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SISTEMA DE
TRANSMISIÓN
DE FUERZA EN LOS
AUTOMOVILES
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
Escuela Académico Profesional de Educación
Especialidad: Mecánica Automotriz 2
0
1
3
 ANGLAS MATEO, WENDY FELICIA
 ANGLAS PAUCAR, POOL DANTE
 CONTRERAS JORGE, JESÚS
 GÁLVEZ HUAMÁN, YAN CARLOS
 MARCOS BENITO, JERRY KEVIN
 MOORE BLANCO, FRANK NÉSTOR
 RAMIREZ RAMOS YOSLAVO
 ROJAS RICSE, LUIS ALBERTO
2
Sistema de transmisión de fuerza
Para aquellos que verdaderamente
Aman, y ejercen una conciencia
Científica en la sociedad.
3
Sistema de transmisión de fuerza
PRESENTACIÓN
Las exigencias actuales de la sociedad obligan a los profesionales en
educación técnica, formación de calidad y competitividad, desarrollando
habilidades y destrezas para adaptarse a los cambios tecnológicos,
especialmente en la mecánica automotriz.
El presente módulo didáctico del sistema de trasmisión de fuerza en los
automóviles tiene la finalidad de contribuir a la formación y comprensión de
forma didáctica de los conocimientos básicos sobre aspectos conceptuales,
componentes, funcionamiento, mantenimiento y averías del sistema de
trasmisión de fuerza.
El módulo didáctico está dividido en tres unidades donde cada una de ellas
está dividida en base a los subtemas con los que cuenta el sistema de
trasmisión de fuerza.
La primera unidad, se enfoca en el sistema de trasmisión de fuerza y
embrague con: aproximación teórica, importancia, partes, tipos de transmisión,
partes, tipos, según las categorías principales, según la cantidad de discos,
mecanismos de operación y averías. La segunda unidad, exploraremos la
caja de velocidades, definición, función, tipos (manual y automática) y las
averías. La tercera unidad, comprende el árbol de transmisión y de impulsión,
definición, finalidad, También hablaremos del sistema diferencial, partes,
defectos y averías correspondientes a estos subsistemas.
Agradecemos a las autoridades universitarias, docentes y sobre todo a los
estudiantes de la Escuela Académico Profesional de Educación Especialidad:
Mecánica Automotriz de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad
Nacional del Centro del Perú, por su persistencia y vocación del trabajo
pedagógico científico.
Los alumnos E.M.A semestre “VII”
4
Sistema de transmisión de fuerza
INDICE
Presentación.......................................................................................................... 3
INSTRUCCIONES................................................................................................... 7
UNIDAD I ................................................................................................................ 7
SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA................................................................. 8
APRENDIZAJES ESPERADOS ...................................................................................... 8
1. Antecedentes..................................................................................................... 9
2. Importancia ..................................................................................................... 10
3. Partes del sistema de transmisión de fuerza ..................................................... 11
4. Tipos transmisión............................................................................................. 11
A. Tracción delantera........................................................................................ 11
B. Tracción posterior......................................................................................... 12
C. Tracción total 4x4......................................................................................... 12
ACTIVIDAD I......................................................................................................... 13
ACTIVIDAD PARA LA CASA I............................................................................. 14
EVALUACIÓN I..................................................................................................... 15
UNIDAD II ............................................................................................................. 16
SISTEMA DE EMBRAGUE................................................................................... 16
APRENDIZAJES ESPERADOS ..................................................................................... 16
EL EMBRAGUE.................................................................................................... 17
1. Antecedentes ............................................................................................... 17
5
Sistema de transmisión de fuerza
2. Partes del embrague..................................................................................... 18
3. Tipos: ...............................................................................................................
4. Averías del sistema....................................................................................... 27
ACTIVIDAD PARA LA CASA II............................................................................ 28
UNIDAD III ............................................................................................................ 29
TRANSMISIÓN MECÁNICA................................................................................. 29
APRENDIZAJES ESPERADOS............................................................................... 29
CAJA DE VELOCIDADES.................................................................................... 30
1. Antecedentes.......................................................30¡Error! Marcador no definido.
2. Definición:........................................................................................................ 32
3. Funciones:........................................................................................................ 32
4. Características:................................................................................................. 32
5. Tipos de engranajes, rodajes y selladores en las cajas mecánicas: ..................... 32
6. Tipos de cajas mecánicas:................................................................................. 33
7. Engranaje......................................................................................................... 34
8. Conjunto sincronizador .................................................................................... 36
9. Averías de la transmisión manual: .................................................................... 43
ACTIVIDAD III....................................................................................................... 45
EVALUACIÓN III................................................................................................... 46
CAJA AUTOMÁTICA ........................................................................................... 48
1. antecedente:....................................................................................................... 48
2. tipos: existen tres tipos de caja automática . .................................................... 49
3. tipos de transmisión:........................................................................................ 50
4. componentes de la caja automática.................................................................. 54
5. hoja de comprobación del diagnóstico de fallas................................................ 58
6. tabla de diagnóstico de fallas ........................................................................... 58
ACTIVIDAD III....................................................................................................... 61
EVALUACIÓN III................................................................................................... 62
6
Sistema de transmisión de fuerza
UNIDAD IV............................................................................................................ 63
ÁRBOL DE TRASMISIÓN Y DIFERENCIAL........................................................ 63
APRENDIZAJES ESPERADOS:............................................................................... 63
1. Árbol de trasmisión.......................................................................................... 64
2. Tipos de árboles............................................................................................... 66
3. Árbol de impulsión........................................................................................... 69
4. Diferencial........................................................................................................ 72
5. Antecedente .................................................................................................... 72
6. Funciones:........................................................................................................ 73
7. Partes: ............................................................................................................. 74
8. Los semiejes:.................................................................................................... 75
9. Averías............................................................................................................. 83
ACTIVIDAD IV ...................................................................................................... 84
EVALUACIÓN IV .................................................................................................. 85
BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 86
7
Sistema de transmisión de fuerza
INSTRUCCIONES
 A continuación se observará los dibujos que cumplen la función de que
lo llevaran durante esta aventura didáctica dentro del texto sobre el
sistema de trasmisión de fuerza y embrague.
a. Sr. disco. Acompañará haciéndole recordar la importancia de leer la
información.
b. auto feliz. Es un recordador de lo que se está aprendiendo.
c. El vehículo nariz roja. Se encarga de hacer
preguntas.
d. El churre. Resuelve las actividades después de cada
aprendizaje obtenido.
UNIDAD I
8
Sistema de transmisión de fuerza
SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA
Aprendizajes esperados
 Analiza sobre el sistema de trasmisión de fuerza, describiendo,
caracterizando, clasificando, analizando las partes, tipos y su importancia,
para comprender su principio de funcionamiento.
MAPA DE CONTENIDOS
SISTEMA
TRANSMISIÓN
ANTECEDENTES
PARTES
TIPOS
IMPORTANCIA
No te olvides de
leer la
información
EMBRAGUE
CAJA DE VELOCIDAD
DIFERENCIAL
ÁRBOL DE TRANSMISIÓN
TRACCIÓN DELANTERA
TRACCIÓN TOTAL 4X4TRACCIÓN POSTERIOR
9
Sistema de transmisión de fuerza
SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA
1. ANTECEDENTES:
Conjunto de elementos sincronizados que cumplen un proceso mecánico de
trasmitir las revoluciones emitidas del motor a sus ruedas, las cuales generarán
movimiento a un cuerpo estático generando una fuerza, convirtiéndola en
energía mecánica.
Como principios fundamentales de este sistema, se tiene que: La fuerza
desarrollada por el motor, determina la velocidad con la cual el vehículo puede
operar. La cantidad de fuerza desarrollada es por lo tanto determinada
directamente por la velocidad de operación del motor. Teniéndose como regla
básica: si el motor trabaja más rápido, se desarrolla más fuerza. Según
recopilación de las leyes de Newton se considera que:
La ley de fuerza menciona que el cambio de movimiento es proporcional a la
fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella
fuerza se imprime.
Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en
movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante)
actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de
movimiento, cambiando la velocidad en módulo o
dirección. En concreto, los cambios experimentados en
el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la
fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta;
esto es, las fuerzas son causas que producen
aceleraciones en los cuerpos.
¿Entendió usted
sobre el principio
que fundamenta el
sistema
trasmisión?
10
Sistema de transmisión de fuerza
2. Importancia
El sistema de trasmisión arrastra el movimiento que se genera en el motor a
través del cigüeñal permitiendo generar el impulso respectivo que el vehículo
necesite para su desplazamiento.
 Trasmisión de fuerza:
El movimiento que se produce en el motor, transmite desde el cigüeñal a
través de la volante, que partiendo desde ese punto se toma el disco de fibra
de embrague para luego pasarla hacia la caja de cambios a través del eje
propulsor que se encuentra en la caja de cambios. Finalmente este proceso
que tiene que cumplir dicho sistema, se le reconozca como sistema trasmisión
de fuerza.
¡¡RECUERDA QUE!!
Gracias a mi sistema de
transmisión puedo desplazarme
por las carreteras, pero depende
de mi motor, la fuerza que emite y
ha de pasar por ellas para
generar movimiento a las ruedas.
11
Sistema de transmisión de fuerza
3. Partes del sistema de transmisión de fuerza
4. Tipos transmisión
Hay de tres tipos: la tracción delantera, la tracción posterior y la tracción total
4x4; las cuales cumplen la función de arrastrar la fuerza que emite el motor
hacia las ruedas del vehículo.
a. Tracción delantera.
Conocida también como propulsión
delantera, se encuentran en vehículos,
cual sincronización emitida por la caja de
velocidades está canalizada a través de
un árbol de impulsión que lleva adaptado
un kit de juntas elásticas cuya función, es
de absorber las deformaciones del
terreno. En este mecanismo el diferencial esta enlazado con las
ruedas por medio de unos semiarboles rígidos conocidos como
palieres que están alojados en el interior del puente.
Embrague
Caja de
cambios
Diferencial
Motor
Palieres
12
Sistema de transmisión de fuerza
b. Tracción posterior.
Llamado también propulsión posterior en este caso
los vehículos impulsan las ruedas posteriores a través del
embrague, la caja de cambios, árbol de trasmisión o conocido
como cardan, diferencial y los ejes laterales todo esto se realiza
por la fuerza que emite el motor situado en la parte delantera del
vehículo.
c. Tracción total 4X4.
