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Con el propósito de hacer que un vehículo se mueva, este debe sobrepon...
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Recientemente, hay un nuevo mecanismo de embrague. En el nuevo sistema C...
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Embrague Auto Ajustable
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Su funcionamiento es el siguiente: (Durante la conducción en línea recta en un camino en buen
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  1. 1. Transmisión Manual 1
  2. 2. Transmisión Manual 1 Índice Página Finalidad de las Transmisiones 3 Transmisión por Engranajes 4 Mecanismo de Cambios 5 Sincronizador 8 Flujo de Potencia 9 Tipos de Embrague 11 Rev:0 2 Mundo Mecánica Automotriz Mundo Mecánica Automotriz. Todos los derechos reservados.
  3. 3. Transmisión Manual 1 Diferentes Sistemas de Embrague 12 Cilindro Esclavo Concéntrico 13 Embrague Auto Ajustable 15 Volante de Doble Masa 16 Revisión y Reemplazo del Embrague 17 Esquemas de Conjuntos de Transmisión 18 Transmisión Trasera 19 Diferenciales 20 Bloqueo de Diferencial 22 Diferenciales de Bloqueo tipo Multi Placa 23 Diferenciales de Bloqueo tipo Helicoidal 24 Transmisión Delantera 25 Mantención y Servicio 26 Transmisiones KIA 27 Tabla de Aplicación de las Transmisiones 29 Rev:0 3 Mundo Mecánica Automotriz
  4. 4. Transmisión Manual 1 Finalidad de las Transmisiones Con el propósito de hacer que un vehículo se mueva, este debe sobreponerse a varias resistencias. Las tres resistencias principales para el movimiento de un vehículo son: Resistencia al rodado, siendo baja en superficie asfaltada y alta en condiciones de camino off- road. Resistencia al aire: es menor a bajas velocidades y mayor a altas velocidades. Esta no aumenta en forma lineal con la velocidad, sino que en relación de dos veces con la velocidad: al doble de velocidad, la resistencia del aire es cuatro veces mayor, etc. La resistencia al aire de un vehículo depende también de su diseño, expresado por el valor Cw. Este valor se mide en un túnel de viento. El vehículo se ubica en un dispositivo de medición de fuerza, mientras se somete a velocidad del viento definida. Resistencia a la gradiente en caminos inclinados; mientras más inclinado el camino, más alta es la resistencia. La capacidad máxima de trepar puede verse restringida en el caso de remolcar un carro. La suma de todas las resistencias necesita de un desempeño del tren de potencia de acuerdo a la condición dinámica del vehículo. Como el motor tiene un rango limitado de potencia y torque, como también una velocidad máxima de motor, se necesita un sistema para adoptar el ajuste de torque y velocidad a los requerimientos necesarios. Este dispositivo se llama transmisión. La transmisión cambia la velocidad del motor y el torque a los valores requeridos para conducir el vehículo. Para superar la fuerza de inercia del vehículo desde la condición de detención al inicio del movimiento. Se necesita alto torque con baja velocidad de las ruedas. La transmisión cambia la relación alta velocidad / bajo torque del motor a baja velocidad / alto torque. Una vez que el vehículo esta en movimiento y en aceleración, se necesita menos torque pero mayor velocidad, por lo tanto, una transmisión tiene varios piñones con diferente relación de engranajes para cumplir con estos requerimientos. Rev:0 4 Mundo Mecánica Automotriz
  5. 5. Transmisión Manual 1 Transmisión por Engranajes El torque/velocidad es cambiado por la transmisión por engranajes. Demos una mirada primero a una combinación simple: la potencia de entrada es realizada por Z1 (15 dientes), la salida por Z2 (30 dientes). Con esta configuración la velocidad de salida es la mitad de la velocidad de entrada, al mismo tiempo, el torque cambia de manera opuesta: el torque de salida es el doble del torque de entrada. La relación entre los dos engranajes se llama relación de engranaje y se define como sigue: I = Z2xZ3 / Z1xZ4 por ejemplo: 30x28 / 15x14 = 840 / 210 = 4. Como en un vehículo de pasajeros una relación de engranajes no es suficiente para todo el rango de velocidad del vehículo, se han instalados varios juegos de engranajes con diferente cantidad de dientes. La imagen inferior muestra el principio para una transmisión de tres velocidades. Los engranajes en el eje de entrada