- \n
- El primero es <\/b>poder encender el motor<\/b> con el coche parado. Para ello, necesitamos un sistema que desacople el propulsor<\/b> de la transmisi\u00f3n. Este mecanismo es el embrague<\/b> (o el convertidor de par<\/b>).<\/li>\n
- El otro motivo es que la mec\u00e1nica funciona en un rango de revoluciones<\/b> (normalmente, entre 750 rpm del ralent\u00ed y 6.000 rpm). As\u00ed, las ruedas de nuestro coche s\u00f3lo podr\u00edan girar en ese intervalo de vueltas, lo cual limitar\u00eda las velocidades a las que podr\u00edamos circular. Adem\u00e1s, el motor \u00fanicamente entrega fuerza en un campo de revoluciones, por lo que, para iniciar la marcha en una cuesta -por ejemplo-, no tendr\u00edamos par suficiente. Con la caja de cambios<\/b> podemos adaptar dicho par del motor a las necesidades de velocidad o fuerza que tengamos.<\/li>\n<\/ul>\n
Tipos de cajas de cambio: embragues<\/h3>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/Tipos-de-caja-de-cambio-doble-embrague-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nEn contra de lo que podamos pensar, la esencia de los cambios actuales existe casi desde el inicio de los artilugios mec\u00e1nicos. En mi opini\u00f3n, la primera caja de cambios surge con el invento del reloj. Si lo analizas, un reloj anal\u00f3gico hace que un movimiento repetido a velocidad constante (ya sea el p\u00e9ndulo, un muelle al destensarse, un piezoel\u00e9ctrico vibrando…) se transforme, como m\u00ednimo, en otros 3 movimientos que giran a diferentes velocidades<\/b>: la del segundero, el minutero y las horas. El reloj mec\u00e1nico se cree que se invent\u00f3 a finales del siglo X, as\u00ed que es f\u00e1cil comprender que el primer autom\u00f3vil (aparecido en el siglo XIX), ya ten\u00eda una caja de cambios muy parecida a las manuales que existen hoy en d\u00eda.<\/p>\n
Lo que s\u00ed que ha variado es el embrague<\/b> y la forma en que se acciona.\u00a0Los primeros funcionaban simplemente destensando y tensando una correa<\/b> que un\u00eda el eje de la rueda con el volante motor<\/b>. Con el aumento de potencia de los propulsores, se hizo patente que no era suficiente, as\u00ed que m\u00e1s o menos en 1900 empezaron a emplearse embragues c\u00f3nicos<\/b>. El conductor accionaba una palanca que mov\u00eda un cono forrado de cuero<\/b> (para aumentar la fricci\u00f3n y que fuese reparable: es m\u00e1s barato cambiar un forro de cuero que hacer un cono met\u00e1lico nuevo) que entraba en otro cono hueco<\/b>.<\/p>\n
\u00c9stos eran muy bruscos y pesados de manejar, as\u00ed que all\u00e1 por los a\u00f1os 20, se cree que fue en Francia, se invent\u00f3 un embrague de disco<\/b> que era, b\u00e1sicamente, como el actual. En realidad son dos discos: uno gira solidario a la transmisi\u00f3n<\/b> y el otro est\u00e1 atornillado al motor<\/b> (maza de embrague<\/b> o plato de presi\u00f3n<\/b>) y tiene unos muelles que son los que hacen de “prensa” contra el disco de la caja de cambios, de forma que giren solidarios o, si pisamos el pedal y vencemos esos muelles, desacopla el motor<\/b> de la caja de cambios.<\/p>\n
Dependiendo del mando<\/b> que accione estos muelles, tendremos los siguientes embragues:<\/p>\n
- \n
- Mec\u00e1nicos<\/b>: una varilla o un cable tira de la palanca que comprime los muelles para liberar el disco de embrague.<\/li>\n
- Electromagn\u00e9ticos<\/b>: el disco y la maza est\u00e1n fabricados en material ferromagn\u00e9tico. Haciendo pasar una corriente el\u00e9ctrica por una bobina, se imantan y giran solidarios (o se separan, si cortamos el paso de corriente).<\/li>\n
- Hidr\u00e1ulicos<\/b>: en este caso es un \u00e9mbolo (cilindro esclavo<\/b>) el que acciona la palanca del embrague. La presi\u00f3n hidr\u00e1ulica la generamos con otro \u00e9mbolo que est\u00e1 en el pedal que pisamos (cilindro maestro<\/b>).<\/li>\n
