Cajas de Cambios Automáticas: Funciones Esenciales

Las cajas de cambios automáticas realizan las siguientes funciones:

1. Conseguir diferente **Relación de Transmisión (R.T.)**.
2. Realizar la **marcha atrás**.
3. Cambiar la velocidad automáticamente.
4. Cambiar la velocidad sin interrumpir la entrada de fuerza.

Las cajas de cambio necesitan un **Convertidor de Par** como embrague entre el motor y la caja. El convertidor de par y el cambio forman un conjunto que emplea el mismo circuito hidráulico.

Circuitos Constituyentes de la Caja Automática

La caja automática está formada por tres circuitos principales:

1. El Circuito Electrónico

Este circuito dispone de distintos **captadores** (sensores de temperatura del aceite, captador de RPM, captador de velocidad de marcha, captador de posición del acelerador, interruptor de freno y posición de la palanca). El cerebro de todo el sistema es el **Módulo Electrónico** (o centralita), que recibe información de los distintos captadores y toma decisiones para actuar a través del sistema hidráulico.

2. El Circuito Hidráulico

Dispone de todos los componentes de un circuito hidráulico normal: depósito, aceite, **bomba de presión**, electroválvulas, válvulas limitadoras, cilindros actuadores, etc. Sus funciones son:

• Lubricar las partes móviles.
• Transmitir el par de transmisión en el convertidor.
• Actuar sobre los émbolos de embrague y los frenos de los trenes epicicloidales.

3. Conjunto Mecánico

Es el encargado de transmitir y transformar el par del motor. Emplea **trenes epicicloidales**, rodamientos, frenos y embragues de discos, y ruedas libres, entre otros.

Elementos Constituyentes de las Cajas Automáticas

Las cajas automáticas están formadas por:

• **Trenes epicicloidales**.
• Frenos y embragues.
• Rodamientos y ruedas libres.
• Dispositivo de aparcamiento.
• Bomba de aceite.
• Caja de válvulas.
• Sensores.
• Centralita electrónica.
• Actuadores.

Componentes Mecánicos Detallados

Trenes Epicicloidales

Se componen de un engranaje planetario, una **corona dentada** y satélites. Permiten:

1. Obtener diferentes R.T. según el elemento que se frene o se libere.
2. Permitir invertir el sentido de giro sin la necesidad de un tercer piñón.
3. No es necesario cortar la salida de fuerza del motor para realizar el cambio.

Frenos y Embragues

Son los dispositivos empleados para frenar, unir o liberar un elemento del tren epicicloidal. Existen tres tipos:

• Frenos de cinta.
• Frenos de disco.
• Embragues de disco.

Acoplamiento de Frenos y Embragues

Cada velocidad tiene acoplado uno o varios elementos de mando (**embragues y frenos**) que se encargan de transmitir la fuerza o frenar un componente del tren epicicloidal.

Cruce de Frenos y Embragues

Al cambiar de velocidad, se acopla un elemento y se desacopla otro. Este cambio se hace progresivamente: a la vez que empieza a resbalar un elemento, el otro empieza a acoplarse, realizándose un **cruce de presiones de mando**. La nueva velocidad queda totalmente acoplada cuando su par supera al del elemento que se desacopla.

Rueda Libre

Las **ruedas libres** toman el par en la dirección del bloqueo, mientras que en el sentido contrario giran ‘locas’ gracias al desacople automático del sistema de bloqueo, como ocurre en las bicicletas.

Dispositivo de Aparcamiento (Parking)

Es un sistema que permite bloquear el vehículo cuando está parado. Al colocar la posición P, un dispositivo mecánico bloquea el eje transmisor, impidiendo su movimiento.

Bomba de Aceite

Genera el caudal hidráulico, lubrica la caja y hace circular el aceite por el **convertidor de par** y por los frenos y embragues.

