Informe de La Transmision Automatica (Autoguardado)

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL”

INFORME DE TRANSMISIONES AUTOMÁTICAS DATOS INFORMATIVOS:     

Nombre : Diego Tucta Nivel : Tercero Paralelo : “ E “ Fecha : 10 de Marzo del 2017 Asignatura: Transmisiones Automáticas

1.-TEMA: CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA 2.-OBJETIVO GENERAL.  Determinar cómo funcionan los elementos dentro de una caja de cambios automática.

2.1. OBJETIVOS ESPECIFICOS.  Conocer los elementos y sus componentes de la caja automática.  Tener una idea de cómo funciona cada elemento.  Despiezar cada parte de la caja de cambios automática para su fácil comprensión

durante el desarrollo de la práctica.

3. RESUMEN Una transmisión automática o caja automática es capaz de seleccionar todas las velocidades sin que tenga que intervenir un conductor. El cambio de una marcha a otra se produce en función de la velocidad del vehículo como del régimen de giro del motor, así que no se requiere un pedal o palanca de cambios. En él, con el simple hecho de pisar el acelerador se hará el cambio de velocidad conforme el motor cambie de revoluciones. Los conductores de ciudad la prefieren por su comodidad pero la inversión es mucho más grande por el gasto de combustible que involucra. Por lo tanto el cambio automático no sólo proporciona más confort, sino que aporta al vehículo mayor seguridad activa. Una revisión al año en una transmisión es necesaria, a menos de que presente una fuga de aceite o cambios de velocidades bruscos. En esos casos se recomienda revisarlo antes.


Tradicionalmente las desmultiplicaciones no se obtienen con engranajes paralelos, como en los cambios manuales, sino con engranajes epicicloidales. Mediante unos dispositivos de mando hidráulico adecuado se inmoviliza selectivamente uno o más de los componentes de dichos trenes epicicloidales, denominados también engranajes planetarios. Este trabajo explica el funcionamiento mecánico e hidráulico de las cajas de cambios automáticas. Para empezar la introducción justifica la necesidad de la caja de cambios en cualquier automóvil de motor térmico. En el siguiente se explica el funcionamiento del convertidor de par, elemento característico de las cajas de cambio automáticas que hace la función análoga a la del embrague de las cajas manuales. Parte de los elementos mecánicos comentados son controlados mediante un controlador electrónico que actúa gracias a un sistema hidráulico. Los elementos de dicho sistema así como su funcionamiento. Una vez analizada la caja de cambios automática se continúa comentado otras cajas no manuales como son las cajas de cambio semiautomáticas y el cambio por variador continuo.

4. MARCO TEÓRICO Las cajas de cambio de última generación tienen antepasados muy lejanos. Desde 1490 Leonardo Da Vinci conceptuó la transmisión continuamente variable, principio que fue evolucionando dentro de la industria y posteriormente adaptado al automóvil. Entre 1906 y 1920 apareció un variador por fricción (hoy nombrado CVT) que estaba compuesto por un disco plano que trasmite la fuerza del motor y una rueda sujeta a un eje por donde sale la fuerza hacia las ruedas. y. Desplazando la rueda sobre su eje para variar el ángulo de contacto con el disco, era posible variar gradualmente la relación de la transmisión, tanto hacia delante como hacia atrás. Por otra parte, el neutro se obtiene tirando el disco hacia atrás para interrumpir su contacto con la rueda. El desarrollo de la transmisión automática se remonta a los primeros años de la década de 1930, aunque la primera transmisión automática verdadera (que no necesita embrague) no apareció en las líneas de producción sino hasta 1939. Su historia se origina en el Ford modelo T, cuyo engranaje planetario operaba con el pie, tomo parte en la impulsión de Mas de 15 millones unidades que salieron de la línea de montaje entre1908 y 1927. También ayudaron


los logros de otras compañías: el trabajo de Chrysler sobre impulsión hidráulica y el desarrollo del sistema de control hidráulico por General Motors, así como su convertidor de Par como los más significativos. Fue la división Hidra-Matic de General Motors, anteriormente la Detroit Transmisión división, la que inicialmente completo la primera transmisión totalmente automática en modelos de línea, en Octubre de 1939, seis meses después de haberse formado esa división. Sus transmisiones fueron fabricadas para los Oldsmobile. Un año después, Hidra-Matic producía unas 220 transmisiones diarias, y comenzaron los embarques para Cadillac. Las transmisiones automáticas se usaron en algunos vehículos militares durante los años de la guerra, y su continuo desarrollo condujo al convertidor de par, un ingenioso acoplamiento de impulsión, hidráulico, que casi no transmitía para bajas velocidades del vehículo, pero a velocidad de crucero era un acoplamiento hidráulico muy eficiente. Para 1950, todos los principales fabricantes de automóviles ofrecían transmisiones automáticas, y poco tiempo después en muchos modelos se ofrecía como equipo estándar.