- Neum\u00e1ticos<\/b>: igual que los hidr\u00e1ulicos, pero funcionan por vac\u00edo o por aire comprimido. Normalmente aparecen en camiones o maquinaria pesada.<\/li>\n
- Robotizados<\/b>: en realidad son embragues hidr\u00e1ulicos o neum\u00e1ticos, pero, en lugar de pisar un pedal, es un circuito hidr\u00e1ulico con electrov\u00e1lvulas el que acciona el mecanismo.<\/li>\n<\/ul>\n
Seg\u00fan el tipo de disco, tenemos:<\/b><\/p>\n
- \n
- Monodisco: <\/b>ya sea en seco<\/b> o en ba\u00f1o de aceite<\/b>, un s\u00f3lo disco de embrague.<\/li>\n
- Multidisco: <\/b>tambi\u00e9n en seco o en ba\u00f1o de aceite, pueden ser dos (como en los famosos DSG) o varios (como en las motos)<\/li>\n<\/ul>\n
A mediados de los a\u00f1os 30 del siglo XX surge un nuevo tipo de embrague denominado “convertidor hidr\u00e1ulico de par<\/b>“, gracias al que nacen las cajas de cambio autom\u00e1ticas.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/tipos-de-cajas-de-cambio-convertidor-de-par-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nEste dispositivo es simplemente un “ventilador”<\/i> acoplado al motor y, frente a \u00e9l, otro asociado a la caja de cambios. Se basa en el molinillo de viento. Si tu soplas en un molinillo, lo haces girar. Pues bien, al girar la turbina acoplada al motor, mueve un aceite (de ah\u00ed lo de hidr\u00e1ulico) que arrastra a la turbina de la caja de cambios. Cuanto m\u00e1s r\u00e1pido gira el motor, con m\u00e1s fuerza<\/b> y velocidad hace moverse a la caja de cambios, de ah\u00ed lo de convertidor de par<\/b>.<\/p>\n
A medio camino entre el embrague de disco y el convertidor de par hay un tipo de embrague que funciona gracias a la fuerza centr\u00edfuga<\/b>. La caja de cambios est\u00e1 acoplada a una especie de campana, mientras el motor lo est\u00e1 a un tambor con unas mazas contra\u00eddas por unos muelles. Al aumentar la velocidad de giro del propulsor, la fuerza centr\u00edfuga abre las mazas<\/b> que, al rozar con la campana de la caja de cambios, hacen girar solidario el motor y el cambio. Este tipo de embragues centr\u00edfugos<\/b> tuvieron cierto \u00e9xito en las primeras unidades del carism\u00e1tico Citro\u00ebn 2 CV<\/b> por su bajo precio y sencillo manejo.<\/p>\n
Tipos de cajas de cambio: Manuales<\/h3>\n
En realidad, los distintos tipos de cajas de cambio dependen m\u00e1s de c\u00f3mo es el mecanismo que acopla y desacopla el motor a la transmisi\u00f3n, de ah\u00ed que nos hayamos detenido tanto en el apartado anterior. La caja de cambios en s\u00ed tiene muchas menos variedades; b\u00e1sicamente hay tres, seg\u00fan los engranajes<\/b> que conforman las distintas relaciones de cambio<\/b>:<\/p>\n
- \n
- De dientes rectos<\/b>: tienen la ventaja de ser muy robustas y permiten cambiar de marcha sin utilizar el embrague. Suelen utilizarse en competici\u00f3n. Son muy ruidosas y de accionamiento tosco, al carecer de mecanismos de sincronizado<\/b>.<\/li>\n
- De dientes helicoidales<\/b>: los engranajes tienen el dentado inclinado, siguiendo una curva helicoide<\/b>. Son menos ruidosas y su accionamiento es m\u00e1s sencillo gracias al trabajo de unos discos intermedios llamados sincros<\/b>. Son las llamadas cajas de cambio sincronizadas<\/b>. Esos discos evitan que, al cambiar de marcha, coincidan dos dientes enfrentados. Asimismo, igualan las velocidades de giro para hacer m\u00e1s f\u00e1cil el accionamiento y que las marchas “no rasquen”.<\/li>\n
- De trenes epicicloidales<\/b>: las distintas relaciones de cambio se consiguen variando las velocidades de rotaci\u00f3n relativas<\/b> en un juego de pi\u00f1ones epicicloidales<\/b>. Son las m\u00e1s empleadas en los cambios autom\u00e1ticos tradicionales con convertidor de par<\/b>. Para frenar uno u otro elemento del tren epicicloidal se aplica presi\u00f3n hidr\u00e1ulica a unos discos que los bloquean o bien se utilizan embragues electromagn\u00e9ticos.<\/li>\n<\/ul>\n
Cajas de cambio CVT o de variador cont\u00ednuo: un cambio infinito<\/h3>\n