Caja de Válvulas (Centralita Hidráulica)

Está situada en el cárter de aceite y se encarga de gestionar el **control hidráulico** de la caja de cambios. Es un cuerpo de aluminio con canalizaciones hidráulicas que unen las diferentes electroválvulas.

Sensores y Centralita Electrónica

Los **sensores** captan información y la transmiten a la unidad de control. Se clasifican en dos grupos: los directos (que tienen conexión directa con la unidad) y los indirectos (que se conectan a otros módulos).

La **Centralita Electrónica** es un microprocesador que procesa las señales que recibe de los sensores y realiza los cambios de la caja.

Configuraciones de Trenes Epicicloidales

Acoplamiento de Trenes Simpson

Tiene dos trenes epicicloidales iguales con un **planetario común** para ambos trenes. El resto de elementos se acopla entre sí: la corona del tren 1 se encuentra unida con el eje portasatélites del segundo tren y el eje de salida de fuerza. La entrada de fuerza se puede realizar por el eje de satélites del tren 1, la corona del segundo tren y por el eje de los planetarios común.

Acoplamiento Ravigneaux

Tiene acoplados dos o tres trenes en un solo conjunto con una sola **corona dentada**. Los satélites que se acoplan en el mismo eje tienen diferentes dentados para engranar en los distintos piñones planetarios.

Acoplamiento Wilson

Tiene varios trenes epicicloidales colocados en serie y acoplados entre sí. La entrada de fuerza la realiza por el eje del planetario del primer tren. El eje portasatélites del primer tren se acopla al eje del planetario del segundo tren. La salida del par se realiza por el eje portasatélites del último tren.

Tipos de Transmisiones Especializadas

DSG (Direct Shift Gearbox)

Es una caja de cambios manual automatizada que **no utiliza convertidor de par** como los cambios epicicloidales. Utiliza dos embragues, cada uno unido a un eje secundario. Es decir, tiene dos ejes secundarios: uno para las marchas impares y la marcha atrás, y otro para las marchas pares. El vehículo funciona como si tuviera dos cajas de cambios.

La salida de los dos ejes se realiza sobre el mismo engranaje del grupo diferencial. Lleva un tercer árbol insertado dentro del primario interior que mueve la bomba de aceite del conjunto del cambio. No hay palanca de cambios; el desplazamiento de las horquillas se realiza de forma automática empleando **émbolos hidráulicos** y una gestión electrónica.

La gestión hidráulica y electrónica la realiza una unidad electrónica inteligente que se integra en la caja, desplaza las horquillas y controla el acoplamiento y desacoplamiento de los embragues.

Funcionamiento del DSG

Por ejemplo, cuando el vehículo circula en tercera marcha, la cuarta en el otro eje ya está engranada. Cuando el vehículo alcanza el régimen de revoluciones óptimas para el cambio, abre el embrague del árbol de la tercera marcha a la par que cierra el de la cuarta, evitando el escalón de transmisión, lo que lo hace un cambio rápido y suave.

Está formado por los siguientes elementos: bomba de accionamiento del embrague y captador de posición del embrague, unidad hidráulica, mecanismo selector de velocidades, módulo de gestión, palanca selectora y captadores de posición.

CVT (Transmisión Variable Continua)

La **CVT** se basa en unas **poleas cónicas dobles** unidas entre sí por una correa o cadena. Al variar las posiciones de las poleas cónicas, varía la relación de la transmisión. Están diseñadas para una amplia gama de R.T. La transmisión del par motor y la velocidad de giro es continua, sin el escalonamiento de las cajas de cambios manuales.

Las poleas son elementos transmisores: una que recibe el movimiento del motor y la otra lo conduce hacia las ruedas mediante la transmisión. Estas pueden modificar la anchura de su garganta y son accionadas de forma hidráulica. El diámetro que pierde una polea lo gana la otra, manteniéndose así constante la longitud de la cadena.

La correa o cadena es la encargada de transmitir el giro entre poleas. Mecanismos para complementar las funciones que tiene que realizar el vehículo: El acoplamiento con el motor se realiza

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