LICEO INDUSTRIAL SAN FERNANDO MECANICA AUTOMOTRIZ JOSE GUERRERO TORRES
CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA Conceptos caja de cambios automáticos Árbol Primario El árbol primario del cambio automático está unido a la turbina del convertidor de par. En función del tipo de cambio, este árbol dirige la propulsión a un componente que puede ser un tren de engranajes planetarios o un embrague de discos.
Árbol intermediario En el cambio de árbol intermediario, la transmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario, a través de una combinación de ruedas dentadas fija. El árbol intermediario lleva un cierto número de ruedas dentadas unidas en forma fija, dependiendo del número de marchas. Las ruedas oponentes a dichas ruedas dentadas fijas giran libremente sobre el árbol secundario, estando unidas al mismo por medio de coronas c oronas desplazables.
Aceite para el cambio automático El aceite para el cambio automático au tomático sirve para transmitir la fuerza del convertidor de par, p ara la operación de los elementos de mando hidráulicos y para ajustar sus coeficientes de rozamiento, para la lubricación y la eliminación de las partículas desprendidas por abrasión así como para la refrigeración. Todas estas funciones tiene que cumplirlas el aceite del cambio automático dentro de una gama de temperaturas que abarca desde -30 °C hasta 150 °C (medidas en la cámara de acopio de aceite). Durante el cambio de marchas pueden presentarse incluso durante corto tiempo temperaturas desde 250 °C hasta 400 °C en los embragues y los frenos. Se utiliza un aceite básico mineral provisto de toda una serie de aditivos: modificadores de la fricción, que ajustan exactamente los valores de razonamiento, · anti antiox oxid idan ante tess par paraa red reduc ucir ir el enve enveje jeci cimi mien ento to a alt altas as temp temper erat atur uras as,, · Disp Disper ersa sant ntes es para para evit evitar ar depó depósi sito toss e incr incrus usta taci cion ones es en el camb cambio io,, · ant antiespu espuma mant ntes es que que im impide piden n la la for forma maci ción ón de espu espum ma de de ace aceiite, · mejo mejora rant ntes es del del índ índic icee de de vis visco cosi sida dad d para para conse consegui guirr una una visc viscos osid idad ad homo homogé génea nea en toda toda la gama gama de temperaturas, · inhi inhibi bido dore ress de de la la corr corros osió ión, n, con contr traa la la cor corro rosi sión ón de los los compon componen ente tess del del camb cambio io deb debid idaa a la la condensación de agua, ·
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Los aceites para el cambio automático son especificados a través de estándares elaborados por General Motors (designación ATF Dexron) y Ford (designación ATF Mercon), reconocidos internacionalmente.
Al rellenar o cambiar el aceite del de l cambio automático tiene que utilizarse siempre el aceite previsto por el fabricante. Si se utilizan otros aceites o se ag regan otros aditivos se produce una modificación de las propiedades, con repercusiones negativas para el funcionamiento y la duración. En tales casos se pierden los derechos de garantía.
Acondicionador de aire Algunas ejecuciones del control electrónico del cambio envían al acondicionador de aire una señal para desconexión del compresor de climatización cuando en caso de sobregás se exige la máxima potencia para la propulsión.
Actuador Otra denominación de elemento de regulación.
Adaptativo Sinónimo de adaptable. El atributo "adaptativo" se aplica en la técnica de la automoción en varios contextos, designando la capacidad que una unidad electrónica tiene de adaptar sus ajustes a condiciones externas. En el caso de los cambios ca mbios automáticos, se utilizan los conceptos de control adap tativo de la presión y curva característica adaptativa de acoplamiento.
Aditivos Los aceites técnicos, y por lo tanto también el aceite para el cambio automático, se proveen siempre de aditivos químicos que les confieren propiedades específicas. No deberían agregarse otros aditivos, ya que con ello cambian las mencionadas propiedades, teniendo repercusiones negativas para el funcionamiento y la vida útil del cambio automático.
Amortiguador Un amortiguador perteneciente al sistema hidráulico de un cambio automático se encarga de que los cambios de presión no se produzcan bruscamente, sino dentro de un periodo determinado. La duración de este periodo resulta del diseño del amortiguador.
Arbol hueco Un árbol hueco es un árbol de forma tubular. En su interior puede alojar otro eje, o bien puede servir de canal para el aceite.
Avería volátil Una avería volátil se manifiesta sólo temporalmente, desapareciendo de nuevo. Dependiendo del tipo de avería, el control electrónico del cambio puede aplicar diversas estrategias: El control electrónico del cambio permanece en el programa de emergencia aunque la avería deje de presentarse. El control electrónico del cambio vuelve a pasar del programa de emergencia al servicio normal si la avería no vuelve a presentarse durante varios procesos de arranque. Sin embargo, la información relativa a la avería volátil queda registrada en ambos casos en la memoria de averías.
Bloque de distribución hidráulico La presión del aceite es regulada en el bloque de distribución hidráulico en función de las señales de mando procedentes del control electrónico del cambio, siendo distribuida a los elementos de mando. El bloque de distribución hidráulico está formado por varios cuerpos de válvula. Un cuerpo de válvula es el común, en cuyo interior se encuentran todas las correderas. Contiene además los canales del aceite en
correspondencia con el esquema hidráulico. Los canales del aceite no se cruzan entre sí. Los cruces necesarios se establecen a través de orificios o taladros existentes en la chapa intermedia y comunican las pistas en diversos cuerpos de válvula. Las válvulas gobernadas electrónicamente por el control electrónico del cambio están enchufadas desde el exterior en el cuerpo de válvula. Generalmente, el bloque de distribución hidráulico completo está montado debajo del engranaje planetario.
Bloqueo de estacionamiento Para evitar que el vehículo aparcado pueda ponerse en movimiento inintencionadamente, los cambios automáticos están provistos de un bloqueo de estacionamiento como medida de seguridad adicional al freno de estacionamiento. Este dispositivo está dispuesto en el árbol secundario del engranaje planetario. Al situar la palanca selectora en la posición P, introduce un trinquete en los huecos entre dientes de la rueda de bloqueo de estacionamiento. El árbol secundario queda bloqueado, con lo que el vehículo está asegurado. Pero si el trinquete incide sobre un diente de la rueda de bloqueo de estacionamiento, queda sometido a una tensión elástica. Al producirse el más mínimo movimiento del vehículo, el trinquete saltará al hueco entre dientes. El trinquete y los dientes de la rueda de bloqueo de estacionamiento tienen una forma tal que el trinquete es rechazado siempre cuando la rueda del bloqueo de estacionamiento gira a velocidad elevada. De este modo se excluye la posibilidad de que el cambio pueda bloquearse durante la marcha.
Bloqueo de la cerradura de la dirección Para garantizar que el bloqueo de estacionamiento esté siempre aplicado cuando el vehículo está aparcado, en algunos vehículos sólo es posible sacar la llave del encendido si la palanca selectora está en la posición P.
Bloqueo de la palanca selectora Se denominan bloqueo de la palanca selectora diversos dispositivos de protección contra un manejo incorrecto de dicha palanca: El bloqueo P/R impide que se aplique el bloqueo de estacionamiento o se acople la marcha atrás mientras se está circulando. El bloqueo se produce mecánicamente en la palanca selectora, con ayuda de un electroimán accionador, excitado por el control electrónico del cambio. El acoplamiento de una gama de marcha o de la marcha atrás desde la posición P o N estando el vehículo parado sólo es posible si al mismo tiempo se pisa el freno de servicio. De este modo se evita que el vehículo se ponga en movimiento por efecto del número de revoluciones de ralentí del motor inmediatamente después de situar la palanca selectora en la posición correspondiente. En relación con el bloqueo de acoplamiento se utiliza también el perno de bloqueo.
Bobina Una bobina está formada por un gran número de bucles conductores arrollados. El paso de corriente por el conductor genera un campo magnético con cuya ayuda se atraen materiales magnéticos blandos, como p. ej. un inducido de hierro dulce. Este principio se aprovecha para conectar por ejemplo en un relé contactos eléctricos, mover pernos de seguridad en electroimanes actuadores, conmutar presiones de aceite en válvulas electromagnéticas de mando o ajustar una presión de aceite en la válvula electromagnética de regulación. En los sensores inductivos, el campo magnético es influenciado por piezas de hierro móviles. La variación del campo magnético se registra eléctricamente.
Bomba Una bomba convierte un movimiento giratorio en una corriente de líquido. En el convertidor de par, la rueda de la bomba está comunicada con el motor de combustión y acelera el aceite para el cambio automático desde el centro hacia afuera. Allí, las paredes del cuerpo lo dirigen hacia la turbina.La bomba del aceite del cambio automático es una bomba de engranajes de dentado interior (bomba de hoz) que proporciona la presión de trabajo ya incluso a números de revoluciones reducidos.
