Transmisión

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Caja de cambios (también caja ) - un mecanismo utilizado principalmente en automóviles para cambiar la relación de transmisión . Elemento de transmisión de vehículos de ruedas y orugas, diseñado para ampliar el rango de velocidad de rotación y par del motor utilizado, la posibilidad de movimiento inverso, desconexión a largo plazo del motor en marcha de la transmisión. Por diseño, suele ser una unidad separada , en cuya carcasa ( cárter ) existen ciertas transmisiones mecánicas de movimiento de rotación, que realizan reducción multidireccional.flujo de potencia dentro de un cierto rango de acuerdo con las relaciones de transmisión fijas (engranajes) para elegir. En el caso de un motor de combustión interna , es prácticamente una parte de la transmisión, pero puede ser reemplazado por un variador . Por regla general, no se utiliza en transmisiones de vehículos con motores de vapor o eléctricos que tienen alta adaptabilidad y característica de tracción hiperbólica (para vapor) o parabólica (para motores eléctricos de corriente continua).

Clasificación

Según el método de conversión de par

Caja de cambios escalonada Una caja de cambios en la que el par se convierte mediante engranajes, es decir, engranajes y/o engranajes planetarios . [1] Una caja de cambios de este tipo tiene un cierto número específico de engranajes con relaciones de transmisión fijas, en las que se divide todo su rango de potencia. Caja de cambios de fricción Una caja de cambios en la que la conversión de par se realiza mediante elementos de fricción, en este caso, variadores . [2] Una caja de cambios de este tipo no tiene un número específico de marchas y puede cambiar de forma continua la relación de transmisión en todo su rango de potencia. Caja de cambios hidromecánica Una caja de cambios que trabaja en conjunto con una transmisión hidrodinámica (convertidor de par o embrague fluido). [3] Puede ser escalonado o continuo por fricción. Esta combinación le permite ampliar el rango de potencia de la caja de cambios y mejorar la adaptabilidad del automóvil a diversas condiciones de conducción.

A modo de gestión

Transmisión manual Una caja de cambios en la que la transmisión del cambio de marchas consta únicamente de dispositivos mecánicos. [4] Por lo general, en el lenguaje cotidiano, una caja de cambios mecánica se entiende como una caja de cambios, en la que el cambio de marchas se confía por completo al conductor que controla la caja de cambios por medio de un accionamiento manual o mecánico de pie. Estructuralmente, en la gran mayoría de los casos, se basa en engranajes, ya que solo ellos permiten simplificar al máximo los dispositivos de cambio de marchas. Transmisión automática Una caja de cambios, cuyo dispositivo y mecánica le permiten determinar de forma independiente la relación de transmisión más adecuada disponible durante el movimiento del vehículo e independientemente (automáticamente) cambiar (cambiar) de una relación de transmisión a otra. Estructuralmente, puede basarse en engranajes, engranajes planetarios y de fricción. transmisión semiautomática Una caja de cambios, en cuyo diseño se utiliza algún tipo de automático auxiliar, ya sea simplificando para el conductor conducir un automóvil con tal caja de cambios, o fundamentalmente necesaria para el funcionamiento normal de dicha caja de cambios, pero en cualquier caso dejando que el conductor elegir una marcha para las condiciones de conducción actuales y determinar el momento de cambiar de marcha a marcha. Por lo general, tiene un actuador de cambio de tipo no mecánico (neumático, eléctrico, hidráulico, electroneumático).

