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Cambio Automático vs Cambio Manual - Epicicloidal – Doble Embrague - Variador Continuo

Tal y como ya vimos en nuestros videos anteriores, el cambio manual está formado principalmente por un acoplamiento de engranajes y el embrague. En cambio, el cambio automático tradicional, usa un engranaje planetario y un convertidor de par.

Cuando nos decidimos a comprar un coche nuevo, nos hacemos siempre la misma pregunta: ¿debería comprarme uno con cambio automático o manual?
Estos sistemas completamente distintos representan uno de los elementos más destacados en el mundo de la mecánica de un automóvil, y afectan a las características dinámicas del vehículo.
En este video os describiremos el funcionamiento del cambio manual, y descubriremos los diferentes tipos de cambio automático.

Un motor de combustión interna logra un par motor, una potencia, y un rendimiento óptimo solo dentro de rangos limitados de velocidad. Es por ello que la transmisión, que es la encargada de llevar el movimiento a las ruedas, tiene que disponer de más relaciones de transmisión, que se pondrán en marcha una tras la otra, a medida que aumenta la velocidad.
De esta forma, resulta posible variar la velocidad del vehículo, y a la vez mantener el motor de combustión interna dentro de una velocidad de giro ideal.

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Descubramos ahora los distintos tipos de cambio.
Empecemos con el cambio manual, es decir, el tipo de cambio más popular y extendido en Europa.
El cambio manual hace que el conductor se vea obligado a maniobrar personalmente la palanca de cambio para poner cada una de las marchas mientras conduce. Los coches equipados con un cambio manual suelen ser más económicos, y ofrecen unos costes de mantenimiento más bajos.

Al pisar a fondo el pedal de embrague, el disco de embrague se aleja del volante, desconectando de este modo el giro entre motor y cambio.
Los pares de engranajes del eje primario y secundario, se encuentran siempre encajados entre sí, pero uno de ellos no está directamente unido a su eje. Entonces, al desplazar la palanca de cambios y ponerla en primera, el engranaje libre de la primera marcha se conecta a su eje. Es justamente en este momento que, al levantar el pie del pedal de embrague, el eje primario del cambio se reconecta al motor para arrancar el coche.

Con el fin de poder cambiar de relación de marcha en movimiento, tendremos el engranaje libre de cada par motor equipado con un sincronizador. Éste va a permitir que el eje primario logre sincronizar su velocidad con el proprio engranaje.

En estos momentos, podemos observar como las otras relaciones de marcha entran en funcionamiento, la segunda, tercera, cuarta y la quinta.

La marcha atrás se diferencia de las otras relaciones porque tiene un engranaje adicional que está colocado entre otros dos engranajes. De esta manera, el eje secundario girará en sentido opuesto.

Si estás interesado en descubrir detalladamente el funcionamiento del cambio manual, echa una ojeada a nuestro video precedente.

Por otro lado, el cambio automático ofrece una mayor comodidad al conductor, ya que éste ya no tiene que preocuparse por la palanca de cambios ni por el embrague.
Así es, los coches con cambio automático no tienen ningún pedal de embrague, basta solo con dar gas y frenar, y las distintas marchas irán subiendo y bajando de forma automática. Para muchos, el cambio automático ofrece una mayor seguridad durante la conducción, puesto que no es necesario quitar nunca las manos del volante.

El cambio robotizado es el tipo de cambio automático más simple, se trata de un cambio manual tradicional cuyos engranajes, a parte del control del embrague, se ponen en marcha mediante accionadores controlados por una centralita. Estos accionadores deciden la marcha que se va a usar según la velocidad del vehículo. Con el cambio robotizado, es generalmente posible seleccionar la marcha según criterio propio, mediante una palanca o a través de levas en el volante.
La ventaja de este tipo de cambio su bajo coste de fabricación en contraste con otras tipologías de cambio automático.