Bomba del aceite La bomba del aceite aspira aceite para engranajes de la cámara de acopio de aceite existente en el cárter del aceite. Este aceite pasa por el filtro del aceite, donde se eliminan la suciedad y las partículas de abrasión. La bomba del aceite genera la presión de trabajo. Las bombas del aceite de los cambios automáticos están ejecutadas predominantemente como bombas de hoz. Se trata de una bomba de engranajes de dentado interior. Al separarse los dientes aumenta el intersticio y se succiona aceite. Una vez los huecos entre dientes se han llenado de aceite, pasan por la hoz guía de aceite. Esta cierra los intersticios entre dientes e impide así un reflujo del aceite. Después de pasar la hoz, el intersticio vuelve a estrecharse, con lo que aumenta la presión del aceite. El aceite queda disponible a la salida de la bomba. La bomba de hoz se encuentra entre el convertidor de par y el engranaje planetario, siendo impulsada por el buje existente en la carcasa del convertidor de par, con lo que gira al régimen del motor. Ya cuando el motor se encuentra al relantí proporciona presión suficiente para suministrar la presión de trabajo requerida, de hasta 25 bares, a todos los sistemas hidráulicos post-conectados.
Caja de transferencia La caja de transferencia de los vehículos de tracción total distribuye la transmisión de fuerza entre el diferencial del eje trasero y el diferencial del eje delantero.
Caja del convertidor La caja del convertidor lleva en su interior las aletas de la bomba. Además rodea la turbina y el reactor. La caja del convertidor está llena de aceite hidráulico sometido a la presión de lubricación. La caja del convertidor es impulsado por el motor. La bomba acelera el aceite de dentro hacia afuera por la fuerza centrífugua. El aceite es desviado por las paredes interiores de la caja, que lo dirigen a la turbina. La corriente de aceite impulsa la turbina, que a su vez está unida al árbol primario del cambio. En las proximidades del eje del convertidor de par, la corriente de aceite fluye a través de las aletas del reactor, volviendo a la bomba.
Calefacción del catalizador Después de un arranque en frío, el control electrónico del cambio eleva los puntos de acoplamiento. De esto resultan regímenes del motor más elevados, que calientan el catalizador más rápidamente, poniéndolo así en funcionamiento. En conjunto, con esta medida se consigue una mejora de las emisiones de gases de escape del vehículo.
Cambio automático En el cambio automático, la desmultiplicación adecuada se selecciona automáticamente. El cambio automático realiza los acoplamientos correspondientes sin intervención del c onductor. Existen cambios automáticos con desmultiplicación escalonada y con desmultiplicación continua; en nuestro caso nos referiremos únicamente a los cambios de desmultiplicación escalonada.
Cambio de velocidades Ravigneaux El cambio de velocidades Ravigneaux está formado por dos trenes de engranajes planetarios con un portasatélites común. El portasatétiles sustenta dos juegos de satélites: · satélites cortos, de gran diámetro, que engranan en el planetario de menor tamaño · y satélites largos, de menor diámetro, que engranan en el planetario de mayor tamaño y en los satélites cortos. El cambio de velocidades Ravigneaux posee una sola corona de dentado interior, que rodea los satélites largos. Con el cambio de velocidades Ravigneaux pueden conseguirse cuatro marchas adelante y una marcha atrás con un escalonamiento razonable. El cambio de velocidades Ravigneaux se caracteriza por su estructura compacta.
Cambio de velocidades Simpson El cambio de velocidades Simpson en un engranaje planetario de los tiempos del cambio automático de tres marchas. Está formado por dos trenes de engranajes planetarios con un planetario central común. Además están firmemente unidos entre sí el portasatélites de uno de los trenes de engranajes planetarios, la corona de dentado interior del otro y el árbol secundario. En las marchas adelante, la propulsión y la salida de fuerza tienen lugar respectivamente a través de las coronas de dentado interior. Por esta razón, el cambio de velocidades Simpson puede transmitir un par elevado a pesar de su forma esbelta. Otra ventaja del cambio de velocidades Simpson es su estructura sencilla.
Cambio de velocidades Wilson El cambio de velocidades Wilson está formado por tres trenes de engranajes planetarios. La primera corona de dentado interior, el segundo portasatélites y la tercera corona de dentado interior están unidos firmemente entre sí, formando el llamado tambor, también el segundo y el tercer planetario están unidos entre sí en forma fiija. En las marchas adelante, el accionamiento tiene lugar a través de este doble planetario. La salida se produce siempre a través del tercer portasatélites. El cambio de velocidades Wilson hace posibles cuatro o cinco marchas adelante con un escalonamiento razonable.
Cambio de árbol intermediario Generalmente, los cambios manuales están estructurados como cambio de árbol intermediario. La transmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario al árbol intermediario, pasando por una combinación fija de ruedas dentadas. El árbol intermediario lleva un número determinado de ruedas dentadas unidades en forma fija, según sea el número de marchas. Sus oponentes giran libres sobre el árbol secundario, estando unidas al mismo por coronas desplazables.
Cambio hidráulico El convertidor de par puede considerarse también como un cambio hidráulico sin escalones. Un gran resbalamiento equivale a una desmultiplicación hacia marcha lenta con incremento simultáneo del par. En caso de resbalamiento pequeño, el convertidor de par se aproxima a una relación de desmultiplicación de aproximadamente 1, es decir, al caso de acoplamiento.Dado que el convertidor de par trabaja como un escalón de reducción, los cambios automáticos necesitan en general un escalón de marchas menos en el engranaje planetario que un cambio manual comparable.
Cambio manual Por regla general, el cambio manual está estructurado como reductor de árbol intermediario. La transmisión de fuerza tiene lugar desde el árbol primario al árbol intermediario, a través de una combinación fija de ruedas dentadas. El árbol intermediario soporta otro conjunto de ruedas den tadas unidas en forma fija, cuyo número depende de las marchas que tenga el cambio. Sus ruedas oponentes montadas sobre el árbol secundario giran libremente. Se unen al árbol secundario por medio de coronas desplazables. De este modo, los cambios manuales trabajan en arrastre de forma, al contrario que los cambios automáticos, que trabajan por unión cinemática de fuerza.
Carga La potencia de un vehículo, tal como está registrada por ejemplo en el permiso de circulación correspondiente, se refiere a su potencia máxima. Se libera muy raramente, por ejemplo al acelerar a fondo, al remolcar cargas cuesta arriba o al circular a la velocidad máxima. Esta situación se conoce por "plena carga". En los estados de marcha normales se circula a "carga parcial". Si el motor está desacoplado del tren de rodaje, se encuentra al ralentí, es decir, en estado sin carga. Al reducir la velocidad quitando gas o al circular cuesta abajo se está en servicio de retención (inversión de carga), en cuyo caso las ruedas impulsan el motor. Como medida de la carga del motor se toma la masa de aire aspirada. Este valor se proporciona a la electrónica del motor, quedando, entre otras cosas, también a disposición del control electrónico del cambio.
Chapa intermedia La chapa intermedia se encuentra entre dos cuerpos de válvula, separándolos uno de otro. A través de orificios existentes en la chapa intermedia puede pasar aceite de un cuerpo de válvula al otro. De este modo se materializan cruces en el trazado de los canales del aceite.
Ciclo El control electrónico del cambio repite constantemente el registro de las señales de los sensores, el cálculo de la decisión de cambio de marchas y el envío a los elementos de regulación. Tal ciclo se desarrolla típicamente en 20 ms.
Cinta de freno La cinta de un freno de cinta sirve para retener una pieza de transmisión de un tren de engranajes planetarios. Se trata de una cinta de acero con forro de fricción.
Circuitos de protección El control electrónico del cambio contiene, según la versión, una serie de circuitos de bloqueo o enclavamiento que protegen de operaciones incorrectas evitando así peligros para el cambio, el motor, el conjunto del vehículo o incluso para el tráfico. Ejemplo: por razones de seguridad, los vehículos con cambio automático sólo deben arrancar en las posiciones P o N de la palanca selectora, ya que el convertidor de par no produce una interrupción completa de la transmisión de fuerza. Incluso el régimen de arranque del motor es suficiente para poner en movimiento el vehículo.
Control adaptativo de la presión Con el uso del vehículo se desgastan sus componentes, como p. ej. los forros de fricción de los embragues y los frenos. El desgaste puede compensarse incrementando la presión del aceite. La electrónica determinael grado de desgaste basándose en las relaciones de números de revoluciones y corrige la presión del aceite correspondientemente.
Control del cambio Los cambios automáticos antiguos disponían de un sistema de control hidráulico. En los cambios automáticos modernos, dicho sistema ha sido reemplazado por el control electrónico del cambio.
Control del cruce Para el control del cruce se renuncia a ruedas libres y el cruce se regula únicamente por medio de acoplamientos hidráulicos gobernados por el control electrónico del cambio. Durante un acoplamiento, el elemento de mando que estaba activo hasta el momento tiene que conservar la capacidad de transmisión, a presión reducida, hasta que el elemento de mando que conecta toma el par. El control electrónico del cambio reconoce el proceso de toma por el salto de número de revoluciones, y relaja totalmente el elemento de mando que se desconecta. El elemento de mando que se conecta recibe toda la presión de trabajo.
