples accionados por presión hidráulica
3.El conjunto o "caja" de válvulas hidráulicas que seleccionan los diferentes frenos y embragues, para ir cambiando las velocidades
4. La bomba hidráulica que suministra la presión para accionar los frenos y embragues, así como para el convertidor.
Partes de la transmision automatica
Los principales componentes de una transmision automatica son:
* Convertidor de par
* Cuerpo de valvulas
* Embragues
* Planetarios
Convertidor de par
Es un embrague hidraulico que asegura un acoplamiento suave entre el motor y el mecanismo de transmision. Existen dos fases que condicionan su funcionamiento:
- En el arranque el convertidor multiplica el par del motor
- A gran velocidad el convertidor transmite el par motor y funciona como simple acoplamiento
Esta formado por 3 elementos: la turbina, el reactor y la bomba.
Convertidor de par
Convertidor de par
Bomba de aceite
La bomba (o impulsor) está conectada directamente a la carcasa del convertidor, mientras esa está conectada directamente al cigüeñal del motor, gira a la velocidad del cigüeñal. Las paletas (o aspas) de la bomba (impulsor) son curvadas, tomando el aceite del centro y enviándolo con fuerza centrífuga hacia fuera, aumentando la velocidad del aceite, arrojándolo al estator a alta velocidad.
Bomba de aceite
Bomba de aceite
Turbina
La turbina está dentro de la carcasa, pero está conectada al eje de la transmisión, pasando la fuerza a los planetarios una vez que la recibe de la bomba.
Turbina
Estator
El estator está en el medio, entre la bomba y la turbina, montado sobre un embrague unidireccional que le permite girar en una sola dirección. Si la turbina se está moviendo a menos revoluciones que la bomba (cuando se quiere acelerar el auto), el fluido empuja el estator contra su embrague, donde es frenado. El estator frenado causa un cambio de dirección al aceite, haciéndolo entrar de nuevo por el centro de la bomba con mayor velocidad, aumentando el torque.
Estator
Cuerpo de valvulas
Este pasa presiones a los embragues y las bandas para accionarlas y debe hacerlo con precisión. Los sensores de temperatura, presión, contra presión y velocidad tienen que mandar las señales correctas en el momento preciso. Mostramos el esquema típico de una transmisión. El aceite tiene que ser bien “delgado”, sin aditivos agresivos que formen capas químicas sobre los sensores. Debe que tener bastante detergente para mantener el sistema libre del barniz que evite el trabajo eficiente de las válvulas.
Cuerpo de valvulas
Embragues
El paquete de embragues es una combinación de discos metálicos con espigas y discos de materiales de fricción con sus dientes de enganche.
Estos materiales pueden ser de varios componentes y contener diversos sistemas de canales de escurrimiento, enfriamiento y ventilación.
Cada diseño tiene un coeficiente de fricción especial para brindar una característica especial a la transmisión, sea cambios suaves, alto torque, alta carga, etc.
Este diseño es determinado por el fabricante del vehículo o equipo pesado de acuerdo al comportamiento y vida útil que quieren los ingenieros de fábrica.
Una de las ventajas de la transmisión automática es que el conductor u operario no puede abusar de los embragues como lo hacen con los embragues manuales.
El control de los embragues y su eficiencia es fijado por las computadoras y el aceite.
El número de embragues, tal como el número de satélites varía de acuerdo a la cantidad de velocidades en cada transmisión.
Los más simples son de 2 o 3 velocidades, mientras que los más sofisticados son de 6 velocidades.
Por lo que cada uno de estos materiales tiene un coeficiente de fricción diferente, y frecuentemente son accionados a distintas presiones hidráulicas, las exigencias a los aceites son extremas.
Si el aceite es muy viscoso, no escurre o no escurre una vez que los embragues tengan un poco de desgaste. Si el aceite está oxidado o permite la formación de barniz, no mantiene la misma fricción, “pegando” los discos o evitando su frenado.
El barniz o aceite oxidado que haya penetrado o cubierto el disco puede ser disuelto por un aditivo acondicionador o a veces con dos cambios de aceite de buena calidad.
Su funcionamiento es tal que cuando deseamos bloquear algun elemento del engrane las valvulas de pilotaje hidraulico actuan sobre el embolo empujando al paquete de discos, estando engranados los discos metalicos con un engranaje fijo de la transmision y los discos de friccion con el elemento de engrane que deseamos bloquear.