Por detalles de diseño

Caja de engranajes del eje Una caja de cambios escalonada, cuya transmisión de par en su interior se realiza mediante ejes, y la transformación de par se realiza mediante engranajes. La inclusión de engranajes en una caja de cambios de este tipo es posible tanto introduciendo dos engranajes en acoplamiento como bloqueando embragues con engranajes de acoplamiento constante. Pueden ser de dos ejes, tres ejes, multieje. caja de engranajes planetarios Una caja de cambios escalonada, cuya transmisión y transformación de par en su interior se lleva a cabo mediante engranajes planetarios, y los ejes y engranajes juegan un papel auxiliar. Pueden ser de dos, tres y cuatro grados de libertad. Por lo general (pero no necesariamente), las cajas de cambios planetarias son tanto automáticas como hidromecánicas. caja de cambios sin eje Una caja de cambios escalonada, cuya transmisión de par en su interior se realiza mediante acoplamientos sin ejes, y la transformación de par se realiza mediante engranajes. CVT Lo mismo que la caja de cambios de fricción o el variador. Caja de cambios robótica La caja de cambios está dispuesta estructuralmente como mecánica, pero de hecho es automática.

Cajas de cambios con detalles de diseño

CP sin eje

En esta caja de cambios, no existen ejes comunes para un conjunto de engranajes , de ahí el nombre del esquema “shaftless”. Los engranajes cilíndricos están dispuestos en pares en filas en dos ejes paralelos (como si después de todo hubiera ejes). Cada par de engranajes de la misma fila está en constante engrane entre sí. Todos los engranajes ubicados coaxialmente están conectados entre sí por medio de embragues de bloqueo, y cada dos embragues de dos engranajes de la misma fila se encienden según un principio mutuamente excluyente: cuando un embrague está encendido, el otro está apagado. El eje de transmisión aquí está rígidamente conectado a su engranaje de primera fila. El eje impulsado es similar a su engranaje de última fila. Ambos ejes pueden ubicarse coaxialmente o no coaxialmente, esto afecta de alguna manera el cálculo de las relaciones de transmisión, pero no importa, excepto que en una disposición coaxial, la transmisión directa es posible.

Desde el punto de vista de la mecánica del trabajo, en este esquema, para cada uno de los dos engranajes de cualquier fila, excepto el primero y el último, no hay un papel rígidamente fijado, como el de amo-esclavo. Cuando se forman diferentes relaciones de transmisión, la misma marcha de la fila intermedia puede ser delantera en un caso e impulsada en otro. Esta característica le permite obtener una mayor cantidad de relaciones de transmisión disponibles y, en el caso general, su número siempre es una función exponencial de la forma 2 elevado a x-1, donde x es el número de filas. Cada relación de transmisión puede estar formada por más de una fila, hasta el uso simultáneo de todas las filas. Los embragues de cambio de marcha aquí se pueden encender en grupos, lo que puede requerir el uso de algún tipo de automatización auxiliar y varios dispositivos centrales de sincronización.

En cuanto al esquema en los ejes, el esquema sin eje permite no solo aumentar el número de engranajes en ambos sentidos, sino aumentar el rango de potencia de la caja de cambios al mismo tiempo que reduce las dimensiones, que serán más notorias cuanto mayor sea el número de filas de engranajes. . Por ejemplo: 4 filas de engranajes: 8 engranajes (8 hacia adelante o 4 hacia adelante y 4 hacia atrás); 5 filas de engranajes - 16 engranajes (+16; 0 o +8; -8). Las deficiencias irrecuperables del esquema son la dificultad (o incluso la imposibilidad) de obtener un desglose arbitrario del rango de potencia de acuerdo con las relaciones de transmisión requeridas, así como la imposibilidad de crear una caja de cambios en forma puramente mecánica sin automatización auxiliar.

La caja de cambios sin eje fue desarrollada y promovida por la empresa alemana Maybach . Tres modelos ganaron fama: Variorex, Olvar y Mekydro. Los dos primeros, en versiones diferentes, se utilizaron en tanques alemanes y vehículos blindados de transporte de personal del período de guerra. La caja de cambios Mekydro ensamblada con un convertidor de par se utilizó en las locomotoras diésel de la línea principal alemana con transmisión hidromecánica. Las cajas de cambios sin eje se experimentaron en la URSS después de la guerra.[ ¿cuándo? ] , pero no llegó a la aplicación práctica. Un circuito extremadamente raro en uso, en moderno[ ¿cuándo? ] transmisiones no utilizadas debido a sus deficiencias.

