Comprender el sistema de transmisión del automóvil y las piezas de la transmisión

Uno de los componentes más importantes de un coche es la transmisión. Transmisiones de automóviles se presentan en una gran variedad de estilos. Algunas son automáticas, mientras que las transmisiones manuales requieren procedimientos adicionales para que el vehículo funcione correctamente. ¿Dónde se encuentra la transmisión? La transmisión suele estar situada delante del chasis del vehículo. 

La transmisión desacopla el motor de las ruedas motrices cuando el vehículo se detiene por completo, lo que permite que el motor descanse mientras las ruedas no se mueven. Las transmisiones también permiten una rápida aceleración desde una parada y dejan que el motor funcione a un régimen más bajo para reducir el desgaste mientras el vehículo se desplaza a un ritmo constante. 

¿Qué es el sistema de transmisión de un coche?

Una transmisión, a menudo conocida como caja de cambios, es un sistema mecánico de engranajes y trenes de engranajes que transmite la potencia generada por un motor a las ruedas. Una transmisión ayuda al conductor a aplicar potencia a un vehículo de forma controlada; sin ella, el vehículo no podría moverse con eficacia. 

Las marchas más cortas de una caja de cambios ofrecen el par necesario para acelerar, mientras que las relaciones más largas ayudan a alcanzar velocidades más altas aprovechando mejor la potencia del motor. Aunque el propósito es sencillo, hay varios tipos de transmisiones que ayudan en la transmisión de potencia. Existen diferentes tipos de sistemas de transmisión de automóviles, que hemos analizado a continuación. 

• Transmisiones manuales

El conductor utiliza un pedal de embrague y una palanca de cambios para cambiar manualmente las relaciones en las transmisiones manuales. Estas transmisiones tienen una serie de engranajes que recorren dos ejes denominados eje de entrada y eje de salida. 

¿Para qué sirve una transmisión manual? El conductor de una transmisión manual debe elegir la marcha adecuada y embragar o desembragar. Un volante, un plato de presión y un embrague engranan y desengranan el motor de la transmisión.

El volante y el plato de presión están conectados al motor. El embrague está acoplado al eje de entrada de la transmisión y se intercala entre ellos. La expresión “pisar el embrague” se refiere a desacoplar el embrague del motor soltando el plato de presión. Primero debemos accionar el embrague antes de hacer un cambio.

• Transmisiones automáticas

¿Cuál es el mecanismo de una transmisión automática? La diferencia fundamental entre una transmisión automática y una manual es que el mecanismo que acciona una transmisión manual se produce dentro de la propia transmisión en una transmisión automática. En las transmisiones automáticas rara vez se utilizan embragues. En lugar de cambiar de marcha, la transmisión automática utiliza un convertidor de par.

Desde principios del siglo XX, la primera caja de cambios automática, que era más bien una transmisión semiautomática porque seguía contando con un embrague, ha existido de alguna forma. La transmisión automática Hydro-Matic se utilizó por primera vez en un automóvil de serie en un Oldsmobile de 1939 para el modelo del año 1940. Earl Avery Thompson fue el creador. Las transmisiones automáticas tradicionales se encuentran en la mayoría de los SUV y camiones grandes. 

¿Y los vehículos eléctricos? Los vehículos eléctricos emplean transmisiones de una sola marcha. Los ingenieros pueden emplear pequeñas cajas de cambios de una sola velocidad para suministrar potencia a las ruedas motrices gracias a la banda de potencia de un motor eléctrico. Puede incorporarse al motor o añadirse después.

• Transmisiones CVT

Las CVT, o transmisiones variables continuas, son cajas de cambios basadas en poleas que se suelen ver en vehículos compactos con motores modestos. Las motos de nieve, los ATV y los side-by-sides, por mencionar algunos, llevan años utilizando CVT. Recientemente se han generalizado en los vehículos híbridos.

En la configuración básica, una pequeña transmisión primaria y un gran embrague secundario están conectados por una correa o cadena. Cuando está parado, la correa o cadena estará baja en el accionamiento primario y alta en el secundario. El accionamiento primario se contrae con la velocidad del conductor, obligando a la correa o cadena a caminar hacia arriba, mientras que el accionamiento secundario se expande, haciendo que la correa o cadena se desplace hacia abajo.

Ocho piezas principales de la transmisión 

Aquí hemos mencionado 8 partes principales de la transmisión a continuación.

• Embrague

• ¿Qué es un embrague?

