Cajas automáticas, su post.

El uso de vehículos con caja automática en nuestro país no es algo muy frecuente, no está del todo popularizado y cuesta aceptar este tipo de aditamento a la hora de elegir cuando se tiene la opción. Si bien es la gran mayoría de la gente está acostumbrada al uso de los cambios "manuales" y tiene cierta desconfianza cuando le hablan de las cajas automáticas, este post tiene la intención de desmistificar esos preconceptos e informar cuales son las ventajas y características en cuanto a funcionamiento y funcionalidad de un accesorio que cada vez va ganando mas adeptos en todo el mundo. Un poquito de historia. La caja automática es un invento bastante viejo, se cree que fué evolucionando de un primer concepto ideado por un mecánico alemán que construía aviones a principios de los años 1900, pero no se aplicó a la industria automotríz hasta fines de la década del 30, cuando la GM lanza al mercado para su modelo Oldsmobile una transmisión totalmente automática denominada "Hydra-Matic drive", la cual solo podía hacer 2 cambios hacia adelante... Para el año 1942 la Chrysler aplica a varios de sus modelos de lujo el mismo sistema, para fines de esa década, todas las marcas estadounidenses contaban con modelos con cambios automáticos. Después de la segunda guerra mundial, la economía norteamericana crece de forma increíble siempre a la par de la industria automotríz, los autos son cada vez mas grandes, cómodos y hay versiones para todos los gustos, como el consumidor tiene con qué comprar estos bólidos, quiere cada vez mas "tecnología", y la tecnología viene de la mano con la comodidad, para este período los autos con cajas automáticas se vuelven sumamente populares, debido obviamente a la comodidad que brindan a la hora de conducir... Como funciona una caja automática. El cambio automático es un sistema de transmisión que es capaz por si mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervención directa del conductor. El cambio de una relación a otra se produce en función tanto de la velocidad del vehículo como del régimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita ni de pedal de embrague ni de palanca de cambios. El simple hecho de pisar el pedal del acelerador provoca el cambio de relación conforme el motor varía de régimen de giro. El resultado que aprecia el conductor es el de un cambio cómodo que no produce tirones y que le permite prestar toda su atención al tráfico. Por lo tanto el cambio automático no sólo proporciona más confort, sino que aporta al vehículo mayor seguridad activa. Embrague hidráulico. El embrague hidráulico que mas tarde evolucionara llamandose convertidor de par, actúa como embrague automático entre el motor y la caja de cambios que, en estos casos, suele ser automática o semiautomática. Dicho embrague permite que el motor gire al ralentí (en vacío) y además transmite el par motor cuando el conductor acelera. Funcionamiento Cuando el motor gira, el aceite contenido en la carcasa es impulsado por la bomba, proyectándose por su periferia hacia la turbina, en cuyos alabes incide paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la bomba o rotor conductor, formándose así un torbellino tórico. La energía cinética del aceite que choca contra los alabes de la turbina, produce en ella una fuerza que tiende a hacerla girar. Cuando el motor gira a ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y la fuerza transmitida a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. A medida que aumentan las revoluciones del motor, el torbellino de aceite se va haciendo más consistente, incidiendo con más fuerza sobre los alabes de la turbina. Ventajas e inconvenientes de los embragues hidráulicos Debido a la inevitable pérdida de energía por deslizamiento del aceite en su acoplamiento para obtener el par máximo, los vehículos equipados con este tipo de embrague consumen algo más de combustible que los equipados con un embrague normal de fricción. Presentan también la desventaja de un mayor coste económico, así como la necesidad de tener que acoplar una caja de cambios automática. Como contrapartida de estos inconvenientes, la utilización del embrague hidráulico presenta las siguientes ventajas: * Ausencia de desgaste. * Duración ilimitada, incluso mucho mayor que la vida útil del vehículo. * Las vibraciones por torsión en la transmisión están fuertemente amortiguadas, cualidad muy importante para su utilización en los motores Diesel. * Arranque muy suave, debido a la progresividad en el deslizamiento. * Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo más atención que el cambio periódico de aceite cada 15 000 ó 20 000 km. Convertidor de par El convertidor de par tiene un funcionamiento que se asemeja al de un embrague hidráulico pero posee una diferencia fundamental, y es que el convertidor es capaz de aumentar por sí sólo el par del motor y transmitirlo. Funcionamiento Al girar la bomba