y en el eje inferior están todos fijos directamente a los ejes, mientras que los engranajes en el eje de salida pueden girar libres en el eje. Con el fin de conectarlos al eje en forma individual, se usa un mecanismo especial como el que se muestra en el lado superior derecho. La parte móvil conecta el engranaje relacionado a lo que se llama cubo, el que esta conectado con el eje, resultando en la conexión del engranaje seleccionado con el eje. Ahora, este eje seleccionado puede transmitir torque. Con la finalidad de obtener un cambio en reversa, se implementa un tercer engranaje. Debido a esto la dirección de giro se invierte en comparación con la dirección de giro de entrada. El engranaje inversor no tiene efecto en la relación de los engranajes. Rev:0 5 Mundo Mecánica Automotriz
  6. 6. Transmisión Manual 1 Mecanismo de Cambios La figura muestra el esquema de construcción y funcionamiento, que es similar al esquema previo. Se puede observar que un cubo puede conectar/desconectar un máximo de dos engranajes. Dependiendo de la posición individual de los cubos, se puede obtener diferentes marchas. Para conseguir la condición neutral (no hay engranajes de salida conectados al eje, todos pueden girar libremente), todos los cubos están en la posición central. Para cambiar una marcha, se debe mover la palanca de cambios. Este movimiento se transmite a la horquilla selectora de marcha a través del riel de cambio relacionado, como se indica en el esquema de cambio del lado derecho. Al mover la palanca de derecha a izquierda, se selecciona el riel/horquilla que debe moverse, el movimiento hacia adelante o hacia atrás de la palanca acopla el engranaje del lado derecho o izquierdo con el eje de salida: el cambio de marcha esta entonces seleccionado. En la parte inferior se puede ver una muestra real de este principio de funcionamiento. Rev:0 6 Mundo Mecánica Automotriz
  7. 7. Transmisión Manual 1 Para conseguir una mejor sensación de cambio y un mejor acople de los engranajes, los rieles de cambio frecuentemente están equipados con mecanismos especiales de detención. Además, para evitar errores de operación del conductor, el mecanismo de cambio puede contener mecanismos de interbloqueo especialmente instalados. En algunos casos se aplica lo que se llama protección contra un cambio accidental a reversa, lo que permite seleccionar el cambio de reversa solamente desde la posición de neutro, y no desde alguna otra marcha directamente. Rev:0 7 Mundo Mecánica Automotriz
  8. 8. Transmisión Manual 1 Dependiendo del vehículo actual y de la transmisión, la palanca de cambio puede estar conectada directamente a la transmisión, o mediante una varilla o frecuentemente utilizando cables al mecanismo selector en la transmisión. En muchos casos se incorpora una masa al mecanismo selector: esta se instala para una mejor sensación de cambios debido a la fuerza de inercia creada por el peso durante el cambio de marchas. Los cables de cambios están fijos al cuerpo de la transmisión mediante un soporte y al mecanismo selector mediante una conexión de pasador y buje. Rev:0 8 Mundo Mecánica Automotriz
  9. 9. Transmisión Manual 1 Sincronizador En el principio el mecanismo de cambio era tan simple como el que se mostró previamente, pero debido a su construcción, el cambio de marchas no era muy fácil. El acople de las marchas requería de la misma velocidad del cubo y el engranaje para poder conectarse. Por lo tanto, el cambio de marcha requería el uso de doble embrague, lo que no era fácil para conductores sin experiencia. Para mejorar el cambio de marcha, se desarrollo el mecanismo con sincronizador, con el fin de llevar el engranaje y el cubo a la misma velocidad sin tener que usar el procedimiento de doble embrague. El lado derecho muestra el principio de funcionamiento, para el acople de la marcha, el diente del collar debe estar en contacto con el diente del engranaje. El engranaje y el cubo están equipados con un área cónica. Antes que los dientes se toquen uno con otro, primero deben entrar en contacto los conos. Debido a la fuerza de fricción creada por esto, el engranaje será frenado o acelerado hasta tener la misma velocidad que el cubo, entonces los dientes engranaran fácilmente unos con otros. Para lograr esto, el área cónica debe ser móvil con relación al collar. En la sección inferior se puede ver la construcción real y apariencia de un sistema sincronizador. Para mayor eficiencia, hay disponibles sistemas con más de un cono sincronizador. Los detalles se verán en la sección 2. Rev:0 9 Mundo Mecánica Automotriz