Al empujar el embolo los discos, empieza a haber rozamiento entre los discos metalicos y los de friccion hasta que se igualan las velocidades de ambos, que sera nula al estar los metalicos engranados a un engranaje fijo. En el momento en el que se libera la presion hidraulica sobre el embolo los discos dejan de rozar y se vuelve a liberar el elemento del engrane.
Embragues
Discos
Planetarios
A diferencia de las transmisiones manuales que tienen diferentes engranajes para ser sincronizados y conectados cuando lo requerimos, la transmisión automática utiliza un sistema de engranajes planetarios, frecuentemente llamado el tren epicicloidal. En este sistema todos los engranajes siempre están girando. Cuando necesitamos utilizar una combinación diferente para mantener el motor en su rangopresiona o afloja un embrague o banda para que la fuerza pase por esa combinación.
El tren epicicloidal realiza las funciones siguientes:
- Incrementar la velocidad y reducir el par
- Reducir la velocidad e incrementar el par
- Invertir el sentido de rotacion (marcha atras)
- Actuar como unico eje
- Acoplamiento entre el eje conducido y el conductor
El conjunto de engranajes esta formado por: una corona interior, un engrane planetario central, dos o mas engranes satelites montados sobre un porta-satelites, y un eje.
Funcionamiento planetario
Engrane planetario
Planetarios
Puntos de cambio en una transmision automatica
El momento de decisión para saber cuándo se pasa de una velocidad a otra depende de 2 parámetros:
a) La posición del pedal acelerador, es decir la carga motor que está pidiendo el conductor al vehículo (cuesta arriba, llano, descenso, numero de pasajeros o de carga)
b) La velocidad del vehículo.
Esto significa, que por ejemplo el vehículo cuando circule cuesta arriba cambiará a marchas más largas más tarde y a mayor régimen motor que por ejemplo cuesta abajo.
Antiguamente el control de los frenos y embragues se hacía de modo exclusivamente hidráulico, en base a una serie de válvulas hidráulicas reguladas mecanicamente desde el pedal acelerador para el parámetro de carga por un lado, y de modo centrífugo (salida de la transmisión) para el parámetro de la velocidad del vehículo.
Desde hace ya años estas señales se detectan eléctricamente, y se procesan electrónicamente, encargándose un calculador o unidad electrónica de mando del cambio (TCM) de activar las válvulas de mando , que ahora son electrohidráulicas.
En caso de fallo eléctrico o electrónico, siempre que haya presión hidráulica se sigue disponiendo de las posiciones básicas mecánicas que se describen a continuación, quedando en la "D" normalmente fija una desmultiplicación, la 4ª o 3ª según el número de marchas.
a) La posición del pedal acelerador, es decir la carga motor que está pidiendo el conductor al vehículo (cuesta arriba, llano, descenso, numero de pasajeros o de carga)
b) La velocidad del vehículo.
Esto significa, que por ejemplo el vehículo cuando circule cuesta arriba cambiará a marchas más largas más tarde y a mayor régimen motor que por ejemplo cuesta abajo.
Antiguamente el control de los frenos y embragues se hacía de modo exclusivamente hidráulico, en base a una serie de válvulas hidráulicas reguladas mecanicamente desde el pedal acelerador para el parámetro de carga por un lado, y de modo centrífugo (salida de la transmisión) para el parámetro de la velocidad del vehículo.
Desde hace ya años estas señales se detectan eléctricamente, y se procesan electrónicamente, encargándose un calculador o unidad electrónica de mando del cambio (TCM) de activar las válvulas de mando , que ahora son electrohidráulicas.
En caso de fallo eléctrico o electrónico, siempre que haya presión hidráulica se sigue disponiendo de las posiciones básicas mecánicas que se describen a continuación, quedando en la "D" normalmente fija una desmultiplicación, la 4ª o 3ª según el número de marchas.
Palanca de cambios en una transmision automatica
1) "P" (Parking) de estacionamiento en la que no hay transmisión de fuerza, y además bloquea el eje de salida de la transmisión mecánicamente.
2) "R" (Reverse) Para marcha atrás.
3) "N" (Neutral) En la cual no hay transmisión de fuerza, equivale al punto muerto de un cambio manual.
4) "D" (Drive) Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hasta la cuarta, quinta o más según el fabricante.
2) "R" (Reverse) Para marcha atrás.
3) "N" (Neutral) En la cual no hay transmisión de fuerza, equivale al punto muerto de un cambio manual.
4) "D" (Drive) Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hasta la cuarta, quinta o más según el fabricante.
Selector de marchas de una caja automatica
