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Cajas de cambio

Indice del curso

 

Caja de cambios manual de 6 velocidades

El cambio manual de 6 marchas destaca por numerosas cualidades, siendo la mas significativa el buen aprovechamiento del par entregado por el motor, consecuencia de un excelente escalonamiento de las marchas.
Además, al disponer de 6 marchas se reduce el consumo, los niveles de contaminación y se disminuye el impacto medioambiental
En el ámbito tecnológico, la novedad principal del cambio es el uso de dos árboles secundarios. Dicha técnica permite obtener un conjunto mas compacto, para poder montarlo en vehículos con grupo motor propulsor transversal.
Todas las marchas, incluida la marcha atrás, están sincronizadas, por lo que la facilidad en la conexión está asegurada. Además, los engranajes son helicoidales, hecho que aumenta la resistencia y reduce la sonoridad.
El uso de cable de mando en la transmisión de los movimientos de la palanca hacia el cambio de marchas aporta una mayor suavidad en el manejo, mayor precisión en los movimientos y una reducción en la traslación de ruidos al habitáculo.
La facilidad de manejo del cambio se complementa con el accionamiento hidráulico del embrague.

 

El cambio manual con 6 marchas hacia delante y una hacia atrás, se monta junto con el motor de forma transversal. Existen dos versiones, una para vehículos con tracción delantera y otra para vehículos con tracción total, siendo el peso de 48,5 kg y de 68 kg respectivamente
En ambos casos el par de entrada máximo admisible es de 350 Nm valor suficiente para poder ser montado en motores de alta potencia y par.
La carcasa del embrague dispone de numerosos taladros útiles para acoplar el cambio a los motores de diferentes familias. De esta forma se compensa el ángulo de inclinación propia de cada motor. Existen diversas relaciones de cambio, según sea la motorización en la que se monte. Por esta razón es importante consultar las letras distintivas del cambio en las operaciones de reparación.

 

Estructura
Los elementos que forman la caja de cambios están alojados en el interior de dos carcasas de aluminio, la del "embrague" y la del "cambio".

Los componentes básicos de! cambio son:

La versión de tracción total dispone además de una "caja de reenvío", imprescindible para transmitir par de giro al eje trasero.
La utilización de dos arboles secundarios, técnica conocida como "flujo de fuerzas cruzado", permite repartir los piñones móviles de las marchas entre ambos árboles y reducir así la longitud total del cambio.
Cada árbol secundario tiene un piñón de ataque que engrana directamente con la corona del diferencial. Pero sólo transmite movimiento el árbol que tenga engranada una marcha. Todos los piñones tienen dientes helicoidales. Además todas las marchas están sincronizadas, incluida la marcha atrás.

 

Arbol primario
El primario, sujeto por la carcasa del embrague y la del cambio, está apoyado en ellas medíante rodamientos de rodillos cónicos En el árbol se han mecanizado dos dentados, el de la 2ª marcha (el mas próximo al embrague) y otro que es común para la 1ª y la marcha atrás.
Sobre el árbol se monta un piñón doble, los cuales quedan solidarios. Dicho piñón doble incluye dos dentados, uno para la 6ª y 4ª marchas y otro para la 3ª. En su extremo opuesto al embrague se monta al piñón para la 5ª. Una vez montado, también gira solidario con el árbol.

 

Arboles secundario
Esta caja de cambio manual tiene dos secundarios: el "árbol secundario I" y el "árbol secundario II". Ambos gravitan en la carcasa del cambio y en la del embrague medíante rodamientos de rodillos cónicos.
En el "secundarlo I" se montan los piñones de la primera hasta la 4ª marcha, mientras que en el "secundarlo II" dispone los piñones de la 5ª, 6ª y marcha atrás
Todos los piñones de los secundarios giran libres sobre rodamientos de agujas. Cuando se engrana una marcha, el piñón correspondiente queda solidario al eje, transmitiendo el par a la corona del diferencial.
Todas las marchas están sincronizadas. Los sincronizadores de todas las marchas están repartidos entre los dos secundarios. Debe destacarse la sincronización doble de la 1º y 2º y 3ª el resto son sincronizadores simples.
El árbol "secundario II" tiene la característica de las zonas ocupadas por los piñones de la 4ª, 1ª y 2ª marcha. Gracias a una arandela derivadora de aceite, el árbol hueco y los tres taladros se logra un correcto engrase de los rodamientos de agujas de los piñones

 

Otros componentes internos

Eje de marcha atrás
La inversión de giro del secundario se logra mediante e! eje de la marcha atrás, al cual están fijados dos piñones, uno en permanente contacto con el primario y otro con el secundario.
El eje se apoya en la carcasa del cambio y en la del embrague por medio de rodillos de aguja

Diferencial
Descansa en dos rodamientos de rodillos cónicos, uno en la carcasa del embrague y el otro en la del cambio.
Tiene la función de compensar la diferencia de revoluciones de las ruedas motrices al tomar una curva. Está formado por una corona solidaria a la carcasa del diferencial, la cual al girar arrastra la carcasa donde se aloja el eje de los satélites. La actuación conjunta de los satélites y los planetarios, engranados entre sí, compensa la diferencia de giro de las ruedas motrices en curvas.
Con tal de mejorar la suavidad de marcha y reducir ruidos, se ha rectificado cónicamente la carcasa del diferencial en las salidas de los ejes abridados, para alojar un anillo cónico cargado por un resorte, evitando así vibraciones no deseadas en los ejes abridados.
La carcasa del diferencial tiene mecanizados ocho huecos. Con ellos y un transmisor para el velocímetro se obtiene la señal idónea para el cálculo de la velocidad instantánea del vehículo por parte def cuadro de instrumentos.

