¿COMO FUNCIONA UNA TRANSMISION O CAJA DE VELOCIDADES MANUAL?

 Muchas personas, manejamos o conducimos un vehículo, movemos la palanca de cambios, y sentimos que podemos controlar el vehículo hacia atrás o hacia adelante; pero que pasaría si no tuviéramos una caja de velocidades: Recordemos, que un motor, cuando asimila la aceleración, adquiere mas revoluciones y esto le da más fuerza. Utilizo el termino asimilar para describir lo siguiente : Si aceleramos, y el vehículo no puede moverse debido a que tiene trabado el freno de mano o algo en su camino le impide moverse; el motor no podrá asimilar y quemar la mezcla de combustible y en consecuencia se ahogara y apagara. Con este ejemplo pretendemos describir el hecho de que un motor debe mantener sus revoluciones por encima de las necesidades del vehículo

Lo mencionado en el párrafo anterior, pretende dar la idea de que si el motor trasladara sus revoluciones directamente a las ruedas que ejercen la tracción, el acople seria tan brusco que el motor se ahogaría. Es este el motivo o la razón por la que se hace necesaria la instalación de una caja de velocidades la cual sirve para administrar las revoluciones del motor. La rueda volante (flywheel) pertenece al motor; en ella se acopla el disco de embrague y prensa. El disco de embrague (clutch), y prensa, sirven para dar suavidad o amortiguar el acople del motor con la caja de velocidades Aclarado lo anterior, podemos incursionar en el tema que nos ocupa en esta pagina. Aquí, podemos ver los engranes, y el varillaje que mueve los engranes.

La diferencia, entre una caja de velocidades usada en un vehículo con tracción trasera, y uno con tracción delantera; consiste, en que la caja de velocidades, que se usa para tracción delantera viene acoplada con el diferencial. Se llama diferencial a la parte que se conecta con los ejes que transmiten las revoluciones, de la caja, hacia las ruedas que mueven el vehículo.

1) Esta parte es una sola pieza, se le conoce como contra flecha o tren fijo

2) Flecha de mando, esta parte se acopla al disco de embrague.

3) Caja de la transmisión.

4) Flecha de salida, esta parte lleva las revoluciones al diferencial.

5) Palanca de velocidades al piso.

6) Varillaje que mueve la horquilla, que desliza los collares de sincronización.

7) collar sincronizador delantero

8) Engrane libre (loco) de reversa.

9) Collar sincronizador posterior.

Una caja de velocidades, tiene la función de recibir las revoluciones del motor y transmitirlas hacia las ruedas impulsoras, (en este caso las ruedas de atrás). Cuando un vehículo inicia su salida, necesita fuerza. Veamos las siguientes graficas: El efecto de una palanca, permite que una fuerza pequeña, cuando se mueve sobre una distancia grande, levante un mayor peso, en una distancia menor. Los engranes realizan la función de una serie de palancas. Lo que quiere decir que un engrane pequeño, hace girar aunque mas lentamente, a un engrane mas grande, o sea que la torsión se multiplica, pero reduce la velocidad original.

Aquí podemos, ver dos engranes de dientes rectos, este tipo de engranes cortados paralelamente a su eje de rotación, son ruidosos y se necesita menos potencia para hacerlos girar en comparación a los engranes helicoidales Los engranes helicoidales, tienen dientes curvos cortados en ángulo con respecto a su eje de rotación, su curva se asemeja a la rosca de un tornillo, la superficie de contacto, entre los dientes es mayor que en los engranes de dientes rectos. Con este tipo de engranes, la potencia se transmite mas suave y silenciosa.

¿Que se llama Sincronización?