Un embrague es una pieza de maquinaria que conecta y desconecta la transmisión de potencia, a menudo del árbol de transmisión al eje conducido. El embrague une y desconecta dos ejes giratorios en la aplicación más básica (eje motriz o eje de línea).

El embrague es el componente más importante del motor de un automóvil. Cuando es necesario, un embrague transfiere el movimiento de rotación o par de un eje a otro. El motor produce muy poco par a bajas revoluciones. Como resultado, arrancar el motor cuando está bajo carga es difícil.

• Piezas de embrague 
• Volante

El volante de inercia es un componente del motor que también funciona como embrague. Es un elemento de accionamiento que se aloja en un volante con cojinetes y se une al plato de presión del eje del embrague. El volante gira en tándem con el cigüeñal del motor.

• Rodamiento piloto

El cojinete piloto o casquillo se coloca en el extremo del cigüeñal para sostener el extremo del eje de entrada de la transmisión. Cuando se suelta el embrague, el cojinete piloto evita que el eje de transmisión y el disco de embrague reboten hacia arriba y hacia abajo.

• Placa de disco

Un disco Entre el volante y el plato de fricción o de presión hay un plato. Para aumentar la fricción, presenta una secuencia de revestimientos inversores a cada lado. Para fabricar estos revestimientos del embrague se utiliza amianto. Están muy desgastados y son resistentes al calor.

• Placa de presión

Para fabricar el plato de presión se utiliza hierro fundido especial. Es el componente más pesado del conjunto del embrague. La función principal del plato de presión es mantener un contacto uniforme con la cara del plato conducido, lo que permite a los muelles de presión generar la fuerza suficiente para transmitir todo el par del motor.

• Tapa del embrague

El conjunto de la tapa del embrague se fija al volante mediante pernos. Está formado por un plato de presión, un mecanismo de palanca de desembrague, una tapa de embrague y muelles de presión. El disco de embrague suele girar con el volante. 

• Palancas de desbloqueo

Sus extremos exteriores se sitúan y posicionan sobre las patas del plato de presión, mientras que sus extremos interiores se proyectan hacia el eje del embrague, y pivotan sobre pasadores a la tapa del embrague. 

• Eje de embrague

Es una parte de la transmisión. Porque el cubo del disco de embrague, que se mueve sobre él, es un eje estriado. El eje del embrague tiene un extremo que se conecta al cigüeñal o volante de inercia y el otro extremo que se une o es una parte de la caja de cambios.

• Función y principio de funcionamiento del embrague

Se define como un sistema que sirve para conectar o desconectar el motor del resto de elementos de la transmisión. Está situado entre el motor y la caja de cambios. Durante la marcha normal y la posición estacionaria, siempre está en la condición de engranado.

Se desembraga cuando el conductor pisa el pedal del embrague. El embrague se desembraga para arrancar, cambiar de marcha, parar y ralentí. Cuando el embrague se embraga, el motor se conecta a la transmisión y la potencia fluye del motor a las ruedas traseras a través de un sistema de transmisión.

Cuando el embrague se desembraga pisando el pedal de embrague, el motor se desembraga de la transmisión. Así, la potencia no fluye a las ruedas traseras mientras el motor sigue en marcha. 

Se basa en el principio de fricción. Cuando el embrague no está acoplado, el eje motriz A con brida C gira a ‘N’ rpm, y el eje B con brida D está enchavetado al eje conducido, que está parado. Ahora se aplica una fuerza externa a la brida D que la hace chocar con la brida C. En cuanto entran en contacto, la fricción entre ellas las une y la brida D empieza a girar con la brida C. La fricción entre las superficies C y D determina la velocidad de giro de la brida D, que es proporcional a la fuerza externa aplicada.

Si la fuerza crece de forma constante, también lo hará el ritmo al que se comunica la fuerza. El par transmitido por el embrague de fricción viene determinado por la presión de la brida, el coeficiente de fricción del material de la superficie y el radio de la brida. La fuerza transmitida puede aumentar modificando cualquiera de ellos.

• Convertidor de par

• ¿Qué es un convertidor de par?

Un convertidor de par es una forma de acoplamiento de fluidos que permite que el motor y la transmisión giren de forma independiente. Como la cantidad de par que pasa por el convertidor de par es muy pequeña mientras el motor gira lentamente, como cuando el coche está al ralentí en un semáforo, para mantener el coche inmóvil sólo se necesita una ligera presión de frenado.