  10. 10. Transmisión Manual 1 Flujo de Potencia Esta es una transmisión típica de un vehículo con tracción delantera. La figura del lado izquierdo muestra la transmisión en posición neutral, con la indicación de los diferentes pares de engranajes para las marchas individuales. Todos los cubos sincronizadores están la posición central, de modo que no se puede transmitir torque. En el lado derecho, se ha seleccionado la primera marcha, esto se puede apreciar con el movimiento del cubo hacia adelante en el lado derecho, conectando de esta forma el engranaje del eje de salida, de modo que el flujo de potencia se produce de acuerdo a lo indicado por la línea amarilla. Rev:0 10 Mundo Mecánica Automotriz
  11. 11. Transmisión Manual 1 Aquí se puede ver las otras marchas, desde 2ª a 5ª velocidad. Obsérvese los diferentes cubos y sus diferentes posiciones para acoplar los cambios de marchas individuales. Observar también los diferentes tamaños de los juegos de engranajes involucrados para cada marcha en forma individual. El flujo de potencia para cada marcha esta indicado por la línea amarilla. Rev:0 11 Mundo Mecánica Automotriz
  12. 12. Transmisión Manual 1 Sistema de Embrague Para posibilitar el arranque y cambio de marcha, la transmisión debe estar desconectada del motor. Esto se logra con el embrague. El embrague conecta el motor y la transmisión mediante el disco de embrague, el que es conducido por el motor cuando el embrague esta conectado. El disco de embrague esta conectado al eje de la transmisión mediante estrías, de modo que el eje de entrada gira unido al disco de embrague. Es posible un movimiento axial de la prensa de embrague. El volante esta conectado al motor mediante pernos, de modo que el volante gira en conjunto con el motor. El conjunto de embrague esta conectado al volante con pernos, de modo que este también gira junto al motor. El conjunto de embrague esta compuesto por varios elementos, pero los más importantes son la prensa y el resorte de tensión de la cubierta del embrague. Cuando se acopla el embrague, el disco de embrague es presionado contra el volante por la prensa. La fuerza de fricción es lo suficientemente fuerte para que el disco no pueda moverse con relación al volante y la prensa, de forma que estos giran juntos con el volante, conduciendo de esa manera el eje de entrada de la transmisión. Para desacoplar el embrague, el resorte del embrague es presionado por el cojinete de desembrague, el que usualmente esta acoplado a la palanca. En la imagen se muestra un sistema de embrague hidráulico, donde la palanca es movida por un cilindro hidráulico a través de un vástago de empuje. La presión necesaria es producida por el cilindro maestro del embrague, cuando el conductor presiona el pedal de embrague. En esta condición se crea una separación entre la prensa de embrague, el disco de embrague y el volante. Como el disco de embrague ya no esta presionado contra el volante, la fuerza de fricción es muy pequeña, por lo que no se transmite la potencia del motor. Los resortes visibles en el disco de embrague, en la figura del lado derecho, están instalados para amortiguar las vibraciones durante el acople del embrague y para reducir las fuerzas de torsión que actúan en el eje de entrada. Dependiendo del embrague, existe una gran variedad de discos de embrague, los que varían no sólo en el tamaño, sino que también en la construcción. Rev:0 12 Mundo Mecánica Automotriz
  13. 13. Transmisión Manual 1 Diferentes Sistemas de Embrague En la figura se muestran la disponibilidad de los diferentes esquemas de sistemas de embragues y sus componentes individuales. Existen diferentes métodos para accionar la palanca de embrague, por ejemplo hidráulicamente o mecánicamente a través de un cable de embrague. Están disponibles prensas de embragues del tipo de empuje o del tipo de tracción. En el caso del tipo de tracción debe tenerse especial cuidado debido a que se requiere un procedimiento especial para remover la transmisión. Referirse al Manual de Servicio correspondiente al vehículo. Asegurarse de las precauciones acerca de los ajustes requeridos para los sistemas individuales de embrague, tales como el juego libre del pedal de embrague, la altura del pedal de embrague, etc. Exceso de juego libre puede producir que el embrague no se libere completamente, lo que causara un cambio de marcha duro o imposible. Muy poco juego libre puede causar que el embrague este parcialmente desenganchado conduciendo a deslizamiento del embrague. Rev:0 13 Mundo Mecánica Automotriz
