Descripción: -Dirigido a los estudiantes estudiantes que desean desean incursionar incursionar en el conocimiento de partes integrantes de un sistema de transmisiones automática. -En el curso se explican los componentes, su funcionamiento y el diagnóstico de las fallas más comunes que aparecen en las transmisiones. -El curso contempla la explicación de las partes mecánicas, hidráulicas y el control electrónico de los componentes. -Deberán tener las ganas y actitud para aprender y desarrollarse en el ámbito laboral de las transmisiones automáticas
Propósito El objetivo principal de este curso es que cada alumno que esté capacitado en conocer que es un transmisión automática sus componentes, sus funciones, y asi poder realizar el servicio y el mantenimiento que se requiera. La transmisión también permite en sus cambios ahorrar mezcla de combustible por la forma en que se opera(se pierde más mezcla cuando usas el clotch con una transmisión estándar que en el automático, al no estar ocupando el pedal del acelerador y el del clotch, su ventaja en la operación puede ser de ganancia tanto de potencia como de tiempo , ya que es mas fácil. La transmisión automática también permite que se impulse el vehículo en reversa, las transmisiones automáticas tienen muchas variaciones de diseño, sin embargo todas son similares en cuanto a su función y a sus sistemas básicos. 1-sistemas mecánicos 2-sistemas hidráulicos 3-sistemas de vacio 4-sistemas electrónicos
TEMARIO DEL CURSO
Un poco de historia
1- Mecánica de la Transmisión
-carcasa -convertidor de torsión -bomba de aceite -Válvula reguladora de presión -Ejes de entrada -tambor de paquete de discos -bandas de sujeccion -conjuntos de engranes planetarios -eje de salida -conjuntos de servos y acumuladores -Conjunto de cuerpos de válvulas -Conjunto de solenoides de cambios de velocidad (electrónicos) -Sedasos o filtros -Sensores de entrada y salida -Carter de depósito de aceite
Un poco de historia La caja automática es un invento bastante viejo, se cree que fue evolucionando de un primer concepto ideado por un mecánico alemán que construía aviones a principios de los años 1900, pero no se aplicó a la industria automotriz hasta fines de la década del 30, cuando la GM lanza al mercado para su modelo Oldsmobile una transmisión totalmente automática denominada "Hydra-Matic drive", la cual solo podía hacer 2 cambios hacia adelante... Para el año 1942 la Chrysler aplica a varios de sus modelos de lujo el mismo sistema, para fines de esa década, todas las marcas estadounidenses contaban con modelos con cambios automáticos. Después de la segunda guerra mundial, la economía norteamericana crece de forma increíble siempre a la par de la industria automotriz, los autos son cada vez mas grandes, cómodos y hay versiones para todos los gustos, como el consumidor tiene con qué comprar estos bólidos, quiere cada vez mas "tecnología", y la tecnología viene de la mano con la comodidad, para este período los autos con cajas automáticas se vuelven sumamente populares, debido obviamente a la comodidad que brindan a la hora de conducir... El cambio automático es un sistema de transmisión que es capaz por si mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervención directa del conductor. El cambio de una relación a otra se produce en función tanto de la velocidad del vehículo como del régimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita ni de pedal de embrague ni de palanca de cambios. El simple hecho de pisar el pedal del acelerador provoca el cambio de relación conforme el motor varía de régimen de giro. El resultado que aprecia el conductor es el de un cambio cómodo que no produce tirones y que le permite prestar toda su atención al tráfico. Por lo tanto el cambio automático no sólo proporciona más confort, sino que aporta al vehículo mayor seguridad activa.
Introducción a las transmisiones automáticas En este curso básico de transmisiones automáticas aprenderemos el mantenimiento preventivo, también aprenderás cual es el funcionamiento de cada componente ya sea mecánico, hidráulico o electrónico de la trasmisión automática, con un poco de intuición y actitud por tu parte y ayuda del curso podrás revisar y darles mantenimiento. Como futuro especialista deberás de aprender a evaluar y dar diagnóstico de una transmisión automática, con tu conocimiento y experiencia podrás reparar y dar servicio a una caja automática para satisfacer al cliente.