Conocemos propulsión total o 4x4, es cuando el motor que está
instalado en la parte delantera del vehículo este a través de la
fuerza que proporciona impulsa las cuatro ruedas del vehículo.
¿Sabías que
había 3 tipos de
tracción dentro
del sistema de
trasmisión de
fuerza de los
automóviles?
13
Sistema de transmisión de fuerza
ACTIVIDAD I
1. A continuación correlaciona los siguientes tipos de trasmisión con las
figuras correspondiente haciendo uso de una línea de punto a punto.
 Tracción total (4x4)
 Tracción delantera
 Tracción posterior
Hola Señor disco cómo estas, que maravilloso fue
saber que un sistema de trasmisión tiene tres tipos
de tracción. Pero tengo una interrogante, sobre el
tema
¡Te escucho NARICITA ROJA ¡ ¿Cuál será tu
pregunta?
¿Bueno en alguna parte de mi sistema de
transmisión existe un ruido en la hora de
subir una pendiente?
Muy buena tu pregunta Toyota, lo cual conlleva a un análisis
completo del sistema de transmisión para detectar el ruido
proveniente al subir una pendiente. La falla seria que
escapan los cambios al efectuarlos en subida, otro que en el
diferencial existe una mala regulación y no hay una pisada
correcta.
14
Sistema de transmisión de fuerza
ACTIVIDAD PARA LA CASA I
1. Realice un organizador de los tipos de sistema de trasmisión estudiado
con su respectiva función.
Hola Señor. disco tengo una pregunta para ti,
¿Mi sistema de tracción delantera empieza a
tener un problema de embrague y no avanza el
vehículo cual sería la falla?
Bueno NARICITA ROJA esos problemas
son frecuentes por el trabajo continuo lo
cual el diagnóstico es que el forro del disco
está desgastado, no patea el collarín, mal
cambio del disco y otros.
15
Sistema de transmisión de fuerza
EVALUACIÓN I
1. ¿Qué tipos de trasmisión conoces? mencione sus partes
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
_________________________________________________________
2. ¿Cuándo se trasmite la fuerza hacia las ruedas posteriores,
pertenece a un vehículo con?
a) Tracción delantera b) tracción total c) tracción trasera
d) tracción tridimensional e) todas las anteriores
3. Dibuje un sistema de transmisión que usted conoce y señale sus
partes
16
Sistema de transmisión de fuerza
UNIDAD II
SISTEMA DE EMBRAGUE
Aprendizajes esperados
 Analice sobre el sistema de embrague, describiendo sus partes, tipos y su
importancia, para comprender su funcionamiento y sus posibles averías.
No te olvides de
leer la
información
EMBRAGUE
ANTECEDENTES
FUNCIONES
TIPOS
PARTES DEL
SISTEMA DE
EMBRAGUE
FUNCIONAMIENTO
MAPA DE CONTENIDOS
AVERIAS
17
Sistema de transmisión de fuerza
EMBRAGUE
1. ¿Qué es embrague?
__________________________________________________________
__________________________________________________________
__________________________________________________________
EL EMBRAGUE
ANTECEDENTES:
En sus inicios los embragues eran de un material de rozamiento el más
empleado era el cuero. En 1920 Dion Bouton propuso los embragues
construidos de aglomerado de amianto, esto permitía obtener elevados
coeficientes de rozamiento. En 1950, el disco en seco, construido de amianto y
cobre, con resortes helicoidales y a partir de 1960 los discos de embrague
poseen un sistema de diafragmas.
Actualmente los discos de embrague constan de un disco de acero con forros
de amianto, resinas sintéticas, e hilos de cobre o latón.
UBICACIÓN:
El sistema de embrague está situado entre la caja de cambios y el motor
únicamente como trabajo a realizar es trasmitir las revoluciones que emite el
motor a la trasmisión o caja de cambios, que en su trabajo sincronizado
emiten esta propulsión hacia las ruedas y esta acción que se genera pone en
marcha al automóvil.
No pases a la
siguiente página
sino respondes lo
sugerido
¡ Por favor ¡
18
Sistema de transmisión de fuerza
¡SABIAS QUE¡
2. Partes del embrague
b) Eje primario o conducido: pieza mecánica fundida en
hierro que transmite el movimiento. En un cambio de
marchas se denomina eje primario al eje que está
conectado a través del embrague con el cigüeñal. Es el
que impulsa a los engranajes del cambio
c) Cubierta o tapa: Parte del sistema de embrague de
aluminio y acero que constituye la cubierta del mismo, y
en ella se alojan los muelles y las patillas de
accionamiento.
Es bueno saber
que el elemento
tiene cada pieza
del embrague,
pero tengo una
interrogante.
¿Por qué se
rompen o se
desgastan si son
hechas de hierro
fundido?
El embrague:
Es un sistema mecánico hidráulico cuyo trabajo es crear una
conexión de acoplar y desacoplar entre el motor y la caja de
cambios.
a) Plato presor: Pieza mecánica que en acople con sus demás
componentes forman el sistema de embrague sirve de
acoplamiento del conjunto al volante de inercia por medio de un
disco de fricción y va montado entre el disco de fricción y la
carcasa.
19
Sistema de transmisión de fuerza
d) Resortes del disco de embrague: Pieza mecánica
fundida en hierro cuya función dentro del disco de
embrague, es cumplir el trabajo de darle equilibrio
ejerciendo presión y a la vez liberan el disco de
embrague, amortiguan el esfuerzo de torsión que se
produce al aplicar la fuerza.
e) Muelle central de apriete: Pieza mecánica de acero El resorte del
diafragma del embrague de la alta calidad, el resorte del diafragma
está diseñado para la cubierta del embrague. del automóvil o del
carro.
f) remache: pieza mecánica fundida en acero cuya finalidad es de
sujetar el muelle central de apriete para ello es de forma
escalonada.
g) Disco de presión: El disco de embrague es un elemento encargado
de transmitir a la caja de velocidades toda la fuerza del motor, sin
que se produzca resbalamientos. Por ese motivo está forrado de un
material de fricción que se adhiere a las superficies metálicas lo
cuales resisten al desgaste y all calor.
20
Sistema de transmisión de fuerza
h) Volante: Corona de arranque que sirve para transmitir movimiento
al cigüeñal por medio del arrancador lo cual también es una rueda
grande y pesada que ayuda a girar el cigüeñal por medio de su peso
cuando el motor está en ralentí.
i) Horquilla: Es una parte del embrague cuya finalidad es mover
al collarín por medio de los bombines hidráulicos.
21
Sistema de transmisión de fuerza
NO TE OLVIDES
DE LEER LA
INFORMACIÓN
¡CONOCEMOS AHORA LAS PARTES DEL
EMBRAGUE! RECUERDALO SON MUY
IMPORTANTES.
i) Collarín: es un mecanismo del
embrague cuya función es presionar el
diafragma del plato presor para
desacoplar y acoplar el movimiento del
motor y la caja.
22
Sistema de transmisión de fuerza
1. Volante motor
2. Corona dentada
3. Disco de fricción
4. Plato de presión o
mordaza
5. Muelle de diafragma
6. Anillos de apoyo
7. Espigas
8. cubierta
1. Perno de fijación
2. Funda
3. Pedal
4. Volante
5. Diafragma
6. Disco de embrague
7. Collarín
8. Plato de presión
ACTIVIDAD II
1. Escribe sobre los números las partes que componen el sistema de
embrague.
Escoge uno de los recuadros que contiene las partes completas del
embrague.
23
Sistema de transmisión de fuerza
3. Tipos
Existen diferentes tipos de embrague:
 Según el número de discos
o Monodisco seco.
o Multidisco húmedo o seco.
 Según el tipo de mando
o Mando mecánico.
o Mando hidráulico.
2.1.SEGÚN SUS CATEGORÍAS. Tenemos los siguientes: (Embrague mecánico y
embrague hidráulico)
a. Embrague hidráulicos
La propulsión que se transfiere del motor a la caja de cambios es por medio de
un fluido hidráulico que circula entre los dos componentes principales del
embrague hidráulico: el rotor de la bomba y el rotor de la turbina.
24
Sistema de transmisión de fuerza
b. Embragues mecánicos:
Están constituidos por una parte motriz, que transmite el giro a una
parte conducida, utilizando para tal efecto la adherencia existente
entre los dos elementos, y a los que se les aplica una determinada
presión, que los une fuertemente uno contra el otro.
3.2. Según la cantidad de discos
a. Monodisco.- son los que llevan un solo
disco seco.
c. Multidisco. Es también conocido por que se encarga de
engranar progresivamente un eje motor a otro. Consta de dos
juegos de discos intercalados, uno de ellos solidario con un eje
y el otro solidario con el otro eje. Estos discos pueden estar
completamente separados, de forma que uno de ellos no
transmite fuerza al otro. A medida que se unen, el rozamiento
entre ellos hace que uno arrastre al otro.
25
Sistema de transmisión de fuerza
a. Secos.- Se le conoce con este nombre, debido a que no hay contacto
con un líquido elemento.
1.1. Según el accionamiento de la horquilla
2.2. Según el lugar de trabajo: Se define de esa manera por que cumplen
una función determinada emitida por los fabricantes.
b. Húmedos.- Se les denomina así porque están siempre en conjunto con
aceite u otro liquido lubricante amiguitos.
a. De empuje.- Es cuando la
horquilla del embrague se
desliza hacia adentro.
26
Sistema de transmisión de fuerza
1.2. Según el tipo de platos presores.
3.4Cubierta de embrague
La cubierta de embrague cumple una función muy importante de
conectar y desconectar la potencia que es emitida desde el motor
para lo cual este debe estar balanceado perfectamente. La
cubierta de embrague posee resortes que fuerzan el plato de
presión con el disco de embrague, cuyos resortes son
espiralados o de diafragma.
Esta pieza tiene la forma de una corona circular contiene
resortes.
b. De jale o arrastre.- Es cuando la
horquilla del embrague se desliza hacia
atrás.
a. Diafragma.- Este tipo de
embrague han sustituido a los
del tipo de muelles y pastillas.
Estos embragues están
compuestos por una carcasa, la
maza de embrague que
presiona al disco contra la
volante del motor y por el
diafragma, que sustituye en
este caso a los muelles.
