Caja de Cambios
TRANSMISIÓN MANUAL: COMPONENTES, TIPOS, PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Y APLICACIONES
Una transmisión manual es una casa de varios componentes como engranajes, ejes y varios mecanismos de selección que están dispuestos de manera especial para proporcionar relaciones de par y velocidad adecuadas para competir con los desafíos que presentan las diferentes condiciones de la carretera, el cambio de alto par a alta velocidad. y viceversa se realiza manualmente empujando y tirando simétricamente de la palanca de cambios por parte del conductor.
El vehículo con MT por lo general viene con una transmisión manual de n velocidades con o sin configuración inversa donde ‘n’ denota el número de relaciones de velocidad o cambios, por ejemplo, Maruti Suzuki swift viene con transmisión manual de 5 velocidades y 1 marcha atrás.
COMPONENTES DE UNA TRANSMISIÓN MANUAL
1. Pedal de embrague:
El pedal del embrague es una pieza de engranaje controlada hidráulicamente que desacopla el embrague cuando lo presiona.
2. Embrague:
Este es un sistema de componentes que se utiliza para transmitir el par motor a la transmisión. Consiste en una placa de presión, un resorte de diafragma, un disco de embrague, un cojinete de desecho y otros componentes más pequeños. El disco de embrague es una almohadilla de fricción que se intercala entre el volante y la placa de presión.
3. Volante:
En lo que respecta a las transmisiones manuales, el volante es el componente que entrega el par motor al disco de embrague. Esta masa circular tiene una superficie lisa con la que interactúa el disco de embrague.
Comprender cómo funciona un embrague es bastante importante para comprender la transmisión en general.
4. Horquilla selectora
Este brazo se usa para mover los collares a lo largo del eje de salida (para seleccionar marchas) y se puede mover usando la palanca de cambios.
5. Collar(es)
El collar es lo que se utiliza para seleccionar diferentes marchas. Se desliza entre los engranajes y puede engranar con ellos. El collar está acanalado en el eje de salida, mientras que los engranajes giran con el eje intermedio (y, por lo tanto, están sobre cojinetes en el eje de salida). Al bloquear el collar con un engranaje seleccionado, el par motor pasa del eje intermedio al eje de salida.
6. Sincronizadores
Estos están ubicados entre los engranajes y el collar y permiten que el collar enganche el engranaje incluso si hay una diferencia de velocidad entre los dos. Esencialmente, esto ayuda a igualar la velocidad del engranaje y el collar.
7. Ejes
Por lo general, se usan 3 ejes en una transmisión manual, esos son:
(i) Eje principal-
Es el eje que también se denomina eje de salida y se coloca delante del eje del embrague y en paralelo al eje intermedio. Los engranajes, la palanca de cambios junto con los dispositivos de engrane, como los embragues de garras y los dispositivos sincronizadores, están montados sobre este eje.
(ii) Lay-shaft o Counter Shaft-
Es el eje que se utiliza como eje intermedio entre el eje del embrague y el eje principal, generalmente se monta debajo y paralelo al eje principal, y actúa como portador de salida del motor desde el eje del embrague hasta el eje principal.
(iii) Embrague-Eje-
Es el eje que lleva la salida de rotación del volante del motor a la transmisión con la ayuda del embrague que activa y desactiva la salida del motor.
8. Engranajes
Se utilizan engranajes de varios tamaños para permitir diferentes velocidades de rueda. Los engranajes más grandes proporcionarán más torque pero tendrán velocidades máximas más bajas. Los engranajes más pequeños (con menos dientes) proporcionarán menos torque pero permitirán que el automóvil se desplace a mayor velocidad.
Hay principalmente 4 tipos de engranajes utilizados en la caja de cambios manual que son:
(i) Engranaje recto:
Utilizado en la antigua caja de engranajes de malla deslizante, estos tipos de engranajes tienen dientes de corte recto.
(ii) Engranaje helicoidal:
Son la versión modificada de estos últimos ya que tienen dientes de corte angular.
(iii) Bisel:
Son los mejores de todos los engranajes anteriores que tienen un área de sección transversal cónica con dientes de corte angular.
(iv) Engranaje loco:
Es el engranaje pequeño que se utiliza como marcha atrás, generalmente montado sobre el eje intermedio.