El cambio automático de tren epicicloidal está muy extendido, ya que es muy popyular en los Estados Unidos. Éste, ofrece la ventaja de ser mucho más suave durante el cambio de una marcha a otra. Pese a ello tiene también un gran inconveniente, suele ofrecer un rendimiento inferior, y, además, unos costes de precio de salida y de mantenimiento más altos en comparación de otros tipos de cambio automático.
La transmisión automática en tren epicicloidal se diferencia de las otras tansmisiones, en que utiliza un sistema de engranajes planetarios y un convertidor de par, en lugar de acoplamiento de engranajes y embrague.

Podemos señalar dos entradas y una salida en este juego de engranajes epicicloidales. Al variar estas dos velocidades de entrada, podemos observar una velocidad de salida distinta.

Si añadimos otro juego, podemos observar que el porta satélites (que es la salida del segundo juego), está conectado a la corona dentada interna, que a su vez es una de las entradas del primer juego.

Este acoplamiento forma una simple transmisión automática de dos marchas. Acto seguido, se ponen dos discos de embrague encima de las coronas internas.
Cuando el disco de embrague del primer juego se comprime, hace que el movimiento de su corona se detenga, esto es la primera entrada. Sin embargo, no detiene el piñón solar de la segunda entrada. De esta manera, el piñon solar hace mover los engranajes planetarios junto con el porta satélites, y se consigue poner la primera marcha.

Al liberar el disco de embrague del primer juego, y comprimir el segundo disco, el porta satélites (que es la salida del segundo disco), va a poder hacer girar la corona del primer disco dando así más velocidad a la salida del primer disco. De este modo, se va a conseguir poner la segunda marcha.

Las otras marchas están formadas por más discos, y de activarse todas juntas, compondrían otras relaciones de marcha. De esta manera, con solo tres juegos se pueden obtener 6 marchas y una marcha atrás.

El cambio de marchas es prácticamente instantáneo, con ello se consigue reducir la pérdida de aceleración entre una marcha y otra.
En lugar de un disco de embrague, el cambio automático tiene un convertidor de par. Éste, hace que el motor y el cambio se desconecten automáticamente cuando el coche está parado con el motor encendido, y luego vuelve a conectar ambas partes gradualmente a medida que el vehículo acelera. El convertidor de par está compuesto de una turbina inmersa en un líquido para transmitir gradualmente el par motor. Lamentablemente, este dispositivo resulta poco efectivo a baja velocidad.

Otro tipo de cambio automático muy popular es el cambio de doble embrague. Se usa mucho en coches deportivos, tiene la ventaja de ser extremadamente rápido, y de anular la pérdida de potencia entre marchas. Sin embargo, tiene el inconveniente de tener costes muy elevados. Tal y como sucede en el cambio manual, éste tiene pares de engranages siempre encajados entre ellos, con el engranaje libre de cada par equipado con un sincronizador.

Así pues, el cambio de doble embrague es muy similar al cambio manual, con la única diferencia que los engranajes están montados sobre dos ejes coaxiales distintos. Uno para las marchas pares y otro para las impares, conectados a dos embragues.

Cuando uno conduce en primera, se encajan ya directamente el manguito y el sincronizador de la segunda. Entonces, se libera el primer embrague, y justo al mismo tiempo se encaja el segundo embrague, pasando en consecuencia a la segunda marcha.
Este procedimiento se repite para todas las relaciones de marcha, garantizando así un cambio de marcha extremadamente rápido.

Un tipo de cambio automatizado muy peculiar es la transmisión de variador continuo o CVT, ésta ofrece un rendimiento excepcional además de un mecanismo muy simple. El CVT ofrece un pase continuo entre las relaciones de transmisión que hace que el cambio sea imperceptible. El cambio de variador continuo tiene dos poleas cónicas y una correa de acero.

Durante los primeros instantes de la aceleración, la polea de entrada da un diámetro reducido a la correa, mientras que la polea de salida da un diámetro grande. De esta forma, la velocidad de salida será inferior a la velocidad de entrada, y en consiguiente el par motor será mayor.

Con el incremento de velocidad, los conos de la polea de entrada se acercan los unos a los otros, aumentando el diámetro de la correa. Al mismo tiempo, los conos de la polea de salida se alejan los unos de los otros reduciendo el diámetro de la correa. Con todo ello, se incrementa la velocidad de salida sin cortar la potencia.

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