Daf, (no confundir con la cerveza de los Simpson) es un fabricante holand\u00e9s de camiones, pero, a mediados de los a\u00f1os 50 y 60, manufacturaba peque\u00f1os utilitarios que empleaban una transmisi\u00f3n sencillamente genial. Su inventor fue Huub van Doorne<\/b>.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/Caja-de-cambios-CVT-variador-continuo-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nEl sistema lo forman dos poleas de paso variable<\/b> que, b\u00e1sicamente, est\u00e1n integradas cada una por dos conos que se pueden acercar o separar. Entre ellos se coloca una correa. Si acercamos los conos uno frente a otro, obligamos a la correa a deslizarse por el canal formado por ambos, de manera que rodea \u00a0a los conos por la parte de mayor circunferencia<\/b>. Como la correa no se puede alargar ni acortar, la polea contraria debe alejar los conos, de ese modo, la correa se hunde en el canal de su paso variable y recorre una circunferencia de menor per\u00edmetro<\/b>.<\/p>\n
La relaci\u00f3n entre la circunferencia que arrastra la correa en una de las poleas (la unida al motor) y la circunferencia de la polea arrastrada<\/b> (la unida a las ruedas) determina la relaci\u00f3n de cambio<\/b>. Como hay infinitas posiciones<\/b> de las poleas, hay infinitas relaciones<\/b> de cambio.<\/p>\n
Esta transmisi\u00f3n est\u00e1 limitada por la potencia que la correa es capaz de arrastrar. Hasta principios de los a\u00f1os 90, estaba destinada a motores de pocos caballos (ciclomotores y utilitarios), pero una nueva correa, formada por diminutos eslabones met\u00e1licos<\/b> de forma muy elaborada, ha permitido incorporarla a mec\u00e1nicas m\u00e1s potentes, siendo Audi<\/b> con su Multitronic<\/b> y Subaru<\/b> con el CVT<\/b> las\u00a0marcas\u00a0que m\u00e1s explotan este sistema.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/tipos-de-cajas-de-cambio-variador-continuo-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nPara emular a los sistemas convencionales, se establecen unas relaciones prefijadas de cambio entre las poleas, <\/b>que se pueden seleccionar de forma manual, dando la sensaci\u00f3n de utilizar un cambio secuencial.<\/p>\n
Este cambio cuenta con la enorme ventaja de que siempre tiene el desarrollo perfecto<\/b> para cada situaci\u00f3n. En contrapartida, su fabricaci\u00f3n y mantenimiento en coches de cierta potencia es caro y delicado.<\/p>\n
Tipos de cajas de cambio: Transaxle de Toyota<\/h3>\n
La verdadera genialidad de Toyota<\/b> en sus modelos h\u00edbridos es c\u00f3mo ha conseguido acoplar los motores el\u00e9ctricos a la transmisi\u00f3n. La caja de cambios del Prius<\/b>, Auris HSD<\/b>, etc, es un tren epicicloidal<\/b> en el que las distintas relaciones se consiguen mediante la combinaci\u00f3n de las velocidades relativas del sistema de engranajes. Dos motores el\u00e9ctricos var\u00edan las rotaciones, acelerando o frenando los sat\u00e9lites o las coronas. Las \u00faltimas generaciones combinan dos trenes epicicloidales para conseguir un mayor n\u00famero de relaciones.<\/p>\n
Tipos de cajas de cambio: Transmisi\u00f3n manual<\/h3>\n
Las cajas de cambio manuales est\u00e1n formadas por un embrague de disco simple o m\u00faltiple, en seco o en aceite, y un sistema de engranajes de dientes rectos o helicoidales sincronizados. Lo m\u00e1s habitual es la combinaci\u00f3n de un embrague monodisco en seco, cuyo accionamiento es hidr\u00e1ulico, y una caja helicoidal sincronizada accionada por una timoner\u00eda <\/b>de cables.<\/p>\n
Tipos de cajas de cambio: Cambios semi-autom\u00e1ticos<\/h3>\n