• Partes del convertidor de par
• Bomba del convertidor de par

La carcasa del convertidor de par está conectada a la bomba, que a su vez está conectada al volante. Ésta hace que el fluido del interior de la carcasa se desplace en sentido contrario al de giro de la carcasa.

• Turbina

La turbina, situada delante de la bomba y más cerca del volante, acciona el eje de salida. Para absorber el par y mover el eje de salida, gira en sentido contrario al de rotación del fluido.

• Estator

La misión del estator es garantizar que la dirección del fluido tras salir de la turbina sea la correcta. En este caso, la dirección correcta es la misma que la de la bomba.

• Función y principio de funcionamiento del convertidor de par

La carcasa del convertidor de par está unida al volante del motor. Esto hace que la carcasa gire a la misma velocidad que el motor. Como la bomba está unida a la carcasa, gira a las mismas revoluciones y en la misma dirección. En el interior de la carcasa hay fluido, que es lanzado por la fuerza centrífuga de la bomba.

A continuación, este fluido se dirige a una turbina con pequeñas rejillas. El fluido puede pasar a través de estas rejillas y mover la turbina. La turbina empieza a girar tras absorber el par. El eje de salida está unido directamente a la turbina.

Cuando el fluido sale de la turbina, prácticamente no tiene impulso y se mueve en dirección contraria a la deseada por la bomba. Por eso se utiliza el estator. Cambia la dirección del fluido para que coincida con las especificaciones de la bomba. Así se completa el ciclo que sigue girando para mover el coche.

• Piezas de engranajes planetarios

• ¿Qué son los engranajes planetarios?

Los engranajes planetarios se emplean en cajas de engranajes que accionan desde maquinaria básica de planta hasta vehículos eléctricos de última generación, y están en el corazón de la ingeniería moderna. Hace miles de años, se desarrolló la sencilla estructura de un accionamiento central y engranajes orbitales para imitar los movimientos de los planetas. Hoy en día, los engranajes planetarios se utilizan en aplicaciones que requieren gran densidad de par, economía de funcionamiento y durabilidad.

• Partes del engranaje planetario
• Piñón central

El engranaje solar acciona los engranajes planetarios circundantes en un engranaje planetario, que están montados en un soporte para evitar el deslizamiento durante el funcionamiento. Los engranajes planetarios hacen girar la corona dentada mientras se acciona el engranaje solar.

• Engranajes planetarios múltiples

El engranaje epicicloidal suele estar formado por dos ruedas dentadas, una de las cuales engrana con la rueda solar y la otra con la corona dentada planetaria. Se utilizan para reducir la velocidad. Se utilizan para aumentar el par y ralentizar los motores.

• Corona dentada (engranaje exterior)

La carga del engranaje solar se divide en muchos engranajes planetarios que accionan el anillo exterior, el eje o el husillo, respectivamente. La corona dentada gira en el mismo sentido que la rueda solar, dando marcha atrás.

• Portaplanetas

En el portasatélites se encuentra el engranaje planetario, que gira en sentido contrario al del portasatélites. Suele conectar los centros de dos engranajes y les ayuda a rodar sin resbalar.

• Función y principio de funcionamiento del engranaje planetario

La transferencia de potencia sólo es posible a través de un engranaje planetario, ya que cada miembro puede girar o mantenerse en reposo. Los dos miembros están bloqueados entre sí, ya que uno de ellos está en reposo. El punto muerto se produce cuando ningún miembro está detenido o bloqueado. Cualquiera de los tres miembros puede emplearse como miembro motriz o de entrada mientras el tercero se mantiene inmóvil.

El conjunto de engranajes planetarios produce un aumento del par o de la velocidad en función de cuál sea el miembro conductor, cuál el sujetado y cuál el accionado. Además, el sentido de salida puede invertirse utilizando diversas combinaciones.

Tanto la corona dentada como la rueda solar son elementos de entrada en las combinaciones; giran en el sentido de las agujas del reloj a la misma velocidad. Los dientes internos de la corona dentada, que gira en el sentido de las agujas del reloj, intentan hacer girar los piñones planetarios también en el sentido de las agujas del reloj, pero la corona dentada solar, que gira en sentido contrario a las agujas del reloj, intenta impulsar los piñones planetarios en sentido contrario a las agujas del reloj. Estas fuerzas opuestas bloquean los piñones planetarios contra la rotación.

• Bomba de aceite de la transmisión automática

• ¿Qué es una bomba de aceite de transmisión automática?

