VERIFICACION Y CONTROL DE LA CAJA DE VELOCIDADES Cuando una rueda dentada gira sobre un eje impulsada por una fuerza, ejerce sobre el eje un cierto empuje, dado que el punto de contacto con la rueda conducida representa un punto de apoyo, apareciendo una reacción sobre el eje, que es de igual magnitud y de sentido contrario a la ejercida sobre los dientes. Como consecuencia, existe un esfuerzo de torsión en el eje, que le es transmitido por el propio piñón, el conjunto de estos dos esfuerzos determina el tamaño del eje y la calidad de material a utilizar en su fabricación. Verificación y control de la caja de velocidades Cuando se produzca un funcionamiento anormal de la caja de velocidades, deberá procederse a la verificación y reparación de las irregularidades encontradas. Los defectos que suelen encontrarse con mayor frecuencia, son: a) Ruidos extraños y rumorosidad Son producidos generalmente por engranes o cojinetes de apoyo de los ejes desgastados, desalineación o descentrado de los arboles, suciedad, residuos metálicos en el interior, o falta de aceite de lubricación (nivel bajo). Antes de imputar este defecto a la caja de cambios, deberá verificarse el embrague, como ya se explico, pues la avería pudiera radicar en el. La rotación de los engranajes produce un leve “gemido”, perceptible sobre todo en las altas velocidades, sin embargo, un ruido notable es generalmente el resultado de un problema de lubricadores, barras selectores, horquillas etc., que puede terminar en la rotura de alguno de estos elementos. b) Dificultad Dificulta d y dureza en la selección de las marchas Fundamentalmente es debida a un endurecimiento de las barras desplazables en sus alojamientos, suciedad en ellos, roturas de muelles de enclavamiento, o mal reglaje del embrague. c) Desengrane de las velocidades Generalmente es producido por desgaste o rotura de los muelles fiadores de los desplazables. También se produce este incidente cuando existen holguras en las articulaciones del mando selector de velocidades o reglaje defectuoso del mismo. d)
Las velocidades “rascan” a entrar
Este es debido al desgaste de sincronizadores, deformación de horquillas de mando o desgaste de las mismas. El desgaste o rotura de los anillos sincronizadores produce el choque de los engranajes al efectuar los cambios de velocidad, ocasionando un ruido considerable, que puede llegar hasta la rotura del dentado. e) Perdidas de aceite Se producen por excesivo nivel, obstrucción del respiradero o mal estado de juntas o retenes. Si la fuga de aceite se produce por el reten delantero, montado en el eje primario. Una pérdida significativa de lubricante, daños considerables en los engranajes, anillos de sincronización y demás mecanismos de la caja, si no es detectada a tiempo. Generalmente, el primer síntoma que existe en una fuga de aceite es la dureza que se produce en la selección de las velocidades.
Los incidentes mencionados implica el desmontaje parcial o total de la caja de velocidades y la comprobación y reparación de sus componentes, debiendo en cualquier caso verificar todos aquellos que sean desmontados, aun cuando no tengan participación en la anomalía por la cual se realiza la intervención. El desmontaje comienza con el vaciado del aceite y, durante el mismo, deben marcarse las posiciones de todos los componentes (a medida que se van desmontando), con el fin de acoplarlos correctamente en la operación de montaje. Despiezada la caja de cambios se someter4a al conjunto de mecanismos a una esmerada limpieza y, posteriormente, a la verificación individual pertinente. En las cajas de este tipo que disponen cinco velocidades, el conjunto de piñones de 5ª se implanta fuera de la carcasa principal, como es sabido. En este caso, debe desmontarse este conjunto de piñones antes de separar las semicarcasas. Para ello debe retirarse la tuerca 1 de fijación del piñón fijo enclavando ambos trenes, los cual se logra seleccionando a la vez dos velocidades, retirando previamente los fiadores de las barras desplazables. De esta manera quedan frenados ambos tres y pueden aflojarse las respectivas tuercas de fijación de los piñones 1 y 2, para retirar seguidamente estos con la ayuda de extractores adecuados, dado que van acoplados a presión en los respectivos ejes. Las cajas de velocidades de tres son utilizadas con propulsión trasera, presentan una configuración esencialmente distinta a las anteriores, por cuya causa, el proceso de desmontaje de las mismas difiere esencialmente es descrito. La figura de la izquierda muestra el despiece de carcasas y mecanismos de mando de este tipo de caja, cuyos sistemas de engranaje se muestran en la figura continua.
