Aunque todavía no son muy aceptadas, por confort y eficiencia las cajas automáticas van lentamente imponiéndose en todo el mundo, y ya en los Estados Unidos son utilizadas mayoritariamente.
Historia
Uno de los primeros antecedentes de la caja automática se remonta a 1908 y fue un dispositivo hidráulico para uso marino; casi 20 años después, la fábrica inglesa Leyland mejoró ese sistema y lo adaptó para los autobuses de Londres. Por su parte el Ford T de la década del 20 ya utilizaba un sistema de engranajes “epicicloidal”, con principios similares al de las actuales cajas automáticas. En 1930 la firma Daimler también produjo una caja semi-automática formada por un convertidor de par hidrodinámico, conectado a una caja epicicloidal electromagnética.
Por el lado de Norteamérica, General Motors equipó al Oldsmobile de 1937 con una caja semi automática, y en 1939 presentó la Hydro Matic Drive, que reunía un convertidor de par hidráulico y una caja epicicloidal con cuatro relaciones.
Tras la Segunda Guerra Mundial, estos sistemas continuaron su evolución y desde entonces las cajas automáticas se perfeccionaron constantemente, sin embargo el mayor salto evolutivo se logró con la incorporación de la gestión electrónica, que permite en la actualidad superar ampliamente cualquier tipo de caja convencional, ya sea manual o automática.
Cómo funciona
Si bien todas las cajas de velocidades cumplen una función básica de transmitir desde el motor el torque necesario a las ruedas, existen algunas nociones mecánicas básicas para conocer mejor cómo funcionan.
En las cajas automáticas el movimiento generado por el motor se transmite a la caja por medio de un convertidor de par, compuesto por dos turbinas alojadas en un compartimento estanco, lleno de aceite mineral. En este caso, es el aceite el que transmite la potencia, de modo que no hay fricción, como sucede con el embrague de monodisco seco utilizado en las cajas manuales.
La gestión del cambio de relaciones la realiza un distribuidor también hidráulico, que reparte las presiones para comandar los diferentes elementos. Mientras que la caja manual se compone por engranajes de diferentes tamaños alineados en varios ejes, la caja automática funciona con piñones, que conforman el denominado “tren epicicloidal”.
De esta manera, la caja automática determina en forma autónoma la mejor relación mecánica y física entre diferentes elementos, tales como el torque, la potencia, la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la resistencia a la marcha, entre otros.
En las “cajas automáticas tradicionales”, un dispositivo electro hidráulico se ocupa del pasaje de los cambios de marcha; mientras que para el caso de las cajas de última generación, el control lo realiza un cerebro electrónico.
Otros tres tipos de sistemas automatizados:
Robotizado: es una derivación de la caja mecánica, en este caso la gestión del embrague y de las relaciones se realiza de manera electrónica. Carece de pedal de accionamiento para el embrague y la palanca de cambios no tiene relación mecánica con la caja.
Doble embrague: sistema cercano al robotizado, cuenta con dos embragues, cada uno vinculado con un árbol. Un embrague es utilizado para las relaciones impares -1ª, 3ª y 5ª- y el otro para los pares -2ª, 4ª, 6ª y marcha atrás. Diversos sensores, ubicados en cada árbol, permiten saber cuál es la velocidad, al tiempo que relevan el régimen de rotación del árbol. Es algunos casos los embragues son del tipo multidisco a baño de aceite –como en una moto-, y en otros cuenta con embragues a seco.
Variador continuo: El variador continuo es muy utilizado en los ciclomotores. Desde los años 60 se ha empezado a usar en los automóviles aunque no cuenta con muchos adeptos hasta ahora. En teoría, las cajas de cambio de variación continua representarían la transmisión ideal, ya que varían la relación de velocidades continuamente, por lo que podemos decir que es una transmisión automática con un número infinito de relaciones. Esta ventaja permite movernos en la curva de torque del motor sin saltos ni escalonamientos, algo imposible con las cajas automáticas o manuales.
Todas las cajas automáticas trabajan sobre un solo eje donde se encuentran convertidor, bomba, tambores, planetarios, embragues unidireccionales y gobernadora. Las “cajas puente” también contienen, en este mismo eje, el sistema diferencial.
¿Sí o no?
Mucho se debate sobre la conveniencia o no de utilizar una caja automática. Datos recientes nos informan que en Europa, por ejemplo, su uso es muy limitado; los países con más cajas automáticas son Suiza, con un 20% del parque automotor, Suecia y Noruega, con un 14%, y Gran Bretaña, con un 10%. En los Estados Unidos, por el contrario, el 90% de los coches producidos tienen caja automática, y en Asia están cerca de esa cifra. Algunos piensan que la caja automática es aburrida de manejar y otros que quienes la utilizan no saben conducir. Pero, poco a poco, estos prejuicios van desapareciendo.
También existe la idea de que la caja automática desperdicia energía porque el motor consume más combustible. Para remediar este problema, los fabricantes están trabajando sobre el convertidor con un sistema que, en determinadas velocidades, solidariza parcial o totalmente la turbina con el impulsor.
Entre las ventajas de una caja automática figuran la seguridad, facilidad del manejo y una progresión adecuada de marchas. La carencia de embrague hace, además, que sea ideal para manejar en las congestionadas calles de las grandes ciudades.