Cajas de Cambio: Componentes, Tipos y Funcionamiento en Vehículos

Caja de Cambios: Fundamentos y Operación

La caja de cambios es un componente mecánico esencial en la cadena cinemática de un vehículo. Su función principal es multiplicar o desmultiplicar el par motor, optimizando su aprovechamiento y maximizando la potencia del motor. Se ubica detrás del embrague, recibiendo el par motor directamente. El eje primario de la caja de cambios se conecta al disco del embrague, mientras que en la salida de la caja se encuentra el grupo reductor y el diferencial (en vehículos de tracción delantera o trasera). En vehículos con propulsión trasera, el árbol de transmisión transmite el par al conjunto del grupo cónico y al diferencial, situados en el eje trasero.

Funciones Principales de la Caja de Cambios

El conductor selecciona las velocidades manualmente, pisando el embrague para desacoplar la transmisión del par motor. Las funciones clave son:

• Acoplar las velocidades y transmitir el par recibido del embrague al grupo reductor o árbol de transmisión, permitiendo la circulación del vehículo.
• Habilitar la marcha atrás.
• Permitir que el motor permanezca encendido mientras el vehículo está detenido (punto muerto).

Al reducir las revoluciones de salida en la caja, el par transmitido aumenta. A bajas revoluciones del motor, el par motor es menor.

Relación de Transmisión y Velocidades

Las velocidades se logran mediante pares de ruedas dentadas (engranajes) engranadas entre sí. La relación de transmisión (R_T) se determina por el número de dientes de la rueda motriz y el número de dientes de la rueda conducida en los ejes con ruedas dentadas engranadas.

Configuración de la Caja de Cambios

La caja de cambios es un conjunto mecánico compuesto por dos o tres ejes con ruedas dentadas engranadas entre sí, que giran sobre rodamientos. Los ejes se montan paralelamente. En uno de los ejes, las ruedas dentadas están fijas, mientras que en el otro, giran libremente.

Existen dos tipos principales de cajas de cambio, según la posición del motor y el sistema de transmisión empleado:

• Cajas de cambio para tracción delantera.
• Cajas de cambio para propulsión trasera y/o tracción total.

Cajas de Cambio para Tracción Delantera

Pueden tener el motor montado tanto longitudinal como transversalmente. El diferencial y el grupo reductor se integran en el mismo conjunto. La caja dispone de dos ejes: el primario, que engrana con el disco del embrague, y el secundario, que transmite al grupo reductor y al diferencial.

Cajas de Cambio para Propulsión Trasera y/o Tracción Total

El motor se ubica en posición longitudinal. La caja de cambios es un conjunto independiente que se acopla, en su salida, al árbol de transmisión (en vehículos 4x2) o a la caja de transferencia (en vehículos 4x4). El giro entra y sale en la misma dirección, lo que requiere un eje intermediario.

• Eje primario: Es el más corto y transmite el movimiento desde el disco de embrague hasta el piñón del tren intermediario.
• Eje intermediario: Contiene los piñones que actúan como conductores en las relaciones de transmisión. Estos piñones están fijos y mecanizados en el mismo eje.
• Eje secundario: Aloja los piñones que giran locos, los sincronizadores y el piñón de marcha atrás.