El cambio de velocidades La operación de desarmado de esta caja precisa el retiro de las horquillas de mando y barras desplazables para sacar los trenes de engranajes alojados en la carcasa principal. Por ello, el proceso comienza con el desmontaje de la tapa 5, cuidando que no salten los muelles 3 de los fijadores de bolas, sacando estas a continuación con la ayuda de un pequeño imán. Seguidamente se desmontan las tapas 9 y 11 para retirar la palanca de cambios 18 y la varilla de mando 33 y la palanca intermedia 35, alojados todos ellos en la carcasa trasera, que puede ser retirada a continuación. Seguidamente se desmontan las barras desplazables 25,30y 32, que salen de sus alojamientos por uno de los costados de la carcasa principal, después de desenclavar de ellas las horquillas de mando retirando los oportunos pasadores de fijación. Figura superior izquierda. La extracción de los trenes de engranajes se logra retirando en primer lugar el primario, fijando a la carcasa por medio de un rodamiento y casquillo guía, que habrá de ser desmontado. En el interior de este eje apoya el secundario, que por su otro extremo se acopla a la carcasa con interposición de un cojinete de bolas. El proceso de desarmado de las cajas de velocidades de dos ejes para vehículos de tracción delantera con motor transversal, como la que se presento antes, difiere esencialmente de los anteriormente descritos para otros tipos de caja. Aquí el desmontaje comienza por la tapa trasera y los fiadores de las barras desplazables, para continuar con las piñones de 5ª alojados fuer de la carcasa principal, desmontando seguidamente esta para acceder al conjunto de trenes de engranajes, que se quedan en el desmontaje fijados a la carcasa delantera o cárter de embrague. El desmontaje de la caja se inicia retirando la tapa trasera y los piñones 2y 3 de 5ª velocidad, fijados a sus respectivos ejes por medio de tornillos. El piñón loco 3 está fijado al eje secundario por el tornillo 6, con interposición del buje 4 del sincronizador, en cuya corona desplazable se acopla a horquilla de mando 5. Una vez retirado este conjunto puede desmontarse la carcasa principal 5, retirando con anterioridad los accesorios fijados a la misma y los tornillos de unión a la carcasa de embrague1.
El conjunto de trenes de engranajes, horquillas y desplazables, queda ensamblado como se muestra en la imagen de un costado, en la carcasa de embrague, de la que se pueden desmontar los distintos componentes con facilidad, comenzando por el mando selector de velocidades 9 y continuando con las horquillas desplazables 3,5, y 7, para finalizar con los trenes de engranajes 4y 6 y el conjunto diferencial 8.
Proceso de desmontaje de barras y horquillas desplazables, después de haber retirado los fiadores de bolas y los pasadores de fijación entre ambas, así como e los trenes de engranajes.
La siguiente figura muestra el despiece y posicionamiento de los componentes de un tren secundario, cuyo eje 2 se fija a la carcasa por medio de los cojinetes de bolas 1 y 6. El desmontaje del conjunto comienza retirando el clip de fijación 7 y el cojinete 6, con la ayuda de un extractor adecuado. Seguidamente puede desmontarse en conjunto sincronizador 4 con su cubo 8 y anillos 9, así como los piñones locos 3 y 5. Este conjunto queda posicionado en un extremo del eje por el aro de retención 10 y segmento de empuje 11 y por el otro extremo mediante el cojinete 6 y circlip 7, impidiéndose de esta manera todo movimiento lateral del cubo sincronizador 8 y de los piñones locos 3 y 5.
Proceso de desmontaje de un aro de retención.
En el desmontaje de los conjuntos sincronizadores deberá prestarse especial atención al posicionamiento de la coona respecto al buje, debiendo marcarse esta posición, como se muestra a continuación, para evitar el ensamble posterior de estas dos piezas en otra posición, ya que en su funcionamiento asientan una sobre otra después de un pequeño desgaste, que se produciría de nuevo al cambiarlos de posición, propiciando holguras en el ensamble.
