Transmisiones, la caja manual

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Por Juan Pablo Metz

Sabemos que el cambio de velocidades, es un mecanismo que varía, de acuerdo a las diferentes situaciones, las relaciones de transmisión, y por lo tanto las características de la potencia ("par motor o cupla motríz" y velocidad de rotación) que llega a las ruedas (potencia de ruedas con tracción). Cabe destacar, un defecto digamos propio, del motor de combustión interna que es la poca disponibilidad de par motor a bajo régimen.

La fuerza necesaria, para accionar un vehículo es máxima cuando debe salir de la posición estática (cuando está detenido). En este caso, la cupla motríz debe ser multiplicada convenientemente, para vencer la inercia que se opone al rendimiento, que es proporcional a la masa del vehículo.

Es debido a esto, que las cajas de cambios de velocidades, tienen una primera marcha o primera velocidad, con una relación de reducción de solo 3 a 1 (es decir que el número de vueltas a la salida de la caja, es 3 veces menor, a las del cigüeñal, y el par motor aumenta 3 veces). En realidad, la potencia no es otra cosa que el producto de la velocidad de giro por la cupla motríz, y por lo tanto a igualdad de potencia (suponiendo que el cambio no reste potencia), si se divide por 3 el número de vueltas se obtiene como resultado, de multiplicar por 3 la cupla motriz. El funcionamiento del cambio de un automóvil, es parecido al de las bicicletas; en primera, las vueltas del motor (que corresponden a las pedaleadas por minuto) son altas pero la velocidad es reducida.



Sin embargo, el motor o el pedaleo, pueden desarrollar un esfuerzo de modo tal de mover al vehículo, y desplazarlo, incluso de poder trepar o ascender pendientes muy pronunciadas. En una calle lisa o plana, sin embargo si no existieran otras relaciones a disposición, el motor o el pedaleo girarían en vacío, sin ningún apreciable aumento de la velocidad. Debido a esto, se hace necesario contar al menos con cuatro velocidades o marchas, pasando por lo menos de una relación de reducción de 2 a 1. (2 vueltas del motor por 1 vuelta de las ruedas), a la toma directa (1 vuelta del motor por 1 vuelta de las ruedas), o también a una relación de multiplicación (por ejemplo, 1 vuelta del motor por cada 1,3 vueltas de las ruedas).

Teóricamente, una caja de cambios o de velocidades, es en un automóvil, un mecanismo que acopla un cierto número de engranajes conectados al cigüeñal del motor (denominados "conductores", con otros engranajes denominados "conducidos" que oportunamente son más útiles al funcionamiento deseado, y que determinan o caracterizan la relación de transmisión. El cambio puede ser "manual o automático", y en el primer caso puede tener o no "sincronizado".

De acuerdo a un diseño normal y moderno, la toma de movimiento está constituida por el eje del embrague, sobre el que está montado un engranaje que mueve el eje o árbol secundario. Sobre el mismo, están montados los "engranajes fijos", que son los que, están obligados a girar con el eje secundario. Con estos engranajes fijos, se realizan las distintas marchas que giran, y ponen en movimiento a los engranajes del eje primario, que está conectado al resto de la transmisión.



Estos engranajes son locos, y vienen solidarios (uno por vez de acuerdo a la marcha colocada o seleccionada) con el eje primario, a través de horquillas seleccionadas por la palanca de cambios por velocidades. Las horquillas son en realidad solidarias con el eje primario, pero pueden moverse a lo largo del mismo por medio de perfiles acanalados, y se acoplan con el engranaje en cuestión a través de los sincronizadores, que son los encargados de evitar los engranamientos o las roturas.

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