27
Sistema de transmisión de fuerza
4 Averías del sistema:
EMBRAGUE
AVERÍAS CAUSAS SOLUCIONES
1. Retiembla al
arrancar o
cambiar la
marcha.
Cable de mando se agarra y no
retorna correctamente.
Engrasar o sustituir el
cable.
Gomas de apoyo del motor
deteriorado.
Sustituirlas.
Disco engrasado o desgastado. Sustituir el disco.
Superficie de fricción del volante
y/o del plato de presión rayada.
Rectificar las superficies
de fricción o sustituir las
piezas afectadas.
Muelles o muelle de diafragma
deformados.
Sustituir elementos.
3.5 Juego total del pedal de embrague
El pequeño juego del pedal de embrague es de (2-3 cm aproximadamente), a
veces tarda 1 como 2 o 3 segundos cuando este está en uso.
28
Sistema de transmisión de fuerza
2. Patina.
Tope de la palanca de
desembrague desajustado (cable
de mando excesivamente
tensado).
Ajustar el tope del cable,
dejando la holgura
recomendada.
El pedal no retorna debido a
debilitamiento del muelle de
retroceso o a atascamiento del
cable de mando.
Sustituir el muelle.
Engrasar o sustituir el
cable de mando.
Asbesto del disco impregnado de
posibles fugas a través del
retenedor del cigüeñal.
Sustituir el disco y poner
nuevos retenes.
Disco desgastado. Sustituir el disco.
Muelle de diafragma roto o cedido.
Sustituir el conjunto
muelle del diafragma
3. Desgaste
prematuro.
Conducir habitualmente con el pie
apoyado en el pedal de embrague
Sustituir el disco y evitar
ese hábito en lo sucesivo.
29
Sistema de transmisión de fuerza
UNIDAD III
CAJA MECÁNICA
Aprendizajes esperados
 Reconoce la transmisión mecánica y automática (caja de cambios),
describiendo, caracterizando, clasificando, analizando las partes, tipos y
su importancia para conocer el principio de funcionamiento e identifica
sus posibles fallas y proporcionar soluciones.
CAJA
MECÁNICA
MANUAL: Conjunto de engranajes
sincronizados que recibe la potencia del
motor para aumentar la fuerza y
multiplicar la velocidad hacia las ruedas
motrices del automóvil.
Tipos
Partes
N
1°
2°
3°
4°Funcionamiento
30
Sistema de transmisión de fuerza
TRANSMISIÓN MECÁNICA (CAJA DE CAMBIOS)
1. ANTECEDENTES:
Arquímedes un gran sabio griego (287 – 212 a.c.) en la mecánica
atribuyo bastante con su ley matemática de la palanca atribuyendo una
frase célebre “dame un punto de apoyo y moveré el mundo”, brindando
ideas para el futuro sobre la potencia y la resistencia de elementos,
describiendo así mayor sea la palanca menor será el esfuerzo de
mover un objeto más pesado y es así que esa patente queda como
ideas para las otras generaciones y su aplicación futura.
SABIAS QUE: LAS BASES TEÓRICAS DE LA
TRANSMISIÓN MECÁNICA FUERON DADAS POR LOS
SABIOS ARQUÍMEDES Y LEONARDO DA VINCI HACE
MAS DE 21 SIGLOS.
RECUERDA QUE
LEONARDO DA
VINCI INVENTO
LOS ENGRANAJES
31
Sistema de transmisión de fuerza
Leonardo da Vinci inventa los engranajes quien muere en Francia en
1519 dejando para nosotros sus valiosos dibujos y esquemas, Leonado
da Vinci se dedico mas a la creación de maquinas de guerras para la
defensa y el ataque pero sus esquemas e invenciones trascienden el
tiempo y nos enseñan las múltiples alternativas que nos brindan
mecanismos básicos de palancas, engranes y poleas unidas entre si en
una máquina cuyo diseño geométrico es notable.
Los engranes propiamente tales son ruedas provistas de dientes que posibilitan
que dos de ellas se conecten entre sí. Donde el engrane mas grande será el
conductor y el pequeño el impulsado donde tales combinaciones generara mayor
fuerza y mayor velocidad.
Se puede deducir que la posición entre los ejes es de
gran importancia al diseñar la transmisión. Las
situaciones son principalmente tres: ejes paralelos,
ejes que se cortan y ejes que se cruzan.
En sus dibujos y esquemas Leonardo da
Vinci aporta impecables diseños de una
caja de transmisión trasera para un carro
donde un eje vertical mueve el "engrane" que
impulsa las ruedas hacia adelante o atrás. En
este mecanismo los ejes están
perpendiculares entre sí.
SABIAS QUE: Leonardo da Vinci diseñó un cambio de
velocidad compuesto por dos piezas, una cilíndrica y
otra cónica que mediante una serie de engranajes
convertía el mecanismo en un cambio de velocidades.
32
Sistema de transmisión de fuerza
2. Definición:
3. Funciones:
4. Características:
5. Tipos de engranajes, rodajes y selladores en las cajas mecánicas:
a) Rodajes: son ruedas
que sellan y permiten el
paso del movimiento
rotativo.
 Rodaje con Bolas
 Rodaje con balines.
 Rodaje cónico
b) Engranajes: son
ruedas provistas de
dientes
 Dientes helicoidales
 Dientes rectos
Selladores:
permite evitar las
fugas de aceite y el
contacto con la
suciedad.
 retenes
Conjunto de engranajes sincronizados que recibe el movimiento del
motor para aumentar la fuerza y multiplicar la velocidad hacia el
diferencial potenciando las ruedas motrices del automóvil.
 Recibe la potencia del motor y transmitir de acuerdo a la adecuación de ruta
del conductor sea en fuerza o velocidad.
 Transmite las revoluciones de salida hacia las ruedas motrices del automóvil.
 Permite reducir y aumentar la potencia del motor hacia las ruedas motrices
del automóvil.
 Impulsa a las ruedas en sentido inverso con mayor fuerza motriz.
 Ofrecer un rendimiento en los cambios seleccionados.
 Sus cambios deben ser fáciles, rápidos, precisos y silenciosos.
 El material debe ser ligero de un diseño compacto y fácil para
desmontar y montar.
 Debe ser resistente y de gran durabilidad.
 Su ubicación debe ser visible para su mejor servicio.
33
Sistema de transmisión de fuerza
6. Tipos de cajas mecánicas:
a. Transmisión manual trasera: son montadas longitudinalmente
denominadas para vehículos tracción trasera (FR).
b. Transeje manual delantera: son montados transversalmente,
generalmente denominadas para vehículos tracción
delantera(FF).
34
Sistema de transmisión de fuerza
7. PARTES:
Engranaje
2.1 Palanca selectora de cambios: Su función es realizar los cambios de
engranajes correspondientes de acuerdo a la velocidad y fuerza de la
revolución del motor que es manejado por el conductor en las respectivas
rutas de transporte.
2.3.1. Dientes helicoidales: se caracteriza por dientes curvos cortados en
ángulo con respecto a su eje de rotación, la superficie de contacto, entre los
dientes es mayor que los de engranajes rectos. Con este tipo la potencia
aumenta y es más suave e silenciosa.
2.2 Eje de entrada: también llamada flecha de entrada, es un eje por donde
ingresa la potencia del motor.
35
Sistema de transmisión de fuerza
2.3.2. Dientes rectos externos e internos: son cortados paralelamente a su eje de
rotación, son ruidoso y se necesita menos potencia para hacerlos girar en
comparación a los engranajes helicoidales. Aumenta la fuerza del automóvil en
sentido contrario (lo encontramos en los dientes de retroceso).
2.4. Tren fijo: Conjunto de engranajes que giran con una sola unidad, cuya función
es de guiar la potencia del motor de acuerdo al desplazamiento del vehículo.
También llamado árbol intermediario.
36
Sistema de transmisión de fuerza
8. Conjunto sincronizador
C. Cubo del embrague: Parte del
conjunto de sincronizador que aloja al
anillo sincronizador.
a. Anillo sincronizador: parte de conjunto sincronizador, posee delgadas ranuras
en la parte interna del anillo sincronizador para aumentar la presión de superficie
cuando este elemento es empujado con la sección cónica del engranaje.
También corta la película de aceite cuando se requiere aumentar la fuerza de
fricción adecuadamente para una suave sincronización. Es por eso que cuando
estas ranuras se desgastan, tienden a resbalar y se reduce el efecto de
sincronización. Su material es de bronce.
b. Manguito del cubo: Parte del conjunto
sincronizador donde aloja las horquillas, al
cubo y el anillo sincronizador e chavetas que
efectúa la fricción de ellos para la
sincronización correspondiente.
37
Sistema de transmisión de fuerza
d. Resorte de chavetas: Es un anillo de retención de la chaveta que esta
ubicada en el cubo del embrague.
e. Chavetas sincronizadoras: es un seguro que retiene al anillo
sincronizador para su función correspondiente es ubicado en el
cubo del embrague.
2.6. Eje de marcha atrás: Está compuesta por una rueda loca que
interviene entre el eje intermediario y secundario para invertir el giro
habitual del árbol secundario. Se utiliza un dentado recto para la marcha en
reversa.
2.7. Eje de salida: O también
llamada eje de salida, es el
eje por donde pasa la fuerza
al árbol de transmisión o
impulsión.
38
Sistema de transmisión de fuerza
2.7. Caja de la transmisión: Es el cuerpo mecánico que aloja todo los
elementos de transmisión mecánica y almacena el aceite.
2.8. Mecanismo de detención de
cambión: por medio de ellos y
gracias a la articulación se
efectúa los cambios mediante la
palanca selectora, en ello
encontramos los siguientes:
ejes, horquillas (araña),
resortes, pasadores y bolas.
2.9. Aceite: El tipo de aceite que requiere por ser de engranajes es un
SAE 90/120 (viscosidad); API GL-3 (lubricantes para engranajes).
