transmision automatica

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Una transmisiónautomática proporciona varias relaciones de engranajes para igualar la velocidad del motor a la velocidad del vehículo.Una automática es capaz de cambiar por sí misma entre relaciones de engranajes.Una transmisión automática puede permanecer acoplada sin que el motor se pare cuando el vehículo se detiene.






Una transmisión automática se compone básicamente de dos partes: un convertidor de par (o de torque) el que conecta el motor con la caja, y un set de varios engranajes planetarios.

El convertidor de par se compone de un impulsor de bomba, que va conectado directamente al cigueñal, y un rotor de turbina, que va conectado con el eje de los engranajes planetarios. Entre ambos circula aceite, por el cual se transmite la fuerza y el movimiento a la caja de transmision.

El convertidor de par con enclavamiento, también se le denomina de otra manera: "embrague anulador del convertidor". Consta de un embrague que bloquea la turbina del convertidor fijandola a la bomba formando un conjunto compacto. Los resortes o muelles aislantes del embrague contribuyen a amortiguar o retrasar la acción del embrague cuando el convertidor de par entra en el modo de enclavamiento. Estos resortes aisladores también amortiguan los impulsos de potencia del motor cuando la caja de cambios está en directa y el convertidor está enclavado. Realizan la misma función que los resortes de torsión en el disco del embrague normal o estándar.

La unidad de control del cambio automático excita la electroválvula. Esta electroválvula se encarga de abrir o cerrar el embrague anulador del convertidor en función del régimen del motor y del par motor.
Para activar el embrague anulador del convertidor, la electroválvula abre la cámara de aceite que se encuentra delante del embrague anulador. Ello hace que se reduzca la presión de aceite en esta cámara, y la presión de aceite que se genera por detrás del embrague anulador hace que se cierre dicho embrague.
Cuando la electroválvula cierra de nuevo el paso de aceite se vuelve a generar presión por delante del embrague anulador y éste se desactiva.





Otros elementos importantes son las cintas de freno y los embragues. Las cintas de freno son anillos que van conectados al engranaje central, o bien al anillo de engranajes (el engranaje exterior del sist. planetario) y se encargan de bloquear el engranaje, cuando sea necesario. Los embragues conectan o desconectan distintos set de engranajes.

Para hacer todos esos cambios, se una un fluido hidráulico, el que se mueve por un circuito a través de válvulas y bombas. La válvula principal va conectada al cigueñal, y se abre o se cierra de acuerdo a la velocidad de giro del motor; mientras más rápido gira, más se abre y deja salir a mayor presión el fluido. De acuerdo a los cambios de presión, se moverán los accionadores de las cintas de freno y de los embragues.





Frenos de discos
Ademas de las "cintas de freno" estudiadas anteriormente para retener uno de los elementos del tren epicicloidal , se utilizan también los "frenos de discos".
Los frenos de discos se utilizan como hemos comentado para retener un elemento del tren epicicloidal. Son similares a los embragues de discos y poseen asimismo discos interiores y exteriores.
Los discos interiores también están unidos con el elemento giratorio mediante salientes, mientras que los discos exteriores están fijos, apoyados en la carcasa de la caja del cambio.
En la activación, un émbolo hidráulico comprime el conjunto de discos. Al contrario del embrague de discos, el émbolo hidráulico se encuentra fijo.
También en el freno de discos es de importancia el juego entre los discos para un funcionamiento perfecto del acoplamiento de marchas, por lo que se ajusta por separado.






Rueda libre
En algunos modelos de cajas de cambio automática se utiliza una "rueda libre" para el bloqueo de uno de los componentes del tren epicicloidal. La rueda libre tiene la particularidad de bloquear el giro en uno de los sentidos y en el otro sentido permite girar libremente.
Existen varios tipos de ruedas libres:

Rueda libre de rodillos
En los intersticios entre el anillo interior y exterior se encuentran unos rodillos. En el sentido de bloqueo, éstos se colocan en los intersticios que van estrechándose. De este modo se unen los anillos interior y exterior.
Unos muelles oprimen los rodillos en el intersticio, a fin de conseguir un bloqueo seguro.



