Caja de cambios de engrane constante con cuatro velocidades El eje de entrada toma latransmisión desde el motor(cuando el embrague se activa)a la caja de cambios. Las barras selectoras y lashorquillas mueven las unidadessincronizadoras hacia adelante yatrás, según que engranaje seaseleccionado. Algunas cajas decambios tienen una sola barraselectora y otras tres, sin embargo elprincipio es el mismo. Una bola cargada porresorte, en la base de lapalanca de cambios, sealinea con una ranura en labarra selectorasosteniendo la palanca enposición hasta que elconductor cambia demarcha. Cuando se selecciona elpiñón de reversa, éste seinterpone en el tren deengranajes, invirtiendo ladirección normal del ejeprincipal. El eje intermedio transmite elmovimiento desde el eje deentrada hacia el eje principal,cuando un engranaje enconstante engrane se bloqueaal eje principal por medio de unengrane acanalado. El eje principal o eje desalida, transmitemovimiento desde el ejeintermedio hacia el ejepropulsor, cuando seselecciona una marcha.

Caja de cambios de engrane constante con cuatro velocidades

Los engranajes son seleccionados por un sistema de varillas y palancas accionadas por la palanca de cambios. La transmisión se transmite a través del eje de entrada hacia el eje intermedio y luego al eje principal, excepto en transmisión directa (engranaje superior) cuando el eje de entrada y el eje principal están bloqueados juntos.

Los motores de combustión interna funcionan a altas velocidades, por lo que una reducción de cambios es necesaria para transmitir potencia a las ruedas de tracción, que giran mucho más lento.

La caja de cambios ofrece una selección de marchas para diferentes condiciones de conducción: arranque en posición, subir una colina o marcha en superficies niveladas. Cuanto más chico sea el cambio, más lento girarán las ruedas en relación a la velocidad del motor.

La caja de cambios de engrane constante

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La caja de cambios es la segunda etapa en el sistema de transmisión, después del embrague. Por lo general, está atornillada a la parte trasera del motor con el embrague entre ellos.

Los autos modernos con transmisiones manuales tienen cuatro o cinco velocidades y una reversa, así como una posición neutral (punto muerto).

Sincronizador desacoplado

Sincronizador desacoplado

El engranaje rota libremente en un casquillo, girado por un engranaje en el eje intermedio. El sincronizador, acanalado del eje principal, está cerca y en pausa.

Sincronizador acoplado

Sincronizador acoplado

La horquilla mueve al sincronizador a la marcha seleccionada. Las superficies de fricción sincronizan las velocidades del eje, el sincronizador y el engranaje se traban juntos.

La palanca de cambios es accionada por el conductor y se encuentra conectada a una serie de barras de selector, en la parte superior o lateral de la caja de cambios. Las barras yacen en paralelo con los ejes que llevan los cambios.

El diseño más popular es la caja de cambios de engrane constante. Ésta cuenta con tres ejes: el eje de entrada, el eje intermedio y el eje principal, que funciona en los rulemanes de la caja de cambios.

También hay un eje en el que gira el piñón relé de reversa.

El motor acciona al eje de entrada, el cual impulsa al eje intermedio. El eje intermedio gira los engranajes en el eje principal, aunque éstos giran libremente hasta que se bloquean por medio del dispositivo sincronizador, que está calzado al eje.

El dispositivo sincronizador es el que realmente acciona el conductor, a través de una barra selectora con una horquilla que mueve el sincronizador para engranar la marcha.

El anillo sincronizador, un dispositivo de retardo en el sincronizador, es el refinamiento final en la caja de cambios moderna. Evita el acople de un cambio hasta que las velocidades del eje se sincronizan.

En algunos automóviles se incluye un cambio adicional, llamado overdrive. Es más alto que el cambio superior, por lo que de esta manera brinda una conducción más económica.

La sincronización de los cambios

El dispositivo sincronizador es un anillo con dientes en el interior, que se monta en un buje dentado calzado al eje.

Cuando el conductor selecciona una marcha, haciendo coincidir las superficies de fricción en forma de cono sobre el buje y la unidad de transmisión de cambios, desde el engranaje de giro a través del buje hacia el eje, se sincroniza la velocidad de los dos ejes.

Con otro movimiento de la palanca de cambios, el anillo se mueve a lo largo del buje por una distancia corta, hasta que sus dientes engranan con los dientes biselados de las grapas a un lado de la rueda, de modo que el buje y el engranaje se traban juntos.

Los diseños modernos también incluyen un anillo sincronizador interpuesto entre las superficies de fricción. El anillo sincronizador también tiene grapas dentadas, está hecho de metal más blando y se ajusta con más holgura en el eje que en el buje.

El anillo sincronizador debe estar situado precisamente a un lado del buje por medio de lengüetas o "dedos", antes de que sus dientes se alineen con los del anillo.

En el tiempo que éste necesita para localizarse a sí mismo, las velocidades de los ejes se sincronizan, de modo que el conductor no puede hacer que ningún diente choque, por este motivo es que se dice que el sincronizador es "insuperable".

La mayoría de los autos modernos tienen sincronizadas todas las marchas de avance, aunque en los autos que no lo son, la sincronización no se proporciona en la primera marcha.

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