39
Sistema de transmisión de fuerza
9. FUNCIONAMIENTO DE UNA CAJA MANUAL VERTICAL:
a. Neutral. Como se puede observar en la figura 1 el conjunto sincronizador
están libres de engranar con los engranajes de salida, donde el tren fijo solo
jira libremente tanto como el eje de salida al recibir la potencia del motor y
donde el engranaje loco de reversa gracias a la varilla de accionamiento evita
los rozamientos con el engrane de reversa siendo movido a un lado cuando no
es su cambio correspondiente de reversa.
a. Primera: Como se muestra en la figura 2. la posición del conjunto
sincronizador se acopla al engranaje de primera donde la potencia recibida
desde el engranaje de cuarta hacia el tren fijo que es transmitida al engrane
más pequeño y engranando en el engranaje de primera donde es más
grande y como eje de salida transmite la potencia hacia las ruedas motrices,
donde también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un
costado izquierdo gracias a las varillas de accionamiento para evitar roses
cuando no es su engrane correspondiente de reversa. Podemos agregar
que el eje de salida da una vuelta por cada tres que recibe del eje de
entrada; en consecuencia la torsión es máxima, pero el desplazamiento del
vehículo es menor. La relación de giro promedio es de 2,5 a 1.
Figura 2. Primera velocidad de la caja de
cambios
40
Sistema de transmisión de fuerza
Figura 3. Segunda velocidad de la caja mecánica
b. segunda: Como se muestra en la figura 3. la posición del conjunto
sincronizador que sincronizaba a la primera ahora sincroniza a la
segunda siendo un poco pequeño que el engranaje de la primera a
la vez que del tren fijo es un poco mas grande y como función es
transmitida al eje de salida para llegar hacia las ruedas motrices,
también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un
costado derecho gracias a las varillas de accionamiento para evitar
roses cuando no es su engrane correspondiente de reversa. En
consecuencia la torsión es menor que en primera, pero el
desplazamiento del vehículo a mayor velocidad. La relación de giro
promedio es de 2 a 1.
d. Tercera: Como se muestra en la figura 4. la posición del conjunto
sincronizador que sincronizaba la segunda vuelve a su posición neutral y
del otro extremo la horquilla delantera se acopla a la tercera donde este
engrane es más pequeño que el engranaje de la segunda y el engranaje
del tren fijo es un poco más grande que el anterior, como función es
transmitida al eje de salida para llegar hacia las ruedas motrices, donde
también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un costado
izquierdo gracias a las varillas de accionamiento para evitar roses cuando
no es su engrane correspondiente de reversa. En consecuencia la torsión
es menor, pero el desplazamiento del vehículo es mayor. La relación de
giro promedio es de 1,5 a 1.
41
Sistema de transmisión de fuerza
Figura 4. Tercera velocidad de la caja de cambios
Figura 6. Reversa de la caja de cambios
Figura 5. Cuarta velocidad de la caja mecánica
e. Cuarta: Como se muestra en la figura 5. la posición del conjunto sincronizador
que sincronizaba a la tercera ahora sincroniza a la cuarta siendo un poco
pequeño que el engranaje de la tercera a la vez que del tren fijo es más
grande y como función es transmitida al eje de salida para llegar hacia las
ruedas motrices, también se observa que el engranaje loco de reversa sigue a
un costado izquierdo. A este cambio se le conoce como directa. La relación de
giro es de 1 a 1.
f. Reversa: Como se muestra en la figura 6. los conjuntos sincronizadores
vuelven a su posición neutral y es donde actúa la varilla de accionamiento
para mover el engrane loco de dientes rectos para engranarse con el
engranaje grande de dientes rectos y con el engrane recto del tren fijo,
donde el pequeño engranaje loco por su posición intermedia invierte la
rotación del engrane grande, logrando con esto que el vehículo retroceda.
En este caso el engrane grande de dientes rectos se mantiene separado
del engranaje pequeño del tren fijo; por esta razón el pequeño engrane
loco se coloca entre los dos, recibe el giro del tren fijo y como
consecuencia invierte la rotación del engrane grande.
42
Sistema de transmisión de fuerza
Relación de transmisión: En la presente relación como se observa en la imagen
se hallara una operación teniendo datos del numero de dientes para analizar sus
revoluciones de cada engrane.
Como ejemplo: En la imagen mostrada de una caja de cambios de cuatro
velocidades y de reversa, la potencia emitida del motor es de 2300 rpm
donde se procederá su operación de engranajes la cual se dividirá los
números de dientes de los engranes de entrada con los engranes de
velocidades e fuerza para luego ser multiplicados y obtener un resultado,
donde aquella respuesta será dividida por la revolución del motor (2300 rpm),
Donde: Los números de dientes ya están contados y se
procederá a su operación y son los siguientes:
D1= 32 y D2=15 A2=32 y A1=19
C1=29 y C2=22 E1=39, E2=14 y E3=31
COMO EJEMPLO TENEMOS LA RELACIÓN DE
TRANSMISIÓN DONDE SE ESCRIBIRÁ EL NUMERO DE
ENGRANAJES
43
Sistema de transmisión de fuerza
Investigue una caja mecánica de cinco velocidades y su potencia emitida del
motor para enumerar los dientes de cada sincronización y efectuar la
operación para hallar las RPM de cada una de ellas.
1. AVERÍAS DE LA CAJA MECÁNICA :
FALLAS DIAGNOSTICO EFECTO SOLUCIÓN
CRUJIDO DE LOS
ENGRANAJES
DURANTE LOS
CAMBIOS
Verificar los problemas
de desacoplamiento del
embrague.
Existen
problemas
Reparar o
remplazar
Verificar las ranuras del
anillo sincronizador
desgaste remplazar
Verificar las crestas de la
chaveta de cambio
desgaste Remplazar
RT=
𝐴2
𝐴1
X =
𝐷1
𝐷2
=
32
19
X =
34
15
= 1.68 x 2.26 = 3.79
RT=
𝐴2
𝐴1
X =
𝐶1
𝐶2
=
32
19
X =
29
22
= 1.68 x 1.32 = 2.22
RT=
𝐴2
𝐴1
X =
𝐵1
𝐵2
=
32
19
X =
23
26
= 1.68 x 0.88 = 1.48
RT=
𝐴1
𝐴1
X =
𝐴1
𝐴1
=
19
19
X =
19
19
= 1 x1 = 1
RT=
𝐴2
𝐴1
X =
𝐸3
𝐸2
X
𝐸1
𝐸3
=
32
19
X =
31
14
X
39
31
= 1.68 x 2.21 x 1.26 = 4.68
Primera:
2300
3.79
= 606.86 RPM.
Segunda:
2300
2.22
= 1036.04 RPM.
Tercera:
2300
1.48
= 1554.05 RPM.
Cuarta:
2300
1
= 2300 RPM.
Reversa:
2300
4.68
= 491.45 RPM.
Ahora inténtalo tu
amiguito
44
Sistema de transmisión de fuerza
Verificar el resorte de la
chaveta de cambios
debilitado Remplazarlo
RESBALAMIENTO
DE LOS
ENGRANAJES
verificar la holgura de
empuje para cada
engranaje
Holgura
demasiado
grande
Regule o
remplace
Verificar el resorte de
comprensión de la bola
de detención
debilitado Remplace
Verificar las estrías del
manguito de cubo y del
embrague.
desgaste Remplace
FALLA DIAGNOSTICO EFECTO SOLUCIÓN
DIFICULTAD
PARA HACER
LOS CAMBIOS
Verificar las articulaciones
del control de cambios
atascado Reparar o
remplazar
Verificar los problemas de
acoplamiento del
embrague
Existen
problemas
Reparar o
remplazar
Verificar las ranuras de los
anillos sincronizadores
desgaste Remplazar
Verificar la cresta de la
chaveta de cambio
desgaste Remplazar
Verificar el resorte de la
chaveta de cambio
debilitado Remplazar
Verificar el mecanismo de
bloque interno
Desgaste
o dañado
Remplazar
45
Sistema de transmisión de fuerza
ACTIVIDAD III
1. Averigüe cuantos sincronizadores lleva una caja de seis velocidades.
2. averigüe cuales son las posibles fallas o en su defecto averías que
se pueden dar en una caja mecánica, redacte una artículo de
opinión.
3. Dibuje una caja de velocidades mecánica.
TAMBIÉN SE PUEDE
ENCONTRAR SONIDOS
INUSUALES Y RUIDOSOS Y
ESTOS SON LOS SIGUIENTES:
 Holgura de empuje de engranaje.
 Holgura en conexiones estriadas.
 Desgaste en engranajes o cojinetes.
 Holgura de aceite entre bujes y ejes.
 Descentramiento del eje.
 Holgura entre el manguito de cubo y
horquilla de cambio.
46
Sistema de transmisión de fuerza
EVALUACIÓN III
Al haber finalizado el estudio de “transmisión mecánica (caja de
cambios)”; te invitamos a verificar tu aprendizaje.
1. ¿Quién invento los engranajes dejando valiosos dibujos y
esquemas para el futuro? (2 puntos)
a) Arquímedes b)Isaac newton c) Leonardo da Vinci d) Henry Ford
2. Completa el concepto sobre la caja de cambios (mecánica). (2
puntos)
La caja de cambios (mecánica) es un conjunto de……………..
Sincronizados que recibe la………………. del motor, para aumentar
la………………. y…………………… la velocidad hacia las………………
motrices del automóvil.
3. ¿Cuáles crees que seria las funciones de la caja de cambios? (2
puntos)
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
4. ¿Qué tipo de engranajes, rodajes y selladores encontramos en las
cajas mecánicas? (2 puntos)
……………………….. …………………….. …………………..
………………………. …………………….. …………………….
………………………. ……………………. ……………………
47
Sistema de transmisión de fuerza
5. ¿Cuáles son los tipos de cajas mecánicas actualmente? (2 puntos)
6. ¿Qué partes encontramos en el conjunto sincronizador de la caja
mecánica? Mencionar 3 principales como máximo. (2 puntos)
 ……………………………………. …………………………
 …………………………………….
7. ¿Qué tipo de aceite requiere la caja mecánica para su buen
funcionamiento? Ejecutando su clasificación SAE Y API. (2 puntos)
SAE……………….. API………………….
8. Relacione correctamente las palabras (2 puntos)
a) Dientes rectos ( ) Tren fijo
b) Eje de entrada ( ) Propulsor
c) Dientes helicoidales ( ) Dientes paralelos y ruidosos
d) Árbol intermediario ( ) Dientes curvos cortados
9. Identifica las sincronizaciones correspondientes de cada imagen. (4
puntos)
48
Sistema de transmisión de fuerza
CAJA AUTOMÁTICA
1. Antecedente:
.
El primer antecedente de una caja automática fue un
dispositivo hidráulico para uso marino inventado en
1908; casi 20 años después, la fábrica inglesa
Leyland mejoró ese sistema y lo adaptó a los
colectivos de Londres.