Cambio Simpson
Se compone de 2 trenes epicicloidales con un piñón central común. El portasatélites de un tren, la corona del otro y el árbol primario están fijamente unidos entre sí.
La impulsión de las marchas adelante se efectúa siempre mediante las coronas. Este tipo se utilizó frecuentemente en el tiempo de los cambios automáticos de tres marchas.
Esta compuesto por dos planetarios (P1 y P2) que forman un solo piñón y también por la unión rígida del portasatélites (PS1) con la corona (C2). La salida del movimiento se realiza en esta disposición por medio del eje portasatélites (PS1), mientras que la entrada de movimiento se efectúa a través de un eje interior (e) al del portasatélites que puede ser unido mediante embrague a los planetas (P1 y P2) o a la corona (C1).





Trenes de engranajes
Ademas de la unión de engranajes epicicloidales para formar un tren de transmisión, existen otros modelos mas eficientes que toman el nombre de sus inventores.

Cambio Ravigneaux
Se compone de 2 trenes epicicloidales con un portasatélites común.

El portasatélites lleva dos juegos de satélites:

satélites cortos de diámetro grande, que engranan en un piñón central pequeño.
satélites largos de diámetro pequeño, que engranan en un piñón central grande y en los satélites cortos.

El cambio Ravigneaux posee sólo una corona, que comprende los satélites cortos. Mediante la corona tiene lugar siempre la salida de fuerza.
Con los cambios Ravigneaux se pueden diseñar cajas con 4 marchas adelante y una marcha atrás.
Por razón de su tipo se construcción compacto, es especialmente apropiado para vehículos de tracción delantera.



Este tipo de acoplamiento "agrupación dos en uno", dos engrananjes epicicloidales formando un solo conjunto, disposición en la que se utiliza una sola corona, común a los dos trenes, cada uno de los cuales esta dotado de sus correspondientes planetarios y satélites. Los planetarios son independientes entre si, mientras que los satélites están enlazados por engrane directo.




1ª velocidad: el movimiento de la turbina es trasmitido directamente al planetario (P1), el cual arrastra en su giro los satélites (S1), que a su vez transmiten el movimiento a los satélites (S2), quienes arrastran la corona (C) en el mismo sentido de giro pero a una velocidad reducida. Hay que destacar que en esta relación de marcha, el portasatélites permanece inmóvil por la acción de la rueda libre sobre el que va montado, girando los satélites sobre sus respectivos, sin movimiento de traslación. Efectivamente, el giro de los satélites (S1) arrastrados por el planetario (P1) tiende a desplazar al portasatélites en sentido de giro contrario al planetario (P1), a lo cual se opone la rueda libre sobre la que se monta este eje portasatélites.


2ª velocidad: se activan el embrague El y el freno F2, con lo cual, el movimiento de la turbina está aplicado al planetario (P1), mientras que el (P2) se mantiene inmovilizado. En estas condiciones, el planetario (P1) da movimiento a los satélites (S1) y éstos a los (S2), quienes, a su vez, arrastran la corona (C), rodando al mismo tiempo sobre el planetario (P2) con un movimiento de traslación. Con ello se obtiene una relación de desmultiplicación menor que en el caso anterior.


3ª velocidad: se activan El y E2, con lo cual, el giro de la turbina es transmitido a la vez a ambos planetarios (Pl) y (P2), los cuales tienden a arrastrar a sus respectivos satélites (S1) y (S2). Como estos satélites están engranados entre sí y tienden a girar en sentido contrario unos de los otros, se produce un bloqueo del tren epicicloidal, como consecuencia del cual la corona es arrastrada a la misma velocidad de giro de los planetarios, obteniéndose así la directa.


Marcha atrás: se activan el embrague E2 y el freno F1, con lo cual, el movimiento de la turbina es transmitido al planetario (P2), mientras el portasatélites es bloqueado. En estas condiciones el planetario (P2) transmite movimiento a los satélites (S2) directamente, que girando sobre sus ejes, sin translación, arrastran la corona (C) en sentido contrario al giro del planetario, obteniéndose así la marcha atrás.





