Las cajas automáticas

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Tecnología / Transmisión

Las cajas automáticas
Bugatti Carlos ©


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Caja de velocidades automática de 5 marchas, de última generación – BMW.


La transmisión automática comenzó a ser usada en la década del ’50, y en todo este tiempo fue experimentando muchas transformaciones, que la van haciendo cada vez más compleja. Sin embargo, los componentes básicos que la caracterizan permanecen iguales o similares, entre ellos el convertidor del par y los trenes epicicloidales.

La diferencia de funcionamiento respecto de las cajas tradicionales con comando manual puede resumirse sintéticamente de la siguiente manera: la caja manual está conectada al motor a través del embrague, que permite transmitir la cupla motriz desde el cigüeñal al eje primario de la misma caja. El eje secundario acciona la transmisión, para después poder seleccionar manualmente los cambios o marchas, con relaciones idóneas en función del estado de funcionamiento del vehículo.


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Partes componentes del convertidor de par: 1. Convertidor. 2.Turbina. 3. Reactor. 4. Impulsor. El plato de acoplamiento está conectado directamente al cigüeñal.


Esta selección activa una cupla o par de engranajes específico, por medio de una palanca selectora –que se encuentra ubicada en el puesto de conducción– que posee una serie de palancas de reenvío, desplazables, con acople de tipo frontal, montadas sobre los dos ejes o árboles de la caja.
La cupla motriz o el par motor, suministrado por el motor al eje primario a través del embrague, pasa al eje secundario, de allí al diferencial, y después a las ruedas motrices.
La transmisión automática se caracteriza por el denominado convertidor de par, que pone en contacto al propulsor con el mecanismo interno de la caja misma. Este mecanismo permite efectuar un cierto número de relaciones (por ejemplo tres hacia adelante y una marcha atrás), aprovechando la acción de los trenes epicicloidales.


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Palanca selectora de accionamiento de una caja automática, con techa de desbloqueo (A): P - Parking; R - Reversa; N - Neutral; D - Drive, S - Sport.


La colocación o inserción de estas relaciones se realizan obviamente de manera automática y sin interrupción de la transmisión del par motor.

Los trenes epicicloidales son gestionados por medio de componentes mecánicos, hidráulicos, eléctricos y electrónicos. La cupla motriz o par motor a la salida de la transmisión automática es enviada posteriormente a las ruedas motrices a través del diferencial.

Con respecto al denominado “convertidor de par”, el cigüeñal del motor se acopla con la caja automática de modo progresivo, a través del “convertidor de par”, el cual está compuesto por tres partes básicamente: la turbina, el reactor o estator, la bomba o impulsor. El cuerpo o carcasa del convertidor, que contiene las tres partes mencionadas, está formada por dos semitapas soldadas entre sí. La misma es solidaria al cigüeñal a través de la placa de arrastre, y se llena de aceite (ATF: Fluido de Transmisión Automática) durante el funcionamiento de la transmisión automática. El “impulsor” está, a su vez, fijo al cuerpo del convertidor y por lo tanto es accionado por el motor del vehículo.
Cuando el impulsor se pone en movimiento, debido a las paletas que posee internamente, le imprime velocidad al fluido en una determinada dirección, haciendo correr o desplazándolo desde la parte central a su periferia.

La “turbina” está conectada al mecanismo (parte mecánica) de la caja automática, formada por los trenes epicicloidales, a través de un árbol o eje denominado “eje de turbina”. Debido a la acción que el impulsor efectúa sobre el fluido, este es también denominado “bomba”. La “turbina”, caracterizada también por paletas especiales, recibe el fluido de la periferia y lo envía hacia el centro.

También la turbina es puesta en movimiento, por el fluido y a través del “árbol de la turbina”, y activa el mecanismo que forma parte de la caja. Cuando el motor funciona en ralentí (régimen de mínima), el fluido movido por el impulsor, aunque tampoco posee una elevada energía, arrastra también a la turbina.

Este es el motivo por el cual, en tales condiciones, el vehículo se mueve y el conductor lo debe mantener frenado (por ejemplo: cuando está detenido en un semáforo, y se encuentra seleccionada la Posición D, a través de la palanca selectora). La circulación en torbellino del fluido en el interior del cuerpo del convertidor de par, varía en función de la diferencia de velocidad de rotación (deslizamiento y circulación) presente entre el impulsor y la turbina.

Cuando esta diferencia es notable, el fluido que sale de la turbina en forma de torbellino muy elevado, de manera de ir frenando al impulsor. El reactor tiene entonces la finalidad de mantener este efecto, dirigiendo oportunamente el fluido.

Además de disminuir la diferencia de velocidad, se reduce también el movimiento de torbellino y el convertidor se transforma de hecho en una junta hidráulica, que pone fundamentalmente en acople rígido al impulsor con la turbina. Solamente si la turbina misma adquiere velocidad, el reactor no debe influenciar respecto de la circulación del fluido, y es por este motivo que viene montado sobre un mecanismo de “rueda libre”.


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Detalle del mecanismo de “rueda libre”: 1. Cubo o núcleo del reactor. 2. Rodillo de bloqueo. 3. Resorte. 4. Rotación imposible. 5. Rotación posible.


Cuando realiza su trabajo (condición con elevado deslizamiento entre turbina e impulsora), la rueda libre se bloquea. Si por el contrario la velocidad o la diferencia disminuyen, la rueda libre se desbloquea, de manera que el reactor no tenga más influencia sobre el movimiento del fluido. Es posible notar que el fluido llega desde el cuerpo del convertidor, a través de una bomba que se encuentra en el cárter de la caja, accionada por un eje denominado “de la bomba de aceite o de fluido”.

Este fluido captado en el cárter fluye por el interior del eje de la bomba, que es hueco, y está posicionado dentro del eje de la turbina. Posteriormente, alcanza el cubre convertidor y vuelve al cárter mismo, a través de los orificios practicados en el núcleo del reactor, donde se posiciona la ya mencionada “rueda libre”. Cabe destacar que es notable que, cuando el motor del vehículo se detiene, el fluido sale en parte del cuerpo del convertidor y vuelve a la caja automática.

Por este motivo, el nivel de aceite o fluido deberá ser constatado con el motor encendido. Además, durante el funcionamiento de la transmisión, el fluido debe ser enfriado, debido a que circulando entre impulsor y turbina se calienta como consecuencia de la fricción. Es por ello que sobre muchas aplicaciones se usan radiadores exteriores y, en otros casos, el cuerpo del convertidor posee un aleteado externo.


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Conjunto que forma al reactor, compuesto a la derecha por el impulsor, a la izquierda por la turbina, y al centro por el reactor


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Transmisión automática de 5 velocidades, que muestra la complejidad de su diseño y construcción, la utilización de los embragues de discos múltiples, que brindan un funcionamiento más suave – Mercedes Benz.

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