  14. 14. Transmisión Manual 1 Cilindro Esclavo Concéntrico Recientemente, hay un nuevo mecanismo de embrague. En el nuevo sistema CSC, para mejorar la eficiencia (5 a 10%) del control de sistema de embrague, se eliminan el cojinete de desembrague y la horquilla, de esta forma se reduce el peso y el número de componentes (aproximadamente 0.8kg). El CSC se suministra como conjunto con el cojinete de desembrague. Se incorpora un conector rápido para un desmontaje rápido de la transmisión. Cuando se presiona el pedal de embrague, la presión hidráulica del cilindro maestro se aplica al pistón. Por lo tanto el pistón y el cojinete de desembrague se mueven y presionan al resorte de diafragma de la prensa de embrague => liberando el embrague. Precauciones durante la mantención: instalar una manguera en la tubería de conexión para evitar contaminación. Prestar atención para evitar salpicadura de líquido de freno durante la instalación de la transmisión. No dañar el anillo de sello en el conectado rápido. No forzar la tubería del conjunto CSC, esto puede causar deflexión. Rev:0 14 Mundo Mecánica Automotriz
  15. 15. Transmisión Manual 1 Embrague Auto Ajustable Para el caso del embrague convencional, la fuerza de activación de la prensa es mayor si el disco de embrague esta desgastado. Esto ocurre debido al cambio de ángulo del resorte de diafragma y sus características, para evitar este problema, se ha desarrollado el sistema de embrague auto ajustable, donde la fuerza necesaria permanece constante durante toda su vida útil. Además, la vida útil total del embrague puede aumentar debido a la condición de auto ajuste, lo que evita el deslizamiento del embrague causado por el desgaste. En el caso del SAC, el desgaste del disco de embrague no causa un movimiento del resorte de diafragma, pero si un movimiento en el anillo de ajuste de la prensa. ¡Como la prensa se ajusta automáticamente dependiendo de la cantidad de desgaste, esta debe reemplazarse junto con el disco! Por lo tanto la prensa y el disco se suministran como conjunto. Para evitar la interferencia con los pernos del volante, el disco debe instalarse con la marca hacia el lado de la transmisión. Esta marca (‘T/M side’) se aplica no sólo en el KM (Sportage), otros modelos adoptan el sistema de embrague de ‘LUK’ (parte KD). Aplicación de SAC: D2.0VGT, VQ, BL. Nótese que el disco de embrague de un sistema SAC es diferente al de un embrague convencional debido a sus requerimientos específicos. Solamente debe usarse componentes originales. Información adicional: LUK recomienda cambiar el volante de doble maza cuando se cambia el disco de embrague por segunda vez. Rev:0 15 Mundo Mecánica Automotriz
  16. 16. Transmisión Manual 1 Embrague Auto Ajustable En el caso de la prensa de embrague convencional, el resorte de diafragma esta fijo a la prensa mediante un remache especial con un punto de apoyo fijo para el resorte. Cuando se presiona el embrague, el resorte de diafragma gira alrededor de este punto, de forma que el extremo interior del resorte se levanta, liberando de esa manera el embrague. Cuando la placa del embrague se adelgaza debido al desgaste, el extremo exterior del resorte se moverá hacia arriba en la condición de embrague no presionado. Esto cambia la palanca efectiva, de forma que el desacople del embrague se hace mas pesado. En el caso del embrague SAC, el punto de apoyo del resorte no esta completamente fijo, sino que esta diseñado con un mecanismo especial de resorte movible bajo ciertas condiciones. En la figura central no hay desgaste en la placa, por lo que el funcionamiento del embrague es el mismo que en el caso convencional. Pero si la placa tiene algún desgaste la fuerza necesaria para presionar aumentará como ya se explico para el caso del embrague normal, esta fuerza adicional requerida sobrepasa la fuerza de presión del resorte del punto de apoyo, el que se moverá una cierta cantidad, antes de liberar el embrague. Por lo tanto se produce una separación que permite girar al anillo de ajuste. Como el anillo de ajuste tiene inclinación, la separación disminuirá por el movimiento del anillo. Esto restaura la altura original y mediante esto también la fuerza de presión del resorte de diafragma. Ahora esta posición se mantiene hasta que el espesor de la placa se reduce nuevamente, de forma que el ciclo se repite. Rev:0 16 Mundo Mecánica Automotriz