Las cajas automáticas tienen variedad de componentes y cada uno hace una función diferente como especialistas debemos de aprender a captar si ese componente esta apto para instalarse de nuevo en la transmisión o cambiarlo por uno que este en buenas condiciones, debemos de saber los desgastes límites de cada componente, es decir sus desgastes máximos , debemos de conocer sus colores tambien, detectar si esta en su color de estado inicial o si ya tiene desgaste por el uso, su deformidad en cada componente , hay componentes que tienen flexibilidad y tienen a doblarse de mas o desgastarse, debemos de ser curisosos y revisar con cautela su material si todavía soporta un buen tiempo mas de uso o es necesario su reemplazo, debemos de tener en cuenta y tomar los
riesgos de dejar algunos componentes usados o desgastados podríamos tener un mal funcionamiento de la caja y tendríamos que bajar la transmisión de nuevo, por eso como especialistas debemos de ser cuidadosos y cautelosos en lo que armamos y ver muchos los detalles , debemos de hacer pruebas de ensayo para ver si cada componente hace su función o ya no, y despegar dudas para tener la certeza de que la transmisión una vez montada no va a fallar y suplir la necesidad del cliente.
Para su mantenimiento se debe mantener siempre el cuidado también debemos aprender de mantener siempre el cuidado de dar un servicio adecuado sabiendo en qué condiciones se encuentra la transmisión automática para eso es necesario observar y checar cuidadosamente la transmisión automática con la cual ha de trabajar. Primero se debe de ver como se encuentra el aceite, se debe checar el nivel, el color y el olor. Son las tres cualidades para decidir si amerita un servicio o ya no. Hay que saber tomar las decisiones correctas y de no dar un mal diagnóstico para no hacer perder tiempo y dinero al cliente, ya que sabemos si requiere su servicio necesitamos empezar a desalojar el deposito del carter para su cambio de aceite y filtro, tenemos la capacidad de dar una limpieza adecuada y cuidadosa, ya que es delicado y frágil sus componentes, retirando el filtro y empezar a lavar con un spray y una brocha delgada cada una de sus partes o componentes y tener mucho cuidado con los selenoides si es una transmisión electrónica.
Ya una vez lavado y puesto todo como estaba checar el nivel de aceite, en este servicio contara siempre si es electrónico o mecánico su sistema de la transmisión ya que en lo electrónico seria mas delicado por sus piezas eléctricas. Por otra parte si observamos que la transmisión automática antes de hacer el servicio ya cuenta con un problema de falla, es necesario corregir y checar antes de hacer el servicio porque en muchas ocasiones ya no son candidatos al servicio ya que poseen un problema interno y el servicio no seria la solución. También se puede definir si se requiere alguna afinación en cuanto a su estado de trabajo y esto ya seria acuerdo entre el dueño y el mecánico que seria un mantenimiento mas tardado y costoso, ya que se tiene que retirar la caja de válvulas, todo esto seria el servicio en que se necesita como mantenimiento preventivo la transmisión automática, si se requiere ya una reparación seria darle un diagnostico mas completo, para esto se requiere ser seguro en hacer el trabajo, todo el trabajo se recomienda tener la prudencia de hacer con seguridad el mantenimiento para que el cliente tenga un buen servicio en su transmisión automática.
En el trayecto del todo el trabajo ya sea una afinación o servicio necesitamos ser muy limpios en utilizar las partes que vamos a trabajar ya que si quedan partes sucias es probable que se vuelva a ensuciar el aceite.
Todo mantenimiento requiere la organización e higiene en su desempeño laboral, asi que hay que desempeñarnos con mucha prudencia y técnica en checar cada uno de los componentes, en cada mantenimiento se deben checar las partes eléctricas como lo son los arneses o circuitos si es necesario sacar sensores también se deben limpiar, y el ultimo paso seria escanear para poder borrar los códigos marcados en la falla pero que ya fueron corregidos, todo esto seria el mantenimiento en la reparación de la transmisión automática o un ejemplo de lo que se recomienda hacer si se quiere dar un buen trabajo o servicio.