Control electrónico del cambio En el curso de la evolución de la electrónica aplicada a la técnica del automóvil, muchos componentes hidráulicos de los anteriores sistemas de cambio automático han sido reemplazados por los correspondientes elementos electrónicos. El número de componentes hidráulicos se ha reducido por término medio a la mitad. La lógica de conmutación es operada digitalmente por un ordenador. A través de válvulas electromagnéticas controla las válvulas del bloque de distribución hidráulico. El control electrónico del cambio (abreviado: EGS) ofrece toda una serie de ventajas: · Pueden procesarse señales adicionales sin un aumento excesivo de la complejidad del sistema. · El control de la hidráulica puede realizarse con precisión. · Las repercusiones del desgaste pueden compensarse a través del control adaptativo de la presión. · La curva característica de acoplamiento puede configurarse con mayor flexibilidad. · La electrónica puede ajustarse a las condiciones de marcha y a la manera de conducir a través de curvas características adaptativas. · La electrónica puede proteger mejor de operaciones incorrectas. · La electrónica puede soslayar hasta cierto punto los fallos que se presenten, garantizado la operatividad del vehículo. · La electrónica puede registrar los fallos producidos en una memoria de averías, con fines de asistencia técnica.
Convertidor de par El convertidor de par se encuentra entre el motor y el cambio automático propiamente dicho, en una posición comparable al embrague separador de un cambio manual. El convertidor de par permite acoplar una marcha estando el vehículo parado y con el motor al ralentí. En esta situación, el convertidor de par transmite un par reducido, con lo que el vehículo tiende a desplazarse lentamente, pudiendo ser detenido sin embargo con ayuda del freno de estacionamiento o del freno de servicio. Al acelerar, es decir, al aumentar el número de revoluciones, el convertidor de par transmite un par más elevado, con lo que el vehículo se pone en marcha. El convertidor de par está formado por tres piezas esenciales: · la rueda de la bomba (que al mismo tiempo forma el cárter del convertidor de par), · la turbina · y el reactor. El convertidor de par está lleno de aceite del cambio, encontrándose sometido a presión (véase Presión de lubricación). La bomba es impulsada por el motor. Acelera el aceite de dentro hacia afuera por efecto de la fuerza centrífuga. El aceite es dirigido hacia la turbina a lo largo de la pared interior del cárter. El flujo de aceite impulsa la turbina, que está unida al árbol de entrada del cambio. La corriente de aceite atraviesa las aletas de l reactor en las proximidades del eje del convertidor de par, volviendo a la bomba. En la fase de conversión, el reactor provoca el incremento de par del convertidor de par. En caso de gran resbalamiento, es decir, si la diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina es muy grande, incrementa el par entregado desviando la corriente de aceite y haciendo fluir éste hacia la bomba en forma reostáticamente más favorable. Para ello, el reactor es solidario de la caja de cambio a través de una rueda libre. En caso de pequeño resbalamiento, es decir, cuando la turbina ha alcanzado prácticamente el número de revoluciones de la bomba, el reactor deja de incrementar el par. Gracias a la rueda libre, gira en el mismo sentido que la bomba y la turbina. El incremento de par ayuda al cambio automático a conseguir una transición más rápida a la fase de acoplamiento.
Corona La corona es un componente del tren de engranajes planetarios. Con su dentado interior rodea a los satélites, y a su vez puede girar alrededor del eje central del juego de satélites.
Corona de la bomba La bomba con hoz de guía es una bomba del aceite con dentado interior formada por la corona de la bomba (impulsada), la hoz (fija) y la rueda interior (que gira libremente). La corona de la bomba está unida al cuerpo del convertidor, por lo que gira al número de revoluciones del motor. Por esta razón, la bomba del aceite es impulsada aún al número de revoluciones de ralentí aunque el vehículo esté inmóvil.
Corona desplazable En el cambio manual, el acoplamiento de una marcha tiene lugar uniendo en forma fija una rueda dentada del árbol secundario a dicho eje por medio de una corona desplazable.
Cruce Al cambiar de marcha se abre un elemento de mando y se cierra otro. Sin embargo, esto no se produce bruscamente, sino que los elementos de mando atraviesan un cierto margen con resbalamiento. El par transmitido por el elemento de mando que se abre disminuye, mientras que el del elemento de mando que se cierra aumenta. La nueva marcha engrana en el momento en el que el par del elemento de mando a conectar supera el del elemento de mando a desconectar. A esto se le da el nombre de cruce. Si el cruce es correcto (cruce nulo), el elemento de mando que se conecta admite tanto par como entrega el elemento de mando que se desconecta. En conjunto se conserva el par.
En caso de un cruce negativo, el escalón que conecta toma demasiado tarde (es decir, en caso de cambio a marcha superior en tracción/cambio a marcha inferior en frenado, la reducción de presión del primero elemento de mando tiene lugar demasiado pronto, o en caso de cambio a marcha inferior en tracción/cambio a marcha superior en retención, la formación de presión del elemento de mando que conecta se produce demasiado tarde). Consecuencia: la transmisión de fuerza está interrumpida durante corto tiempo. En servicio de carga del motor, el régimen del motor aumenta demasiado debido a esta interrupción. En servicio de retención, el régimen del motor cae correspondientemente. En caso de cruce positivo, el elemento de mando que conecta toma demasiado pronto (es decir, en caso de cambio a marcha superior en tracción/cambio a marcha inferior en frenado, la reducción de presión en el elemento de mando que desconecta se produce demasiado tarde, o en caso de cambio a marcha inferior en tracción/cambio a marcha superior en retención, la formación de presión en el elemento de mando que conecta se produce demasiado pronto). Debido a esto tiene lugar brevemente una formación de bloque en el cambio, produciéndose en consecuencia una caída de par. Tal caída de par puede ser conveniente si el motor debe llevarse rápidamente desde un número de revoluciones alto a uno bajo.
Cuerpo de válvula Un cuerpo de válvula de un bloque de distribución hidráulico es el cuerpo común de todas las válvulas que se encuentran dentro del mismo.
Curva característica adaptativa de acoplamiento En los sistemas de control adaptativos del cambio (AGS) o programas dinámicos de cambio de marchas (DSP), la curva característica de acoplamiento se desplaza en función de las condiciones de marcha y el modo de conducir. Estos factores son reconocidos por la electrónica en base a ciertos parámetros como p. ej. la variación de la velocidad del movimiento del pedal acelerador.
Curva característica de acoplamiento La conmutación entre dos marchas es efectuada por el control electrónico del cambio en base a una curva característica de acoplamiento. Esta curva característica de acoplamiento tiene en cuenta la velocidad del vehículo y la posición del pedal acelerador. Al conmutar a marchas superiores entra en vigor una curva característica de acoplamiento diferente a la que rige al cambiar a marchas inferiores (véase Curva característica de cambio a marcha superior y Curva característica de cambio a marcha inferior).En los cambios automáticos modernos, la curva característica de acoplamiento no es rígida, sino que se adapta a la situación de marcha - concepto técnico: curva característica adaptativa de acoplamiento.
Curva característica de cambio a marcha inferior En un diagrama de características formado por la posición del pedal acelerador y el régimen del motor, la curva característica de cambio a marcha inferior separa la zona correspondiente a una marcha de la correspondiente a la marcha inmediatamente inferior. Si el punto de trabajo se desplaza más allá de la
curva característica de cambio a marcha inferior, se produce dicho cambio. Para el cambio a marchas superiores existe una curva característica de cambio a marcha superior separada, de función análoga. Las curvas características de cambio a marchas superiores e inferiores para todas las combinaciones de marchas posibles están registradas en el control electrónico del cambio. Los controles del cambio antiguos tenían sólo curvas características de mando fijas. Más tarde se hizo posible la elección entre dos conjuntos de curvas características, uno "económico" y otro "deportivo". Los actuales controles electrónicos del cambio calculan un desplazamiento de la curva característica en base a un gran número de informaciones que describen la situación actual de servicio y marcha. Esta curva característica de acoplamiento adaptada individualmente sirve para tomar la decisión sobre el cambio de marchas.
Curva característica de cambio a marcha superior En un diagrama de características formado por la posición del acelerador y el régimen del motor, la curva característica de acoplamiento a marcha superior separa la zona correspondiente a una marcha de la marcha inmediatamente superior. Si el punto de trabajo se desplaza más allá de la curva característica de acoplamiento a marcha superior, se produce el cambio a la marcha superior. Para el cambio a una marcha inferior existe una curva característica de cambio a marcha inferior separada, con la función análoga. Las curvas características de acoplamiento a marcha superior y a marcha inferior correspondientes a todas las combinaciones de marchas posibles están registradas en el control electrónico del cambio. Los sistemas de control del cambio antiguos disponían sólo de curvas características de mando fijas. En el curso de la ulterior evolución se hizo posible elegir entre dos conjuntos de curvas características, uno "económico" y otro "deportivo". Los actuales controles electrónicos del cambio determinan un desplazamiento de la curva característica a partir de un gran número de informaciones que describen la situación actual de servicio y marcha. A esta curva característica de mando adaptada individualmente se recurre para decidir sobre el cambio de marchas.