El Ford T, de las décadas del
10 y del 20, ya usaban una
caja con un sistema de
engranajes epicicloide,
similar al de las cajas
automáticas de hoy en día.
La firma Daimler, en 1930, produjo una caja semi - automática formada por
un par hidráulico unido a una caja epicicloidal electromagnética. Cinco años
más tarde, el italiano Hugo Pavesa desarrolló una caja con tren epicicloidal
que funcionaba con aceite a presión; si bien este sistema no pasó del
prototipo, mostró que la mejor solución para las cajas automáticas eran los
engranajes epicicloidales.
General Motors, el fabricante norteamericano, dotó a sus Oldsmobile de
1937 de una caja semi automática, y en 1939 presentó la Hydro Matic
Drive, que reunía un par hidráulico y una caja epicicloidal con cuatro
relaciones. Tras la Segunda Guerra Mundial, estos sistemas siguieron
evolucionando y el convertidor de par reemplazó al par hidráulico.
Desde entonces, las cajas automáticas se perfeccionaron y los
fabricantes norteamericanos los utilizaron en la mayoría de los
vehículos.
49
Sistema de transmisión de fuerza
2. TIPOS: Existen tres tipos de caja automática aparte de la caja
convencional.
Robotizada Doble embrague Variación continua
Derivación de la caja
mecánica, en este caso la
gestión del embrague y de
las relaciones se realiza
de manera electrónica.
Carece de pedal de
embrague y la palanca de
cambios no tiene relación
mecánica con la caja.
Pariente cercano de la
robotizada, cuenta con
dos embragues, cada uno
vinculado con un árbol. Un
embrague es utilizado
para las relaciones
impares 1, 3 y 5 y el otro
para los pares 2, 4, 6 y
marcha atrás. Diversos
sensores, ubicados en
cada árbol, permiten saber
cuál es la velocidad, al
tiempo que relevan el
régimen de rotación del
árbol. Es el caso de las
cajas DSG, de
Volkswagen, cuyos
engranajes son del tipo
multidisco a baño de
aceite –como en una
moto-, y la PSG, de Luk,
que cuenta con
embragues a seco.
Esta caja existe desde que existe el
automóvil, y funciona según el
mismo principio de variación del
ciclomotor, con dos discos unidos
entre ellos por una correa metálica.
Todas las cajas automáticas
trabajan sobre un solo eje donde se
encuentran convertidor, bomba,
tambores, planetarios, embragues
unidireccionales y gobernadora. Y
las cajas puente axod también
contienen, en este mismo eje, el
sistema diferencial.
La caja automática es un sistema que de manera autónoma,
determina el mejor cambio de velocidad que el automóvil necesite,
haciendo los cambios según la revolución del motor, la mejor
relación entre los diferentes elementos, como la potencia del
motor, la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la
resistencia a la marcha. Se trata de un dispositivo electro -
hidráulico que determina los cambios de velocidad.
50
Sistema de transmisión de fuerza
3. Tipos de transmisión:
PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE LAS CAJAS AUTOMÁTICAS EN EL
MUNDO:
EUROPA 5%
SUIZA 20%
SUECIA - NORUEGA 14%
GRAN BRETAÑA 10%
ESTADOS UNIDOS 90%
ASIA 85%
PERÚ 2.5%
Pros y contras de las
cajas automáticas
Entre los pros de una caja automática
está la facilidad del manejo y una
progresión adecuada de marchas. La
carencia de embrague hace, además,
que sea ideal para manejar en las
ciudades.
LINEAL: transmite el movimiento a un
cardán que conecta con el diferencial
trasero – caja de transferencia o reductora,
si es doble tracción.
PUENTE: transmite a los semiejes, dado que
son tracción delantera. En este último caso,
se pueden combinar con distintos tipos de
accionamiento para los casos de tracción
Existen dos tipos de
transmisión.
En las contras podemos ver, existe la idea de que la caja
automática desperdicia energía - potencia, lo cual es
cierto debido a la fricción, la necesidad de darle presión al
aceite, las patinadoras del embrague o el convertidor; en suma,
energía que se va en calentamiento. Para remediar este
problema, los fabricantes agregan cada vez más un lock – up al
convertidor, un sistema que en determinadas velocidades,
solidariza parcial o totalmente la turbina con el impulsor dándole
un equilibrio una compensación al motor con la caja para no
haya pérdida de fuerza o potencia.
51
Sistema de transmisión de fuerza
PARTES DE UNA CAJA AUTOMÁTICA: “Hydra - Matic”
1
Conjunto regulador
2 Plato regulador almenado de bloqueo
3 Embrague de una vía
4 Freno de cinta anterior
5 Embrague anterior
6
Embrague posterior y toma directa
7
Freno de cinta posterior
8 Convertidor ( formado por Impulsor (o bomba), reactor y turbina)
9
Bomba hidráulica
10 Servo del freno de cinta posterior
11 Caja comandada (válvulas limitadoras de presión, electroválvula de
modulación, válvula manual, válvula de progresividad, válvulas de
secuencia, válvula de corte)
12
Membrana de presión
13 Servo del freno anterior
52
Sistema de transmisión de fuerza
- CONVERTIDOR DE PAR: (Convertidor hidráulico)
En las cajas de cambio automáticas no se necesita del embrague
que se usa en las manuales, y su función la realiza ahora un
convertidor hidráulico. De este modo, como se verá, el conductor
no se encarga de embragar o desembragar como sucede en los
cambios manuales.
Al ver el funcionamiento de un convertidor hidráulico se
entiende muy bien si nos imaginamos dos ventiladores
enfrentados, si conectamos uno de ellos, produce viento que
actúa sobre las palas del segundo ventilador y lo hace girar
según el sentido de inclinación de sus palas. En este caso se
ha producido un acoplamiento fluido entre los dos ventiladores
y el fluido utilizado es el aire.
Si reducimos la distancia entre los dos elementos y los
ponemos herméticamente cerrados o muy juntos mejoramos la
eficiencia de este tipo de acoplamiento.
Basándonos en esta idea cogemos dos elementos, como medias “rosquillas
huecas” partidas por la mitad, en cuyo interior haya unas aletas con la inclinación
adecuada.
Las enfrentamos una con otra de forma que “hagan una rosquilla” y llenamos su
interior de aceite, al hacer girar una de las dos mitades, el aceite también gira
transportado por las aletas y al describir este movimiento de rotación, el aceite, por
causa de la fuerza se va hacia el exterior lejos del eje, es decir que el aceite se
mueve según una banda circular, como se ve en las flechas del dibujo.
53
Sistema de transmisión de fuerza
De esta manera el aceite que está siendo
arrastrado junto con el elemento motriz,
penetra en el elemento conducido, (la
media rosquilla que tiene en frente) con
un ángulo que depende de la inclinación
de las paletas, y de este modo el aceite al
chocar contra las aletas del conducido
con un cierto ángulo de incidencia, le
transmite un par.
En principio, cuanto más
deprisa gira el elemento
motriz respecto al
conducido, más fuerte es
el impacto del aceite sobre
las aletas y por lo tanto
transmite un mayor par.
Al elemento conductor se le llama impulsor o
bomba, porque es el que recibe el
movimiento del motor, al que está unido, e
impulsa el aceite contra el conducido.
El elemento conducido se llama turbina, y va
acoplada a la caja de cambios.
Pero 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.
Está montado sobre un mecanismo
de rueda libre que le permite
desplazarse libremente cuando los
elementos del convertidor giran a
una velocidad aproximadamente
igual.
Sin embargo cuando tiene lugar un incremento del par, que
conlleva una reducción de la velocidad, el estator para y actúa
como un elemento de reacción, es decir que el aceite se desvía
en los bordes de salida de la turbina a una dirección más
favorable antes de que se introduzca en la bomba. Gracias a
esto el aumento máximo del para producido es algo superior al
doble.
54
Sistema de transmisión de fuerza
4. COMPONENTES DE LA CAJA AUTOMÁTICA
BANDAS
Flejes metálicos con fibra por
dentro, anclados de distintos
modos y accionados por servo.
En la imagen, una banda nueva y
otra que debió ser cambiada
TAMBOR
Contiene los paquetes de discos de
metal y fibra, seguros, resortes,
gomas y pistones. Estos elementos,
al apretar o liberar los discos de
fibra, accionan las distintas
marchas.
CONVERTIDOR
Su función es la de transmitir la potencia
del motor a la directa de la caja, por medio
de dos turbinas. Entre ambas hay un
estator que optimiza la presión. A la
izquierda, un convertidor; debajo, un
estator
55
Sistema de transmisión de fuerza
EMBRAGUE
UNIDIRECCIONAL
Rueda dentada que gira en un
solo sentido.
GOBERNADORA
Válvula que regula presión y fuerza
centrífuga del eje de salida en contacto
con la caja de válvulas Hoy la mayoria
son electrónicas y simplifican mucho
este sistema.
CAJA DE VÁLVULAS
Tienen cuerpos de
aluminio o, en algunos
casos, de fundición. La
mayoría de las válvulas
son de acero, y accionan
todo el funcionamiento de
la caja.
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.
56
Sistema de transmisión de fuerza
SENSOR
Se puede observar sensores 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.
DISCOS
Existen discos de fibra y de metal donde las
fibras se colocan de tras del disco 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.
DIAFRAGMA
Los difragmas Cumplen la función de un
resorte, regresando a su posición pasiva al
pistón que frena el paquete de discos
dentro del tambor. Hay resortes de
distintos tipos y calidades. En la foto,se
puede observar un diafragma nuevo.
57
Sistema de transmisión de fuerza
BOMBA DE ACEITE
Las más comunes son las
bombas de engranajes o de
paletas. Su función es la de
generar unos 12 kilogramos de
presión para la caja de
cambios. Es muy importante
controlar el estado de la bomba
de aceite para evitar las fugas
de presión.
HAY QUE SABER DIAGNOSTICAR LAS FALLAS
MÁS COMUNES “SI O NO”
POR SUPUESTO MI COMPAÑERO ES
NECESARIO SABER ELLO, PERO LA
EXPERIENCIA ES LO QUE DESIGNA Y LO
VEREMOS MAS ADELANTE.
En esta sección se describe el método para diagnosticar fallas y corregir las mismas
mediante ajustes, siempre que sea posible. Cuando el inconveniente no puede ser
resuelto por un ajuste, la tabla de diagnosticas de fallas ayudará a localizar el origen
del problema.