En toda reparación de transmisión automática siempre hay que tener en cuenta que la transmicion que vamos a trabajar es electrónica o no.
Hoy en dia las transmisiones han sido mejoradas y actualizadas en los sistemas de electrónica moderna ya que es más avanzado, para poder entender más las transmisiones modernas o mejoradas es necesario conocer acerca de los sistemas mecánicos, hidráulicos, electrónicos, sistemas de vacío y sistemas de enfriamiento o de temperatura. Si conocemos los sistemas y sus componentes ya podemos empezar ha reparar las transmisiones que se nos presenta al diagnosticar su reparación y entender mas.
En primero el sistema mecanico se compone con un elemento muy importante en la tracción que seria el convertidor que este esta acoplado con un volante motriz y este a su vez con el cigüeñal del motor, todo torque que entrega el convertidor a la transmisión automatica es para dar movimiento y mantener el flujo del aceite en su interior de la misma, ya que es aceite acoplando las partes internas del convertidor.
El convertidor hace su trabajo en mantener en movimiento la bomba de aceite y en movimiento el eje principal de la transmisión o el tambor de avance ya que este seria la entrada de velocidad a la transmisión automática.
En la transmisión automática se acopla tanto los tambores de velocidad como los planetarios y soportes de cada componente se utiliza para diferentes cambios por ejemplo la primera velocidad en muchas transmisiones automáticas va acompañando con la reversa que sería su forma de trabajo en su modo de acoplamiento ya que es una unidad fuerte en su estructura y fabricación ya que empezara a conocer la transmisión automática como su principal componente seria después de la turbina que mueve la bomba de aceite y asi a los tambores de cambio y los componentes planetarios y soportes.
También contamos con la banda de frenado ya que estos se encargan como su nombre dice frenar el tambor de unidad de discos de pastas o frenar otro elemento ya que se requiera para su trabajo que se ocupe en ese momento. Hoy en dia algunos llevan hasta cuatro bandas, otros dos , depende la transmisión que sea, todas estas partes mecánicos son los que está compuesta la transmisión automática, para su sistema electrónico se requiere de muchos elementos para su funcionamiento que seria los: selenoides de cambio, arnes, sensores, TR,TCM, sensor de temperatura.
En el sistema electrónico tenemos que conocer en primera que tipo de transmisión automática es y conoceremos los valores de cada dispositivo y asi podemos remover y probar antes de ponerlos o instalarlos en su lugar, para poder probar cada dispositivo necesitaremos de un multímetro para poder medir su valor por lo cual seria muy importante aterrizarse para no dañar el dispositivo. En el sistema hidráulico es muy importante conocer de donde viene la presión de aceite ya que tiene que pasar por varios dispositivos, la bomba de aceite es la principal y transmite la presión hacia los componentes de la caja de válvulas como para su enfriamiento.
El fluido sale de la bomba hacia la caja de válvulas llegando a una valvula de control que sería la válvula de presión de aceite y el cuerpo tiene la obligación de medir la presión para diferentes dispositivos ya que la caja de válvulas se encuentra montadas todas las válvulas tanto de cambios como de auxiliares. Todo el circuito hidráulico se llena para asi hacer el trabajo, también controla la presión en los servos, pistones y en la lubricación de cada componente.
La caja de válvulas es el centro de control de cambios y dirige en diferentes formas su fluido atravez de venas, conductos o puertos. En el sistema de vacío ya es muy inusual, ya que teníamos que sacar un vacío de succión de aire para hacer trabajar el dispositivo, en la Ford se utilizó muy a menudo en el modulador y en la Chevrolet se utilizó en el sistema de enfriamiento
Este sistema ha cambiado poco ya que antes se ocupaba nada más el radiador para enfriar el aceite.