accionada directamente por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina. A la salida de ésta el aceite tropieza con los alabes del reactor que tienen una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina. Esta corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina. Como el reactor no puede realizar ese giro ya que está retenido por la rueda libre, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba. De esta forma mientras exista diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en la bomba. El par cedido por la turbina será pues la suma del transmitido por la bomba a través del aceite y del par adicional que se produce por reacción desde el reactor sobre la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. Cuanto mayor sea la diferencia de giro entre turbina y bomba mayor será la diferencia de par entre la entrada y la salida del convertidor, llegando a ser a la salida hasta tres veces superior. Conforme disminuye la diferencia de velocidad va disminuyendo la desviación de la corriente de aceite y por lo tanto el empuje adicional sobre la turbina con lo que la relación de par entre salida y entrada va disminuyendo progresivamente. Engranaje planetario También llamado "engranaje epicicloidal", son utilizados por las cajas de cambio automáticas. Estos engranajes están accionados mediante sistemas de mando normalmente hidráulicos o electrónicos que accionan frenos y embragues que controlan los movimientos de los distintos elementos de los engranajes. La ventaja fundamental de los engranajes planetarios frente a los engranajes utilizados por las cajas de cambio manuales es que su forma es mas compacta y permiten un reparto de par en distintos puntos a través de los satélites, pudiendo transmitir pares mas elevados. Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos existe otro que haga de reacción. En función de la elección del elemento que hace de entrada o que hace de reacción se obtienen cuatro relaciones distintas que se pueden identificar con tres posibles marchas y una marcha invertida. El funcionamiento de un tren epicicloidal es el siguiente: * 1ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena la corona, los satélites se ven arrastrados por su engrane con el planetario rodando por el interior de la corona fija. Esto produce el movimiento del portasatélites. El resultado es una desmultiplicación del giro de forma que el portasatélites se mueve de forma mucho más lenta que el planetario o entrada. * 2ª relación: si el movimiento entra por la corona y se frena el planetario, los satélites se ven arrastrados rodando sobre el planetario por el movimiento de la corona. El efecto es el movimiento del portasatélites con una desmultiplicación menor que en el caso anterior. * 3ª relación: si el movimiento entra por el planetario y, la corona o el portasatélites se hace solidario en su movimiento al planetario mediante un embrague entonces todo el conjunto gira simultáneamente produciéndose una transmisión directa girando todo el conjunto a la misma velocidad que el motor. * 4ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena el portasatélites, se provoca el giro de los planetarios sobre su propio eje y a su vez estos producen el movimiento de la corona en sentido contrario, invirtiendose el sentido de giro y produciéndose una desmultiplicación grande. Caja de cambios automática Hidramatic Esta caja cuenta con cuatro velocidades y marcha atrás, esta formada por un embrague hidráulico o convertidor de par y tres trenes de engranajes epicicloidales (I - II - III), que comunican movimiento del motor al árbol de transmisión de forma automática y progresiva según la velocidad del vehículo. La corona (C1) del tren de epicicloidal (I) es solidaria al volante de inercia (4) y recibe, por tanto, el movimiento directamente del motor. Los satélites (B1) van unidos a la bomba (P) del embrague hidráulico y a la corona (C2) del segundo tren de engranajes (II) por medio del embrague (E2). El planetario (A1) puede ser frenado por la cinta de freno (F1) o hacerse solidario a los satélites (B1) por medio del embrague (E1). La corona (C2) del tren (II), puede ser frenada por la cinta de freno (F2) o hacerse solidaria a los satélites (B1) por medio del embrague (E2). Los satélites (B2) se unen directamente al eje de transmisión (3) y son los encargados de transmitir el movimiento de la caja de cambios en cualquier velocidad. El planetario (A2) recibe el movimiento directamente de la turbina (T) a través del árbol (2).. El tren de engranajes (III) sólo funciona para la marcha atrás y tiene la misión de invertir el giro de los satélites (B2) y del árbol de transmisión. La corona (C3) gira libremente y sólo es bloqueada por un mando mecánico de la palanca de cambios para obtener la inversión de giro. Los satélites (B3) se unen directamente a los satélites (B2) a través del árbol de transmisión. El planetario (A3) va unido a