CAJA DE CAMBIOS MANUAL
Transmitir y transformar el par y revoluciones del motor a voluntad del conductor, para adecuarlas a las condiciones de marcha del vehículo.También debe permitir la inversión del giro e interrumpir la cadena cinemáticaSería imposible desplazar el vehículo sin la caja de cambios, ya que las revoluciones de las ruedas serían las mismas que las del motor y no se podría adaptar a los continuos cambios de velocidad.
ELEMENTOS DE LA CAJA DE CAMBIOS MANUAL
ENVOLVENTE DEL EMBRAGUE: contiene el alojamiento para el motor de arranque, entrada del árbol primario y del vástago del bombínCARCASA PRINCIPAL DEL CAMBIO Rodamientos. Árboles primario, intermedio* y secundario. Horquillas. Sincronizadores. Eje de mando. Piñón fijoCOMPONENTES EXTERIORES. Conducto de despresurización Bombín de desembrague. Contactor marcha atrás.
Elementos estructurales
Son todos aquellos que forman el armazón de la caja. Fijan, contienen, soportan y protegen a los elementos y acogen el aceite de lubricación ENVOLVENTE DEL EMBRAGUE
Sirve para unir la caja de cambios con el motor.Envuelve el conjunto de embrague y volante de inercia.Hace de soporte a los ejes.Aloja el grupo reductor en las cajas-puente.
CARCASA PRINCIPAL DEL CAMBIO
En su interior se alojan los elementos de la cadena cinemática de la caja de cambios. Posee anclajes para sujetar los silentblocks que la unan a la carroceríaTAPA DE CARCASA
Suele ser de chapa de acero. Es la tapa de la 5ª marcha (superdirecta)
CADENA CINEMATICA DE LA CAJA DE CAMBIOS
En una caja de cambios, la cadena cinemática es el conjunto de varios engranajes montados sobre ejes. Además de ir engranados entre sí, mantienen la potencia a un determinado nº de revoluciones, con par y revoluciones variables a su salida.
Engranajes (eje conducido/eje conductor)Es el mecanismo utilizado en la caja de cambios para transmitir la potencia de un eje a otro y mantener la relación de transmisión constante. Están formados por dos ruedas dentadas (conductora y conducida).
Hay dos tipos de engranajes:
Engranajes de dentado recto
Se usan para transmitir movimiento entre ejes en disposición paralela. Su fabricación es sencilla. Tienen menor superficie de contacto que los helicoidales por lo que generan ruidos y vibraciones. No pueden transmitir grandes potencias ni velocidades de giro. Su rendimiento está en torno al 98%.
Engranajes de dentado helicoidal:
Tiene forma de hélice y está inclinado respecto a su eje de giro. Permite engranar más de un par de dientes. Es más suave y silencioso. El desgaste y rozamiento son mayores. El rendimiento está en torno al 97,3%.
Arboles y ejes
Son elementos giratorios. El árbol, junto a los piñones fijados a él, permite transmitir la potencia. El eje sirve de soporte a los elementos de la cadena cinemática. No transmite potencia ni está sometido a esfuerzos de torsiónRepresentación de la cadena cinemáticaÁrboles y ejes (línea horizontal).Trenes de engranajes (rectángulos o círculos. Si el piñón está unido de forma rígida al eje (X) y si puede deslizar sobre él (/). Los engranajes se nombran con la letra (Z) y un subíndice impar (conductor) o par (conducido).
Relación de transmisión
Es el resultado de dividir el nº de dientes del piñón conducido entre el nº de dientes del piñón conductor. También se puede hacer con el nº de revoluciones
SINCRONIZACION DE VELOCIDADES
Proporciona a la cadena cinemática una transmisión de esfuerzos suave y evita tener que parar el vehículo. Se realiza entre el piñón libre de la pareja de engranajes y su correspondiente piñón fijo del árbol. Se basa fundamentalmente en un embrague cónico que puede transmitir altos valores de par en muy poco espacioTIENE DOS FASES:
Igualación de la velocidad del piñón libre con su árbol.Acoplamiento del piñón libre a su árbol para la transmisión de fuerza.
Sincronizador básico. Sincronizador absoluto
Piñón libre:En punto muerto gira sobre el eje secundario. Dispone de un cono exterior para la sincronización y un dentado que engrana con la coronaRodamiento de agujas:Va montado interpuesto entre el eje secundario y el piñón libre. Evita el rozamiento entre eje y piñónAnillo sincronizador:Iguala la velocidad entre eje secundario y piñón libre. Permite el acoplamiento de la corona con el dentado de conexión.Cubo de arrastre o buje:Va fijo al árbol y sustenta la corona. Transmite la fuerza desde el piñón libre del secundario al ejeCorona:Transmite al sincronizador la selección de velocidad que el conductor ha accionado. Interiormente engrana con el dentado de conexión del piñón. Retiene los elementos de bloqueo. En su exterior hay una garganta donde va acoplada la horquilla correspondiente.Elementos de retención o bloqueo:Van montados en los cajeados del cubo. Posicionan la corona en punto muerto y evitan el contacto entre dentado del piñón y corona antes de que se haya producido la fase de igualación.
TIPOS DE SINCRONIZADORES Sincronizador sencillo (Borg Warner)
la corona desplaza tres chavetas posicionadas a 120º cada una ejerciendo presión mediante los resortes circulares, que regulan el desplazamiento del sincronizador hasta que hace contacto con el piñón exterior.
Tiene tres fases:
toma de contacto, fase de sincronización y fase de acoplamiento.
Sincronizador de triple cono
Punto muerto
En esta fase no hay transmisión de par. La corona se encuentra fijada por los elementos de presión. Los anillos sincronizadores están separados y los piñones libres respecto al árbol.
Fase de sincronización
La corona se desplaza y empuja los anillos. Las superficies friccionan entre sí. El anillo exterior efectúa un giro de medio diente y evita que la corona se siga desplazando.
Fase de acoplamiento
Al igualarse las velocidades desaparece el par de fricción. El anillo exterior se desplaza ligeramente hacia su posición inicial. La corona se desplaza y engrana con el dentado del piñón.
VENTAJAS
El desgaste de las superficies de fricción es mucho menor. Transmiten mejor el par y aumentan la capacidad de sincronización .Reducen el esfuerzo necesario por parte del conductor. Mejoran las reducciones de 3ª a 2ª y de 2ª a 1ª. Se suele utilizar solamente en el sincronizador 1ª-2ª.