Cómo funciona la transmisión de un carro

por | Ago 18, 2018 | Mecánica | 0 Comentarios

Dentro de los principales sistemas que componen los automóviles, tal vez el que más ha evolucionado desde su creación es el de la transmisión y las cajas de cambios. En un principio iniciamos con las cajas de cambio manuales que hoy en día son las más comunes. A medida que avanzó la tecnología y la mecánica en el sector automotriz, se introdujeron las cajas automáticas. Estas simplifican el modo de conducción. A partir de este tipo de mecanismos se evolucionó para sofisticar más el sistema. Hasta el punto en el que encontramos cajas hoy en día que permiten el cambio manual de las marchas, el automático y distintos tipos de relaciones. Como son los modos sport o confort con los que cuentan muchas cajas hoy en día.

Para hablar de las cajas de cambios primero es importante referirse al sistema completo de la transmisión. La transmisión de un carro es la que permite que la potencia que produce el motor se genere de una manera correcta y eficiente. Este sistema consiste en una serie de componentes como el cigüeñal, la caja de cambios y el embrague. Todos con el propósito principal que es hacer que las ruedas giren.

En el siguiente artículo se presentarán los distintos mecanismos que componen el sistema de transmisión y sus características.

Componentes del sistema de transmisión

Dentro de los principales mecanismos encontramos:

  • Embrague: El embrague o clutch es un mecanismo que tiene como propósito principal el de acoplar o desacoplar la energía o los giros que produce el motor de la caja de velocidades de una forma simple y suave para evitar tirones en el mecanismo. Dentro de los distintos tipos de embragues encontramos los de disco, de muelles, de fricción y electromagnéticos.
  • Caja de cambios o velocidades: La caja de cambios es tal vez el mecanismo junto con el embrague que más contacto tienen con el conductor. Por lo tanto con el que estamos más familiarizados. La caja de cambios es la principal responsable de la relación entre el cigüeñal y las llantas. Esta permite operar las relaciones que produce el motor de una forma más rápida o más lenta permitiendo distintas velocidades y potencias.
  • Árbol de transmisión: Este elemento cuenta con una forma cilíndrica. Por un extremo está conectado con la caja de cambios. Mientras que por el otro está conectado con el piñón para poder transmitir el movimiento.
  • Grupo cónico diferencial: Cuando damos una curva es necesario que las llantas de la parte exterior den más vueltas que las interiores. De esta manera el carro podrá girar de forma normal sin que se presente un desgaste de llantas. El encargado de que esto ocurra es el grupo cónico diferencial. Además tiene como propósito el de transmitir el movimiento longitudinal en movimiento transversal para que pueda ser correctamente utilizado.

Ahora bien, los anteriores son los componentes del sistema. Dentro de lo que es la transmisión encontramos varios tipos que se adaptan a las características y necesidades de cada automóvil.

Tipos de transmisión

En el caso de una camioneta normalmente encontramos transmisiones de propulsión completa. Es decir lo que se conoce como 4x4. En automóviles podemos encontrar tracción delantera o tracción trasera. Independientemente de donde esté situado el motor.

El primer tipo de transmisión es el de motor delantero y tracción delantera. Este tipo de sistema lo encontramos principalmente en automóviles pequeños. Se caracterizan porque las ruedas delanteras son las que giran para dar dirección al carro. De la misma manera son las que proporcionan el empuje. En este tipo de transmisiones no encontramos lo que es el árbol de transmisión pues no lo necesita.

El segundo tipo que encontramos es el de motor en la parte delantera pero esta vez con propulsión trasera. Es decir que el empuje lo producen las llantas de atrás. Este tipo de mecanismo es comúnmente utilizado por automóviles que cuentan con mucha potencia o por camiones. De esta manera todo el sistema se mueve en conjunto de una manera correcta.

La tercera combinación es la de motor trasero y empuje trasero. Este tipo de sistemas no es muy común. Se debe a que una de las principales fuentes de refrigeración del motor es el aire que entra por las rejillas. En el caso de tener motor trasero, este tipo de refrigeración no se da muy bien. Al igual que el primer modelo este no cuenta con un árbol de transmisión.

El cuarto sistema que encontramos es el de propulsión total. Es decir el que conocemos comúnmente como lo que es cuatro por cuatro. En este caso el empuje se genera a partir de las cuatro llantas. Este es el sistema perfecto para los camiones o loa vehículos de trabajo que necesiten cargar mucho peso.

