¿Para qué sirve la caja de cambios?

Sirve para multiplicar o desmultiplicar las revoluciones del motor, aumentando o disminuyendo el par motor según la velocidad, y para invertir el sentido de giro y permitir la marcha atrás.

¿Qué función cumple el sincronizador?

Iguala las velocidades de los piñones y sus ejes antes de engranar la marcha, evitando el roce o rascado al realizar un cambio.

Caja de cambios manual: funciones, ejes y sincronizador

Resumen

El documento explica las funciones de la caja de cambios manual, que multiplica o desmultiplica el par motor e invierte el sentido de giro para la marcha atrás. Describe la estructura de las cajas de tres y dos ejes, el mecanismo de selección de marcha y el funcionamiento del sincronizador que iguala las velocidades antes de engranar.

Puntos clave

La caja de cambios multiplica o desmultiplica las revoluciones y el par motor según la velocidad seleccionada e invierte el sentido de giro para la marcha atrás.
La caja de tres ejes consta de eje primario, eje intermedio y eje secundario; en el secundario los piñones locos giran libremente sobre cojinetes de aguja.
La caja de dos ejes transmite todo el par con solo dos ejes, por lo que sus piñones necesitan materiales de mayor calidad.
Al seleccionar una marcha, la horquilla selectora desplaza el sincronizador hacia el piñón correspondiente, haciéndolo solidario al eje.
La función del sincronizador es igualar las velocidades de los piñones y sus ejes para evitar el rascado al cambiar de marcha.
El sincronizador está formado por collarín desplazable, cubo dentado, bolas fiadoras con muelles y anillos sincronizadores que frenan por rozamiento con el cono del piñón.

Ponte a prueba

Funciones Esenciales de la Caja de Cambios

Las cajas de cambios cumplen dos funciones principales:

Transmisión y Regulación del Par: Transmitir el giro del motor, permitiendo multiplicar y desmultiplicar las revoluciones del motor, lo que resulta en el aumento o disminución del par motor según la velocidad seleccionada.
Inversión del Sentido de Giro: Invertir el sentido de giro para facilitar que el vehículo se desplace marcha atrás.

Estructura de la Caja de Cambios

Constitución de la Caja de Cambios de Tres Ejes

En este diseño, la desmultiplicación se realiza típicamente con cuatro piñones. La caja de cambios de tres ejes está constituida por:

Eje Primario: Recibe el movimiento del motor. Incluye un piñón que engrana en una toma constante.
Eje Intermedio: Engrana con el eje primario. Contiene piñones labrados que son solidarios al eje.
Eje Secundario: Contiene los piñones locos. Estos giran libremente gracias a los cojinetes de aguja ubicados entre el eje y el piñón.

Para seleccionar una marcha, se utiliza un sincronizador.

Caja de Cambios de Dos Ejes

En este tipo de caja, solo intervienen dos piñones para la desmultiplicación. La transmisión de la totalidad del par mediante solo dos ejes obliga a los piñones a soportar cargas mucho más elevadas que en las cajas de tres ejes. Por lo tanto, es imprescindible utilizar materiales de mayor calidad en la fabricación de estos piñones para garantizar su durabilidad.

Mecanismo de Funcionamiento de la Transmisión

El eje primario recibe el movimiento del motor a través del disco de embrague. Para transmitir este movimiento al eje secundario, es necesario hacer solidario (fijar) uno de los piñones locos montados sobre él.

Selección de Marcha

Al seleccionar una marcha con la palanca de cambios, se desplaza una de las varillas selectoras. Esta varilla dispone de una horquilla selectora en su extremo, la cual mueve el sincronizador hacia el piñón correspondiente a la velocidad deseada.

Las distintas relaciones de transmisión se obtienen mediante la combinación de los diferentes piñones, los cuales poseen distintas dimensiones para lograr la multiplicación o desmultiplicación requerida.

El Sincronizador: Misión y Funcionamiento

Misión de los Sincronizadores

La función principal de un sincronizador es igualar las velocidades de los piñones y sus ejes. Este proceso es crucial para evitar el roce o el "rascado" de las velocidades al realizar un cambio de marcha.

Funcionamiento Detallado del Sincronizador

El conjunto sincronizador se compone de varios elementos clave:

Collarín Desplazable: Es movido por la horquilla selectora (accionada desde la palanca de cambios).
Cubo Dentado: Está estriado y fijado al eje.
Mecanismo de Fijación: El cubo contiene bolas fiadoras y muelles que aseguran la posición del collarín.
Anillos Sincronizadores: Se ubican entre el cono del piñón y el collarín desplazable.

Cuando se selecciona una velocidad, el mecanismo del sincronizador empuja el anillo sincronizador. Este anillo roza con el cono del piñón y lo frena, logrando la igualación de las velocidades de los dos ejes. Una vez igualadas las velocidades, se permite el engranaje suave del collarín con el estriado del piñón, completando la inserción de la velocidad en la caja de cambios.