Cámara de aceite Para compensar la diferente demanda de aceite de los elementos de mando tiene que existir una cámara de aceite en el cárter del aceite, debajo del cambio automático. Su nivel de llenado se ha dimensionado de forma que la bomba del aceite pueda succionar aceite en todas las situaciones y con todas las fuerzas de
aceleración que puedan presentarse.
Cárter del aceite El cárter del aceite situado debajo del cambio automático recoge el aceite del cambio automático que sale de las salidas cero de las válvulas y de los elementos de mando así como de los puntos de lubricación del cambio. La bomba del aceite succiona de nuevo este aceite a través de un filtro del aceite.
Discos exteriores Se trata de los discos exteriores de un freno de discos o de un embrague de discos. Generalmente son discos formados únicamente por acero, mientras que los discos interiores están provistos del forro de fricción.
Discos interiores Se trata de los discos interiores de un freno de discos o de un embrague de discos. Generalmente, los discos interiores constan de un forro de fricción aplicado sobre un soporte de acero, mientras que los discos interiores están formados únicamente por acero.
Display de gamas de marchas En algunos vehículos, la posición de la palanca selectora se representa también en el área de los instrumentos en forma de una indicación numérica. El display de gamas de marcha es gestionado por el control electrónico del cambio.
Display de la palanca selectora En algunos vehículos se utiliza un display de la palanca selectora dispuesto en el campo visual del conductor, indicándose en él la gama acoplada con la palanca selectora. Este display es gobernado por el control electrónico del cambio.
Disposición concéntrica Una particularidad del cambio automático es la disposición concéntrica de la mayor parte de sus componentes, lo que significa que todos están dispuestos simétricamente con relación al eje común del cambio. Esto es válido p. ej. para el convertidor de par, la bomba del aceite, los trenes de engranaje planetarios, los frenos de discos y los embragues de discos. La disposición concéntrica es conveniente, ya que el par a transmitir genera fuerzas radiales d e igual magnitud y de sentido opuesto, que se anulan entre sí.
EDS Siglas alemanas de "Válvula eléctrica de mando de presión", véase Válvula electromagnética de regulación.
EGS Siglas alemanas de "Control electrónico del cambio".
Eje de estátor Un eje de estátor es un eje fijo, es decir, solidario de la caja del cambio. Por ejemplo, el reactor del convertidor de par se apoya sobre un eje de estator a través de una rueda libre.
Electrónica del motor La electrónica del motor y el control electrónico del cambio colaboran estrechamente. El control electrónico del cambio recibe de la electrónica del motor informaciones relativas p. ej. al número de revoluciones, la carga y la temperatura del motor. A la inversa, el control electrónico del cambio informa sobre los acoplamientos de marchas previstos, de modo que la electrónica del motor pueda reducir brevemente la carga retrasando el ángulo de encendido o, en los vehículos Diesel, reduciendo el caudal de inyección. Si bien en principio el cambio automático permite cambiar de marchas bajo carga, se realiza la intervención mencionada, ya que con ello aumenta el confort de marcha.
Elemento de mando Se denominan elementos de mando todos los embragues, frenos y ruedas libres de un engranaje planetario. Se necesitan para acoplar las marchas del cambio.
Elemento de regulación Los controles electrónicos transfieren sus señales eléctricas de salida a elementos de regulación o actuadores, que por su parte intervienen en el sistema a controlar. En el cambio automático se utilizan los siguientes elementos de regulación: válvulas electromagnéticas de mando, válvula electromagnética de regulación, válvulas electromagnéticas PWM, electroimánes accionadores (véase Bloqueo de la palanca selectora), relés (véase Relé de bloqueo del arranque)
Elementos de mando hidráulicos Los elementos de mando hidráulicos de un cambio automático controlado electrónicamente son las válvulas electromagnéticas. En principio existen dos tipos: · Las válvulas electromagnéticas de mando transfieren la presión del aceite a una válvula de mando, o bien reducen la presión del aceite. De este modo conectan o desconectan y provocan conmutaciones de los elementos de mando. Por ejemplo, inician el proceso de acoplamiento. · Las válvulas electromagnética de regulación regulan una presión de aceite sin escalones. De este modo controlan la presión de trabajo, la presión en los elementos de mando, en el convertidor de par y en el embrague de anulación del convertidor.
Embolo Los elementos de mando del cambio automático son accionados por émbolos hidráulicos que se mueven radialmente respecto al eje del cambio. Las cintas de freno son tensadas por émbolos cilíndricos normales. Los émbolos de los frenos de discos y los embragues de discos tienen forma anular (axial) y están dispuestos alrededor del eje del cambio.
Embrague En el cambio automático, los embragues se utilizan junto con los frenos para el acoplamiento de las marchas. Un embrague une y separa dos piezas rotativas. Los embragues se utilizan por un lado para aplicar controladamente la transmisión de fuerza a una de las piezas de un tren de engranajes planetarios. Por otro lado, los embragues sirven para unir entre sí dos piezas de un tren de engranajes planetarios, de modo que este tren de engranajes pase a formar un bloque. En el cambio automático se utilizan exclusivamente embragues de discos.
Embrague de anulación del convertidor Se trata de un embrague mecánico que, en determinadas situaciones de marcha con valores de resbalamiento pequeños, anula y desactiva el convertidor de par. Es acoplado y desacoplado electrohidráulicamente. También es posible un funcionamiento deslizante. La presión del aceite se ajusta entre 0 y 7 bares, según el par a transmitir.
Embrague de discos Los embragues de discos se parecen a los frenos de discos, pero en este caso tanto los discos interiores como los discos exteriores están unidos a piezas giratorias. Se utilizan para aplicar controladamente la transmisión de fuerza a un tren de engranajes planetarios, o bien para unir dos partes de un tren de engranajes planetarios entre sí, con lo que pasan a formar un bloque. Al contrario de lo que ocurre en el freno de discos, el émbolo hidráulico gira junto con su carga de aceite. Por esta razón, la alimentación de aceite tiene que producirse a través de un árbol hueco. Al relajar el embrague de discos, una válvula de bola situada en el perímetro del émbolo se encarga de que la presión de aceite se elimine por completo; en otro caso, las simples fuerzas centrífugas podrían producir ya un efecto de acoplamiento.
Embrague hidrodinámico El embrague hidrodinámico establece una unión deslizante entre el motor de combustión y el cambio. Sin embargo para los cambios automáticos actuales no se utilizan ya embragues hidráulicos, sino convertidores de par.
Embrague separador Los cambios manuales necesitan un embrague separador que interrumpa la transmisión de fuerza entre el motor y el cambio. Es necesario debido a que, con este tipo de cajas, el cambio de marchas no puede producirse bajo carga. Permite acoplar también una marcha cuando el vehículo está inmóvil y con el motor en marcha.
Enclavamiento del bloqueo de estacionamiento Estando aplicado el bloqueo de estacionamiento, el vehículo queda asegurado contra un desplazamiento no intencionado. A fin de que el bloqueo de estacionamiento no pueda abrirse inintencionadamente, en algunos vehículos, la palanca selectora sólo puede sacarse de la posición P estando accionado el freno de servicio.
Engranaje planetario Un engranaje planetario está formado por entre dos y cuatro juegos de satélites, unidos entre sí en forma fija o por medio de embragues. Algunas construcciones estándar se caracterizan por determinadas un iones rígidas o por ruedas dentadas comunes; se trata por ejemplo del cambio de velocidades Simpson, del cambio de velocidades Ravigneaux y del cambio de velocidades Wilson.
Esquema de transmisión de fuerza A fin de poder describir la transmisión de fuerza en un cambio, se utiliza un esquema de transmisión de fuerza. Como en todos los esquemas, la representación de la transmisión de fuerza se simplifica gráficamente: · Los ejes y árboles se representan en forma de líneas. · Las ruedas dentadas se dibujan como rectángulos o también sólo como líneas. · Las ruedas libres están simbolizadas por una flecha sobre la pieza de apoyo. · En el caso de los frenos de discos y los embragues de discos basta un disco de una de las mitades, encerrado por dos de la otra mitad. · Partes fijas, como es la caja del cambio, se representan rayadas. Además es totalmente suficiente mostrar la mitad superior del cambio, ya que la mitad inferior es simétrica respecto al eje. La transmisión de fuerza actual se destaca por medio del grosor de los trazos o mediante colores.
Estrangulador Un estrangulador es un estrechamiento de un canal de aceite que reduce el caudal del aceite que lo atraviesa. Se encuentran estranguladores en la tubería de reacción de las válvulas reguladoras de la presión y antes de las válvulas electromagnéticas de regulación.
Estrategia de cambio de marchas Los controles electrónicos del cambio modernos calculan un desplazamiento de la curva característica basándose en un gran número de informaciones. A partir de la curva característica resultante y del número de revoluciones de salida del cambio se toma entonces la decisión sobre el cambio de marchas. En los controles del cambio anteriores, que no tenían en cuenta aún tantas magnitudes influyentes y que tampoco eran todavía adaptativos, se elegía p. ej. con un selector de programa entre una estrategia "económica" y una "deportiva" del cambio de marchas automático.