Propósito de la transmisión

Independientemente de cual sea el sistema con el que cuenta el vehículo, todos cumplen el mismo propósito. Así mismo cuentan con la mayoría de los componentes en común. Dentro de los componentes que todos comparten esta la caja de velocidades.

El motor es un sistema que gira a una velocidad impresionante. Debido a esto es necesario que exista un mecanismo que permita que se transmita la energía a las ruedas en una velocidad más lenta. Este es el propósito de la caja de cambios, el de permitir que existan distintas velocidades del carro para una velocidad constante del motor.

Para poder cumplir su función, la caja de cambios o velocidades cuenta con un sistema de piñones. Este se ubica dentro del interior del mecanismo en donde a medida que se necesite más o menos velocidad se utiliza un piñón de mayor o menor tamaño. Las siguientes son las marchas en las que puede funcionar una caja y cómo funcionan.

  • Punto muerto: En esta posición de la caja más conocida como neutro, no hay ningún piñón que esté trabajando. Así se evita enviar potencia al motor. Esta posición es la que permite tener el vehículo detenido sin necesidad de oprimir el embrague. Recuerda que tu vehículo en esta posición es libre de movimiento. Por eso te recomendamos mantener colocado el freno de mano o tener aplicado el freno de pedal.
  • Primera marcha: En esta posición de la caja de cambios, se utiliza el engranaje más grande. Este transmite los giros a las ruedas. Al utilizar el piñón de mayor tamaño permite que el motor gire de una manera más lenta. A la vez es el que más fuerza tiene, por lo tanto nos permite subir por pendientes pronunciadas o arrancar el vehículo desde cero.
  • Segunda marcha: Cuando entramos en segunda marcha, el piñón cambia de tamaño, al siguiente más pequeño. En este momento incrementa la velocidad pero se reduce la fuerza que puede transmitir el motor. En cajas automáticas este movimiento se realiza sin necesidad de interacción del conductor. El sistema lleva el control de todo el mecanismo.

Cambios en los piñones

A medida que suben las marchas van cambiando la relación de los piñones para poder adaptarse a las necesidades del conductor. Es importante tener en cuenta que siempre debemos llevar la marcha adecuada para el esfuerzo que requiere el automóvil. Por ejemplo si vamos a subir una pendiente tendremos que poner un cambio bajo. De otra manera no podremos subir y estaremos forzando el motor en uno de los cambios altos. Si por el contrario lo que queremos es más velocidad en un lugar plano o en una bajada, es importante que el motor no vaya muy forzado. Es decir a muy altas revoluciones. Para esto es mejor utilizar un cambio alto al descender.

Tipos de embragues

Independientemente de si la caja es una caja mecánica o una caja manual, encontraremos dentro del mecanismo un embrague. El principal propósito de este mecanismo es el de transmitir o interrumpir la energía del motor hacia las ruedas.

La mayoría de los embragues cuentan con un mecanismo de funcionamiento parecido a los discos del embrague. Se abren y se cierran dejando libre el movimiento. Ahora lo que cambia dependiendo del tipo de embrague es el mando que lo acciona. Los siguientes son tipos de embragues.

  • Mecánico: Los embragues mecánicos cuentan con un cable o con una especie de varilla que al ser accionada por el pedal, tira de una palanca que suelta los muelles que oprimen el disco.
  • Electromagnéticos: Los embragues electromagnéticos son aquellos en los que el disco y la masa se fabrican de material magnético. Funcionan mediante el paso de la corriente haciendo que se atraigan o se separen entre sí.
  • Hidráulicos: La versión hidráulica es aquella en donde se genera una presión hidráulica (valga la redundancia). Esta es accionada al pisar el pedal que está conectado a un émbolo que hace funcionar el embrague.
  • Neumáticos: Este tipo de embragues funciona por vacío o por aire comprimido. Es el mismo mecanismo que en el de los embragues hidráulicos.
  • Robotizados: Este es el mismo embrague hidráulico o neumático pero se acciona mediante un circuito hidráulico. Cuenta con válvulas eléctricas para su funcionamiento.

Recomendaciones

La caja de cambios y en general la transmisión tienen diferentes propósitos. Mientras que una caja automática permite confort, una caja mecánica permite control. En MiMecánico desarrollamos un artículo exclusivo a analizar las diferencias entre los 3 tipos de caja que existen. La caja manual, la caja automática y la caja triptronic. Te recomendamos darle una mirada para aprender más de cómo funcionan nuestros vehículos.

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