  17. 17. Transmisión Manual 1 Volante de Doble Masa En muchos modelos se usa el volante de doble masa para reducir las fluctuaciones de torque que actúan sobre la transmisión. Este no sólo reduce las fuerzas máximas que actúan sobre la transmisión, sino que también reduce la vibración. La característica principal de construcción de un volante de doble masa es que divide la masa del volante en dos partes. Estas dos piezas pueden moverse una contra otra por una cierta cantidad de dirección radial. Una parte esta fija al volante mediante pernos como en el caso del volante convencional. En caso de acoplar el embrague la segunda parte esta conectada a la transmisión mediante el disco de embrague (por fuerza de fricción). Cuando la velocidad entre el motor y la transmisión es diferente (debido a las fluctuaciones de velocidad naturales del motor), las dos piezas se moverán una contra la otra. Este movimiento esta restringido por la fuerza de un resorte para igualar el torque que esta actuando en el eje de entrada de la transmisión. Dependiendo del fabricante, la disposición de los resortes difieren como se muestra en la figura, pero permanece el mismo principio de funcionamiento. La igualación del torque y la fluctuación de velocidad se muestra en las imágenes del lado derecho: cuando tiene lugar la combustión y el motor se acelera con relación a la transmisión, la parte del volante conectada al motor se mueve mas rápido que la conectada a la transmisión, por lo tanto las dos piezas se mueven una contra otra y el resorte se comprime. Durante la carrera de compresión, la velocidad de la transmisión puede ser más alta que la velocidad del motor, de modo que el resorte se extiende. Mediante esto, las fluctuaciones de velocidad que actúan sobre la transmisión se reducen. En la imagen inferior se puede ver la distancia entre las partes del volante que pueden moverse manualmente. Esta cantidad de juego libre es normal y no es signo de desgaste. No existen límites efectivos dados para esto, pero si es excesivo, el volante debe ser reemplazado. Rev:0 17 Mundo Mecánica Automotriz
  18. 18. Transmisión Manual 1 Revisión y Reemplazo del Embrague Como el embrague transmite el torque del motor mediante un plato de fricción, este necesita estar en condición de deslizamiento durante el acople del embrague, especialmente durante el arranque, por lo que el embrague esta sujeto a desgaste. Cuando el disco del embrague esta desgastado, el embrague empieza deslizar durante la aceleración y aún durante la conducción normal. Esto ocurre porque la prensa de embrague ya no puede generar la precarga suficiente sobre el disco de embrague, debido a la reducción del espesor. En este caso el material de fricción, la prensa y el volante se calentaran demasiado. Esta condición se muestra en las imágenes del lado superior derecho, mientras que las del lado izquierdo muestran un disco de embrague y una prensa nuevos. El material de fricción esta fijo a los discos de embrague mediante remaches, por lo tanto la distancia entre la superficie del material de fricción a los remaches es un indicador de desgaste del embrague. Como en otros sistemas, se debe revisar el desgaste o distorsión de todos los componentes, y la desviación del volante y disco de embrague. Durante el reemplazo, debe utilizarse una herramienta especial para alinear el disco de embrague, de forma que quede en línea con el eje de entrada de la transmisión. Si esto no se efectúa, la transmisión no puede instalarse, o puede ser instalada solamente usando fuerza excesiva produciendo daño de las estrías en el disco de embrague y/o la transmisión. En el peor de los casos, el cuerpo de la transmisión puede agrietarse. Por lo tanto es necesario seguir estrictamente las instrucciones dadas en el Manual de Servicio. (En la sección Mecánica del Motor 1 se incluye información acerca del volante en condición normal). Rev:0 18 Mundo Mecánica Automotriz