Fallo de señal El control electrónico del cambio tiene estrategias para poder dominar en especial el fallo de una señal de entrada. En la medida de lo posible se intenta recurrir a una señal suplente. Ejemplo: los cambios automáticos tienen un sensor de temperatura para medir la temperatura del aceite del cambio. Si falla este sensor, el control electrónico del cambio puede utilizar el valor de la temperatura del líquido refrigerante del motor en lugar de la señal del sensor averiado.
Fase de conversión Durante la fase de conversión, el número de revoluciones de la bomba es considerablemente mayor que el de la turbina, lo que significa que se presenta un mayor resbalamiento.
Por desviación de la corriente de aceite en el reactor, durante la fase de conversión es posible tomar de la turbina un par mayor que el aplicado en la bomba. En esta fase, el convertidor de par trabaja como engranaje hidráulico.
Fase de embrague Durante la fase de embrague, el convertidor de par transmite el régimen del motor al cambio automático, con un resbalamiento mínimo. Durante esta fase, el convertidor de par se aproxima al comportamiento de un embrague separador cerrado.
Filtro del aceite En el tubo de aspiración de la bomba del aceite va montado un filtro destinado a retener suciedad e impurezas a fin de que no entren al sistema hidráulico.
Formación de bloque Si dos de las tres piezas (planetario, portasatélites, corona de dentado interior) que componen el tren de engranajes planetarios se unen entre sí por un embrague, el juego de ruedas gira en conjunto. El juego de ruedas proporciona una desmultiplicación directa (relación de desmultiplicación 1). El tren de engranajes planetarios también puede formar un bloque si los satélites se fijan sobre el portasatélites; pero esta posibilidad no se utiliza en la práctica.
Forro de fricción Los forros de fricción de los frenos de cinta, frenos de discos y embragues de discos poseen un soporte de celulosa, por lo que a veces se habla también de "forros de papel". La resistencia de los forros de fricción a la temperatura se consigue mezclando fibras de aramid, un plástico altamente resistente. Como materiales de relleno suplementarios se añaden minerales que influyen sobre el coeficiente o valor de fricción. El conjunto se empapa de resina fenólica, que una vez seca mantiene unidos los materiales que forman el forro de fricción.
Freno En el cambio automático, los frenos sirven, junto con los embragues, para acoplar las marchas. Para seleccionar la desmultiplicación de un tren de engranajes planetarios se retiene una de sus piezas de transmisión. Esto puede conseguirse con un freno de cinta o un freno de discos.
Freno de cinta El freno de cinta se utiliza para retener una pieza de transmisión del tren de engranajes planetarios. Consiste en una cinta de freno que rodea la pieza de transmisión y en uno o dos émbolos hidráulicos que tensan dicha cinta. La ventaja del freno de cinta es su estructura sencilla. Resultan ser un incoveniente las elevadas fuerzas radiales que actúan sobre la caja del cambio al accionar los émbolos hidráulicos. Por esta razón, en los cambios de nuevo diseño se utilizan con frecuencia frenos de discos en lugar de frenos de cinta.
Freno de discos
Los frenos de discos se utilizan para retener u na pieza de transmisión del tren de engranajes planetarios. Están formados por discos interiores, unidos a la pieza de transmisión rotativa, y discos exteriores fijos. Los discos interiores y los exteriores engranan entre sí. Al accionar el freno de discos, un émbolo hidráulico comprime el paquete de discos. La ventaja de este tipo de frenos es su estructura concéntrica, que impide la actuación de fuerzas radiales sobre la caja del cambio.
Fuerza hidrostática El aceite sometido a la presión p ejerce sobre la superficie frontal a de un émbolo una fuerza F, que será tanto mayor cuanto más alta sea la presión y más grande la superficie: Fp = p * A
Fuerzas radiales Las fuerzas radiales actúan desde el centro del cambio hacia el exterior, sometiendo así a carga la caja del cambio. En el cambio automático sólo se presentan fuezas radiales reducidas, gracias a la disposición concéntrica de la mayor parte de los componentes. Una excepción son los frenos de cinta, que tensan la correspondiente cinta de freno mediante émbolos hidráulicos en posición descentrada.
Funcionamiento de emergencia En caso de fallar la unidad electrónica de control, por ejemplo debido a una interrupción de la alimentación eléctrica, el cambio automático pasa a funcionamiento de emergencia. Ahora sólo es posible intervenir en el cambio con ayuda de la palanca selectora. En la posición D se acopla una marcha especificada en forma fija. Al contrario de lo que ocurre en funcionamiento de emergencia, en el caso del programa de emergencia el control electrónico del cambio sigue conservando toda su operatividad. El funcionamiento de emergencia se mantiene hasta que se elimina la avería y se borra el código de avería.
Grupo cónico El grupo cónico está dispuesto a continuación del cambio manual o automático. Por una parte, en el grupo cónico se reduce el número de revoluciones del árbol secundario hasta el número de giros de las ruedas. Por otra parte, el diferencial incluido en este mecanismo se encarga de compensar las diferencias de velocidad de giro de las ruedas de la derecha y la izquierda al circular en curvas.
Hoz Una pieza de separación fija en forma de hoz ha dado su nombre a la bomba de hoz.
Incremento de par Durante la fase de conversión, el convertidor de par transforma la reducción del número de revoluciones en un incremento del par. El incremento del par se produce por inversión de la corriente de aceite en el reactor.
Inducido Un inducido es un núcleo de hierro móvil en una bobina. Cuando la bobina es atravesada por la corriente eléctrica, dicho núcleo es atraído hacia su interior. Ejemplo: en la válvula electromagnética de mando, el inducido actúa simultáneamente como empujador de la válvula, conmutando el flujo de aceite entre los distintos empalmes.
Interfaz de diagnóstico El control electrónico del cambio es apto para diagnóstico. Almacena todas las averías en la memoria de averías. En el taller se conecta un aparato de diagnóstico al interfaz de diagnóstico, leyéndose así la memoria de averías.
Interrupción de la transmisión de fuerza Cuando el vehículo está detenido y el motor está en marcha, es necesario interrumpir la transmisión de fuerza desde el motor hasta el eje propulsor. En vehículos con cambio manual se acciona para ello el embrague separador, o bien se pone el cambio en punto muerto. En el caso del cambio automático, la transmisión de fuerza también está interrumpida en la posición n eutra. Estando acoplada una gama de marcha, la transmisión de fuerza es interrumpida en forma prácticamente total por el convertidor de par. Aunque el vehículo tiende a desplazarse lentamente, es posible detenerlo con el freno de servicio o con el freno de estacionamiento sin que por ello se pare el motor.
Interruptor identificador de posición Se trata de un interruptor escalonado, a partir de cuyas posiciones de conmutación el control electrónico del cambio puede identificar la gama de marcha acoplada. En el caso de algunas ejecuciones, las gamas de marcha limitadas no actúan en absoluto mecánicamente sobre el cambio automático. En tales casos, la limitación de la selección de marcha es activada únicamente por las señales eléctricas del interruptor identificador de posición.
Memoria de averías En el programa de emergencia, el control electrónico del cambio almacena las causas de los fallos en la memoria de averías, en forma de un código de avería. La memoria de avería puede leerse con un aparato de diagnóstico a través del interfaz de diagnóstico.
Momento M El momento o par describe la transmisión de fuerza por un árbol o una rueda. El momento (simbolizado en la fórmula por M, y cuya unidad de medida es el Newton-metro, abreviado Nm) está definido por: M = F · r siendo F la fuerza en el perímetro de la pieza que gira y r su radio (la mitad del diámetro).
Motor El motor del vehículo proporciona la potencia necesaria para la propulsión del mismo y para el funcionamiento de los grupos auxiliares. Los motores de combustión pueden funcionar únicamente entre el número de revoluciones de ralentí (que en un turismo se sitúa en aprox. 500 por minuto) y el número de revoluciones máximo (que en un turismo puede ser de hasta 7000 revoluciones por minuto, dependiendo de su ejecución). El par máximo del motor se alcanza sólo en una estrecha gama de números de revoluciones. Para adaptación de esta gama de números de revoluciones a la amplia gama de velocidades de marcha se requiere en el vehículo un engranaje reductor escalonado, que puede ser un cambio manual o un cambio automático.
Nivel de llenado El nivel de llenado del cambio automático en el cárter del aceite depende en gran medida de la temperatura de dicho aceite, ya que la mayor parte del mismo se encuentra en el convertidor de par. Por esta razón, al medir el nivel de llenado ha de tenerse en cuenta la temperatura del aceite, según especificaciones del fabricante.
Número de revoluciones con vehículo totalmente frenado Se trata del máximo régimen del motor alcanzable con la cadena cinemática de salida retenida (gama de marcha acoplada y freno accionado). En este caso, la bomba del convertidor de par gira al número de revoluciones del motor, y la turbina está inmóvil. La medición del número de revoluciones con vehículo totalmente frenado permite sacar conclusiones sobre la efectividad del convertidor de par.