4.1. PALANCA DE MANDO

El momento de decisión para saber cuándo se pasa de una velocidad a otra depende de dos parámetros:

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL” a) La posición del pedal acelerador, es decir la carga motor que está pidiendo el conductor al vehículo (cuesta arriba, llano, descenso, número de pasajeros o de carga).

b) La velocidad del vehículo. Esto significa, que por ejemplo el vehículo cuando circule cuesta arriba cambiará a marchas más largas más tarde y a mayor régimen motor que por ejemplo cuesta abajo. Las posiciones que puede ocupar la palanca son:

1) "P" (Parking) de estacionamiento en la que no hay transmisión de fuerza, y además bloquea el eje de salida de la transmisión mecánicamente.

2) "R" (Reverse) Para marcha atrás. 3) "N" (Neutral) En la cual no hay transmisión de fuerza, equivale al punto muerto de un cambio manual.

4) "D" (Drive) Para marcha hacia adelante, en la cual entran todas las desmultiplicaciones, desde la primera hasta la cuarta, quinta o más según el fabricante.  Además de estas 4 posiciones, es muy frecuente:

5) "S" (Sport) de funcionamiento similar a la posición "D" pero con cambios más rápidos, bruscos y a unas revoluciones mayores.

6) "L" (Low) Para impedir que entren las marchas más largas, sólo primera y segunda, en caso de fuertes pendientes, además permite retener al bajar las mismas pendientes. En algunos fabricantes se sustituye la "L" por "3", "2", "1" dependiendo del fabricante en las cuales se obliga a mantener como máximo la desmultiplicación mayor.

7) "M" (Manual) Suele encontrarse al lado de la posición "D" en la cual los movimientos de la palanca, marcados con " +" y con " -", permiten subir y bajar de marchas a voluntad, con la cual hay además posibilidad de retención en los descensos.

8) "W" (Winter) No suele ser muy común y menos como posición. Se puede encontrar como un funcionamiento especial de la posición "D" en la cual la salida y los cambios de marcha se realizan de forma más suave para evitar que las ruedas patinen cuando el suelo se encuentra con escaso agarre.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL” 4.2. 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.

4.3. EMBRAGUE HIDRÁULICO El embrague hidráulico que más tarde evolucionara llamándose convertidor de par, actúa como embrague automático entre el motor y la caja de cambios que, en estos casos, suele ser automática o semiautomática. Dicho embrague permite que el motor gire al ralentí (en vacío) y además transmite el par motor cuando el conductor acelera. Está fundado en la transmisión de energía que una bomba centrífuga comunica a una turbina por mediación de un líquido que generalmente es aceite mineral. Para comprender bien este principio se puede poner el ejemplo de dos ventiladores (figura inferior) colocados uno frente al otro. El ventilador (1), conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como impulsor o bomba sobre el otro ventilador (2) que está sin conectar; éste último, al recibir el aire, se pone a girar como una turbina.


4.3.1. Constitución del embrague hidráulico Está constituido, como puede verse en la figura inferior, por dos coronas giratorias (bomba y turbina) que tienen forma de semitoroide geométrico y están provistas de unos tabiques planos llamados alabes. Una de ellas, llamada rotor conductor, va unida al árbol motor por medio de tornillos y constituye la bomba centrífuga; la otra, unida al primario de la caja de cambios con giro libre en el volante, constituye la turbina o corona arrastrada. Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y están separadas por un pequeño espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas.

4.3.2. Funcionamiento Cuando el motor gira, el aceite contenido en la carcasa es impulsado por la bomba, proyectándose por su periferia hacia la turbina, en cuyos alabes incide paralel amente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la bomba o rotor conductor, formándose así un torbellino tórico. La energía cinética del aceite que choca contra los alabes de la turbina, produce en ella una fuerza que tiende a hacerla girar.


Cuando el motor gira a ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y la fuerza transmitida a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. En estas condiciones, hay un resbalamiento total entre bomba y turbina con lo que la turbina permanece inmóvil. El aceite resbala por los alabes de la turbina y es devuelto desde el centro de ésta al centro de la bomba, en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo. A medida que aumentan las revoluciones del motor, el torbellino de aceite se va haciendo más consistente, incidiendo con más fuerza sobre los alabes de la turbina. Esta acción vence al par resistente y hace girar la turbina, mientras se verifica un resbalami ento de aceite entre bomba y turbina que supone el acoplamiento progresivo del embrague. Cuando el motor gira rápidamente desarrollando su par máximo, el aceite es impulsado con gran fuerza en la turbina y ésta es arrastrada a gran velocidad sin que exista apenas resbalamiento entre ambas (éste suele ser de un 2 % aproximadamente con par de transmisión máximo). El par motor se transmite íntegro a la transmisión de embrague, cualquiera que sea el par resistente y, de esta forma, aunque se acelere rápidamente desde ralentí, el movimiento del vehículo se produce progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que la fuerza cinética va venciendo al par resistente. Al subir una pendiente, la velocidad del vehículo disminuye por aumentar el par resistente, pero el motor continúa desarrollando su par máximo a costa de un mayor resbalamiento, con lo que se puede mantener más tiempo la directa sin peligro de que el motor se cale.

