La transmisión automática

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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. 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. 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".

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. Si nos referimos al tren epicicloidal, una caja automática puede seleccionar una serie de relaciones que permite al vehículo avanzar hacia adelante, y también hacia atrás (Retromarcha). Sin duda, la caja debe seleccionar estas relaciones de la manera más conveniente, sin que el conductor intervenga, ya que el mismo deberá accionar solamente el pedal acelerador y el de freno. Para contar con tres marchas hacia adelante (3 velocidades) y una marcha atrás (MA), son utilizados dos trenes epicicloidales.

Estos reciben el movimiento desde el eje de la turbina, realizando la desmultiplicación y transmitiendo el movimiento al eje de salida de la caja que, a su vez, acciona el diferencial. El acople automático de las relaciones se concreta a través de dispositivos mecánicos, hidráulicos, eléctricos y electrónicos. Cabe señalar que un tren epicicloidal es un conjunto de engranajes con dientes helicoidales externos e internos, especialmente acoplados entre ellos, y que pueden concretar diferentes relaciones de desmultiplicación en función de cómo sea utilizado.



El "tipo de dispositivo" de tren epicicloidal, denominado "simple", está formado por los siguientes componentes:

• Un engranaje con dentado exterior
• Los satélites sostenidos por el portasatélites
• Una corona con dentado interno Para modificar las relaciones de desmultiplicación de este tren epicicloidal, es necesario actuar sobre dos de los tres elementos que lo componen.

Si, para ampliar, nos referimos al "Convertidor de par" o de cupla, puede decirse que se trata de un dispositivo hidráulico, que en su interior circula aceite o fluido para transmisión automática, que se utiliza para realizar los cambios automáticos, y que transmite la potencia entre dos ejes coaxiales de manera variable.



De esta forma, se modifica el "par motor o cupla" y el régimen de velocidad. Funciona como un embrague, o como una transmisión de infinitas relaciones (en una estrecha gama que, al máximo, puede triplicar la cupla motriz). Un inconveniente del "convertidor de par" es que la transmisión de potencia genera siempre un cierto deslizamiento o patinamiento (indispensable para la partida desde detenido), entre dos de las tres partes principales que lo conforman.



Estas partes, como sabemos, son: una, conectada al motor, denominada bomba, y la conectada a la turbina; esto determina pérdidas de potencia, y una respuesta menos rápida del acelerador. Las cajas automáticas de velocidades más modernas usan "convertidores de par" del tipo bloqueable (con sistema lock-up), cuando se concreta el cambio o la marcha superior (ascendente), la potencia es transmitida directamente a la "bomba" (rotor conductor), a la turbina (rotor conducido), saltando el elemento o componente intermedio denominado "reactor o estator", eliminando así las pérdidas que derivan del patinamiento interno.

• En definitiva, el "convertidor de par" está compuesto por tres partes:
• La "bomba" conectada al motor, que acciona al fluido (ATF)
• La "turbina" conectada a la transmisión, que es movida por el fluido

El "estator" libre de girar en el eje de la turbina, que regula el flujo del fluido, entre los dos anteriores componentes. Volviendo a los trenes epicicloidales, básicamente se componen de un juego de engranajes planetarios con tren epicicloidal de engranajes, compuesto por un piñón o "engranaje planetario" con engranajes o piñones "satélites" que giran a su alrededor, un conjunto portasatélites, y una "corona exterior" dentada por dentro. El engranaje planetario va montado en el centro.



Cabe destacar que un tren epicicloidal simple cuenta con un par de satélites solamente, aunque lo normal es que se monten tres. Dichos satélites giran sobre ejes (que tienen forma de U), unidos a un portasatélites y montados sobre un eje coaxial con el del planetario.

Cuando gira el portasatélite, los engranajes satélites giran sobre sus ejes, y al mismo tiempo alrededor del planetario, con el que se acoplan. Al mismo tiempo, los satélites también engranan con el dentado interior de la corona, que puede girar alrededor del conjunto de satélites y planetarios, sobre el mismo eje de giro. Si cualquiera de estos componentes se pone fijo, los dos restantes pueden girar para conseguir distintas relaciones de velocidad, de acuerdo a las dimensiones de los componentes. Si se bloquean los satélites, o se hacen solidarios la corona y el planetario, el tren de engranajes girará como si fuera una sola pieza. En conclusión, todos los ejes girarán a la misma velocidad. Si el portasatélite se bloquea pero el planetario gira, los satélites harán que la corona gire en sentido contrario. Fijando la corona y girando el portasatélites, los mismos girarán dentro de la corona, impulsando al planetario en el mismo sentido, pero con distinta velocidad. Cuando se quiere tener una cantidad precisa de marchas, las cajas de velocidades automáticas tienen 2, 3 y hasta 4 trenes epicicloidales bien relacionados entre sí.



Algunos componentes de cada uno de ellos están conectados de manera permanente. Otros son frenados por embragues y por frenos de cinta, que se seleccionan por medio de sistemas hidráulicos. El fluido para transmisiones automáticas (ATF) a presión, que viene de la "bomba", que se alimenta de la misma caja automática, acciona los embragues y los frenos de cinta. De acuerdo al tipo de caja, la palanca selectora de cambios actúa en forma directa sobre las válvulas, salvo en la posición "D.


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