  19. 19. Transmisión Manual 1 Esquemas de Conjuntos de Transmisión Las descripciones dadas aplican por lejos a todos los esquemas de conjunto de transmisión. Pero dependiendo del esquema actual de la transmisión, pueden producirse algunas leves diferencias en la construcción y apariencia. Por ejemplo, la ubicación del diferencial y por lo tanto su diseño difieren dependiendo del esquema de transmisión delantera o transmisión trasera. El primer ejemplo muestra el esquema normal para un vehículo con tracción trasera: motor frontal y tracción trasera. Generalmente, en este tipo de vehículos la transmisión esta ubicada también en la parte delantera del vehículo, pero el diferencial esta ubicado en el eje trasero. La conexión entre la transmisión y el diferencial se logra mediante un eje de propulsión. Para la tracción delantera existen dos posibilidades, la disposición transversal y la longitudinal, pero en ambos casos el diferencial esta ubicado dentro de la transmisión. El último ejemplo muestra un vehículo con transmisión trasera y motor montado en la parte trasera, también en este caso, el diferencial esta ubicado dentro de la transmisión. Estos son los esquemas más comunes, existen otros disponibles, tales como el esquema de ejes de transmisión, etc. En los vehículos KIA se aplican los dos sistemas superiores. M: Motor, D: Diferencial, G: Caja de cambios Rev:0 19 Mundo Mecánica Automotriz
  20. 20. Transmisión Manual 1 Transmisión Trasera Estos son los componentes de un tren de potencia de un vehículo con transmisión trasera normal: la transmisión, el eje de propulsión para transmitir la potencia al diferencial y el eje de mando para conducir las ruedas. La transmisión en este ejemplo tiene un esquema típico, donde la entrada y la salida están en el mismo eje. La palanca de cambios esta montada directamente sobre la transmisión, pero esto no es mandatorio, dependiendo del vehículo, la base de una misma transmisión puede existir con control directo o por cable. El eje propulsor en el ejemplo tiene un cojinete simple en la parte central, un extremo esta conectado al eje de salida de la transmisión y el otro extremo a la brida de entrada del diferencial. Las crucetas de cardan son necesarias para igualar las diferencias en la posición del diferencial (principalmente la altura) causadas por el movimiento del eje trasero debido las condiciones del camino. Dependiendo del tipo de eje, el eje de mando puede ser rígido o estar equipado con una unión flexible. Como la masa y la velocidad del eje propulsor son relativamente altas, es necesario un balanceo apropiado del eje. Si el balanceo no es correcto o las uniones y cojinetes no están bien, pueden ocurrir problemas como vibración o resonancia. Si la resonancia/vibración es leve, puede resultar útil el montaje del eje propulsor en una posición diferente. También puede ayudar la revisión de la instalación apropiada y lubricación de los cojinetes de aguja. Como el diferencial es independiente de la transmisión, este tiene su propio cuerpo, como se muestra en la figura. Debido a que la salida del diferencial requiere de un cambio de dirección de 90 grados con relación a la dirección de entrada, el diferencial usa un piñón cónico y un engranaje de corona. Rev:0 20 Mundo Mecánica Automotriz
  21. 21. Transmisión Manual 1 Diferenciales Antes de dar una mirada más de cerca a la construcción y funcionamiento de un diferencial es apropiado saber por que es necesario el diferencial. Mientras que todas las ruedas recorren la misma distancia durante la conducción en línea recta, la situación cambia al describir giros. Al observar la ruta de las ruedas y los ejes individualmente durante un giro, puede notarse que las ruedas deben recorrer diferentes distancias. No solo entre las derechas e izquierdas, sino que también entre las delanteras y traseras. Para el eje no conducido, este no es un problema, debido a que las ruedas pueden girar libremente, pero para el caso de un eje conducido, pudiera producirse problemas si las salidas del lado derecho e izquierdo tuvieran un eje rígido simple. Con un eje rígido simple la única forma de igualar la diferencia en el recorrido es que una rueda deslice. Como la fricción en un camino de pavimento seco es alta, se requerirá una mayor fuerza para dejar deslizar una rueda, produciendo a un alto nivel de tensión al eje y al neumático. Esto podría causar una conducción incomoda, desgaste prematuro de los neumáticos, mal adherencia en caminos ásperos y hasta daños en los componentes del tren de potencia. Por lo tanto el eje esta dividido en dos ejes conductores, conectados por el diferencial. El diferencial permite una diferencia de velocidad entre el lado derecho e izquierdo (esta es la razón de su nombre). Rev:0 21 Mundo Mecánica Automotriz