4.4. CONVERTIDOR DE PAR

En las partes que conforman un convertidor de par, se destacan tres componentes que interactúan entre si y que producen la conexión y acoplamiento del motor de combustión interna y la transmisión de un equipo, que son: • La bomba • La turbina • El estator


Figura 1. Las tres partes básicas de un convertidor de par real.

BOMBA También conocido como impelente. Este elemento tiene paletas que se encargan de impulsar el aceite a la turbina. Se considera el elemento conductor, debido a que es el que recibe el movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite contra él. La bomba está fijada al volante del motor y la turbina está fijada al eje de entrada de la transmisión. Cuando se arranca el motor, la bomba comienza a girar y empuja el aceite desde su centro hacia el borde exterior.

TURBINA El elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios. La bomba dirige aceite presurizado contra la turbina para hacerla girar. La turbina está conectada a una flecha, para transferirle potencia a la transmisión. Tiene como misión recibir el aceite enviado por la bomba. La turbina gira en conjunto con el eje de salida ya que estos están unidos en un mismo eje.

ESTATOR El convertidor de par incluye un tercer elemento que viene a mejorar las condiciones de funcionamiento en la circulación del aceite, se trata del estator. Tiene como misión redirigir el aceite ocupado por la turbina y entregarlo a la bomba, este cambia de dirección el flujo de aceite lo que permite aumentar el impulso del aceite. Dentro del estator se encuentra un cojinete de un solo sentido, lo que permite que este solo gire en un determinado sentido. El estator se usa para redirigir el flujo de la turbina de regreso hacia la parte de la bomba, para completar el flujo de aceite. Está montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite desplazarse libremente cuando los elementos del convertidor giran a una velocidad aproximadamente igual.


4.4.1. Funcionamiento del convertidor de par

Al girar la bomba accionada directamente por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina. A la salida de ésta el aceite tropieza con los alabes del reactor que tienen una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina. 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. Cuando las velocidades de la bomba y la turbina son iguales termina la reacción sobre el estator y éste gira en el mismo sentido que los rodetes, por el motivo que el aceite choca con la parte interna de las aspas, funcionando el conjunto como un embrague hidráulico y con una relación de velocidad y par de 1:1: es decir, el eje conducido unido a la turbina gira a igual velocidad y con la misma fuerza que el eje motor.


SU PRINCIPAL FINALIDAD ES: • Absorber cargas de choque. • Evita que el motor se sobrecargue y llegue a calarse, permitiendo el funcionamiento a la vez del sistema hidráulico. • Proporciona las multiplicaciones de par automáticamente para hacer frente a la carga, sin tener que cambiar de velocidad dentro de unos límites. • Se elimina la necesidad de embrague. • La carga de trabajo va tomándose de forma gradual. • Se precisan menos cambios de velocidad.

4.5. DISCOS

Existen discos de fibra y de metal. Efectúan las distintas relaciones de acuerdo con la combinación de los tambores que los contienen. Se encuentran intercalados y en cantidades de 2 de cada uno y hasta 6 de cada uno. Las marchas altas suelen ser las que menos discos contienen.

4.6. BANDAS Flejes metálicos con fibra por dentro, anclados de distintos modos y accionados por servo. En la imagen, una banda nueva.


4.7. CONJUNTO PLANETARIO Grupo de eje solar y engranajes, ubicado generalmente en la parte final de la caja. En la foto, un eje solar (abajo) y un conjunto planetario.

4.8. CAJA DE SOLENOIDES Hay dos tipos de solenoides (electroimanes): los que realizan algunas o todas las marchas y los que regulan la presión dentro de la caja, y por eso se llaman actuadores. Los solenoides y los sensores están en contacto directo con el aceite hidráulico.

4.9. SENSOR Hay de velocidad -de entrada y de salida- y de temperatura. Los sensores informan a la computadora qué tienen que hacer los actuadores (solenoides) en la caja de válvulas.