TIPOS DE CAJAS DE CAMBIOS MANUALES UTILIZADAS
Hay 3 tipos de cajas de cambios manuales utilizadas desde la introducción de la transmisión que es-
1. Caja de cambios de malla deslizante
Este es el tipo más antiguo de caja de cambios utilizada. En este tipo de caja de cambios, el cambio ocurre por el deslizamiento de los engranajes sobre el eje principal estriado para engranar con el engrane apropiado en el eje intermedio cuyo engrane está engranado constantemente con el engranaje del eje del embrague para llevar el movimiento de rotación durante la conversión (alto par o alta velocidad) según lo requiera la transmisión, esta caja de cambios requiere una técnica especial para el cambio que generalmente se conoce como doble embrague y también el engrane fue tan ruidoso y duro que dio lugar al desarrollo de un nuevo sistema de caja de cambios.
Nota: por lo general, venían con un máximo de cambios manuales de 3 velocidades.
2. Caja de engranajes de malla constante
Esta es la versión modificada de la última que se introdujo por encima de las limitaciones de la última, en este tipo todos los engranajes en el eje principal, el eje intermedio y el eje del embrague están en contacto constante entre sí y la selección del el engranaje apropiado se realiza mediante los dispositivos de engrane especiales conocidos como embragues de garras que se deslizan sobre el eje principal estriado para seleccionar el engranaje apropiado según las necesidades de la transmisión. Este sistema elimina el problema del doble desembrague y hace que la transmisión sea menos ruidosa ya que los engranajes rectos de la malla deslizante se reemplazan con engranajes helicoidales o cónicos, pero el cambio de marcha aún no es suave y también hay mucho desgaste de los embragues de garras debido a la diferente velocidad de rotación de los ejes durante el engrane, lo que conduce a un alto mantenimiento.
Nota: viene con una configuración de cambio manual de 4 o 5 velocidades y 1 marcha atrás.
3. Caja de cambios sincronizada
Este es el último tipo de caja de cambios utilizada desde hace décadas, ya que este sistema supera todas las limitaciones proporcionadas por la caja de cambios de malla constante o la caja de cambios de malla deslizante y también mejora las capacidades de salida del sistema de transmisión manual, en este tipo los embragues de garra de la caja de cambios de malla constante se reemplaza por los dispositivos de sincronización que primero llevan el eje principal y el eje secundario a la misma velocidad por el contacto de fricción, luego se produce el engrane del engranaje apropiado que hace que el sistema sea suave y también disminuye el mantenimiento de la caja de cambios, hoy en día este sistema generalmente viene con configuración de transmisión manual de 5 velocidades y 1 marcha atrás.
Tenga en cuenta que viene con una configuración de 5 velocidades y 1 marcha atrás.
FUNCIONAMIENTO DE LA TRANSMISIÓN MANUAL MODERNA
Hoy en día casi todos los vehículos con cambio manual en carretera están equipados con caja de cambios sincronizada ya que es más fiable, necesita menos mantenimiento y la selección de marchas no es compleja con este tipo de caja de cambios cuyo funcionamiento es el siguiente-
• Cuando el conductor pisa el pedal del embrague para cambiar de marcha, se produce el desacoplamiento del volante del motor y del eje del embrague, lo que permite al conductor seleccionar la marcha adecuada según las necesidades de la conducción.
• Cuando el conductor empuja o tira de la palanca de cambios para seleccionar la marcha en particular, el dispositivo sincronizador que está conectado al eslabón particular se desliza hacia el par de marchas seleccionadas que engranan constantemente.
• Al principio, este dispositivo sincronizador hace el contacto de fricción con el par seleccionado y los ejes para llevar los ejes giratorios a la misma velocidad.
• Luego, el par de engranajes que tiene una relación de transmisión adecuada ha engranado con el dispositivo sincronizador para obtener la salida proporcionada por el par de engranajes, que luego se transfiere al eje principal.
• Luego, esta salida con el par o la velocidad apropiados se transfiere a la transmisión final cuando el conductor suelta el pedal del embrague, lo que completa el cambio de marcha.
• Cuando se trata de la selección de marcha atrás, el contacto del dispositivo sincronizador se hace con el engranaje loco que a su vez invierte la rotación del eje principal y la transmisión comienza a moverse en dirección inversa.
Nota: como hay un engrane constante de los engranajes y un deslizamiento continuo de los dispositivos de sincronización, debe haber un suministro constante de aceite lubricante para evitar el desgaste de los componentes de la transmisión manual.
APLICACIONES:
1. Todos los vehículos pesados como camiones, cargadores, etc. están equipados con MT.
2. Casi todas las bicicletas en la carretera tienen una caja de cambios manual con cambios de 4 o 5 velocidades sin marcha atrás.
3. Los autos de carrera de fórmula utilizan una transmisión manual con un mecanismo de cambio de respuesta rápida.
4. Casi todos los automóviles comerciales usan MT debido a su bajo costo, excepto los automóviles de alta gama como Audi, BMW, etc.
