Caja de cambios automática en un vehículo

por | Feb 18, 2023

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Transmisión automática de un vehículo


 

Palanca de cambio de velocidades

Pomo palanca de cambios

 

Una transmisión automática, también conocida como caja de cambios automática en un vehículo, es un tipo de transmisión que puede cambiar automáticamente la relación de cambio a medida que el vehículo se mueve, sin la intervención del conductor para cambiar de marcha manualmente. Dispositivos similares, pero de mayor tamaño, se utilizan en locomotoras diésel y en situaciones en las que es necesario transmitir un par muy elevado.

A diferencia de los cambios manuales, que utilizan engranajes paralelos para obtener las desmultiplicaciones, las transmisiones automáticas tradicionalmente utilizan engranajes epicicloidales. Estos engranajes planetarios pueden ser selectivamente inmovilizados mediante dispositivos de mando hidráulico adecuados para cambiar la relación de transmisión.

 

Determinación de los puntos de cambio

 

El momento en que se decide cambiar de velocidad en un vehículo depende de dos factores principales:

  1. La posición del pedal del acelerador, que indica la carga que el conductor exige al motor del vehículo, como si está subiendo una cuesta, conduciendo en un terreno plano o transportando pasajeros o carga adicional.
  2. La velocidad del vehículo.

Esto permite que la transmisión cambie a marchas más altas cuando se conduce cuesta arriba y a un régimen de revoluciones más alto, en comparación con la conducción cuesta abajo o en terreno plano.

En el pasado, el control de los frenos y embragues se realizaba exclusivamente mediante sistemas hidráulicos. Esto se lograba mediante una serie de válvulas hidráulicas que se regulaban mecánicamente desde el pedal del acelerador para el parámetro de carga, y mediante un control centrífugo desde la transmisión para el parámetro de velocidad del vehículo. Desde hace años, estas señales se detectan eléctricamente y se procesan electrónicamente, con un calculador o unidad electrónica de control de la transmisión (TCM) que activa las válvulas de control, que ahora son electrohidráulicas.

En caso de un fallo eléctrico o electrónico, siempre y cuando haya presión hidráulica, se pueden usar las posiciones mecánicas básicas descritas a continuación, manteniendo la posición “D” fija en una relación de transmisión más baja, como la cuarta o tercera marcha dependiendo del número total de marchas disponibles.

 

Posiciones de la palanca en Caja de cambios automática en un vehículo

 La mayoría de las transmisiones automáticas permiten seleccionar mecánicamente entre un conjunto de rangos de marchas, que como mínimo comprenden el siguiente orden:

  • P, Parking. Estacionamiento en la que no hay transmisión de fuerza, y además bloquea el eje de salida de la transmisión mecánicamente.
  • R, Reverse. Para marcha atrás.
  • N, Neutral. En la cual no hay transmisión de fuerza, equivale al punto muerto de un cambio manual.
  • D, Drive. Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hasta la cuarta, quinta o más según el fabricante.

 

Además de estas 4 posiciones, es muy frecuente:

 

  • S, Sport. De funcionamiento similar a la posición D pero con cambios más rápidos, bruscos y a unas revoluciones mayores.
  • L, Low. Para impedir que entren las marchas más largas, sólo primera y segunda, en caso de fuertes pendientes. Además permite retener al bajar las mismas pendientes. En algunos fabricantes se sustituye la L por 3, 2, 1 dependiendo del fabricante en las cuales se obliga a mantener como máximo la desmultiplicación mayor. Cabe destacar que en Venezuela se llama de modo coloquial a lo anteriormente mencionado L3, L2 y L1; respectivamente.
  • M, Manual. Suele encontrarse al lado de la posición D en la cual los movimientos de la palanca, marcados con + y con -, permiten subir y bajar de marchas a voluntad, con la cual hay además posibilidad de retención en los descensos (ver figura).
  • W, Winter. No es muy común y menos como posición. Se puede encontrar como un funcionamiento especial de la posición D. En ella la salida y los cambios de marcha se realizan de forma más suave para evitar que las ruedas patinen cuando el suelo se encuentra con escaso agarre.

Como dispositivo de seguridad, el accionamiento del motor de arranque sólo es posible en P y en N, siendo incluso imposible en vehículos recientes sacar la llave del contacto si no está la palanca en P, o sacar la palanca de P con el motor parado si no se mantiene el freno pisado.

 

Otras consideraciones

 

En los Estados Unidos, la mayoría de los vehículos vendidos desde los años 1950 vienen equipados con cambios automáticos, a diferencia de Europa y gran parte del mundo. Las transmisiones automáticas, especialmente las más antiguas, afectan en cierta medida el consumo de combustible. En lugares donde la gasolina es costosa y, por lo tanto, los motores suelen ser pequeños, estas desventajas son insuperables.

En los últimos años, las transmisiones automáticas han mejorado significativamente su capacidad para mejorar el consumo. Pero en general, las transmisiones manuales son más eficientes, siempre que el vehículo sea conducido por un conductor experimentado a las revoluciones adecuadas para el par óptimo. Esta situación puede cambiar con la introducción de transmisiones variables continuas o cambios robotizados o de doble embrague.

Algunas máquinas simples con rangos limitados de velocidad o velocidades de motor fijas usan un solo convertidor de par para proporcionar una desmultiplicación variable entre el motor y las ruedas. Ejemplos típicos son las carretillas elevadoras y algunos cortacéspedes modernos.

Engranaje epicicloidal en Caja de cambios automática en un vehículo

Engranaje epicicloidal

 

En la actualidad, en autobuses y camiones se pueden encontrar cajas de cambio automáticas. Estas permiten una marcha más suave y una mayor seguridad, al dejar que los conductores se puedan concentrar en el camino sin preocuparse por el cambio de marchas. Además proporcionan una mayor suavidad de marcha para el confort de los pasajeros.

 

 

 

 

La transmisión automática
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