la corona (C2) de donde recibe movimiento. Los satélites de todos los trenes de engranajes pueden girar libremente en sus ejes o sufrir movimiento de translación cuando se lo comunican cualquiera de los demás componentes de los trenes epicicloidales. Básicamente este es el funcionamiento, si querés ver el documento completo: http://www.mecanicavirtual.org/caja-cambios3.htm Como manejar un auto con caja de cambios automática. Para alguien que está familiarizado con este tipo de cajas, quizás sea algo tonto, pero hago este apartado por experiencias que he tenido con gente que está a punto de comprar un vehículo automático y no tiene la menor idea de como hacerlo. Primero: Comandos. Existen varias formas de ubicar el comando que acciona las marchas en un auto automático, pero la gran mayoría estarán o bien en el comando de la dirección: O en la consola central: Que son las siglas P R N D y para que sirven. Estas siglas están en inglés y significan: P: Parking, esta posición es la que nos indica que el motor está frenado, así mismo las ruedas delanteras, en vehículos modernos no se puede dar marcha al motor si no se encuentra la caja en P. R: Reverse, marcha atrás o reversa. N: Neutral, igual que con cambios manuales, se usa para empujar el auto o para dar arranque nuevamente. D: Drive, ubicando la palanca en esta posición el vehículo inicia su marcha y efectúa los cambios normalmente. Básicamente estas son las principales funciones, pero dependiendo de la marca o fabricante pueden haber variaciones, como por ejemplo; Como las cajas automáticas no tienen la versatilidad de las manuales, cuentan con otros sistemas para equiparar funciones, si la caja fuera de tres marchas, vas a ver debajo de la D un 2 y 1, su función es hacer de segunda y primera marcha respectivamente, esto significa que, si se tiene que forzar mas el motor y se necesitan mas revoluciones poniendo el 1 nunca subirá a segunda marcha, esto da un extremado torque, lo mismo con el 2, aquí solo vas a tener dos cambios. El "overdrive" u "OD" es un sistema que a bajas revoluciones da mas elasticidad al motor, viene a ser como una quinta. En muchos autos y casi todas la SUV´s y camionetas grandes, este sistema se puede desactivar mediante un botón, pero generalmente viene antes de la D normal. Esta foto pertenece a un Jeep Grand Cherokee 2000, se puede ver el OD seguido por el 2 y 1, en la consola central cuenta con un botón para desactivar el sistema. En la actualidad muchos vehículos cuentan con un sistema que intenta emular una caja manual llamado "secuencial" en el cual tras posicionar la palanca en su posición se suben y se bajan las marchas de acuerdo a la necesidad. Otros traen botones mediante los cuales las relaciones se hacen mas largas o cortas, esto sirve si se quiere una forma de conducción deportiva, o se transita en caminos con barro o nieve. En este ejemplo el botón con la "S" activa la función sport. Ok, no hace falta saber mucho mas, es bastante sencillo, solo te subís al auto, arrancás, ponés la palanca en D, siempre pisando el freno, ya que automaticamente se acopla la caja, y el auto sale despacito, nada, acelerás y frenás No te cuento lo que es estcionar, y mas si tenés un vehiculo grande, ponés R y el auto se va solito, nada mas tenés que mover el volante! una maravilla. Un video de como manejar un automático, en inglés. Problemas con la transmisión automática. Está comprobado que este tipo de transmisiones por su estructura y componentes tiene una mayor duración que una de cambios manuales, pero hay que tener en cuenta algunos factores que también harán mas larga su vida útil: Primero: No descuidar los cambios de aceite, estos se realizan cada dos años, según el uso del vehículo. Segundo: Revisar periódicamente las juntas y sellos, es mejor prevenir que curar, cada tanto mirás debajo del auto donde está la caja, y si ves pérdidas, es mejor tratar rápido el asunto. Tercero: Usar las relaciones adecuadas para el uso que le demos, por ejemplo, si vas a transitar por un lugar donde la velocidad sea baja o estés haciendo off road, es aconsejable usar marchas bajas, para no desgastar la caja, de esa forma trabajará menos haciendo los cambios necesarios. Acá te dejo un link para la revista Mecánica Popular donde se explican algunos problemas de estas transmisiones, realmente muy bueno. http://www.mimecanicapopular.com/vi.php?n=img27 /problemas_transmision_automatica_ago92-ag.jpg Para terminar, aunque puedo haberte mareado un poco con tanta explicación, el tema de las cajas automáticas no es la gran cosa, yo desde que tuve mi primer auto, un Buick 1986, me acostumbré a este tipo de caja, y la verdad que la prefiero infinitamente a las convencionales, porque? por la comodidad, me acuerdo las veces que iba al centro manejando con cambios manuales, semáforo, parar, embrague, primera, parar... Espero haberte sido de ayuda, y si se me escapó algo ya lo voy a ir poniendo, un abrazo.