Cajas de Cambio Automatizadas y Manuales: Componentes, Funcionamiento y Mantenimiento

Tipos de Accionamientos para Acoplamiento de Marchas

Existen principalmente dos tipos de accionamientos para el acoplamiento de marchas en vehículos:

• Manual: Requiere la intervención del conductor, quien utiliza una palanca de cambios y un pedal de embrague para seleccionar y cambiar las marchas.
• Automatizada: Utiliza un sistema electrónico y, a menudo, hidráulico para gestionar el cambio de marchas sin la intervención directa del conductor. El sistema decide cuándo y cómo cambiar las marchas según diversos parámetros, como la velocidad y la carga del motor.

Diferencias entre Caja de Cambios Automatizada y Manual

• Caja de Cambios Manual: El conductor es el responsable de cambiar las marchas manualmente utilizando una palanca de cambios y un pedal de embrague.
• Caja de Cambios Automatizada: El cambio de marchas se realiza de forma automática en función de la velocidad del vehículo, el par motor y otros factores. No requiere un pedal de embrague, ya que el sistema gestiona el embrague automáticamente.

Componentes de una Caja de Cambios Automatizada

Los grupos de componentes principales en una caja de cambios automatizada típica incluyen:

1. Unidad electrohidráulica: Controla el flujo de fluido hidráulico para accionar los diferentes componentes de la transmisión.
2. Convertidor hidráulico de par: (En algunas transmisiones automáticas, no en todas) Actúa como un acoplamiento fluido entre el motor y la transmisión, permitiendo un arranque suave y multiplicando el par motor a bajas velocidades.
3. Embrague(s): Aunque no se opera manualmente, la caja automatizada tiene uno o más embragues (como en el caso de las DSG) que se activan y desactivan automáticamente para cambiar de marcha.

Desplazamiento de las Horquillas de Mando

El desplazamiento de las horquillas de mando se realiza mediante un sistema electrohidráulico. Este sistema mueve los selectores dentro de la caja de cambios para engranar la marcha adecuada según las órdenes de la unidad de control.

Cambio de Escotadura

El cambio de escotadura se logra sincronizando la velocidad de los engranajes antes de acoplarlos. Esto se realiza mediante un dispositivo sincronizador que iguala las velocidades de los componentes rotativos, permitiendo un cambio de marcha suave y sin ruidos.

Componentes del Circuito Hidráulico

El circuito hidráulico de una caja de cambios automatizada incluye varios componentes clave:

• Bomba de aceite
• Engranajes
• Caja de válvulas hidráulicas
• Bomba hidráulica (puede ser la misma que la bomba de aceite)

Arranque con Motor de Arranque Averiado

No es posible arrancar un vehículo con caja de cambios automatizada si el motor de arranque está averiado. A diferencia de algunos vehículos con transmisión manual, que pueden arrancarse empujando, los vehículos con caja automatizada dependen completamente del motor de arranque y del sistema eléctrico para iniciar el motor.

Niveles de Avería en Cajas Automatizadas

Las averías en cajas de cambio automatizadas se pueden clasificar en varios niveles de gravedad:

1. Menor: Problemas en sensores o solenoides que pueden afectar el rendimiento pero no impiden el funcionamiento básico.
2. Moderada: Fallos en el convertidor de par o en los embragues que pueden causar problemas de cambio de marchas o pérdida de potencia.
3. Grave: Daños en la unidad electrohidráulica o en los engranajes planetarios, que pueden requerir una reparación o reemplazo completo de la transmisión.

Funcionamiento de una Caja DSG (Volkswagen)

La caja de cambios DSG (Direct Shift Gearbox) de Volkswagen utiliza dos embragues para alternar entre dos conjuntos de marchas: uno para las marchas pares y otro para las impares. Esto permite cambios de marcha extremadamente rápidos y suaves, ya que un embrague se desacopla mientras el otro se acopla simultáneamente.

Posiciones Seleccionables en una Transmisión DSG

Las posiciones típicas seleccionables en una transmisión DSG son:

• P (Parking): Bloquea la transmisión para estacionar el vehículo.
• R (Reversa): Para marcha atrás.
• N (Neutral): Desacopla la transmisión del motor.
• D (Drive): Modo de conducción normal, donde la transmisión cambia automáticamente entre todas las marchas.
• S (Sport): Modo deportivo, que retrasa los cambios de marcha para obtener un mayor rendimiento.

Componentes Principales de una Caja DSG

Una caja de cambios DSG consta de los siguientes componentes principales:

1. Dos embragues multidisco (uno para marchas pares y otro para impares).
2. Dos ejes primarios (uno para marchas pares y otro para impares).
3. Ejes secundarios.
4. Unidad de control mecatrónica (combina la unidad de control electrónico y la unidad electrohidráulica).
5. Diversos sensores (velocidad, temperatura, presión, etc.).
6. Convertidor de par (en algunos modelos).
7. Engranajes planetarios.
8. Sistema hidráulico.

Marchas en Ejes Primarios y Secundarios (DSG)

• Ejes primarios: En una caja DSG, hay dos ejes primarios. Uno maneja las marchas impares (1, 3, 5, etc.) y el otro las marchas pares (2, 4, 6, etc.).
• Ejes secundarios: Los ejes secundarios reciben la transmisión desde los ejes primarios y transmiten la potencia a las ruedas. La configuración específica depende del diseño de la caja de cambios.

Embragues en una Caja DSG

Una caja DSG está compuesta por dos embragues multidisco en baño de aceite (generalmente). Un embrague se encarga de las marchas pares y el otro de las impares. Esta configuración permite cambios de marcha muy rápidos, ya que un embrague puede estar preseleccionando la siguiente marcha mientras el otro está transmitiendo potencia.

Sensores en la Unidad de Control DSG

La unidad de control de una caja DSG recibe información de varios sensores, incluyendo:

• Sensores de velocidad de los ejes de entrada y salida.
• Sensores de temperatura del aceite.
• Sensores de posición del embrague.
• Sensores de presión hidráulica.
• Sensores de posición de las horquillas de cambio.

Temperatura del Aceite en DSG a 130°C

Una temperatura del aceite de 130°C en una caja DSG es significativamente alta y puede indicar un problema. Esta temperatura puede causar sobrecalentamiento, lo que puede llevar a un fallo del sistema, degradación del aceite y daños en los componentes internos. Es crucial enfriar el aceite adecuadamente para evitar daños mayores. La unidad de control puede activar un modo de emergencia o limitar el rendimiento para proteger la transmisión.