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Artículos Técnicos
Nro. 13
Cajas de
cambio automáticas
Autor : Rodolfo
Arrizau
CAJAS DE CAMBIO AUTOMATICAS
( Parte I )
Cada vez es más común encontrarnos con vehículos de transmisiones automáticas, y estas no solamente contienen dispositivos hidráulicos sino que estos interactuan con elementos electromecánicos; por lo que su diagnóstico requiere conocimientos implícitos sobre su funcionamiento.
Con este fin intentaré describir y explicar los distintos elementos que la componen para luego pasar al estudio de un buen diagnóstico.
Una de las funciones más importante es la de transmitir, modificar el par motor y la velocidad. El convertidor de par, la transmisión propiamente dicha y la unidad de transmisión final (diferenciales), son factores importantes en el par total y velocidad de salida en la ruedas motrices.
Veamos ahora los distintos elementos por separado que existen en las transmisiones.
CONVERTIDOR
Los convertidores de par proporcionan el medio de transmisión de la potencia del motor a la transmisión automática.
Consiste en si, en un acoplamiento hidráulico, que en su forma más sencilla podrimos describirla como dos ruedas inmersas en un líquido que pueden girar sobre ejes axiales.
Al transmitir el motor movimiento a una de estas ruedas (llamémosla impulsor), el líquido cercano a esta comenzará a moverse, por fricción, en el mismo sentido el cual transmitirá este movimiento a la otra rueda (turbina). Si a estas ruedas le colocamos paletas rectas, mayor será la facilidad con la que se pondrá en movimiento la masa de fluido y este al impactar sobre las palas de la turbina hará que esta se ponga en movimiento.
El acoplamiento hidráulico descripto en el párrafo anterior, crearía un gran desperdicio de energía si en el diseño no se tienen en cuenta las fuerzas hidráulicas entre el impulsor, el fluido y la turbina.
Cada partícula de fluido, estará sometida a un flujo giratorio, provocador por el esfuerzo de rotación del impulsor, y un flujo vorticial que hace circular el fluido entre la turbina y el impulsor y es provocado por la acción centrífuga de bombeo del impulsor.
Este último puede ser fácilmente demostrado si tomamos un balde de agua y lo hacemos girar con nuestro brazo en circulo a gran velocidad, al detener el balde observaremos que el agua tiene un movimiento circular (flujo vorticial) dentro del balde.
Asimismo, la forma y orientación de las paletas y como el fluido pegue en ellas están intimamente relacionado con la eficacia de transmitir el movimiento. De esta forma, el impulso que suministra un chorro sobre una paleta plana, será menos efectivo su la paleta esta diseñada para absorber el empuje de presión del fluido.
Es por ello que en el convertidor se introduce un tercer elemento que es el Estator. Este se acopla entre el flujo de salida de la turbina y el de entrada en el impulsor para invertir la dirección del fluido y hacer que fluya en la misma dirección de giro del impulsor y permitiendo un conveniente ángulo de ataque del fluido. En lugar que el fluido, una vez que golpea a la turbina, se oponga al impulsor, la energía hidráulica no usada ahora contribuye a la rotación del cigüeñal y del impulsor. El estator va montado sobre un embrague de rodillo unidireccional (o rueda libre).
Con un buen diseño, no se puede lograr que la turbina gire a las mismas revoluciones que el impulsor. Siempre habrá pérdida de energía, y la eficiencia en estos dispositivos rondan por el orden del 90 % ( ej. Si el impulsor gira a 1.000 [rpm], la turbina girará a 900 [rpm] )
Esto nos permite introducir un cuarto elemento, un embrague de bloqueo del convertidor que solidarizando el impulsor con la turbina permita que ambas giren a las mismas revoluciones, proporcionando una conexión mecánica entre el motor y el árbol de entrada de la transmisión.
Este embrague se puede accionara a través de dispositivos hidráulicos o eléctricos cuando las condiciones de marcha del vehículo así lo permitan, con el consiguiente ahorro de combustible.
En la próxima veremos los engranajes planetarios en las transmisiones. El sistema Simpson y el sistema Ravigneaux. Hasta la próxima, saludos y espero que le sea de utilidad.
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