Es imprescindible, al tratar de corregir fallas en una transmisión automática, conocer la
naturaleza y síntoma exacto del problema.
Por lo tanto, se debe -asegurar que tipo de avería presenta la transmisión antes de
iniciar el proceso de diagnóstico de fallas.
58
Sistema de transmisión de fuerza
3. Hoja De Comprobación Del Diagnóstico De Fallas
4. Tabla De Diagnóstico De Fallas
TABLA DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS
SÍNTOMAS MEDIDAS QUE HAN DE ADOPTARSE
Arranque
El motor no arranca (la batería
y el motor de arranque en
buenas condiciones).
Sustituir el conmutador de punto muerto.
El motor no arranca en “P” o
“N”.
Ajustar varillaje manual
EL motor puede arrancar en
todas las posiciones de la
palana selectora.
Sustituir el conmutador de punto muerto.
Puestaen
movimientodel
vehículo
No se produce el engrane
inicial ni el movimiento del
vehículo en ninguna posición
de la
Palanca selectora.
Realiza las verificaciones consignadas en la
hoja de comprobación del diagnóstico de
fallas, puntos 1 y 2. Efectuar la prueba de la
presión de control; si este bien, comprobar
si defectos mecánicos en: estrías del eje
impulsor, turbina o embrague de avance. Si
es necesario, desmontar y reparar la caja de
cambio.
Esta hoja puede ser abierta
por el recepcionista o el
mecánico y se debe unir a la
orden de reparación después
de haber hecho el
diagnóstico.
Identifique la orden de
reparación, y la caja de cambios
y el motor a partir de la placa de
códigos del vehículo. Esta
información le hará a Ud.
suficiente para identificar las
fallas de la caja automática.
Localice y escriba en los
cuadros correspondientes
todas las especificaciones
que van a ser necesarias
en las pruebas previstas.
Indique con una tilde en el cuadro
correspondiente el resultado de
cada prueba al ingresar el
vehículo y al ser entregado.
59
Sistema de transmisión de fuerza
No se produce el engrane
inicial en "R"; se
produce este engrane sin
dificultad en "D",
"~ y ''1''. No se produce el
movimiento del
Vehículo en "R".
Verificar si se produce el frenado del motor
en “1”, si hay bien frenado, reparar el
embrague de directa y marcha atrás; si no
buen frenado, desmontar el servo trasero y
verificar tanto el servo como la banda
frenante de la baja y marcha atrás.
No se produce el engrane
inicial en "O", "2" o "1". No se
produce el movimiento en "D",
"'2' o “1", pero si en "R"'.
Realiza la prueba de presión de control. Si
esta baja en “D”, “2” y “1” comprobar el
servo dé marcha atrás y los anillos sellos de
embrague de avance. Si la presión de
control está bien, comprobar si existen
defectos mecánicos. Revisar las estrías del
planetario delantero y del eje de salida.
No se produce el engrane
inicial en "D", pero sí en "2" y
"1".
No hay tuerza motriz en "D".
Ajustar el varillaje manual. Rueda libre
defectuosa. Desmontar caja de cambios y
cuerpo de válvulas. Limpiar todas las
piezas.
Engrane inicial brusco en
todas las posiciones del
selector de marchas.
Ajustar el régimen de marcha mínima del
motor con la palanca selectora en “D”
verificar el sistema de vacío. Realizar
prueba de presión de control.
El vehículo se desplaza con
excesiva lentitud en todas las
posiciones del selector en las
marchas de avance
Ajustar la velocidad de marcha mínima del
motor. Bloque del embrague de avance (no
se desactiva); desmontar y limpiar la caja de
cambio.
Puestoenmovimientodel
vehículo
Ruidos en la caja de cambios
en todas las posiciones de la
palanca selectora, estando el
vehículo detenido.
Efectuar prueba con el vehículo
detenido(convertidor de par),, aplicar freno
de mano y de pie. Sin ruido en “N” pero
audibles en “R” y “D” al abrir la mariposa
del acelerador. Sustituir el acelerador de
par, desmontar y limpiar la caja de cambios.
Ruido al poner el vehículo en
movimiento
Avería mecánica en el tren propulsor
(engranajes planetarios, etc., defectuosos).
Gorgoteos o interrupción
súbita del tren propulsor
cuando el vehículo se pone en
movimiento.
Comprobar el nivel de fluido; si es correcto,
realizar la prueba de la presión de control y
el filtro del Carter; si están bien, comprobar
la bomba de aceite.
Puntosdecambio
Con el pedal del acelerador
oprimido sólo a medias (unas
1.500-2.000 r.p.m.) la caja
cambios no pasa a 3a.
después de sobre pasarse los
60 km/h.
Prueba de presión de control. Comprobar el
gobernador y el cuerpo de válvulas - válvula
Cambios 2-3.
Desmontar y limpiar la caja de cambios
La caja de cambios no actúa.
Arranca en 2dao 3ra. Estando
la palanca del selector en "D".
Prueba de presión de control. Comprobar el
gobernador y el cuerpo de válvulas.
Comprobar
Los retenes de aceite del gobernador en el
cubo.
60
Sistema de transmisión de fuerza
Con el pedal del acelerador
oprimido solo a medias (unas
1.500-2.000 r.p.m.) la caja de
cambios pasa directamente
de 1ra a 3ra.
Comprobar el ajuste de la bamba frenante
delantera. Comprobar el servo delantero.
Comprobar el cuerpo de válvulas - válvula
de cambio 1-2.
La caja de cambios no actúa.
Arranca en 2da. O 3r. Estando
la palanca de selector en “D”.
Prueba de presión de control. Comprobar el
gobernador y el cuerpo de válvulas.
Comprobar los retenes de aceite del
gobernador en el cubo.
Ruidos sibilantes cuando el
motor marcha a altas
revoluciones.
Verificar el filtro del Carter y el sistema de
admisión de fluido. Inspeccionar la bomba
de aceite.
No se produce el cambio
descendente a 2a. con el
pedal del acelerador oprimido
hasta unas 3/4 partes de su
recorrido a 50 km/h.
Realizar la prueba de presión de control.
Comprobar el gobernador. Inspeccionar el
cuerpo de válvulas.
Al hacer el cambio manual de
"D" a "1" a 100 km/h y retirar el
pie del acelerador, no se
aprecia el efecto de frenado
del motor cuando la caja de
cambios pasa
automáticamente
a 2a.
Comprobar el ajuste de la banda frenante
delantera; realizar la prueba de presión de
control. Verificar el servo delantero.
El engranaje de
estacionamiento no actúa en
pendientes.
Ajustar el varillaje manual. Comprobar el
mecanismo de traba de estacionamiento.
Otrasposiblescausasdefallas
La palanca selectora de
marchas es difícil de mover o
se traba.
Comprobar la palanca selectora. Comprobar
el varillaje y la válvula manual situada en el
interior de la caja de cambios. Verificar el
conmutador de punto muerto. Comprobar
que la placa de la caja de válvulas esté
correctamente ubicada.
Fugas de fluido o aceite en el
área del convertidor de par. Al
sustituir el retén de la bomba
de aceite se ha de determinar
el estado del cojinete guía del
convertidor.
Verificar:
Retén de aceite trasero del motor; retén de
la bomba de aceite de la caja de cambios;
tornillos de sujeción de la carcasa del
convertidor a la de la caja de cambios
(arandelas de aleación); tapones de purga
del convertidor; tuercas soldadas y
soldaduras de la carcasa del convertidor.
Verificar:
Retén de aceite de la carcasa de extensión;
61
Sistema de transmisión de fuerza
Fugas del fluido de la caja de
cambios
conexiones del enfriador de aceite en la caja
de cambios; tornillo de ajuste del servo
delantero; retén de la palanca selectora y
anillos sello del cambio forzado; junta de la
carcasa de extensión o la caja de cambios;
conector de prueba (Tapón); junta del
Carter; retén del piñón del velocímetro;
anillos sello de la unidad de diafragma de
vació.
Pérdida de aceite sin fugas
externas. Esto puede también
originar una densa humareda
en los gases de expulsión.
Sustituir la unidad de diafragma de vacío.
ACTIVIDAD III
1. Visita dentro de tu localidad un taller donde se repara cajas automáticas
y pregunte cuales son las fallas y averías más frecuentes, elabore un
artículo de opinión.
2. Buscar las siguientes palabras. Vocabulario.
 Automática:
 Hidráulica:
 Convertidor:
 Par (en mecánica):
 Flejes:
 Sensor:
 Gobernador (en mecánica):
62
Sistema de transmisión de fuerza
EVALUACIÓN III
CUANTO APRENDISTE HOY
1. ¿Qué es caja automática? (4 puntos)
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………
2. ¿Qué tipos de cajas automáticas crees que existen? (4 puntos)
………………………………. ………………………..
………………………………. ………………………..
3. ¿Cómo es el funcionamiento del convertidor de par? ¿Qué tipo de aceite
crees que lleve? (4 puntos)
……………………………………………………………………..
……………………………………………………………………..
……………………………………………………………………...
4. ¿Al elemento conductor se le llama …………………., porque es el que
recibe el movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite
contra el …………………..
El elemento conducido se llama…………….., y va acoplada a la caja
de cambios.
5. Mencióname cinco componentes principales de la caja automática y su
función. (4 puntos)
……………………….. :
……………………….. :
……………………….. :
……………………….. :
63
Sistema de transmisión de fuerza
UNIDAD IV
ÁRBOL DE TRASMISIÓN Y DIFERENCIAL
Aprendizajes esperados:
 Reconoce el árbol de trasmisión y diferencial explicando su
funcionamiento e identificando sus partes para localizar averías y dar
solución
ÁRBOL DE TRASMISIÓN
DEFINICIÓN
PARTES DEFINICIÓN
DIFERENCIAL
FUNCIÓN
MATERIAL UTILIZADO
TIPOS
PARTES
TIPOS
FUNCIONES
LOCALIZACIÓN
FUNCIONAMIENTO
AVERÍAS
64
Sistema de transmisión de fuerza
1. Árbol De Trasmisión
AHORA VAMOS A CONOCER SOBRE EL ÁRBOL DE TRANSMISIÓN
Conoceremos sus partes a continuación:
JUNTA DESLIZANTE: Permite los cambios de distancia entre la transmisión y el eje
trasero.