Ahora se utiliza el enfriador de aceite que son independientes de la transmisión automática que en su momento de dañarse es cambiable para reemplazarlo. Ya que conocimos parte principal de la transmisión ya sabemos como entender sus componentes.
En los diseños de cada transmisión automática o para reparar una transmisión automática debemos saber cómo se desarma, eso sería saber de qué transmisión automática vamos a reparar, hay transmisiones transversales y lineales, eso cambia su estructura de desarmado para poder entender mejor necesitamos en primero tener el manual para poder empezar a desarmar, es importante tener las herramientas necesarias para que se pueda desarmar.
Si es lineal hay que quitar la bomba de aceite y de ahí los tambores de velocidades o de discos, así poco a poco desmontar sus componentes hasta desmontar los soportes que están sujetos a la carcasa, necesitamos ver y checar cada parte de sus componentes tanto el armado que no haya algo dañado, si así fuera reemplazar las partes dañadas para su ensamble.
Cada tambor se debe de checar con presión de aceite ya instalada sus ligas o sus servos vulcanizados.
También se debe cambiar todos los discos y empaques que se quemaron y ajustar toda las unidades, será necesario para su buen funcionamiento al fin de que pueda ensamblarse cada una unidad, ya sea en tambor o en la carcasa.
Ya teniendo una idea de los componentes de la transmisión automática ya podemos ver a fondo cada elemento y su función a continuación y lo veremos paso a paso conforme esta ensamblado en la transmisión automática.
Mecánica de la Transmisión
-Que es un Convertidor y sus tipos |
Convertidor de par El convertidor de par tiene un funcionamiento que se asemeja al de un embrague hidráulico pero posee una diferencia fundamental, y es que el convertidor es capaz de aumentar por sí sólo el par del motor y transmitirlo.
-Funcionamiento Con el motor funcionando y el convertidor de torsión sin fluido, la flecha de entrada no girará. Sin embargo, cuando el convertidor de torsión está lleno de fluido, la flecha no sólo girará, sino que girará con la suficiente fuerza como para impulsar los componentes internos de la transmisión y estos impulsarán al vehículo. Por lo tanto, el fluido en el convertidor de torsión hace la conexión entre el motor y la transmisión. Basado en el convertidor sencillo de tres elementos, no existe una conexión mecánica entre la porción del convertidor impulsada por el motor y la flecha de entrada de la transmisión. Únicamente el fluido en el convertidor de torsión acopla el motor a la flecha de entrada.
Esta corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina. Como el reactor no puede realizar ese giro ya que está retenido por la rueda libre, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba. De esta forma mientras exista diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en la bomba. El par cedido por la turbina será pues la suma del transmitido por la bomba a través del aceite y del par adicional que se produce por reacción desde el reactor sobre la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. Cuanto mayor sea la diferencia de giro entre turbina y bomba mayor será la diferencia de par entre la entrada y la salida del convertidor, llegando a ser a la salida hasta tres veces superior. Conforme disminuye la diferencia de velocidad va disminuyendo la desviación de la corriente de aceite y por lo tanto el empuje adicional sobre la turbina con lo que la relación de par entre salida y entrada va disminuyendo progresivamente. La inercia de rodaje obliga al tren de potencia hacer girar la turbina, el cual entonces bombea fluido en el sentido opuesto al fluido normal dentro del
impulsor. Este a continuación hace girar al motor, lo que proporciona un frenado con motor, haciendo que el vehículo disminuya su velocidad. Hay 2 tipos de patrón de flujo de fluidos en un acoplamiento hidráulico de fluido, el fluido del vórtice y el fluido giratorio. La comprensión de estos patrones de flujos facilitara más conocer cómo funciona el convertidor de par conforme gira el impulsor con el motor con el acoplamiento hidráulico, la fuerza centrífuga hace que el fluido hidráulico se mueva desde el centro del acoplamiento hidráulico para la periferia. Esta fuerza hace que el fluido deje el borde externo del impulsor a una razón de flujo proporcional a la velocidad del motor. Cuando más altas las rpm del motor, tanto mayor el flujo del fluido el cual deja al impulsor, se mueve hacia la turbina y fluye en una trayectoria circular. Conocido como flujo de vórtice, este flujo de fluido del impulsor a la turbina, es lo que transfiere el par motor. Los convertidores de par de los modelos recientes también tienen un dispositivo de embrague de convertidor que genera una transmisión mecánica directa atravez del convertidor a las velocidades de régimen del vehiculo a fin de mejorar el kilometraje. -Convertidor de torque basico (fluid drive)
-Convertidor con estator
-Convertidor con lock up
Bomba de aceite La transmisión automática tiene muchos componentes, pero el más importante es la bomba de aceite, ya que suministra un caudal de aceite que viaja a través de la transmisión para lubricar los engranes y otros componentes. La bomba está ubicada en el cuerpo de la caja donde encastra el convertidor de par. Esta es accionada por el motor al régimen del mismo, es decir a más revoluciones mayor presión producirá la bomba de aceite.