Caja de reenvio
Los vehículos con tracción total incorporan una caja de reenvío, fijada a la carcasa del embrague, la cual no tiene despiece.
Tiene la función de transmitir un movimiento de rotación entre la carcasa del diferencial y el árbol cardán. Consta de un grupo cónico formado por un piñón de ataque y una corona: ambos giran sobre rodamientos de rodillos cónicos.
El funcionamiento es sencillo: un eje nervado une rígidamente la carcasa del diferencial con el piñón de ataque de la caja de reenvío, el cual a su vez engrana con la corona de la caja
de reenvío y transmite el giro a través del árbol cardán al eje trasero.
Un segundo eje nervado atraviesa la caja de reenvío por el interior, de forma que une un planetario con el eje abridado del palier delantero derecho.



Conexión de marchas
Los mecanismos que intervienen en la conexión de marchas son:

El eje selector es la pieza principal. Esta sujeto a la carcasa del cambio medíante una tapa en un extremo y en el otro mediante un tornillo de seguridad.
Un casquillo montado en el eje selector incorpora un fiador, que trabaja en todas las marchas. Dispone también de un orificio donde encaja el perno de retención y la zona que actúa sobre el conmutador de la luz de marcha atrás. Además, el eje selector tiene tres dedos de conexión, uno para las horquillas de la 1ª a la 4ª marcha, otro para la marcha atrás y el último para la 5ª y 6ª.
Cuando el eje selector está en reposo, sin ninguna marcha engranada, unos resortes internos lo sitúan de tal forma que uno de los dedos de conexión coincide en la escotadura de la
horquilla de la 3ª y 4ª marcha; el resto quedan libres.
Cada una de las horquillas de las marchas (excepto la marcha atrás) tiene un fiador propio. Cuando se engrana una de las marchas, uno de los casquillos de encastre (fijos en la carcasa del cambio) bloquea la posición de la horquilla impidiendo que esta se desplace.
La combinación del fiador del eje selector con el propio de cada una de las horquillas (retención estática), y los dentados en forma de punta de lanza de los sincronizadores (retención dinámica) evitan que las marchas se desengranen casualmente.

 

Flujo de fuerza
El par de giro del motor llega al cambio de marchas a través del embrague y entra por el árbol primario. El primario tiene todos los piñones solidarios: su giro constante provoca el giro de todos los piñones de los otros árboles, los cuales permanecen libres.
En el momento que el conductor engrana alguna marcha, provoca que el piñón correspondiente, situado en un árbol secundarlo quede solidarlo al árbol; así el par de giro pasará del primario a el secundario y finalmente al diferencial. Cada una de las marchas tiene como resultado una desmultiplicación propia.
La inversión de giro del secundario II se logra mediante la intercalación del eje para la marcha atrás entre el primario y el secundario II.

 

Accionamiento de marchas

Los mecanismos que intervienen en la selección y conexión de una marcha se pueden asociar en tres grupos:

Palanca de cambios
Tiene libertad de movimiento en cualquiera de las direcciones de los tres ejes espaciales. Así, el mecanismo interior de la palanca puede transformar los movimientos realizados por el conductor en movimientos de tracción y empuje en los extremos de ambos cables,
Los movimientos que realiza la palanca hacia la derecha e izquierda llegarán al cambio como movimiento de selección, mientras que los movimientos de avance y retroceso de la palanca provocarán movimiento de conexión de las marchas.

Cables de mando
Son de tipo blowden y tienen la función de transmitir los movimientos de la palanca hacia la timonería de conexión en el cambio.
De esta forma se reducen las vibraciones sobre las conexiones debidas al movimiento de los grupos mecánicos, así como el aislamiento de ruidos por vibraciones y la carencia de mantenimiento.
Uno de los cables transmite el movimiento de selección y otro los movimientos de conexión.

 

Timonería de conexión
Está ubicada en la caja de cambios, a la cual están unidos por un extremo los cables de mando y por el otro el eje selector.
Dicho mecanismo transforma los movimientos de los cables de mando en movimientos de desplazamiento axial y de rotación del eje selector, necesarios para la selección y conexión de cada una de las marchas.

 

Funcionamiento

 


 

Aceite
Esta caja de cambios utiliza aceite G51 SAE 75W90. El vaciado se hará por el tornillo de vaciado situado en la carcasa del cambio y otro en la caja de reenvío.
El llenado debe hacerse hasta el borde inferior del orificio de llenado. Según sean las letras distintivas del cambio y si incorpora tracción a las cuatro ruedas la cantidad varía, pero el punto de control es el mismo, entre los 2,1 y los 2,4 litros.

 




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