Componentes y Funcionamiento de Cajas de Cambios Manuales y Sincronizadores

Componentes y Funcionamiento de Engranajes y Sincronizadores

Altura de la cabeza del diente

• Se mide entre la circunferencia de paso y la circunferencia de adendo (exterior).

Módulo de un engranaje

• Es una medida fundamental que relaciona el paso diametral con el número de dientes. Se define como el paso dividido por pi (π) y debe ser el mismo para que dos engranajes engranen correctamente.

Funcionamiento del Sincronizador al Reducir Marcha

• Al reducir la velocidad (por ejemplo, de tercera a segunda), el freno (anillo) del mecanismo sincronizador iguala la velocidad del engranaje de la marcha inferior (segunda) con la del eje al que se va a acoplar, aumentando sus revoluciones si es necesario.

Acople de Conos Sincronizadores

• Durante el acople del cono hembra (en el engranaje) con el cono macho (anillo sincronizador), es ideal que la fricción se produzca con la mínima película de aceite posible para maximizar la eficacia del frenado y la sincronización.

Sistema Sincronizador Borg-Warner: Accionamiento del Freno

• En un sistema sincronizador tipo Borg-Warner, el elemento que presiona el anillo de freno (cono macho) contra el cono del engranaje (cono hembra) durante el acople son los flancos de las chavetas (o teclas de arrastre).

Función de la Ranura Interior del Manguito Sincronizador

• La ranura acanalada en el interior del manguito sirve para:
  • Centrar y retener el manguito en su posición neutral mediante fiadores (bolas o tetones).
  • Permitir que las chavetas, impulsadas por resortes, sigan el desplazamiento axial del manguito para presionar el anillo del sincronizador.

Sincronizador Estándar: Fijación

• En mecanismos sincronizadores, las bolas o tetones fijadores (fiadores) aseguran la posición del manguito desplazable una vez completada la sincronización y el engrane.

Ranura Radial en Anillos Sincronizadores Borg-Warner

• La ranura radial presente en los anillos de freno de los sincronizadores tipo Borg-Warner permite un ligero desplazamiento angular relativo (aproximadamente medio diente) entre el anillo y el manguito. Esto facilita el bloqueo efectivo durante la sincronización antes del engrane final de los dientes de acoplamiento.

Diagnóstico: Salto de Marcha (Ejemplo: Tercera)

• Si una marcha (ej. tercera) se desengrana espontáneamente ("salta") con el vehículo en movimiento y el motor funcionando, una posible causa es el desgaste excesivo o una tolerancia incorrecta entre la ranura externa del manguito sincronizador y la horquilla de selección que lo desplaza.

Interdicción en Cajas de Cambio

• La interdicción es un mecanismo de seguridad incorporado en la selectora de la caja de cambios que impide físicamente la selección simultánea de dos marchas.

Movimiento Axial de Cubos Sincronizadores

• Una característica de diseño en algunas cajas de cambios es que los cubos del sincronizador (la pieza estriada al eje donde desliza el manguito) pueden tener un limitado movimiento axial.

Mantenimiento y Fluidos

Intervalo de Cambio de Aceite (Cajas Manuales Post-2000)

• Aunque algunos fabricantes promocionan aceites "de por vida" (lifetime) para cajas de cambios manuales modernas, esto suele aplicar bajo condiciones ideales. Es fundamental consultar el manual del propietario del vehículo para conocer los intervalos de cambio recomendados y el tipo de aceite específico. Ignorar el mantenimiento puede llevar a un desgaste prematuro.

Tipo de Aceite para Cajas de Transferencia con Multidisco

• Las cajas de transferencia que utilizan un embrague multidisco para acoplar la tracción (como en muchos sistemas 4WD/AWD) suelen requerir un Fluido de Transmisión Automática (ATF). Sin embargo, la especificación exacta varía considerablemente. Verifique siempre la especificación requerida por el fabricante del vehículo.

Casos Específicos y Cálculos

Cálculo de Velocidad de Engranajes

Problema: Una rueda dentada (Z₁) con 64 dientes gira a n₁ = 1528 rpm y engrana con una segunda rueda (Z₂) de 15 dientes. ¿Cuál será la velocidad de rotación n₂?

Solución: La relación de transmisión es n₁ * Z₁ = n₂ * Z₂.

n₂ = (n₁ * Z₁) / Z₂ = (1528 rpm * 64) / 15 ≈ 6519 rpm.

• Respuesta: a) 6519 r.p.m.

Componente: Plato de Presión en Caja de Transferencia Ford Explorer

• En la caja de transferencia accionada por cadena de ciertos modelos de Ford Explorer, el plato de presión que actúa sobre el embrague multidisco está constituido por un rodamiento de empuje angular.

Funcionamiento Detallado: Caja de Transferencia Ford Explorer (4WD)

• La activación de la tracción en las cuatro ruedas (4WD) se inicia mediante un electroimán.
• Al energizarse, el electroimán frena un tambor asociado al mecanismo.
• Este frenado provoca el desplazamiento axial de un plato de presión (el rodamiento de empuje angular mencionado).
• El plato de presión comprime un paquete de embrague multidisco.
• Al comprimirse, el embrague multidisco conecta el eje de salida principal de la caja de transferencia con un piñón.
• Este piñón mueve una cadena que transmite el par motor al eje de transmisión delantero, acoplando así la tracción al puente delantero.