Se conoce como sincronización al hecho, de que un engrane activado, se conecte a otro que esta desactivado, logrando con esto, que las revoluciones del primero, se transfieran al segundo, formándose como si fuera una sola pieza. Una caja de velocidades manual esta compuesta de engranes de diferente tamaño, todos estos engranes están colocados de tal forma, que cuando usted mueve la palanca de cambios, esta seleccionando el engrane que desea activar, lo que quiere decir que para que un engrane mueva a otro, primero deben acoplarse, a este acoplamiento se le llama cambio de velocidad. Para que un engrane se acople en posición de trabajo, se sirve de un collar

En estas figuras, podemos ver el momento, en que el collar sincronizador, está acoplándose, es necesario que el acople sea en un 100%, de lo contrario el collar puede desacoplarse, y en consecuencia el cambio seria expulsado, y la transmisión quedarse en neutro. Aclaremos: Una transmisión de cuatro velocidades, lleva 2 collares sincronizadores. Los dos collares y su conjunto interno, están instalados en la flecha de salida, y se pueden deslizar para ambos lados, Los engranes de 1ra, 2da, y 3ra, giran inducidos por los engranes del tren fijo; pero este giro no es transmitido a la flecha de salida, hasta que uno de los collares sincronizadores acople uno de estos engranes. Hache tenemos, una transmisión manual típica, usada en vehículos con tracción trasera Las revoluciones del motor, se acoplan a la rueda volante. (Flywheel). Ahora de lo que se trata, es de administrar esas revoluciones. Antes de continuar recordemos lo siguiente: Si la prensa estuviera presionada por la horquilla o collarín, el disco de embrague (clutch) no estaría acoplado; en consecuencia el motor no haría girar la flecha de mando, la cual da inicio al trabajo de la transmisión. Esto sucede cuando mantenemos pisado el pedal del embrague.

NEUTRAL Los engranes de color café, reciben las revoluciones del motor y están fijos en su flecha, lo que quiere decir, que la flecha mostrada en la parte baja y que consta de 5 engranes, es una sola pieza. (flecha de mando) Los engranes en color gris están instalados en la flecha de salida, giran libres y pueden ser removidos. Estos engranes son los que se desplazan para acoplarse en posición de trabajo, cuando uno mueve la palanca de cambios. En consecuencia, en neutral, no se transmite potencia, debido a que todos los engranes (gris) están desacoplados girando libremente en la flecha de salida.

PRIMERA Cuando; ponemos la primera velocidad, El collar sincronizador se desplaza en la flecha de salida y se acopla con el engrane de primera fijándolo, a la flecha para que transmita las revoluciones que recibe del pequeño engrane. La flecha de salida da una vuelta o giro por cada tres que recibe de la flecha de mando. En consecuencia la torsión o fuerza es máxima, pero el desplazamiento del vehículo es de baja velocidad. La relación de giro promedio es de 3 a 1.

 SEGUNDA Cuando se hace el cambio a segunda, la horquilla, desliza o separa el collar del engrane de primera y lo acopla en el correspondiente engrane este engrane es mas pequeño, a la vez que el engrane de la flecha de mando es mas grande. En consecuencia la torsión o fuerza es menor que en primera, pero el vehículo puede desplazarse a mayor velocidad. La relación de giro promedio es de 2 a 1.

TERCERA En tercera, el collar que acopla los engranes de primera y segunda velocidad se desacopla, y el collar delantero se acopla en el engrane de tercera, este engrane es mas pequeño, y el engrane de la flecha de mando es mas grande En consecuencia, la torsión o fuerza es menor, pero el desplazamiento del vehículo es mayor. La relación de giro promedio es de 1.5 a 1.

CUARTA En cuarta, A este cambio se le conoce como directa, debido, a que el collar deja libre el engrane de tercera y se acopla o conecta directamente a la flecha de mando, haciéndolas girar como si fueran una sola flecha, lo que quiere decir que la relación de giro, es de 1 a 1.

REVERSA Para el cambio de reversa, los collares se desacoplan, y el pequeño engrane de dientes rectos, al cual se le conoce como engrane loco, se acopla al engrane grande de dientes rectos. Ponga atención a que el pequeño engrane debido a su posición intermedia, invierte la rotación del engrane grande, logrando con esto que el vehículo retroceda. En este caso observemos que el engrane grande de dientes rectos se mantiene separado del engrane pequeño del tren fijo; por esta razón el pequeño engrane loco se coloca entre los dos, recibe el giro del tren fijo y como consecuencia invierte la rotación del engrane grande.