La bomba hidráulica que se utiliza en la transmisión automática es de un diseño de tipo rotativo. Los componentes rotativos de la bomba son impulsados por el motor siempre que esta está trabajando. Existen 3 tipos básicos de bombas rotativas que más se utilizan actualmente en las transmisiones automáticas: El de engranes, el de rotor y el de paletas, la función de la bomba es proporcionar un flujo de aceite continuo a los circuitos hidráulicos, con suficiente volumen para satisfacer todos los requerimientos de la transmisión. Un tamaño de bomba se clasifica según el volumen de fluido que pueda bombear a cierto valor de rpm. Este volumen se determina por el tamaño físico de los componentes de bombeo y se miden en galones por minuto de flujo. a) Las bombas de engranes y de rotor son de capacidad fija y entregaran la misma cantidad de fluido por cada revolución de la bomba
b) Las bombas de paletas se proyectan para capacidad variable y es capaz de proporcionar un volumen alto cuando es necesario o un bajo volumen para ahorrar energía Es importante recordar que todas las bombas no bombean presión; bombean volumen de fluido, o flujo. La presión se crea en un sistema hidráulico, cuando hay resistencia al fluido; para un fluido dado cuanto mayor la resistencia, tanto mayor la presión.
Todas las bombas tienen un puerto de entrada y un puerto de salida. El puerto de entrada esta fijo al filtro del aceite de la transmisión, que está sumergido en el depósito de aceite. El aceite se empuja hacia el puerto de entrada por efecto de la presión atmosfera y por la baja presión generada por el rotor, engrane o alabes rotatorios en la bomba. El puerto de salida (esto es, la descarga) conduce al cuerpo de válvulas.
Bomba de engrane
Una bomba de engrane utiliza un rotor interior y un rotor exterior para generar una baja presión. A medida que el fluido se succiona al interior de la bomba, se comprime entre los lóbulos de los rotores, que llevan el fluido alrededor de la caja de la bomba hasta el puerto de salida.
Bomba de alabes (desplazamiento variable)
Una bomba de alabes utiliza fuerza centrífuga para empujar los fluidos a través de la bomba. A medida que el fluido entra por el puerto de entrada,
los alabes, que giran rápidamente, los recogen. La fuerza centrífuga lanza el fluido por el extremo de los alabes y hacia el puerto de salida.
-Bomba de rotor creciente
Una bomba de engranes utiliza un engrane grande con dientes interiores (llamado un engrane mandado) montado sobre el engrane de mando en el cubo. Este engrane grande esta descentrado, de tal manera que los dientes en los dos engranes únicamente se engranan parcialmente. A medida que los engranes giran, se forma una separación progresivamente más grande entre los dientes de los engranes. La separación crea una baja presión y esta succiona el fluido hacia el interior de la bomba. Como esta separación debe llenarse con fluido, otro componente, llamado media luna, se agrega al ensamble de engranes. La media luna impide que el fluido se fuge de regreso hacia el puerto de entrada. A medida que la separación entre los dientes se hace más pequeña, el fluido se empuja fuera de los dientes y se fuerza a través del puerto de salida.