  22. 22. Transmisión Manual 1 Su funcionamiento es el siguiente: (Durante la conducción en línea recta en un camino en buen estado con igual coeficiente de fricción) el torque desde el motor se aplica al piñón cónico mediante el eje propulsor que lo hace girar. Como el eje cónico esta en contacto con el engranaje de corona, este también gira. Como dos engranajes están conectados a la corona mediante el cuerpo de los piñones, ellos giraran junto con la corona. Estos dos piñones están fijos al cuerpo de forma que ellos pueden girar alrededor de su eje. Debido a que otro par de piñones esta en contacto con ellos, el sentido de giro del cuerpo producirá dirección de giro opuesta en cada par de piñones. Como el segundo par puede girar alrededor de su eje en un sentido, pero esta conectado a los ejes de mando, no es posible para ellos hacerlo (esto requeriría girar el vehículo alrededor del centro del eje de mando), debido a que debe superarse una alta fuerza de fricción existente entre los neumáticos y el camino, los piñones no pueden girar el diferencial, giran como una unidad simple: el vehículo se mueve hacia adelante o atrás. Durante un giro, los engranajes del diferencial giran de manera opuesta una pequeña cantidad, debido al movimiento relativo entre el lado derecho y el lado izquierdo. Pero esto es posible con una velocidad relativa con diferente distancia recorrida, ambas ruedas aún son conducidas. En caso que una de las ruedas este ubicada en una superficie de baja fricción es posible que la fuerza de giro de los piñones pueda superar la fuerza de fricción. En este caso, el piñón y la rueda del lado con mayor adherencia no giraran, mientras que el otro piñón y su rueda giraran en dirección opuesta y con el doble de la velocidad de la corona (los dos piñones conductores también giraran en dirección opuesta en este caso). El vehículo no será capaz de moverse en esta condición. Rev:0 22 Mundo Mecánica Automotriz
  23. 23. Transmisión Manual 1 Diferenciales con Bloqueo Como se acaba de ver, las fallas de un diferencial convencional producen que el vehículo pueda atascarse fácilmente. Para superar esto se han desarrollado los llamados diferenciales con bloqueo. Existen diferentes tipos de diferencial con bloqueo disponibles: los del tipo bloqueo total, generalmente acoplados por el conductor. Como puede verse en el dibujo, este tipo bloqueara completamente el diferencial conectando la corona al cuerpo del diferencial a través de medios mecánicos. En esta condición, el eje de mando no puede moverse contra el otro y giran juntos como un eje sólido simple. El vehículo puede moverse aún si una rueda esta sobre una superficie resbaladiza. Otro tipo de diferencial con bloqueo es el tipo de auto bloqueo. Estos están disponibles en diferentes construcciones como se muestra en las imágenes inferiores. Frecuentemente este tipo usa discos de fricción para transmitir el torque desde la rueda que esta deslizando a la que no desliza, de modo que el vehículo puede moverse aún en la condición descrita anteriormente, con una rueda en una superficie de baja fricción. Este tipo no bloquea el diferencial completamente; aún es posible algún movimiento opuesto entre los ejes. Los detalles acerca de su operación se muestran en la página siguiente. Rev:0 23 Mundo Mecánica Automotriz