Número de revoluciones de ralentí El motor de combustión necesita un número de revoluciones mínimo para permanecer en funcionamiento. El número de revoluciones (o régimen) de ralentí se sitúa escasamente por encima del número de
revoluciones mínimo, a fin de que el motor siga funcionando con seguridad. El número de revoluciones de ralentí de los coches de turismo está entre 500 y 1000/min. En el caso de los vehículos con cambio automático es incluso más bajo, a fin de reducir la tendencia al desplazamiento en marcha lenta, debida a que el convertidor de par interrumpe sólo en forma incompleta la transmisión fuerza.
Palanca selectora El conductor adapta el proceso automático del cambio de marchas a las condiciones de servicio por medio de la palanca selectora, que puede situarse en las siguientes posiciones: P Posición de estacionamiento. Está aplicado el bloqueo de estacionamiento. R Marcha atrás. N Posición neutra; no tiene lugar transmisión de fuerza. Esta es también la posición de arranque. D Todas las marchas adelante están a disposición del control electrónico del cambio. 4, 3, 2... Gamas de marchas limitadas. Las marchas adelante están disponibles en cada caso sólo hasta el número seleccionado. (El ejemplo y la representación se refieren a un cambio automático de cinco marchas).
Perno de bloqueo Se entiende por perno de bloqueo el dispositivo de seguridad mediante el cual la llave de encendido sólo puede sacarse de la cerradura del encendido cuando la palanca selectora está en la posición P. Generalmente, esta función se realiza mecánicamente con un cable bowden.
Planetario El planetario es parte integrante del tren de engranajes planetarios. Se trata de la rueda dentada central, y engrana en los satélites.
Portasatélites El portasatélites es parte integrante del tren de engranajes planetarios. Soporta entre tres y seis satélites, y él mismo puede girar alrededor del eje central del tren de engranajes planetarios.
Potencia El símbolo utilizado en las fórmulas para la potencia es P. La unidad de medida es el vatio, cuya abreviatura es W. La potencia de los motores de los vehículos automóviles se indica en kW (1 kW = 1000 W); una unidad de medida más antigua pero aún muy utilizada es el CV = 735 W. La potencia aumenta con el número de revoluciones y con el par: P = 2 p n · M / 60 » 0,105 · n · M El factor numérico se debe a la conversión del número de revoluciones en la velocidad angular. Ejemplo de cálculo: Un motor desarrolla, a un número de revoluciones de 4000/min, un par de 240 Nm. Para este estado de servicio, la potencia se calculará de la siguiente forma: P = 0,105 · 4000 · 240 = 100 800 W = 100,8 kW o aprox. 137 CV
Potencia hidráulica La potencia hidráulica P aumenta proporcionalmente al incremento de la presión del aceite y de la cantidad, que fluye a través de los componentes hidráulicos: P = p * Q, siendo p la presión y Q el caudal. En la fórmula deben utilizarse las siguientes unidades del Sistema Internacional: P en vatios, (W), p en Pascal y Q en m³/s. La siguiente fórmula es más práctica: P [W] = 10 · p [bar] · Q [cm³/s]
Potenciómetro de la mariposa El potenciómetro de la mariposa se encuentra sobre el eje de la mariposa. Conforme a la posición adoptada por ésta, proporciona una señal eléctrica analógica que sirve de parámetro para la curva característica de acoplamiento. En lugar del potenciómetro de la mariposa puede utilizarse también un potenciómetro a decuado instalado en el pedal acelerador (véase Transmisor de valores del pedal).
Presión de la válvula de regulación La presión de la válvula de regulación abastece las válvulas electromagnéticas de regulación controladas eléctricamente. La presión de la válvula de regulación está claramente por debajo de la presión de trabajo (3 a 8 bares).
Presión de lubricación El aceite de engranajes sometido a la presión de lubricación atraviesa el convertidor de par y el radiador del aceite, llegando a los puntos de lubricación del cambio.
Presión de mando La presión de mando se aplica al elemento de mando que debe conectar durante el proceso de cambio de marcha (6 a 12 bares). Es ajustada por el control electrónico del cambio a través de una válvula electromagnética de regulación y de una válvula reguladora de presión. Una vez se ha producido el acoplamiento, es reemplazada de nuevo por la presión de trabajo.
Presión de trabajo La presión de trabajo es la máxima presión imperante en todo el sistema hidráulico (puede ser de hasta 25 bares). Todas las demás presiones se derivan de ella, siendo por lo tanto menores. La presión de trabajo está presente directamente detrás de la bomba del aceite, y es regulada por la válvula de regulación de la presión de trabajo a través de una salida cero controlada. La regulación de la presión se realiza en función del control electrónico del cambio y de la marcha acoplada. La presión de trabajo se aplica a los correspondientes elementos de mando cuando está acoplada la marcha.
Presión de válvula de mando La presión de la válvula de mando abastece las válvulas electromagnéticas de mando controladas eléctricamente. Esta presión es claramente inferior a la presión de trabajo (3 a 8 bares)
Presión moduladora La presión moduladora refleja la carga del motor. Basándose en la información proporcionada por la electrónica del motor, el control electrónico del cambio la ajusta (a un valor entre 0 y 7 bares) por medio de una válvula electromagnética de regulación. La presión moduladora controla el valor de la presión de trabajo.
Programa de cambio de marchas
Además de la adaptación del comportamiento de cambio de marchas por medio de la palanca selectora, también es posible seleccionar un programa de cambio de marchas por medio del selector de programas. Cuando dicho selector se encuentra en la posición "Winter" (invierno), el control electrónico del cambio hace arrancar el vehículo p. ej. en la segunda marcha, cambiando pronto a una marcha más alta. De este modo se consigue el arranque con un par bajo, evitándose así del mejor modo posible que patinen las ruedas motrices.
Programa de emergencia Al producirse determinadas anomalías, como p. ej. resbalamiento de marchas o defectos mecánicos, el control electrónico del cambio conmuta al programa de emergencia. De este modo intenta mantener un estado de marcha seguro que imponga las menos limitaciones posibles a la disponibilidad del v ehículo. Deben evitarse además daños secundarios en el cambio automático. El programa de emergencia pone un código de defecto en la memoria de averías, gracias a lo cual en el taller pueden sacarse conclusiones sobre la causa de la anomalía. El programa de emergencia puede anularse desconectando y volviendo a conectar el encendido.
Pérdida Al transformar una forma de energía en otra, siempre se producen pérdidas. Por esta razón, el rendimiento de toda máquina es siempre inferior al 100 %. Esto es válido también, po r ejemplo, para el convertidor de par. La energía restante se transforma en el convertidor de par en calor, que es evacuado por el aceite del cambio automático. Por esta razón, los vehículos con cambio automático están equipados con un radiador o refrigerador del aceite. Radiador de aceite El aceite para el cambio automático se calienta durante el desempeño de sus muy variadas funciones, y especialmente al pasar por el convertidor de par. A fin de eliminar el calor así originado, se integra un radiador o refrigerador del aceite en el circuito de la presión de lubricación. La temperatura del aceite del cambio automático se sitúa de este modo alrededor de 80°C. Reactor El convertidor de par se diferencia del embrague hidrodinámico en la existencia del reactor. En caso de gran resbalamiento, el reactor desvía la corriente de aceite procedente de la turbina de modo que fluya en la bomba en la forma reostáticamente correcta. El reactor absorbe el retroceso a través del bloqueo de la rueda libre. Si el resbalamiento es pequeño (caso de embrague), la rueda libre hace posible que el reactor gire junto con la bomba y la turbina, sin perturbar la corriente de aceite.
Relé de bloqueo del arranque Por razones de seguridad, los vehículos con cambio automático sólo deben poder arrancar con la palanca selectora en las posiciones P o N, ya que el convertidor de par no interrumpe por completo la transmisión de fuerza. Incluso el régimen de arranque del motor puede ser suficiente para poner el vehículo en movimiento. Esta función es desempeñada en general por un relé de bloqueo del arranque. El control electrónico del cambio interrumpe con ayuda de un relé el cable de control del motor de arranque en todas las posiciones de la palanca selectora, excepto en la P y en la N. Resorte del bloqueo de estacionamiento
El resorte del bloqueo de estacionamiento presiona el trinquete del bloqueo de estacionamiento, introduciéndolo en el dentado de la rueda del bloqueo de estacionamiento. Si al conectar el bloqueo de estacionamiento el trinquete incide por casualidad sobre un diente de la rueda de bloqueo de estacionamiento, el resorte del bloqueo de estacionamiento quedará tensado. Al moverse ligeramente el vehículo, se enclava el trinquete. Rueda libre Una rueda libre admite el par en la dirección de bloqueo; por el contrario, en la dirección de giro libre gira sin oponer ni ejercer fuerza. En la construcción de cajas de cambios para automóviles se utilizan ante todo dos formas de rueda libres: rueda libre de rodillos y rueda libre con cuerpos de apriete. Rueda libre con cuerpos de apriete Su estructura es más compleja que la de una rueda libre de rodillos, pero a cambio permite transmitir un par más elevado sin aumentar el tamaño constructivo. Los cuerpos de apriete, en forma de pesas de gimnasia, están alojados en una jaula de resortes entre el anillo interior y el exterior. La fuerza elástica los mantiene constantemente aplicados contra el anillo interior y el exterior. En la dirección de giro libre, los cuerpos de apriete se tumban y no obstaculizan el movimiento. En la dirección de bloqueo, los cuerpos de apriete se sitúan erguidos y unen el anillo interior con el exterior.