JUNTAS UNIVERSALES: Denominado crucetas, su propósito es de absorber los cambios
angulares y de transmisión uniformemente de la fuerza, desde la transmisión al
diferencial.
EJE CARDÁN: Trasmite movimiento.
CRUCETAS Y BRIDAS: Uniones articuladas para el eje cardan, le permiten bascular de
acuerdo a los cambios de altura y longitud.
El árbol de trasmisión es el que transmite el movimiento del
cambio al diferencial o del motor al cambio en el caso de que la
caja de cambio esté colocada en la parte posterior. En los
vehículos de tracción delantera y en los de motor trasero, el
árbol de transmisión no existe y sus funciones son
desarrolladas por el árbol secundario del cambio. Está
constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por
uno de los extremos al secundario de la caja de cambios, y por
el otro al piñón del grupo cónico.
65
Sistema de transmisión de fuerza
Conecta la salida de caja con los ejes del vehículo
Soporta cargas de torsión
Compensa la desviación existente entre caja y ejes.
Permite una variación entre la longitud del acoplamiento, debido a los movimientos
oscilantes de los ejes durante el desplazamiento del vehículo.
Ahora te voy a explicar cuál es la
función del árbol de transmisión
66
Sistema de transmisión de fuerza
2. Árboles:
1. Generalidades
Los árboles son elementos de máquinas que giran siempre con los elementos
que soportan (poleas, ruedas dentadas, etc.) a los que hacen girar o giran con
ellos. Estos elementos que soportan se fijan por medio de chavetas, ranuras
estriadas o uniones forzadas. Los árboles de transmisión descansan
radialmente sobre cojinetes o rodamientos, y cuando están dispuestos
verticalmente, su extremo inferior se apoya sobre quicioneras.
3. Tipos de árboles
Debido a las diferentes necesidades de cada transmisión en diferentes
aplicaciones, existen una variedad de árboles que se adecuan a dichas
necesidades:
 Lisos
Exteriormente tienen una forma perfectamente cilíndrica, pudiendo variar la
posición de apoyos, cojinetes, etc. Este tipo de árboles se utilizan cuando
ocurre una torsión media.
La parte del árbol que sobre cojinetes se denomina gorrón o muñón y cuando
es vertical quicio.
Estos árboles, que al transmitir potencia cuando giran, se ven sometidos, a
veces, a esfuerzos de torsión pura y casi siempre a esfuerzos combinados de
torsión y flexión. El esfuerzo de torsión se produce al transmitir torque y la
flexión debido a las fuerzas radiales que aparecen según sea la forma como se
transmite la potencia a otro árbol (mediante acoplamientos, cadenas de
transmisión, correas planas y trapeciales, por medio de engranajes, etc.).
67
Sistema de transmisión de fuerza
 Escalonado
A lo largo de su longitud presenta varios diámetros en base a que soporta
diferentes momentos torsores y al igual que el anterior, se utiliza para la
situación en que ocurran unas tensiones de torsión media haciéndoles los más
utilizados.
 Ranurado o con talladuras especiales
Presenta exteriormente ranuras siendo también de pequeña longitud dicho
árbol. Se emplean estos árboles para transmitir momentos torsores elevados.
 Hueco
Se emplea por su menor inercia y por permitir el paso a su través de otro árbol
macizo. El interés radica en que las tensiones debidas al momento torsor son
decrecientes al acercarnos al centro del árbol.
68
Sistema de transmisión de fuerza
 Acodado
Se emplean siempre que se quiera transformar en una maquina el movimiento
alternativo en movimiento giratorio y viceversa. Se pueden presentar momentos
torsores importantes en algunos tramos. Se diferencia del resto de los árboles
debido a su forma ya que no sigue una línea recta sino de forma cigüeñal.
Materiales empleados en la construcción de árboles
El acero es el material que frecuentemente más se usa en la fabricación de
árboles. Variando adecuadamente la composición, el tratamiento térmico y el
tratamiento mecánico pueden obtenerse propiedades mecánicas que se
encuentren entre márgenes muy amplios.
Generalmente, los árboles están hechos de barras circulares de acero al
carbono estirado en frio. Cuando se requiera tenacidad, resistencia al
impacto y alta resistencia, se utilizan barras de acero aleado, tratado
térmicamente. El acero con un cierto grado de carburación se empleara
cuando el desgaste en la superficie del árbol sea importante. Sin embargo,
para no aumentar el costo, el diseñador deberá tratar de usar acero con bajo
contenido en carbono, siempre que esto fuera posible.
69
Sistema de transmisión de fuerza
4. Árbol De Impulsión
Un árbol de impulsión es un árbol
en un vehículo que sea accionado
por un motor. La gente piensa lo
más comúnmente posible en
coches cuando ella piensa de los
árboles de impulsión, con algunos
coches haciendo el árbol delantero
conducir por el motor. En todos los
coches de la impulsión de la rueda,
la energía de las fuentes de motor
a ambos árboles y las cuatro
ruedas.
El árbol de impulsión es también un pedazo de
equipo bastante complejo. Primero, la energía
se debe transferir verticalmente del motor, y el
árbol de impulsión debe responder a la
entrada del volante también. El coche también
se engrana para utilizar energía tan
eficientemente como sea posible.
Consecuentemente, varios que interconectan
el interfaz de sistemas con el árbol de
impulsión para accionarlo, controlan su
movimiento, y eficacia del aumento.
Definición
ÁRBOL DE IMPULSIÓN
El árbol de impulsión va trasmitir la fuerza desde el diferencial hacia las
cuatro ruedas. Este tipo de diferencial vamos a encontrar en vehículos
que cuenten con tracción delantera (FF). Un sistema de transmisión con
unas juntas que permitan tanto el movimiento oscilante de la suspensión
como el movimiento de orientación de las ruedas, ya que estas ruedas
además de ser motrices son directrices. Debe de tener las siguientes
características:
Debe de contar con
mecanismo el cual
pueda absorber la
variación de
longitudes de los
ejes impulsores
esto se va a dar de
acuerdo a los
movimientos tanto
ascendentes como
descendentes.
La junta hacia fuera debe ser diseñada
generalmente de modo que pueda gira
a un aproximado de 40° o más.
El ángulo de la junta permisible hacia
adentro generalmente debe de girar
20°.
El movimiento axial es de
25 – 50mm.
Antecedentes
70
Sistema de transmisión de fuerza
Esquema de un vehículo con tracción
delantera.
Partes
Los palieres son los ejes a través
de los cuales se transmite el
movimiento desde el diferencial a
las ruedas motrices. Uno de esos
extremos va engarzado por medio
de estrías en el planetario
correspondiente con el que se hace
solidario. El otro extremo encaja en
el cubo de la rueda, también
solidariamente, para transmitirle su
giro. Los palieres van dentro de
unas prolongaciones del cárter del
diferencial llamadas trompetas,
sobre las que articula la
suspensión.
El TRIPOIDE es el elemento
que conecta la caja de
cambios de su vehículo con
las ruedas. Normalmente van
ubicados en la parte
delantera del vehículo y
siempre van en pareja, es
decir, uno a la rueda derecha
y otro a la rueda izquierda. Su
nombre correcto es semi -
eje de transmisión.
71
Sistema de transmisión de fuerza
Tirando del cubo de eje levemente hacia el exterior del vehículo, ajuste las ranuras
del eje de transmisión y del cubo de eje, y luego inserte el eje de transmisión en el
cubo de eje.
NOTA:
• No tire del cubo de eje hacia la pieza exterior del vehículo más fuerte que lo
necesario.
• No dañe los forros del eje de transmisión ni del rotor del sensor de velocidad.
SUGERENCIA:
Mueva la ranura de estacado del eje de transmisión y posicione el perno de cubo
para facilitar el estancamiento de la contratuerca.
 Conecte el brazo inferior con el cubo de eje.
 Instale el sensor de velocidad ABS.
INSTALACIÓN DEL EJE DE TRANSMISIÓN
Aplique aceite de engranaje a la ranura
en el lado de la junta en el tablero y luego
engrane el eje de transmisión con la
ranura del Transeje.
SUGERENCIA:
Dirija el lado abierto de los aros de resorte
del eje de transmisión hacia abajo.
Ponga la barra de bronce en contacto con
la ranura del eje de transmisión, y luego
inserte este eje en el transeje golpeando
la barra de bronce con un martillo.
SUGERENCIA:
Se puede juzgar si el eje de transmisión
ha sido completamente insertado
confirmando si hay cambio en la fuerza
repulsiva de la barra de bronce, o
disminución en la calidad de sonido.
72
Sistema de transmisión de fuerza
5. Diferencial
6. Antecedente
Se requiere de dos personas
cuando se aprietan las
contratuercas para asegurar que
son seguramente fijadas.
NOTA:
La contratuerca removida no
debe ser reutilizada. Asegúrese
de usar una nueva contratuerca.
SUGERENCIA:
• Una persona pisa el pedal
del freno y la otra aprieta
la contratuerca.
• Posicione la ranura del
eje de transmisión de cara
hacia arriba.
• Use un punzón y un
martillo para estacar la
nueva contratuerca.
El engranaje de compensación, o "diferencial", fue usado por Primera pes por F.
Hill, pero inventado por Richard Roberts- usado en un vehículo para distribuir la
potencia del eje de transmisión a un par de ruedas a derecha e izquierda,
permitiendo a la vez que las mismas puedan girar a diferentes velocidad.
La invención de Roberts, que a la llegado a ser indispensable en construcción de
automóviles- ha sido perfeccionando hasta " producir el moderno engranaje
diferencial.
Diferencial
Traslada la rotación y fuerza que venga de la caja de cambio a
las ruedas impulsoras, tomando como base la diferencia
rotación de una rueda con la otra.
73
Sistema de transmisión de fuerza
7. ANTECEDENTES:
Se conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotación.
Que viene del motor, transmisión,-hacia las ruedas encargadas de la tracción.
Con las excepciones del caso; y sin importar, si un vehículo es chico o grande,
s¡ es da tracción trasera o delantera; si trae motor de 4 5,6, o. Más cilindros;
todos los vehículos, de uso regular, traen instalado un componente llamado
diferencial vehículo de doble tracción, traen diferencial adicional.
8. Funciones:
Reducción de engranajes. Reduce la velocidad del eje propulsor hasta la
velocidad requerida por las ruedas. La reducción se hace con el engranaje
del Piñón impulsor Y el engranaje corona.
