Fundamentos de la Transmisión Automotriz: Mecánica y Dinámica Vehicular

1. Funciones Principales de la Transmisión

• Transmitir el par necesario desde el motor al diferencial o al árbol de transmisión en vehículos de propulsión trasera.
• Desacoplar permanentemente el motor de la transmisión cuando sea necesario (punto muerto).
• Invertir el sentido de la marcha (marcha atrás).

2. Transmisión de Par y Velocidad

El par motor se transmite a unos árboles solidarios con ruedas dentadas (conductoras), que están engranadas con otras ruedas (conducidas) que transmiten el par al resto del sistema:

• Si la rueda conductora tiene la mitad de dientes que la conducida, se obtiene el doble de par y la mitad de velocidad.

3. Configuración de Reducciones según el Tipo de Vehículo

• Turismo: 2 reducciones (caja de cambios y diferencial).
• 4x4: 3 reducciones (las anteriores más la reductora).
• Moto: Es posible encontrar 3 etapas (cigüeñal-primario, caja de cambios, piñón-cadena-rueda).

4. Uniformidad en la Transmisión

El objetivo es que el movimiento transmitido sea lo más uniforme posible.

• Grado de recubrimiento: Es el número de dientes en contacto simultáneo entre las dos ruedas.

5. Funcionamiento de los Sincronizadores

Los sincronizadores igualan la velocidad de la rueda dentada con la del eje, hasta fijar la rueda con el eje o árbol correspondiente.

6. Proceso de Selección de Marchas

Dado que el eje secundario y el primario giran a diferente velocidad, el sincronizador realiza dos funciones:

1. Reduce y iguala la velocidad de rotación.
2. Inmoviliza la rueda dentada seleccionada en el secundario para engranar la marcha.

7. Parámetros de Diseño y Rendimiento

• Determinar la velocidad máxima del vehículo en función de la fuerza disponible en la rueda.
• Determinar las revoluciones de potencia máxima y par máximo.
• Marcha más larga: Coincidencia de la velocidad máxima con las RPM de potencia máxima.
• Marcha inferior: Coincidencia de las RPM de par máximo con las RPM de potencia máxima.

8. Resistencias al Avance

El vehículo debe vencer diversas fuerzas:

• Aerodinámica.
• Rozamiento con el suelo.
• Rozamiento mecánico y de la transmisión.
• Desnivel del terreno.
• Inercia del vehículo y otras inercias.

9. Resistencia Aerodinámica

Actúa frenando el vehículo dependiendo de la velocidad, aunque no de forma lineal. Depende directamente del área frontal y del coeficiente aerodinámico del coche.

10. Resistencia por Rozamiento de Rodadura

• El rozamiento de las ruedas no motrices con el suelo dificulta el movimiento.
• Depende del tipo de terreno.
• Depende del tipo de neumático y sus propiedades físicas.

11. Resistencias Internas de la Transmisión

Incluye todas las pérdidas por rozamiento en la caja de cambios, palieres, etc. Es la fuerza necesaria para mover todos los componentes mecánicos situados entre el motor y las ruedas.

12. Resistencia por Inercia

Se manifiesta solo durante las fases de aceleración o frenado. Es una resistencia al cambio de velocidad y varía significativamente entre un vehículo ligero y uno pesado.

13. Masas en Rotación

Son aquellas no asociadas directamente a la masa total del vehículo, sino a su distribución. Incluye los elementos que giran a las RPM del motor:

• Volante de inercia, alternador, compresor de aire acondicionado, cigüeñal, secundario de la caja de cambios, palieres, llantas, neumáticos y discos de freno.