Caja de cambios mecánica o manual
La caja de cambios o caja de velocidades manual, es aquella en la
que el conductor puede a voluntad, establecer la fuerza de
tracción del automóvil, utilizando diferentes etapas
de engranajes colocados dentro de un cuerpo. Este cuerpo o
carcasa está lleno hasta determinado nivel, de aceite lubricante
de mas alta viscosidad y resistencia a la presión que el
lubricante del motor.
Las cajas de cambios manuales pueden utilizar diferentes esquemas de
trabajo entre los engranajes, y los modos en que se acoplan para
transmitir la fuerza del motor. El esquema que sigue corresponde
a la caja de cambio tradicional con collares desplazables de
acoplamiento con tres velocidades.
|
En este tipo de caja ,
pueden diferenciarse dos árboles o ejes, uno de entrada y otro
de salida, el primero procedente del motor y el segundo acoplado al
resto de la transmisión. Entre ambos árboles hay un
cojinete que permite el movimiento de rotación relativo
entre ellos, de manera que pueden girar a diferentes velocidades.
El árbol de entrada tiene en uno de sus extremos un engrane y un
collar estriado, este engrane está acoplado constantemente
a un tren de engranes montados en un solo cuerpo rígido,
conocido como tren fijo, que gira todo el tiempo llevado por el
árbol de entrada y montado en cojinetes en sus extremos.
|
El árbol de salida es un árbol estriado y en él,
giran libremente varios engranes, que a su vez están acoplados
al resto de los engranes del tren fijo. Estos engranes, al igual que el
del árbol de entrada tienen un collar estriado. Con este
esquema, siempre que gire el árbol de entrada, girará
también, el tren fijo y los demás engranes sobre el
árbol de salida que hemos supuesto detenido.
Veamos ahora como se produce la transmisión del movimiento.
En el árbol de salida se montan sobre las estrías, de
manera que
no puede haber movimiento de rotación relativo entre ellos y el
árbol, los desplazables, que se llaman así, porque
pueden moverse axialmente sobre él. Estos desplazables,
además de las estrías que lo acoplan al árbol de
salida, tienen otras estrías interiores que pueden acoplarse
perfectamente a los collares estriados de los engranes, de manera que
si se mueve alguno de estos desplazables lateralmente, puede producirse
un acoplamiento rígido entre el engrane correspondiente y
el desplazable, que a su vez se acopla al árbol de salida,
con lo que se establece la transmisión del movimiento.
Unas horquillas acopladas a través de un mecanismo apropiado, a
la palanca de cambios del automóvil,
realizan este desplazamiento, y con ello establecen las diferentes
velocidades de acuerdo al par engranado seleccionado. Uno de los
desplazables, como puede verse en la figura, acopla directamente los
dos árboles, por lo que el movimiento del motor se transmite
directamente.
Los diferentes estados de transmisión se ilustran a
continuación.
|
Este estado corresponde a
la posición de neutro, el movimiento del árbol de entrada
se transmite solo al tren fijo, y de este, a los engranes que giran
libremente sobre el árbol de salida, por lo que no hay
transmisión.
|
|
Este estado corresponde a
la primera velocidad, uno de los desplazables se ha acoplado al collar
estriado del engranaje de mayor diámetro al moverse a la
derecha, y el movimiento del árbol de entrada, se
transmite al árbol de salida a través de la
combinación de engranajes de mayor reducción de
velocidad, y por lo tanto de mayor amplificación de la fuerza.
|
|
Este estado corresponde a
la segunda velocidad, el mismo desplazable se ha movido ahora a la
izquierda, y se ha acoplado al collar estriado del engrane de sgunda, y
el movimiento del árbol de entrada, se
transmite por la combinación de engranajes de menor
reducción de velocidad, y por lo tanto de menor
amplificación de la fuerza.
|
|
Este estado corresponde a
la directa, en la cual, el otro desplazable se ha movido a la izquierda
y se ha acoplado al collar estriado del árbol de entrada, por lo
que se establece la conexión directa entre directamente ambos
árboles, por lo que no hay ni cambio de velocidad ni de fuerza.
|
Es evidente que debe existir un mecanimo adecuado en el selector
de cambios, que impida que ambos desplazables puedan acoplarse al mismo
tiempo, lo que evidenntemente provocaría el bloqueo total
de la caja de velocidades. Haciendo clik aquí
puede ver una
animación de los cambios.
|