Fuera de sincronización CP

Esto se refiere a una caja de cambios mecánica, en cuyo diseño no hay sincronizadores (además, puede ser un esquema de engranajes deslizantes, en el que los sincronizadores son imposibles en principio, o un esquema de engranajes de acoplamiento constante). Cambiar de marcha en una caja de cambios de este tipo requiere que el conductor tenga ciertas habilidades para sincronizar de forma independiente las velocidades angulares de los embragues y las marchas determinando la duración del proceso de cambio de una marcha a otra y ajustando simultáneamente la velocidad con el pedal del acelerador. Ambos generalmente se realizan sobre la base de las sensaciones de la velocidad del movimiento y la velocidad del motor, según la experiencia aplicada de conducir un automóvil en particular, mientras que un tacómetro puede brindar asistencia adicional.

Casi todas las cajas de cambios manuales de antes de la guerra no estaban sincronizadas. en moderno[ ¿cuándo? ] Los tractores y volquetes de fabricación estadounidense , las motocicletas, algunos tractores y los autos de carreras están equipados con cajas de cambios no sincronizadas . En algunas cajas de cambios, los sincronizadores pueden no estar disponibles en absoluto, pero solo en una parte de los engranajes. El funcionamiento de las cajas de cambios no sincronizadas está relacionado con términos como "regasificación" y "liberación de doble embrague", aunque en realidad son modernos.[ ¿cuándo? ] Las cajas de cambios no sincronizadas le permiten cambiar de marcha sin usar el embrague.

Caja de cambios de levas

Por esto se entiende una caja de cambios mecánica no sincronizada sobre ejes y engranajes de engrane constante con engranajes engranados por embragues de leva . La diferencia entre este tipo de cajas de cambios y las mismas, pero con la inclusión de engranajes por embragues de engranajes , es que los embragues de levas permiten un funcionamiento más rudo durante el cambio tanto en términos de sincronización de velocidades angulares como en términos de fuerza. Al mismo tiempo, todas las cajas de cambios de levas son más ruidosas, ya que con cada aceleración alterna, el embrague puede girar ligeramente en relación con el engranaje bloqueado. Debido al hecho de que los autos de carreras a menudo están equipados con tales cajas de cambios, donde la presencia constante de ruido es una norma determinada, aquí se usan a menudo engranajes con dientes rectos, lo que genera aún más ruido, pero aumenta la eficiencia de la caja de cambios.

CP secuencial

Por secuencial se entiende una caja de cambios, en la que el mecanismo de cambio de marchas no permite la selección arbitraria de la marcha siguiente con respecto a la que está engranada actualmente, sino que limita la gama de marchas disponibles a sólo una marcha arriba y una marcha abajo. La transición a neutral en una caja de cambios de este tipo generalmente solo es posible desde dos marchas: primera y reversa (en motocicletas es posible desde primera y segunda). Algunas cajas de cambios secuenciales pueden estar equipadas con mecanismos de neutralización rápida desde cualquier marcha, pero esta no es la regla.