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR “GUAYAQUIL” 4.10. CONJUNTO ELECTRÓNICO En este caso es el de una caja de Chrysler A500. Los dos iguales son de lock-up y accionamiento de 4ta; los otros dos son la reguladora de presión de gobernadora y el sensor de esta reguladora y de temperatura de la caja.

4.11. ENGRANAJE EPICICLOIDAL

En la actualidad, en autobuses y camiones se pueden encontrar cajas de cambio automáticas, las cuales permiten una marcha más suave y una mayor seguridad, al dejar que los conductores se puedan concentrar en el camino sin preocuparse por el cambio de marchas, y proporcionan una mayor suavidad de marcha para el confort de los pasajeros.

HERRAMIENTAS 

Caja de dados



Destornillador plano

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Martillo de goma



Guaype o franela



Equipo de protección personal


FICHAS TÉCNICAS Caja de cambios automática NISSAN ALMERA Existen varios tipos de trenes epicicloidales los cuales son: 

Ravigneaux



Wilson



Simpson.- este tren epicicloidal fue el que encontramos en la práctica de la caja al lograr identificarlos por sus dos trenes epicicloidales con las siguientes características: Número de dientes de la corona: 67 Número de dientes del planetario: 36

PROCEDIMIENTO 1. Sacamos las herramientas que vamos a utilizar registrando lo que sacamos de la bodega para luego dirigirnos a la mesa de trabajo y limpiar el sitio donde vamos a realizar la práctica del despiece y armado de la caja de cambios automática. 2. Procedemos a realizar el despiece de la caja de cambios automática utilizando correctamente las herramientas y teniendo en cuenta el sitio de donde sale cada elemento o perno para el posterior armado.

3. Aflojamos los pernos que tiene la campana para proceder a lo siguiente. 4. Sacamos el tambor y el freno que tiene la caja de cambios. 5. Le quitamos el seguro que tiene todo el tren epicicloidal para proceder a su desarmado. 6. Sacamos el tren epicicloidal que está compuesto por un grupo de engranajes y un conjunto planetario. 7. Cada una de las partes del desarmando lo fuimos gravando para dar a conocer en el video y explicar de cómo es su funcionamiento.


8. Después de haber observado y comprendido su funcionamiento procedemos armar el tren epicicloidal. 9. Colocamos el seguro para su perfecto agarre del tren epicicloidal. 10. Ponemos el tambor y el freno, y al final procedemos a la puesta de la campana de la caja. 11. Para ver el cuerpo de válvulas tuvimos que desarmar la tapa que lo cubría que tenía muchos pernos. 12. Una vez desarmada la tapa pudimos observar otra pequeña tapa que dentro de ella está el cuerpo de válvulas, también ahí encontramos unos imanes para retener las impurezas y la caja de los solenoides cabe recalcar que ahí hay un sensor y unos cables que dan el perfecto funcionamiento. 13. Una vez analizado este sistema volvemos al armado del mismo. 14. Finalmente limpiamos el sitio de trabajo y devolvemos a la bodega las herramientas que solicitamos prestadas.

CONCLUSIONES

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La facilidad que se tiene para encontrar las averías de la caja automática en comparación de las manuales, es tener la tecnología avanzada que es el escáner para las cajas automáticas donde dicho escáner nos puede arrojar una lectura de las averías de la caja.

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Componentes principales:

 Plato flexible  Convertidor de par  Tambor  Discos  Bomba de aceite  Bandas  Conjunto planetario  Conjunto electrónico


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Se determinó los componentes de la caja de cambios automática para que así los estudiantes comprendan de una mejor manera como está conformada la caja de cambios automática y adquirir mejores conocimientos sobre la materia.

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Hemos conocido las partes de una caja de cambios automática.



Lo hemos despiezado para comprender de una mejor manera como está constituido y cómo funciona la caja de cambios automática.

RECOMENDACIÓN Se sugiere seguir investigando y actualizándose constantemente ya que vivimos en un mundo donde la tecnología avanza a pasos agigantados y es mejor seguir preparándose en el campo de la mecánica automotriz ya que será de gran ayuda para el futuro y no quedarnos con ideas y conocimiento ya pasados

LINKOGRAFÍA: http://www.tcmatic.com/productos/cajas-de-cambio-automaticas/ http://ocw.uc3m.es/ingenieria-mecanica/calculo-de-maquinas/material-de-clase1/Transmisiones_automaticas.pdf http://www1.ceit.es/automocion/files/ebooks/Cambios_Automaticos.pdf http://www.carroya.com/noticias/guia-para-conductores/caja-mecanica-automatica-otriptonica-1506

http://publicacionesdidacticas.com/hemeroteca/articulo/068064/articulo-pdf http://mecanicageneral.webcindario.com/caj_autom.pdf


ANEXOS

Informe de La Transmision Automatica (Autoguardado)

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