Aceite de cambio automático = ATF (Automatic Transmission Fluid)
El aceite en el cambio automático ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos:

transmitir fuerzas (en el convertidor de par)
efectuar acoplamientos (en los elementos hidráulicos del cambio).
establecer valores de fricción (en los embragues y frenos de discos, en el embrague de anulación del convertidor de par)
engrasar piezas (todas las piezas rotatorias del cambio)
evacuar calor
transportar residuos de abrasión.

Estas tareas las tiene que realizar el aceite en un margen de temperatura de -30°C a 150°C (puntos de medición de la temperatura en el cárter de aceite del cambio).
Durante el cambio de marchas, en los embragues y frenos de discos se pueden alcanzar por un breve tiempo incluso temperaturas de 250°C a 400°C. El aceite deberá cumplir todas las tareas en cualquier condición.
En especial en los aceites utilizados en este tipo de cambios, se mejora el índice de viscosidad para garantizar un líquido constantemente espeso en todo el margen de temperaturas.
En todo el mundo se reconocen los estándares para el aceite hidráulico de transmisión establecidos por General Motors (ATF Dexron) y Ford (ATF Mercon).


Nivel/temperatura del aceite
El nivel y la temperatura del aceite influyen enormemente sobre el perfecto funcionamiento de un cambio automático. Por esa razón, los cambios automáticos poseen un termosensor, que mide la temperatura del aceite





Circuito hidráulico y bomba de aceite
En el cambio automático, el convertidor, la electrónica y los engranajes planetarios están convenientemente asistidos con la hidráulica.
En el cambio automático, el que hace el trabajo definitivo es el aceite. Por ello, el aceite y el equipo hidráulico tienen también especial importancia en el cambio automático, pues sin aceite se pierden todas las funciones del cambio de marchas.
El aceite adquiere presión por efecto de una bomba que impulsa el aceite por el circuito hidráulico. En casi todos los cambios automáticos, como bomba de aceite se utiliza una bomba meniscal. La acciona el motor del vehículo al régimen del mismo.
Las bombas en forma de menisco son robustas, de funcionamiento seguro y generan la necesaria presión de trabajo (hasta unos 25 bares).





Ellas aseguran el suministro de aceite

a los elementos del cambio
al mando del cambio
al convertidor de par hidrodinámico
a todos los puntos de lubricación del cambio.

El aceite se enfría en un pequeño circuito aparte mediante el líquido refrigerante del motor. En el dispositivo hidráulico del cambio (dispuesto usualmente debajo del mismo) tiene lugar la regulación y distribución de la presión.

Distribuidor hidráulico del cambio
Este distribuidor hidráulico representa la central de mando para la presión del aceite. En él se regula la presión del aceite, con arreglo a las señales del mando electrónico del cambio y
se distribuye a los elementos del cambio. Por regla general, el distribuidor hidráulico se compone de varias carcasas de válvula.
Una carcasa de válvulas representa el cuerpo para todas las válvulas que se se encuentran allí (válvulas de conmutación, válvulas magnéticas de regulación, válvulas reguladoras de presión). Además, contiene los canales de aceite de acuerdo con el esquema hidráulico.
Los canales de aceite en la carcasa de válvulas están conducidos sin cruzamiento. Los cruzamientos necesarios se diseñan mediante orificios dispuestos en un bloque intermedio. De este modo se pueden formar vías de aceite en diferentes carcasas de válvulas que se encuentran superpuestas.
Las válvulas activadas eléctricamente por la unidad de control electrónica (válvulas magnéticas) están caladas desde el exterior en las carcasas de válvulas. De este modo, son fácilmente accesibles y cambiables para trabajos del Servicio.
El dispositivo hidráulico del cambio, además de sus enlaces eléctricos con la unidad de control electrónica, está unido mecánicamente con la palanca selectora mediante una corredera
manual.
El dispositivo hidráulico suele estar montado debajo del cambio. En tal caso, la caja del cambio contiene parte de los canales de aceite. Los canales de aceite también pueden estar dispuestos en una placa aparte.