Funcionamiento típico de una bomba La entrada de la bomba de aceite dela transmisión está conectada a un deposito deposito de aceite, en la parte inferior de la caja de la transmisión. A medida que el fluido se succiona del depósito, pasa por un filtro, que separa las partículas y desechos. El fluido entra por la entrada de la bomba debido a que la presión del aire empuja hacia abajo sobre la superficie del aceite. A nivel del mar, la presión del aire es de aproximadamente 1.01 (14.7 psi). La presión del aire no puede en realidad empujar al fluido hacia arriba a través del colador y hacia el interior de la bomba. La bomba primero tiene crear una baja presión o vacío, en la cobertura del puerto de entrada. La presión atmosférica puede entonces empujar el fluido hacia el interior de la bomba para llenar el vacío. En una bomba de engranes, la bomba crea una baja presión a través de la acción de los dientes de los engranes. Los dientes están engranados unos muy cerca de los otros pero en cuanto empieza a girar, los dientes se empiezan a separar. Esta separación genera una baja presión entre los dientes de los engranes y presión atmosférica empuja al fluido para llenar el vacío. Una vez en la bomba, el fluido queda atrapado entre los dientes de los engranes que lo llevan alrededor de la caja de la bomba hacia el puerto de salida. A medida que los dientes de los engranes se acercan a la salida, la separación entre los dientes de los engranes se empieza a hacer cada vez más angosta. El fluido no puede fugarse hacia el puerto de entrada ya que la media luna (creciente) bloquea su trayectoria. La separación continua haciéndose más y más angosta hasta que los dientes de los engranes se vuelven a engranar otra vez. En este punto, el fluido queda atrapado entre los dientes hasta que al puerto de salida. Desde la salida, el fluido se descarga en el sistema hidráulico de la trasmisión.
Funcionamiento de bomba tipo engranes 1Creciente 2Engrane mandado 3Engrane de mando 4Fluido exprimido 5Puerto de salida de la bomba 6 Filtro del depósito 7 Depósito de aceite 8 Puerto de entrada a la bomba 9 Baja presión
Válvula reguladora de presión Las bombas de aceite de la transmisión se clasifican como bombas de desplazamiento positivo o como bombas de desplazamiento variable. Una bomba de álabes es una bomba de desplazamiento variable. Esto significa que suministra una cantidad fija de aceite de salida
Circuito de reguladora de presión 1Al sistema 2Válvula reguladora de presión 3Resorte 4Bomba 5Malla 6 Depósito de aceite
Una vez que el motor logra una velocidad específica. La presión de “retroalimentación” desde el circuito de retorno del cuerpo
de
válvulas impide que la bomba de engranes produzca más salida de aceite que la necesaria. Esta característica ayuda a conservar la potencia del motor ya que reduce la cantidad de potencia necesaria para impulsar la bomba. Las bombas creciente y de engranes, son bombas de desplazamiento positivo. Esto significa que la bomba debe forzar hacia fuera todo el fluido que entra en las mismas. No hay otra salida para el fluido excepto por el puerto de salida. Una bomba de desplazamiento positivo continúa bombeando fluido aún cuando la presión en el lado de salida sea extremadamente alta. De hecho, si el puerto de salida está bloqueado, una bomba de desplazamiento positivo continúa funcionando hasta que eventualmente se atasca debido a la presión extremadamente alta. Para impedir que se atasque, una bomba de desplazamiento positivo debe tener alguna manera de cambiar la dirección del flujo de fluido si la presión llega a un punto muy alto. A medida que se incrementa la presión de la bomba, se abre y se cierra una válvula reguladora para mantener la presión del sistema a un nivel seguro. Un resorte calibrado controla a la válvula reguladora de presión. La tensión del resorte determina la presión de abertura de la válvula reguladora.