Este tipo de cajas de cambio naci\u00f3 a causa de las pesadas direcciones sin asistencia y las altas prestaciones que a mediados de los a\u00f1os 30 del siglo XX empezaban a alcanzar los autom\u00f3viles. Marcas como Delage<\/b> produc\u00edan coches capaces de llegar a velocidades muy elevadas; soltar una mano del volante en esas circunstancias era una temeridad. Por ello, proliferaron una serie de cajas de cambio con preselector<\/b>. El conductor escog\u00eda la relaci\u00f3n con un peque\u00f1o boliche <\/i>que se manejaba suave y r\u00e1pidamente, volv\u00eda a aferrarse al volante con ambas manos y, para que la caja de cambios metiese esa marcha, ya a punto de entrar en la curva, \u00a0deb\u00eda pisar un pedal de embrague. El accionamiento era electromagn\u00e9tico<\/b>; eran muy fiables<\/b> y m\u00e1s f\u00e1ciles de manejar de lo que pueda parecer. Ten\u00edan la peculiaridad de contar el mismo n\u00famero de relaciones hacia delante que hacia atr\u00e1s. Los principales fabricantes de estos cambios eran Cotal <\/b>y Wilson<\/b>. Su elevado precio<\/b> y peso las fueron dejando en desuso y en los a\u00f1os 60 s\u00f3lo los autobuses y camiones las utilizaban.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/Alfa-TCT-01-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nLa siguiente generaci\u00f3n de cambios semi-autom\u00e1ticos se limitaba a prescindir del pedal de embrague. El conductor accionaba la palanca de cambios y una serie de sensores en la palanca y en el motor se encargaban de dosificar el embrague. Empieza la era robotizada<\/b> con los cambios del NSU Ro80<\/b> (\u00e9ste, en realidad, emplea un convertidor de par, no necesita embrague), Sensonic de Saab<\/b>, Renault Twingo Easy, <\/b>etc. Su precio, similar al de un cambio autom\u00e1tico, los han hecho caer en el olvido. Su complicaci\u00f3n es casi la misma que la de un cambio totalmente autom\u00e1tico, de ah\u00ed su declive.<\/p>\n
Tipos de cajas de cambio: Cambios autom\u00e1ticos<\/h3>\n
Aqu\u00ed el conductor no necesita intervenir para nada m\u00e1s que cambiar el sentido de la marcha o estacionar. Tanto el embrague como las marchas funcionan de manera completamente aut\u00f3noma<\/b> -o, si lo queremos, podemos seleccionarlas de forma manual con palancas, levas, teclas, etc.- y distinguimos los siguientes sistemas:<\/p>\n
- \n
- Caja autom\u00e1tica convencional<\/b> con convertidor de par. Se trata de una caja de cambios de trenes epicicloidales y convertidor de par. Son robustas, pero tienen dos inconvenientes: el peso<\/b> y las p\u00e9rdidas por resbalamiento<\/b> del convertidor hidr\u00e1ulico. Son las denominadas Tiptronic<\/b> del grupo VAG, Steptronic<\/b> de BMW<\/b>, etc. Poco a poco, su uso se reduce, debido a sus p\u00e9rdidas energ\u00e9ticas y al aumento del consumo de combustible que suponen.<\/li>\n
- Caja de cambios manual robotizada de disco simple. <\/b>B\u00e1sicamente, es una caja de cambios manual de embrague monodisco a la que se le a\u00f1ade un sistema formado por electrov\u00e1lvulas y una unidad de control que acciona el embrague y el selector del cambio.\u00a0Los pioneros en comercializar este tipo de cajas de cambio fueron BMW<\/b> con los famosos SMG<\/b> <\/b>y\u00a0Alfa Romeo<\/b> con los <\/b>Selespeed<\/b>.<\/li>\n<\/ul>\n<\/ul>\n
Antes, su funcionamiento no era demasiado “fino”, ni fiable. Ahora, han mejorado mucho en las \u00faltimas generaciones y est\u00e1n proliferando bastante gracias a su reducido coste de producci\u00f3n. Aqu\u00ed tenemos las empleadas por PSA<\/b> en los Peugeot 308<\/b> y\u00a0Citro\u00ebn C4 Picasso<\/b> , o la nov\u00edsima ASG<\/b> presentada en el VW Up!<\/b> y en el Seat Mii<\/b>.<\/p>\n
- \n
\n<\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b> <\/b>Caja de cambios manual robotizada de doble disco h\u00famedo<\/b>:<\/li>\n<\/ul>\n<\/ul>\nSe encuadran aqu\u00ed las famosas cajas de cambio de doble embrague<\/b> del grupo VAG llamadas DSG<\/b> y las PDK <\/b>de Porsche<\/b>. Se trata de un invento de la marca de Stuttgart para la competici\u00f3n. Su idea b\u00e1sica es que cu\u00e1nto m\u00e1s tiempo tardamos en cambiar de marcha, menos tiempo est\u00e1 el motor empujando y peores “cronos” hacemos. \u00a0A Porsche se le ocurri\u00f3 reducir segundos lanzando un cambio de doble embrague<\/b>.<\/p>\n