Al terminar se debe verificar:
Los cojinetes de apoyo de los ejes no deben representar una holgura superior a 0.4 mm en sentido axial, ni 0.04 mm en sentido radial, y deben rodar sin dificultad en ambos sentidos. Cuando las superficies de las pistas y jaulas de bolas están gastadas o picadas, debe sustituirse en cojinete. Cada uno de los trenes o ejes de engranajes deberán ser controlados entre puntas mediante un reloj comparador. El máximo descentrado admisible e de 0.02 mm. También debe verificarse el desgaste de las muñequitas del eje con un cronometro. Las acanaladuras de los ejes no deben presentar desgaste, ralladura ni cualquier otro tipo de defecto. Los engranajes de encontraran en perfecto estado, sin desgaste excesivo de sus dientes, roturas o deformaciones. El contacto entre los dientes en toma debe extenderse a toda la superficie útil del trabajo. En s acoplamiento al eje cada uno de los piñones no debe presentar una holgura superior a 0.02mm. El juego máximo de acoplamiento entre los engranajes debe ser de 0.2mm. Los anillos sincronizadores no deben presentar excesivo desgaste en su superficie de frotamiento, ni en su dentado de engrane. Acoplado el anillo sobre el cono sincronizador, se medirá la separación entre ambos introduciendo una laminilla calibrada. En caso de ser escasa (inferior a 1.5mm generalmente) en indicio de desgaste excesivo del anillo sincronizador y se hace necesaria su sustitución. Las horquillas de mando no deben presentar golpes ni deformaciones o desgastes. Montadas sobre la corona del sincronizador se introducirá una varilla calibrada para constatar la holgura, que no debe sobrepasar 1mm. En caso contrario debe sustituirse la horquilla y, si no fuera suficiente se cambiara también la corona de sincronización, lo que implica, además, el cambio del cubo de sincronización, dado que estas dos piezas forman un conjunto inseparable. Las barras desplazables no deben estar deformadas o dobladas, y los alojamientos de las bolas fiadoras no deben presentar excesivo desgaste.
La implantación de los trenes en la caja comenzara con el posicionamiento en ella del tren intermediario (caja de tres ejes), que se sitúa en su posición provisto de las correspondiente arandelas laterales, sin colocar el eje de giro del mismo hasta no haber posicionado el tren secundario, después de lo cual, se insertara el eje del intermediario, cuidando que las arandelas ocupen la posición adecuada (no deben poder girarse en el funcionamiento). En las cajas de dos ejes, el montaje se realiza con los dos trenes a la vez, teniéndolos ensamblados. Como se muestra a continuación.
El posicionamiento relativo de los trenes debe ser el adecuado, con el fin de conseguir una correcta situación de los piñones en su engranaje. En la figura 3.82 se muestra este acoplamiento y los detalles del engranaje de los piñones A-C y B-D. el correcto posicionamiento del primario con respecto al secundario (ya reglado en posición), se logra en esta caja por espesor de la arandela1. Finalizado el montaje de los trenes, se verificara que estos giran libremente y que se produce el engrane y toma de todas las velocidades, desplazando manualmente los respectivos sincronizadores. Seguidamente se procederá la montaje de las horquillas de mando y barras desplazables en las posiciones adecuadas, que habrán sido señaladas en el desmontaje, respetando el sentido de montaje de los pasadores de fijación. Finalmente se montaran las tapas y carcasa, así como el resto de componentes exteriores de la caja, sellando las uniones con algún producto adecuado. Finalizada la operación de armado, se probara el funcionamiento de la caja haciendo girar el primario y engranando sucesivamente las distintas velocidades, comprobando el funcionamiento correcto de cada una de ellas. En lo referente al mando externo de velocidades, cuando se haya observado en el vehículo una imprecisión en la selección de las distintas relaciones de marcha, deberá inspeccionarse el sistema de mando, comprobando si existen holguras, deformaciones o agarrotamientos de las diferentes palancas que componen el sistema. Posteriormente debe realizarse una operación de reglaje del mismo. Como se muestra a continuación.