Rueda libre de rodillos En el caso de esta rueda libre, los rodillos se encuentran en los intersticios existentes entre el anillo interior y el exterior. Los rodillos tienen holgura en el sentido de giro, y no obstaculizan este movimiento. En la dirección de bloqueo, los rodillos se tumban en los intersticios cada vez más estrechos, uniendo así el anillo interior con el exterior. A fin de facilitar un bloqueo seguro, los rodillos pueden ser presionados al interior del intersticio por fuerza de resorte. Esta fuerza elástica es tan reducida, que el movimiento libre no se ve obstaculizado cuando el sentido de giro es el inverso.
Salida cero La salida cero de una válvula o de un elemento de mando deja entrar el aceite a la caja del cambio. Este aceite se recoge en el cárter del aceite.
Satélites Los satélites son parte integrante del tren de engranajes planetarios. Son sostenidos por el portasatélites, pueden girar y engranan tanto en el planetario central como en el dentado interior de la corona de dentado interior.
Seguro contra cambio a marchas inferiores Cuando se acopla una gama de marcha limitada, p. ej. 2 ó 1, el control electrónico del cambio sólo ejecuta el cambio a la marcha inferior si con ello no se produce un sobrerrevolucionamiento del motor. Sólo cuando el número de revoluciones del motor se ha reducido correspondientemente, se ejecuta el cambio a la marcha inferior.
Sensor Los sensores son componentes electrónicos que registran una magnitud de medida (p. ej. la temperatura del aceite del cambio automático) y la convierten en una señal eléctrica correspondiente, que puede ser procesada entonces por una unidad de control.
Sensor de número de revoluciones En los automóviles, los sensores de número de revoluciones son generalmente sensores inductivos. Para algunas aplicaciones se utilizan también sensores Hall, que se basan en un efecto de semiconductor.
Sensor de rueda El sensor de rueda determina el número de revoluciones de una rueda con ayuda de un sensor inductivo. Esta información es utilizada primariamente por el ABS; pero también se aprovecha para calcular la velocidad de marcha y el número de revoluciones de la salida del cambio.
Sensor de temperatura Los cambios automáticos disponen de un sensor de temperatura que mide la temperatura del aceite del cambio automático. Al aumentar la temperatura del aceite disminuye su viscosidad, acortándose así el ciclo de los acoplamientos. Basándose en la medición de temperatura, el control electrónico d el cambio puede oponerse a los efectos de la variación de la viscosidad modificando la presión del aceite, de modo que se tenga la misma calidad de cambio de marchas a todas las temperaturas. Además, a través de la temperatura puede reconocerse una sobrecarga del cambio automático, activando entonces el correspondiente programa de emergencia.
Sensor inductivo Un sensor inductivo consiste en una bobina con un núcleo magnético abierto. Al moverse rápidamente por delante de él una pieza de hierro, como p. ej. el diente de una rueda dentada, se induce brevemente una tensión en la bobina. Las puntas de tensión son amplificadas y contadas en la unidad de control. A partir de ellas puede calcularse por ejemplo el número de revoluciones de la rueda dentada, en función del número de dientes de la misma.
Sistema bus Los sistemas bus consisten en líneas de transmisión de datos estandarizadas q ue van de una unidad de control a otra. Las unidades de control intercambian sus datos a través de los sistemas bus. En la técnica del automóvil se ha impuesto el bus CAN.
Sistema de regulación de la velocidad El sistema de regulación de la velocidad (Tempomat) informa al control electrónico del cambio, sobre si se encuentra en servicio de regulación. En tal caso se expande la curva característica de acoplamiento, a fin de evitar cambios alternantes entre dos marchas v ecinas.El sistema de regulación de la velocidad puede exigir también al control electrónico del cambio el acoplamiento de una marcha inferior cuando, al circular por una cuesta abajo pronunciada, la velocidad sólo puede mantenerse en el valor deseado con una mayor intervención del freno motor.
Sistema del tren de rodaje El control electrónico del cambio intercambia informaciones con el sistema del tren de rodaje. En caso de una intervención de regulación por parte de un sistema de control de la estabilidad (p. ej. control electrónico de la tracción o bloqueo electrónico de diferencial), el control electrónico del cambio renuncia a cambiar la marcha.Si se producen intervenciones de regulación durante el arranque (regulación antideslizante), el control electrónico del cambio acopla la segunda marcha a fin de reducir el par.
En el caso de algunos sistemas, al circular en curvas el sistema del tren de rodaje envía un mensaje al control electrónico del cambio, a fin de impedir un cambio de marchas.
Sobregás Al pisar el acelerador más allá de la posición de pleno gas, se conecta el interruptor de sobregás (o "kickdown"). Este interruptor proporciona al control electrónico del cambio una señal eléctrica, que exige la plena potencia, por ejemplo para un adelantamiento. Con esto, el control electrónico del cambio desplaza la curva característica de acoplamiento (véase también Desplazamiento de curva c aracterística), haciendo así que en las distintas marchas se alcancen números de revoluciones más elevados, o bien procede a un cambio a la marcha inmediatamente inferior. Si la situación lo exige, puede producirse también una reducción en dos marchas.
Sonda de masa de aire Como medida de la carga del motor se utiliza la masa de aire aspirada. Este valor es determinado por la electrónica del motor con ayuda del caudalímetro. La medición de la masa de aire se basa generalmente en la desviación de una mariposa o en el enfriamiento de un hilo de resistencia calentado, estando montados ambos dispositivos en el tubo de admisión del sistema de preparación de mezcla. Los sistemas de preparación de mezcla simples calculan la carga a partir del régimen del motor y de la posición del potenciómetro de la mariposa. Entre otras cosas, la señal de carga se pone también a disposición del control electrónico del cambio.
Tambor Se da el nombre de tambor a las partes fijas del cambio de velocidades Wilson. Se trata al respecto de las coronas de dentado interior del primer y del tercer tren de engranajes planetarios así c omo del portasatélites del tren de engranajes planetarios central.
Tambor de freno Para poder retener una pieza de transmisión de un tren de engranajes planetarios con un freno de cinta, el perímetro exterior de dicha pieza tiene forma de tambor de freno.
Transmisión de fuerza Este concepto abarca todos los componentes que transmiten la fuerza, desde el accionamiento hasta la salida, lo que en un vehículo significa desde el motor hasta las ruedas. En el cambio tiene lugar una transmisión de fuerza diferente según la marcha qu e esté acoplada.
Transmisor de valores del pedal El transmisor de valores del pedal es un potenciómetro montado en el pedal acelerador. Dependiendo de la posición de éste, proporciona una señal eléctrica analógica que sirve de parámetro para la curva característica de acoplamiento. En lugar del transmisor de valores del pedal puede utilizarse también el correspondiente potenciómetro montado en el eje de la mariposa (véase Potenciómetro de la mariposa).
Tren de engranajes planetarios Un tren de engranajes planetarios está formado por el planetario central, varios satélites, que pueden girar tanto alrededor del propio eje como también alrededor del planetario central, el portasatélites, que soporta los satélites y puede girar también alrededor del eje central, y la corona de dentado interior que rodea por el exterior los satélites y que también puede girar alrededor del eje central. Con un tren de engranajes planetarios pueden conseguirse desmultiplicaciones grandes o pequeñas tanto hacia marcha lenta como hacia marcha rápida, si para ello se retiene uno de los ejes centrales y los otros dos se encargan de la propulsión y la salida de fuerza. Reteniendo el portasatélites es posible invertir el sentido de giro. Al unir dos ejes centrales o al fijar los satélites sobre el portasatélites se forma un bloque con el tren de engranajes planetarios; en este caso se tiene una desmultiplicación directa.
Trinquete del bloqueo de estacionamiento El trinquete del bloqueo de estacionamiento se introduce en el dentado de la rueda de bloqueo de estacionamiento, impidiendo así que el vehículo aparcado se desplace inintencionadamente.
Turbina Una turbina imprime un movimiento giratorio a una corriente de líquido. En el convertidor de par, la turbina es impulsada por la circulación del aceite del cambio automático. El movimiento giratorio se transmite al engranaje planetario. La turbina (a la izquierda en la imagen) es parte integrante del convertidor de par. En el convertidor de par, la bomba pone en movimiento el aceite, desplazándolo desde el eje hacia el exterior. El aceite es desviado por las paredes interiores del cárter del co nvertidor e incide sobre las aletas de la turbina, que es impulsada por el flujo de aceite. A su vez, la turbina está unida al árbol de accionamiento del engranaje planetario.