La transmisión automática de un coche tiene muchas piezas móviles que requieren no sólo una buena lubricación, sino también una buena refrigeración. El sistema de lubricación de la transmisión, que se centra en la bomba de aceite de la transmisión, se encarga de todo esto. Con el aumento de la tasa de RPM del eje del motor, este componente de transmisión eficiente ayuda a mantener la presión adecuada del sistema y aumentar la eficiencia de la lubricación.

• Partes de una bomba de aceite de transmisión automática

Actualmente, las transmisiones automáticas se suministran con dos tipos de bombas de aceite:

1. Bomba de aceite para engranajes
2. Bomba de paletas

Cada uno de estos tipos de bombas de aceite tiene sus propias ventajas e inconvenientes. En la actualidad, la mayoría de las transmisiones modernas están equipadas con bombas innovadoras que garantizan que el sistema de lubricación mantenga la presión adecuada.

• Función y principio de funcionamiento de la bomba de aceite de transmisión automática

El eje del motor está intrínsecamente ligado a la bomba de aceite. Está hecha para suministrar aceite a presión, que se utiliza en la transmisión automática para diversas tareas. Dado que la bomba de aceite está sometida a grandes cargas durante su funcionamiento, los especialistas en reparación de transmisiones se enfrentan regularmente a problemas con la bomba de aceite. Estos problemas pueden provocar la incapacidad total de funcionamiento del componente o una caída de presión en el sistema de lubricación. 

Las transmisiones automáticas modernas, equipadas con múltiples sensores, pueden controlar la presión del sistema y alertar al conductor si la bomba funciona mal. El problema con la bomba suele solucionarse sustituyendo el componente defectuoso.

• Cárter de aceite de transmisión

• ¿Qué es un cárter de aceite de transmisión?

El líquido de la transmisión automática se mantiene en la transmisión y fuera del suelo gracias al cárter de aceite de la transmisión y a la junta. Si el cárter en sí no está dañado, reparar una fuga en el cárter de la transmisión suele ser tan sencillo como sustituir la junta del cárter. Retirar el cárter de la transmisión también puede permitir al conductor inspeccionar y reparar los componentes internos de la transmisión.

El cárter de aceite de la transmisión puede resultar dañado por diversas causas, como badenes y bordillos. Si la caja de cambios tiene fugas debido a daños en el cárter, será necesario sustituir el cárter viejo.

• Funciones y principio de funcionamiento del cárter de aceite de transmisión

El cárter cumple dos funciones. El cárter retiene el líquido de la transmisión automática mientras está conectado a la transmisión. Cuando se retira el cárter, se puede acceder a los componentes internos de la transmisión sin tener que desmontar el resto de la transmisión.

Durante el servicio, el cárter de la transmisión puede tener un tapón de drenaje o puede ser necesario desmontarlo y vaciarlo. Cuando se retira el cárter de la transmisión del vehículo, debe cambiarse la junta del cárter. 

El ATF se almacena en el cárter de la transmisión y se utiliza para proporcionar presión de fluido, lubricación y refrigeración a la caja de cambios automática. Además de confinar el fluido, el cárter tiene otras funciones clave, entre ellas:

1. Evitar la contaminación del fluido.
2. Retire el ATF de la transmisión y enfríelo.
3. La junta del cárter de aceite de la transmisión evita las fugas de líquido.
4. Utilice el imán de la bandeja para recoger la suciedad y otras partículas en el ATF.
5. Evitar una fuga en la carretera de escombros (como una roca).

• Banda de freno 

• ¿Qué es una banda de frenado en una transmisión automática? 

Un sistema de cambio de bandas de freno de transmisión automática. Transmisión automática Las bandas de freno están formadas por placas flexibles de acero revestidas con una sustancia de fricción orgánica (celulosa) o semimetálica. Para ayudar a disipar el calor, el revestimiento absorbe líquido de transmisión.

• Partes de una cinta de freno en la transmisión automática

 El sistema de control del engranaje planetario incluye la banda de freno, así como discos de fricción, un embrague unidireccional y otros componentes. La banda de freno de la transmisión automática es necesaria para bloquear temporalmente los elementos del engranaje planetario. En la composición de las bandas, el metal está revestido de material de fricción orgánico. Este elemento bloquea o desbloquea la corona dentada o el engranaje planetario. Una unidad hidráulica se encarga de su funcionamiento.

