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La caja de cambios es un sistema compuesto por un conjunto de engranajes que, gracias a las diferentes relaciones entre sí, transmiten el par motor a las ruedas motrices y realizan los cambios de marcha. Las automáticas son un dispositivo de transmisión que permite al usuario realizar los cambios de marcha de manera totalmente automatizada sin la necesidad de utilizar el pedal de embrague. Es la unidad o centralita del propio sistema la que cambia la marcha en función de la velocidad del vehículo y el par de giro del motor.
En este artículo, publicado en el blog de Loctite Ruta 401, enumeran sus componentes principales, analizan los distintos tipos de cambio y dan algunos consejos de mantenimiento para las cajas de cambios automáticas.
El desarrollo de los cambios automáticos no se puede atribuir a una única persona, fue una evolución retroalimentada a lo largo de la historia por inventores como Thomas J. Sturtevant, Louis-René Panhard o Emile Levassor, entre otros.
El sistema Hydra-Matic, creado por Cadillac y Oldsmobile de General Motors, no fue la primera transmisión automática inventada. Sin embargo, fue la primera que se montó en línea y que se comercializó en los años 40. Desde entonces la evolución ha sido constante y hoy día se están popularizando de forma muy apreciable. Cada vez son más sofisticadas. Estas son sus características y componentes.
.- Unidad electrohidráulica: Es la encargada de la gestión del cambio.
.- Convertidor hidráulico de par: Ajusta el par que necesita el sistema.
.- Embrague: Controla la transmisión del par motor hacia las ruedas motrices.
.- Mando: Es el encargado de seleccionar la combinación de engranajes y puede ser electrónico, mecánico, hidráulico o combinado.
.- Tren epicicloidal o engranaje planetario: Está compuesto por ruedas dentadas cilíndricas o cónicas que permiten el desarrollo.
Actualmente existen en el mercado diferentes tipos de cambio:
.- Variador continuo o CVT: La transmisión CVT –Continuosly Variable Transmission, por sus siglas en inglés– carece de embrague. Este sistema se basa en dos poleas cónicas conectadas entre sí por una correa o cadena de alta resistencia:
Una polea está anclada al eje de entrada del motor y la otra al eje de transmisión. Asimismo, el ajuste axial de cada polea permite cambiar el radio en el que la cadena o correa monta sobre las mismas.
De esta forma, se consigue la relación de engranaje seleccionada por el usuario de forma manual o bien por la unidad TCM, que buscará siempre la máxima eficiencia posible según la información recibida a través de la unidad de control del motor. Actualmente, Toyota utiliza este sistema en el Prius.
.- Doble embrague o DSG: DSG son las iniciales de Direct Shift Gearbox, un sistema similar al de una caja de cambios manual. Consta de un doble embrague y dos árboles secundarios: Uno equipado con la relación de engranajes para marchas pares y el otro para las marchas impares y la marcha atrás.
Con este sistema los cambios de marcha se realizan sin interrupción ni pérdidas de fuerza, ya que una velocidad puede estar accionada por un embrague, mientras que el otro embrague está preparando la entrada de la siguiente velocidad. Gracias a esta fluidez en la conducción, sin pérdida de potencia, se optimiza el consumo del vehículo.
Existen dos variantes de cajas de cambios DSG: Con embrague seco (alojado fuera de la carcasa del cambio) y con embrague húmedo (alojado dentro de la carcasa del cambio y lubricado con aceite). El Grupo VAG utiliza este sistema de transmisión en muchos de sus modelos.
.- Convertidor de par: Este tipo de transmisión, igual que el CVT, carece de embrague. No obstante, el cambio con convertidor de par consta de un convertidor de par hidráulico. Un eje estriado, impulsado por el motor, engrana con la caja del convertidor y gracias a la fuerza centrífuga generada, se impulsa el fluido de transmisión ATF que hace girar la turbina, transfiriendo el impulso motor a la transmisión, a través de la caja de cambios.
Muchos son los fabricantes que utilizan este tipo de caja de cambios, BMW lo ha hecho con el X5.
.- Robotizada Powershift: La caja de cambios robotizada Powershift, del mismo modo que una transmisión DSG, se asemeja a uno manual convencional y consta de doble embrague. Su tecnología se basa en una serie de trenes de engranajes alineados en dos ejes concéntricos (uno gira con las velocidades impares y marcha atrás, y el otro con las pares).
Cuando se acopla una marcha, se engrana automáticamente la marcha anterior y la posterior (si la hay) para conseguir la relación de velocidades correcta, y transmite el par de entrada de un eje a otro a través de un doble embrague.
A diferencia de la tecnología DSG, este sistema es más compacto y ligero. Además, la sensación de empuje continuo, conseguida gracias a que los embragues no se desacoplan por completo, permite una operativa de maniobras libre de tirones y satisfactoria para el usuario. Esto no solo se traduce en un ahorro de combustible de un 10% respecto a un sistema convencional automático de convertidor de par, sino también en una importante reducción de emisión de CO2. Fabricantes como Ford emplean este tipo de cambio.
¿Qué mantenimiento necesitan este tipo de cambios?
Las cajas de cambio automáticas se accionan a través de una palanca de mando o mediante teclas situadas en la consola central del habitáculo. En ocasiones, también se puede accionar por medio de una palanca situada detrás del volante. Las opciones de funcionamiento son las siguientes:
.- P (Parking): Marcha destinada al estacionamiento del vehículo.
.- R (Reverse): Marcha atrás.
.- N (Neutral). Posición de la caja de cambios conocida como punto muerto. Ninguna velocidad está engranada.
.- D (Drive o Directa). Acciona el vehículo para que este avance en modo automático.
.- M/S (Manual o Secuencial). Permite accionar el cambio de manera manual o secuencial, y ofrece al conductor la posibilidad de realizar el cambio de velocidad por medio de la palanca de cambios o con levas detrás del volante.
Existen distintos tipos de cajas de cambio automáticas, pero sea cual sea, es esencial seguir unas pautas de mantenimiento. En este sentido, el cambio de aceite es una de las tareas imprescindibles para alargar la vida del sistema y obtener un mayor confort en la conducción.