Unión cinemática de fuerza Los engranajes planetarios trabajan en unión cinemática de fuerza. Cada marcha posee al menos un elemento de mando que se encarga de la transmisión de fuerza por fricción.
Varillaje del bloqueo de estacionamiento El varillaje del bloqueo de estacionamiento une la palanca selectora con el mecanismo del bloqueo de estacionamiento.
Velocidad v Trayecto recorrido por unidad de tiempo. La unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro por segundo (m/s). Para la velocidad de los vehículos es usual utilizar como unidad de medida el kilómetro por hora (km/h). 1 m/s = 3,6 km/h. La velocidad del vehículo es un parámetro esencial de las curvas características de acoplamiento.
Viscosidad Es una medida de la resistencia que el aceite presenta a la fluencia debido al rozamiento interno. En general, la viscosidad disminuye al aumentar la temperatura, significando ello que el aceite se hace más
fluido. A fin de que las propiedades del aceite del cambio automático sean siempre homogéneas incluso a las más diversas temperaturas de servicio, se añaden los a sí llamados mejorantes del índice de viscosidad, con lo que se consigue que ésta sufra menos modificaciones. A través de adaptaciones en el control electrónico se intenta compensar los cambios de viscosidad residuales.
Válvula de acoplamiento El concepto de válvula de acoplamiento se utiliza en los cambios automáticos de la casa ZF Getriebe GmbH. Se trata de una válvula reguladora de la presión que colabora en el control de los elementos de mando. Su particularidad es la tubería de retroacoplamiento o reacción, que pasa por la válvula de retención, que es una válvula de mando. Según sea la posición de la válvula de retención se regula una presión variable o se aplica la presión de trabajo total al elemento de mando, sin más modificaciones. La primera situación se produce durante la fase de embrague, y la última durante la fase estacionaria.
Válvula de bola Las válvulas de bola o esfera cuentan entre las válvulas de asiento. La bola móvil cierra un empalme de presión de la válvula, según la situación. Las válvulas de bola se utilizan raramente en la unidad de control hidráulica de un cambio automático. Actúan por ejemplo como válvulas de retención. También las válvulas electromagnéticas de mando poseen con frecuencia un empujador de forma esférica.
Válvula de corredera La parte móvil de una válvula puede tener diversas formas: bola o esfera, placa, corredera, etc. Correspondientemente se habla de una válvula de bola, una válvula de placa o una válvula de corredera. Todas las válvulas de mando del bloque de distribución hidráulico son válvulas de corredera.
Válvula de estrangulación La válvula de estrangulación se utiliza para cambios automáticos controlados de una manera puramente hidráulica. Suministra una presión dependiente de la depresión reinante en el tubo de admisión, reproduciendo así la carga del motor.
En los nuevos cambios automáticos de control electrónico, el sistema de control electrónico del c ambio recibe la información sobre la carga a través de señales eléctricas proporcionadas por la electrónica del motor.
Válvula de mando Las válvulas de mando del cambio automático sirven para distribuir la presión a los elementos d e mando. Por regla general, las válvulas de mando sólo tienen dos posiciones de conmutación, que se conectan con una o dos presiones de control. En cada posición de acoplamiento están conectadas determinadas vías para el aceite hidráulico. La ilustración muestra una válvula distribuidora de 3 vías/2 posiciones, lo qu e significa que tiene tres empalmes de presión y dos posiciones de conmutación. En la posición de reposo (izquierda) está cerrado el empalme de presión P y el empalme de trabajo está comunicado con la salida cero, por lo que se encuentra sin presión. En la posición de trabajo (derecha), la presión del empalme P está conectada al empalme de trabajo. Por el contrario, la salida cero está cerrada. Las válvulas de mando del cambio automático son predominantemente válvulas de corredera, como la mostrada en la imagen. Por ello se denominan también con frecuencia correderas o correderas de mando.
Válvula de retención El concepto de válvula de retención se utiliza para los cambios automáticos de la casa ZF Getriebe GmbH. Se refiere a una válvula de mando que coopera en el control de los elementos de mando hidráulicos. En un estado de acoplamiento permite aplicar la presión de mando variable a un elemento de mando, a través de la válvula de acoplamiento. Este es el caso durante un proceso de cambio de marchas. En el otro estado de acoplamiento, aplica la presión de trabajo total al elemento de mando, siendo éste el caso en estado estacionario.
Válvula electromagnética de amplitudes de impulso Una válvula electromagnética de amplitudes de impulso (abreviadamente: PWM) es una válvula electromagnética de regulación que reacciona en forma especialmente rápida gracias a su excitación por una corriente modulada en cuanto a amplitud de impulsos (en inglés: Pulse-Width Modulation). Se u tiliza por ejemplo para controlar la presión del embrague de anulación del convertidor.
Válvula electromagnética de mando Las válvulas elelctromagnéticas de mando del sistema hidráulico de los cambios automáticos son válvulas distribuidoras de 3 vías/2 posiciones accionadas eléctricamente por e l control electrónico del cambio. Generalmente son válvulas de asiento esférico. Contienen una bobina y un inducido, unido al empujador de la válvula. En la posición de reposo, la válvula está cerrada por fuerza elástica. Cuando fluye corriente eléctrica a través de la bobina, el inducido es atraído al interior de la bobina en contra de la fuerza elástica. El empujador de la válvula deja entonces libre el paso y cierra la salida cero. Las válvulas electromagnéticas de mando se excitan mediante señales de mando digitales (conexión-desconexión). Son abastecidas con la presión de válvula de mando reducida. Proporcionan únicamente una presión de mando, que a su vez se utiliza en una válvula de mando.
Válvula electromagnética de regulación
Se trata de una válvula de cierre contra presión nula. Está sometida a una tensión previa por fuerza elástica. Al aplicar corriente a la bobina, el inducido es atraído al interior de la bobina en contra de la fuerza elástica, abriendo así la salida cero. De este modo, con la aplicación de corriente eléctrica a la bobina se reduce la presión del aceite, y ello tanto más cuanto mayor sea la intensidad de la corriente. La válvula electromagnética de regulación se utiliza siempre en combinación con un estrangulador. Las válvulas electromagnéticas de regulación no pueden controlar directamente la presión del aceite de un elemento de mando. Son alimentadas con la presión de la válvula de regulación reducida, por lo que sólo proporcionan una presión de control que se utiliza en una válvula reguladora de la presión post-conectada. Este es por ejemplo el caso de la presión moduladora.
Válvula reguladora de presión La regulación de una presión constante del aceite corre a cargo de una válvula reguladora de presión. Tales válvulas generan p. ej. la presión de alimentación para las válvulas electromagnéticas (presión de válvula de mando y presión de válvula reguladora). Como en el caso de la válvula de mando, también la válvula reguladora de presión es una válvula distribuidora de 3 vías, 2 posiciones con los empalmes A, 0 y P. Pero aquí, la presión del empalme de trabajo A actúa a través de un estrangulador sobre la superficie frontal izquierda, generando un a fuerza hidrostática: F1 = p * A. En el lado opuesto actúa la fuerza elástica: F2 = D * l
Si la presión aumenta en el empalme A, la corredera es empujada en contra de la fuerza elástica o del resorte. Se corta la alimentación del empalme P. El empalme 0 se abre, y el aceite puede salir por él, con lo que vuelve a descender la presión en el empalme A. Si por el contrario cae la presión en el empalme A, predomina la fuerza elástica, que vuelve a empujar la corredera en dirección contraria. La salida cero se bloquea. Ahora puede volver a entrar aceite por el empalme P, con lo que la presión aumenta de nuev o. Si la fuerza hidrostática tiene la misma magnitud que la fuerza elástica, la presión estará regulada: Fp = FD . Observando el proceso atentamente se advierte que la corredera oscila alrededor de esta posición de equilibrio. El estrangulador y la forma del borde de distribución determinan el tipo de la oscilación de regulación. La presión regulada puede tomarse del empalme A. Es siempre menor que la presión de alimentación del empalme P. Además de la fuerza elástica puede actuar también la presión de un segundo circuito hidráulico. Vuelve a regir el mismo equilibrio de fuerzas. En el lado frontal izquierdo se tiene la presión regulada. En el lado opuesto actúa la suma de la fuerza elástica y la fuerza hidráulica: pA * A = D * l + px * A Con ayuda de la presión de mando pA se regula la presión del empalme A a un valor ajustable. La utilidad de esta disposición consiste en que es posible controlar grandes caudales de aceite con caudales de aceite pequeños. Ejemplos: Con la presión de mando procedente de una válvula electromagnética se controla el caudal de aceite, considerablemente mayor, que llena o vacía un actuador. La válvula reguladora de presión interviene aquí amplificando la potencia (véase Potencia hidráulica). El resorte es siempre necesario, a fin de que la corredera se encuentre en el tope izquierdo cuando no existe presión. Sólo de este modo puede fluir el aceite a través del empalme P hacia la corrdera al aplicar presión.