• Función de la cinta de freno y protocolo de trabajo

La banda está montada en la carcasa de la caja de cambios, con un extremo de la banda conectado a la carcasa y el otro extremo conectado a un pistón de funcionamiento de la unidad servo. El funcionamiento de la mitad del tambor del paquete de embrague con el engranaje planetario de la otra mitad del paquete de embrague se ve afectado directamente por el cambio del estado de la banda. De este modo, las transmisiones automáticas cambian de marcha en función del régimen de revoluciones.

La noción de funcionamiento es similar a la de los discos de embrague múltiples y los embragues unidireccionales, y una banda sirve de mecanismo de reacción. Sin embargo, hay una distinción importante. Una banda de transmisión es esencialmente un componente de parada y retención, mientras que los embragues se utilizan para retener y hacer funcionar engranajes planetarios.

• Banda de freno de transmisión 

• ¿Qué es una cinta de freno de transmisión? 

Las bandas de acero que envuelven los componentes del tren de engranajes y se conectan a la zona de la carcasa se conocen como bandas de transmisión. El líquido de transmisión sale por las ranuras talladas en la superficie de la banda cuando ésta se tensa alrededor del tambor. El tambor se detiene por completo y permanece allí.

• Partes de una banda de freno de transmisión

Hay disponibles bandas con envoltura simple o doble. Para obtener la misma potencia de frenado que con una banda simple, las bandas de doble envoltura tienen una mayor fuerza de agarre y requieren menos presión hidráulica.

• Función y protocolo de trabajo de la banda de frenado de la transmisión

La banda está sujeta a la caja de cambios por un extremo y conectada a un pistón de funcionamiento de la unidad servo por el otro. Cambiar el estado de la banda tiene un impacto directo en el funcionamiento de la mitad del tambor del paquete de embrague con el engranaje planetario de la otra mitad del paquete de embrague. Las cajas de cambios automáticas lo hacen cambiando de marcha en función del régimen de revoluciones.

Los discos de embrague múltiples y los embragues unidireccionales tienen un concepto similar, y una banda sirve como mecanismo de reacción. Sin embargo, existe una distinción significativa. Las bandas de transmisión se utilizan para detener y sujetar los componentes del juego de engranajes planetarios, mientras que los embragues se utilizan para sujetarlos y hacerlos funcionar.

• Eje de salida de la transmisión

• ¿Qué es un eje de salida de transmisión?

Las ruedas motrices están conectadas a la caja de cambios automática del coche a través de un eje de salida. El eje de salida es la parte de la transmisión que transmite la potencia a las ruedas.

El eje de salida girará a la velocidad que especifique el conductor, en función de la velocidad que éste elija y de la marcha que establezca la transmisión automática. El eje de salida normalmente gira a un ritmo más lento que el eje de entrada para mantener las ruedas girando a una velocidad razonable y segura.

• Función y protocolo de trabajo del eje de salida de transmisión

El eje de salida, a menudo conocido como eje principal, se extiende desde la parte trasera de la transmisión. El eje principal y el eje de entrada de la transmisión están conectados por una línea que va de delante hacia atrás. Parecen ser el mismo eje, pero en realidad son dos ejes separados. 

El pequeño cojinete de la parte trasera del eje de entrada soporta la parte delantera del eje principal. El par motor del vehículo lo proporciona el eje principal, que gira a varias velocidades. El engranaje o sincronizador puede manipularse para engranar y desengranar porque es un eje estriado.

Para mantener los vehículos seguros y manejables, el eje de salida permite que el vehículo vaya a una fracción de la velocidad de la caja de cambios automática. Dado que la caja de cambios puede ajustar la relación de velocidad entre los ejes de entrada y salida, puedes pensar que el eje de salida tiene un mayor rango de velocidad.

Conclusión

Independientemente de la situación, la transmisión garantiza que el motor gire a un ritmo óptimo (ni demasiado lento ni demasiado rápido) y, al mismo tiempo, proporciona la cantidad adecuada de potencia a las ruedas del coche para mover y detener el automóvil. Se sitúa entre el motor y el resto de la cadena cinemática y funciona como centralita eléctrica del vehículo.

Aunque es posible que no conozca todos los componentes de la transmisión o cómo funcionan juntos para mantener el coche en funcionamiento, saber lo básico puede ayudarle a detectar si hay algún problema o enriquecer sus conocimientos a la hora de vender piezas de automóvil.

Sunway es uno de los mayores proveedores de piezas de transmisión y Piezas OEM para automóviles en China. También son fabricantes de embragues para automóviles que tienen piezas de convertidor de par y funciones de engranaje planetario. Por lo tanto, si usted está buscando para los pedidos a granel personalizados, puede póngase en contacto con Sunway.