  24. 24. Transmisión Manual 1 Diferencial con Auto Bloqueo del tipo Multi Placas El diferencial con deslizamiento limitado por placas de fricción es del tipo sensitivo al torque. Esto significa que debe actuar un mínimo torque sobre la rueda deslizante con el fin de accionarlo. Este no funciona si por ejemplo una rueda esta girando debido a una superficie de muy baja fricción, por ejemplo, hielo. Este funciona de la siguiente forma: si se produce un deslizamiento con el torque requerido, no solo los piñones planetarios están girando, sino que también las placas de levas se moverán una contra otra. Debido al diseño especial de las placas de levas (de sección inclinada), esto provocara que ellas sean forzadas hacia afuera por el pasador de los piñones. Este movimiento hacia afuera comprime un juego de placas de fricción a cada lado. Como las placas de fricción están conectadas al cuerpo del diferencial, el diferencial estará parcialmente bloqueado. Por lo tanto, la rueda que no esta deslizando recibe un torque mayor, de modo que el vehículo puede moverse. Rev:0 24 Mundo Mecánica Automotriz
  25. 25. Transmisión Manual 1 Diferencial con Auto Bloqueo del Tipo Helicoidal El diferencial con auto bloqueo del tipo helicoidal utiliza la fricción entre los piñones y el cuerpo del diferencial para conseguir la condición de bloqueo parcial. De manera similar al diferencial convencional, el piñón no gira durante la conducción en línea recta. Si se produce una diferencia de velocidad entre el eje derecho y el izquierdo, los piñones giran. Debido al diseño especial de los dientes, los engranajes se mueven hacia el cuerpo o hacia los otros. Adicionalmente, los engranajes son forzados hacia afuera. Estos movimientos crean una fuerza de alta fricción, de forma que aunque una rueda este en un terreno resbaladizo, se puede suministrar torque a la otra rueda. Una gran ventaja del diferencial de tipo helicoidal es el hecho que el factor de bloqueo para la condición de freno del motor es más bajo que en la condición de conducción, lo que resulta beneficioso para el control ABS. Rev:0 25 Mundo Mecánica Automotriz
  26. 26. Transmisión Manual 1 Tracción Delantera Las explicaciones dadas son aplicables para los vehículos con tracción delantera y tracción trasera. Pero por su puesto hay algunas diferencias, por ejemplo, en un vehículo con tracción delantera el diferencial esta construido en el cuerpo de la transmisión. Por lo tanto este usualmente utiliza piñones convencionales para el diferencial en lugar de una corona y piñón cónico. Pero el funcionamiento del diferencial es el mismo que con tracción trasera. Como el eje frontal no solamente actúa como parte de la suspensión, sino que también como parte de la dirección, se requieren ejes de mando especiales que permitan un movimiento de arriba hacia abajo del eje así como también hacia la derecha e izquierda para mover las ruedas al accionar la dirección. Se requieren cambios de longitud del eje de mando durante el movimiento hacia arriba y abajo, por lo tanto el eje interior tiene variación en el largo, como se puede ver en la figura inferior izquierda. La parte exterior del eje de mando hace posible la dirección; por lo tanto, su diseño es diferente a la de la parte interior del eje. Existen diferentes diseños disponibles para esto. Un punto clave durante la inspección es revisar los fuelles de goma, debido a que las homocinéticas se desgastan rápidamente si la grasa es lavada por el agua (agua de lluvia en el camino) o con el ingreso de polvo. El daño en las homocinéticas puede producir fuerte vibración, especialmente durante la aceleración, o como mínimo generar ruido. Rev:0 26 Mundo Mecánica Automotriz
  27. 27. Transmisión Manual 1 Servicio y Mantenimiento No hay muchos trabajos regulares requeridos con relación a las transmisiones manuales. El más importante es mantener el nivel y uso del aceite apropiado. Para las especificaciones individuales y torques de apriete, referirse al Manual de Servicio. Siempre se deben utilizar juntas nuevas. Otro trabajo durante la inspección es revisar filtraciones y daños, especialmente en los fuelles del eje de mando y revisar el mecanismo de cambios para un apropiado ajuste y funcionamiento. Rev:0 27 Mundo Mecánica Automotriz
  28. 28. Transmisión Manual 1 Transmisiones KIA Rev:0 28 Mundo Mecánica Automotriz
  29. 29. Transmisión Manual 1 Rev:0 29 Mundo Mecánica Automotriz
  30. 30. Transmisión Manual 1 Tabla de Aplicación de Transmisiones (sólo para referencia) Rev:0 30 Mundo Mecánica Automotriz
  31. 31. Transmisión Manual 1 Tabla de Aplicación de Transmisiones (sólo para referencia) Rev:0 31 Mundo Mecánica Automotriz LIN Fits in at the low end 104.521Increme ntal cost per node 125K1M2M20K25.6MCAN-C event triggered dual wire CAN-B event triggered fault tolerant LIN master- slave single wire bus

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