![\"\"](\"http:\/\/212.227.149.150:8080\/actualidad\/wp-content\/uploads\/2012\/09\/tipos-de-cajas-de-cambio-dsg-300x200.jpg\")
<\/picture><\/figure><\/div>\nEn realidad, se trata de dos cajas de cambio dentro de una \u00fanica carcasa.\u00a0Cuando una est\u00e1 moviendo el coche en una marcha, la otra tiene preparada la siguiente. De ese modo, el conductor, al seleccionar una relaci\u00f3n, simplemente desembraga una caja de cambios y embraga la que corresponda, reduciendo as\u00ed el tiempo de respuesta. Tienen el inconveniente de que son caras<\/b>, complicadas de fabricar y pesadas, al ir ba\u00f1adas en aceite.<\/p>\n
- \n
- Cajas de cambio robotizadas de doble embrague en seco:<\/b><\/li>\n
- La\u00a0idea es la misma que la anterior, pero los discos de embrague no van ba\u00f1ados en aceite. Son m\u00e1s ligeras<\/b> y baratas que las anteriores. El \u00faltimo ejemplo de este tipo de cajas de cambio son los modelos TCT de Alfa Romeo<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n
Agradecimientos:<\/h3>\n
En Espa\u00f1a, con la escasa proliferaci\u00f3n que ha habido hasta ahora de los cambios autom\u00e1ticos, no hay muchos lugares en los que repararlos o informarse sobre ellos. Afortunadamente, he podido encontrar alguno. Muchas gracias a los especialistas de Yolen Motor<\/a> del grupo Automatic Choice<\/a> por la informaci\u00f3n que me han proporcionado y por permitirme realizar algunas fotos en sus instalaciones.<\/p>\n
V\u00eddeo del cambio TCT de Alfa Romeo<\/h2>\n
\n - La\u00a0idea es la misma que la anterior, pero los discos de embrague no van ba\u00f1ados en aceite. Son m\u00e1s ligeras<\/b> y baratas que las anteriores. El \u00faltimo ejemplo de este tipo de cajas de cambio son los modelos TCT de Alfa Romeo<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n
- Cajas de cambio robotizadas de doble embrague en seco:<\/b><\/li>\n
- \n
- Caja de cambios manual robotizada de disco simple. <\/b>B\u00e1sicamente, es una caja de cambios manual de embrague monodisco a la que se le a\u00f1ade un sistema formado por electrov\u00e1lvulas y una unidad de control que acciona el embrague y el selector del cambio.\u00a0Los pioneros en comercializar este tipo de cajas de cambio fueron BMW<\/b> con los famosos SMG<\/b> <\/b>y\u00a0Alfa Romeo<\/b> con los <\/b>Selespeed<\/b>.<\/li>\n<\/ul>\n<\/ul>\n
- \n
- De dientes helicoidales<\/b>: los engranajes tienen el dentado inclinado, siguiendo una curva helicoide<\/b>. Son menos ruidosas y su accionamiento es m\u00e1s sencillo gracias al trabajo de unos discos intermedios llamados sincros<\/b>. Son las llamadas cajas de cambio sincronizadas<\/b>. Esos discos evitan que, al cambiar de marcha, coincidan dos dientes enfrentados. Asimismo, igualan las velocidades de giro para hacer m\u00e1s f\u00e1cil el accionamiento y que las marchas “no rasquen”.<\/li>\n
- Multidisco: <\/b>tambi\u00e9n en seco o en ba\u00f1o de aceite, pueden ser dos (como en los famosos DSG) o varios (como en las motos)<\/li>\n<\/ul>\n
- Electromagn\u00e9ticos<\/b>: el disco y la maza est\u00e1n fabricados en material ferromagn\u00e9tico. Haciendo pasar una corriente el\u00e9ctrica por una bobina, se imantan y giran solidarios (o se separan, si cortamos el paso de corriente).<\/li>\n
- El otro motivo es que la mec\u00e1nica funciona en un rango de revoluciones<\/b> (normalmente, entre 750 rpm del ralent\u00ed y 6.000 rpm). As\u00ed, las ruedas de nuestro coche s\u00f3lo podr\u00edan girar en ese intervalo de vueltas, lo cual limitar\u00eda las velocidades a las que podr\u00edamos circular. Adem\u00e1s, el motor \u00fanicamente entrega fuerza en un campo de revoluciones, por lo que, para iniciar la marcha en una cuesta -por ejemplo-, no tendr\u00edamos par suficiente. Con la caja de cambios<\/b> podemos adaptar dicho par del motor a las necesidades de velocidad o fuerza que tengamos.<\/li>\n<\/ul>\n