En su forma canónica, las cajas de cambios secuenciales se usan en autos de carreras y motocicletas. El mecanismo de cambio aquí suele ser un tambor ranurado que convierte el movimiento alternativo unidireccional de la varilla de la palanca de cambios en rotación. El diseño de una transmisión mecánica en una caja de cambios secuencial puede ser casi cualquiera y no tiene nada que ver con la secuencia del mecanismo de cambio de marcha, aunque la mayoría de las veces una caja de cambios secuencial implica un esquema de engranajes de engrane constante con engranajes acoplados por embragues de leva. Hay cajas de cambios secuenciales planetarias (tanque Chiften). El diseño de la unidad responsable de seleccionar y cambiar de marcha también puede ser diferente aquí: puramente mecánico (cajas de cambios de levas de motocicleta), hidráulico (algunas cajas de cambios planetarias de tanque), electrónico-hidráulico (cajas de cambios de la mayoría de los modernos[ ¿cuándo? ] coches de carreras). El cambio de marchas aquí es posible tanto con un mango unidireccional, que tiene solo dos posiciones no fijas: marcha arriba y marcha abajo, como con un pedal con una mecánica similar. Las cajas de cambios semiautomáticas controladas electrónicamente de los coches de carreras como la " Fórmula 1 " con cambio de marchas mediante botones en el volante probablemente también pueden considerarse secuenciales. Una imitación de una caja de cambios secuencial puede considerarse cajas de cambios automáticas del tipo Tiptronic-Porsche y todos los sistemas similares de cajas de cambios automáticas con un modo de cambio de marcha secuencial opcional a las órdenes del conductor.

Preselectivo KP

Por esto se entiende una caja de cambios en la que se selecciona la siguiente marcha antes de pasar a ella.

En una retrospectiva histórica, este término se suele utilizar en relación con los desarrollos del período de entreguerras del siglo pasado, e implica una caja de cambios planetaria o sin eje, complementada con diversos mecanismos para simplificar el proceso de cambio de marchas. En ese momento, en ausencia de cajas de cambios mecánicas sincronizadas y cajas de cambios automáticas, esa dirección en el desarrollo de las cajas de cambios era relevante. El control de la caja de cambios preselectiva se realizaba mediante el selector para la selección preliminar de la marcha. El selector se colocó en la marcha deseada y el momento de la inclusión en sí se determinó presionando el pedal del embrague o presionando brevemente el selector en una posición no fija (en el caso de usar un embrague centrífugo en automóviles ) . No se requerían calificaciones o habilidades específicas del conductor. Se utilizaron cajas de cambios preselectivas en vehículos completamente diversos: las cajas de cambios Maybach Variorex sin eje alemanas de los vehículos blindados de transporte de personal SdKfz 250 y los tanques PzKpfw III; tanques sin eje KP Maibach Olvar Tiger y Royal Tiger; Cajas de cambios planetarias alemanas de Racing Auto Union y representante Maybach; Cajas de cambios planetarias británicas de tanques Wilson of Matilda II, autobuses tipo AEC RT , automóviles Armstrong Siddeley, Daimler, MG, Riley; Cajas de cambios planetarias francesas Cotal y Talbot para turismos Delage, Delahaye, Talbot, Bugatti; Reductores planetarios americanos de máquinas Cord y Tucker.

en moderno[ ¿cuándo? ] momento preselectivo son cualquier caja de cambios con dos embragues , ya que aquí la automática auxiliar siempre preselecciona el cambio ascendente o descendente dependiendo del modo de conducción actual, independientemente de si el momento de cambiar a una nueva marcha lo determina automáticamente o el conductor. En su forma original, los reductores preselectivos planetarios y sin eje de los modernos[ ¿cuándo? ] vehículos no se aplican. En cajas de cambios modernas de varias velocidades[ ¿cuándo? ] En los tractores de camiones, se pueden activar varias marchas mediante la preselección con un interruptor de botón en la palanca principal de la caja de cambios, pero dicha caja de cambios no se denomina preselectiva.

Véase también

Notas

  1. ↑ GOST 18667-73. - P. 3. P. 3 "Tipos de reductores", término 23 "Reductor de pasos".
  2. ↑ GOST 18667-73. - P. 3. P.3 "Tipos de reductores", término 24 "Reductor de fricción".
  3. ↑ GOST 18667-73. - P. 3. P.3 "Tipos de reductores", término 26 "Reductor hidromecánico".
  4. ↑ GOST 18667-73. - P. 3. P. 3 "Tipos de cajas de cambios", término 31 "Accionamiento mecánico del cambio de marchas".

Fuentes de información

Enlaces

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