74
Sistema de transmisión de fuerza
8.3. Localización:
9. Partes:
Cuerpo del puente. O funda, es de fundición, apoya y protege todos los
componentes del puente. Va atornillada con peros al sistema de suspensión
del vehículo.
.
Piñón impulsor
Yo soy el piñón de ataque soy el eje
de entrada del puente trasero. Voy
apoyado con dos cojinetes de rodillos
cónicos en la parte delantera y un
cojinete de rodillos normal en la parte
trasera. El cojinete trasero mantiene
el piñón de ataque engranado en la
corona.
75
Sistema de transmisión de fuerza
10.Los semiejes:
Yo soy la Corona.
Soy el engranaje tipo hipoidal (FR)
donde el piñón de ataque me
transmite la energía motriz a la
corona, que va instalada en la caja
del diferencial. Al girar el piñón de
ataque y la corona en un ángulo de
90°", la energía motriz puede
transmitirse a las ruedas motrices a
través de los semiejes.
EL
DIFERENCIAL
Consiste en 4
satélites
(pequeños)
Giran sobre
una cruceta
o pin.
2
planetario
s grandes)
Que giran en
dos semiejes.que También se
encuentran
Nosotros somos los semiejes y
nosotros somos los
componentes del sistema de
transmisión de potencia
sometidos a los mayores
esfuerzos en vehículos que no
están equipados con un
mecanismo de reducción del
cubo. Nosotros Los semiejes
son de fundición de acero
forjado. Son de tal resistencia y
elasticidad que pueden torcerse
casi una vuelta entera sin
quebrarse. El extremo interior
del eje está provisto de ranuras
que encajan en los planetarios y
el extremo exterior lleva un plato
LOS SEMIEJES
76
Sistema de transmisión de fuerza
Tipos de diferencial:
Según el trabajo:
Yo soy el castillo
Soy el encargado de
cubrir y de unir los
satélites y los
planetarios, o mejor
dicho hago girar el
diferencial.
Estándar. Para realizar su trabajo la corona del grupo cónico no
transmite directamente la potencia hacia los semiejes, estos
semiejes tienen en sus extremos dos piñones llamados piñones
planetarios o piñones laterales los que descansan sobre la caja
del diferencial que va unida a la corona.
Yo soy la pista
Encargado de regular
tanto la corona y el
piñón esto gracias al
regulador.
77
Sistema de transmisión de fuerza
Los semiejes giran a la misma velocidad que la
corona puesto que todo el mecanismo constituye un
sistema rígido, quedando eliminada el efecto
diferencial. Por tal razón este bloqueo-solamente
debe ser utilizado cuando el equipo pierda tracción al
desplazarse en línea recta y debe ser desacoplado
en cuanto ya no sea necesario. Denominado
acoplamiento de garras y puede ser accionado a
mano o pedal.
Para poder transmitir
movimiento se instala
sobre la caja del
diferencial unas ruedas
cónicas de compensación
o piñones satélites los que
engranan con los piñones
planetarios transmitiendo
así el movimiento hacia
los semiejes y de allí
hacia los mandos finales.
Que son los semiejes y
luego a las ruedas.
Cuando el equipo está dando una
curva, la rueda que va hacia adentro
ofrece una mayor resistencia a la
rodadura, esto obliga a que se
genere una diferencia de
velocidades de giro entre los piñones
planetarios, lo cual será
compensado por los piñones
satélites que empezaran a girar
sobre su eje.
78
Sistema de transmisión de fuerza
Diferencial con desplazamiento limitado. Este
diferencial está diseñado para proporcionar igual tracción
a ambas ruedas durante el desplazamiento del equipo en
línea recta. A diferencia del tipo estándar, los ejes de los
piñones satélites no van sujetados directamente a la caja
del diferencial sino a unos anillos de presión o anillos de
carga. Estos últimos reciben el movimiento de la caja del
diferencial a través de unas laminillas o discos de fricción
que actúan como un embrague transmitiendo potencia
desde la corona hasta los ejes de los piñones satélites
quienes arrastran a los engranajes laterales y estos a su
vez a los semiejes y mandos finales.
Los anillos de carga pueden desplazarse
axialmente comprimiendo en mayor o menor
medida a los discos de fricción permitiendo de
esta manera la transición de potencia.
Tenemos dos tipos de disco de embrague: los
que poseen dentado exterior engranan con la
caja del diferencial, mientras que los que poseen
dentado interior engranan con los engranajes
laterales.
79
Sistema de transmisión de fuerza
Yo soy el Diferencial anti patinaje
(no spin). En mi caso se tiene una
cruceta cuyos extremos están
acoplados a la caja del diferencial y a
su vez esta cruceta embraga
mediante un acoplamiento dentado a
los engranajes laterales.
En este tipo de diferencial siempre
se transmitirá un mayor par de
entrada a la rueda que posea una
mayor adherencia con el suelo.
En el caso de que una de las
ruedas pierda totalmente la
adherencia con el suelo, se
transmitirá a esta rueda el 25% del
torque de entrada y el75o/o del
torque a la rueda que posea una
mayor adherencia.
En este caso el mecanismo diferencial no posee engranaje
de compensación o engranajes satélites que giren sobre su
propio eje.
Cuando el equipo se desplaza en
una curva, se produce una
separación del acoplamiento
dentado deleje que gira a mayor
velocidad quedando de esta
manera sin tracción. Por tal motivo
todo el torque de entrada se
transmitirá siempre a la rueda que
gire a menor velocidad.
80
Sistema de transmisión de fuerza
Cuando el vehículo da una curva, el engranaje lateral de la rueda que va hacia
fuera se desacopla mientras que toda la traición se va hacia la rueda que va por
dentro La rueda exterior gira "loca".
En el caso de que una de las ruedas del equipo se estancara sobre una superficie
fangosa, esta tendría tendencia a patinar por lo que el mecanismo No Spin la
desacopla inmediatamente enviando toda la fuerza a la otra rueda, de esta
manera el vehículo puede salir del atolladero con facilidad.
Un mecanismo No Spin posee
resortes que mantienen
embragados la cruceta y el
acoplamiento. Dentado' Los
resortes empujan también los
engranajes laterales contra la
caja del diferencial.
Según el ataque
entre el piñón y
la corona.
Sin
desplazamiento
:
Con ejes
desplazados
{hipoides}:
81
Sistema de transmisión de fuerza
.
Según el tipo de
dientes
Dentado Gleason. Los dientes
son generados en una
circunferencia y tienen como
característica que el espesor
del diente disminuye de afuera
hacia adentro.
Dentado Klingelberg. En los dientes se
genera en una espiral y tiene como
característica que la forma del diente es
un trozo de espiral y el alto así como el
dorso del diente son constantes.
Funcionamiento
Para realizar su propósito el mecanismo diferencial debe transmitir una misma velocidad en
las ruedas cuando el equipo se traslade en línea recta y en una curva debe permitir que la
rueda que va hacia fuera gire más rápido que la rueda que va hacia adentro.
Cada semieje está conectado por el plato del extremo exterior a una de las ruedas En el
otro extremo, el semieje comunica con el engranaje de planetarios del diferencial.
82
Sistema de transmisión de fuerza
Este movimiento
impide el
deslizamiento de la
rueda interior en una
curva.
Cuando el vehículo corre en línea recta, los satélites están fijos en la cruceta pero giran
Con la corona. Esto provoca la rotación de los planetarios que hacen girar sus semiejes
respectivos a la misma velocidad-
De este modo, cuando el vehículo gira en una curva, interior la
rueda está sometida a un par mas elevado lo cual reduce
ligeramente la velocidad del semieje interior.
A. causa de esto, los satélites empiezan a girar alrededor de su
eje acelerando ligeramente la velocidad otro semieje.
83
Sistema de transmisión de fuerza
11.AVERÍAS
Los problemas de diferencial casi siempre están relacionados con ruido y
pueden mayormente primero ser identificados por el oído.
Sin embargo el sonido del diferencial es a menudo confundido con sonidos del
motor, gases de escape, vibración del silenciador, de las ruedas, de los
rodamientos de las ruedas, de la carrocería, etc. Por lo tanto es Importante
diagnosticar el diferencial primero teniendo en cuenta todas las causas de
estos sonidos antes de concluir en la verdadera causa del ruido del diferencial.
Los ruidos del diferencial podrían ser agrupados dentro de los cuatro siguientes
tipos con algunas de sus posibles causas:
1. Ruido de engranajes durante la conducción: (el ruido aumenta con la
velocidad del vehículo).
Falta de aceite de engranajes.
Mal contacto de los diente entre la corona y el piñón impulsor. .
Engranaje dañado.
2. Ruido de engranajes durante el ralentí
La precarga es inadecuada del rodamiento del piñón impulsor.
Engranaje dañado."
3. Ruido de rodamientos durante la conducción o ralentí:
El rodamiento del piñón impulsor está desgastado o dañado.
La precarga es inadecuada en el rodamiento del piñón impulsor.
.4. Ruido durante el viraje
El rodamiento del aje posterior esta flojo. .
Desgaste, daños, etc. En el engranaje lateral. piñón del diferencial o del eje del
piñón.
Resumen de fallas
Hay 2 tipos de fallas en los engranajes, las más comunes:
A.- Ruptura de dientes por esfuerzos de flexión.
B.- Picaduras de dientes debido a esfuerzos superficiales y fatiga del
lubricante.
84
Sistema de transmisión de fuerza
La falla “A” es catastrófica (flexión) ya que por lo general la ruptura de un diente
deshabilita la máquina.
La falla “B” por picaduras llega gradualmente y da una advertencia audible
(Predictiva), de ser posible se pueden revisar los dientes sin desarmar
demasiado el equipo. Los engranajes pueden seguir operando durante cierto
tiempo después de que se inicie la picadura antes de tener que remplazarlos
totalmente.
“Origen de las principales fallas”.
1° mala operación.
2° contaminación del lubricante (agua, polvo ambiental).
3° por pérdida de aceite (cárter de poca capacidad, se calienta fácilmente).
4° procedimiento de reparación equivocado, exceso de intervención.
5° repuestos de dudosa calidad.
6° fatiga de materiales adquiridas en su proceso de obtención o de
mecanizado.
7° desgaste por condiciones naturales asociadas al modo de trabajo, por
periodo
Extendido de uso, por stress.
8° no cambiar el aceite a tiempo 40 días.
ACTIVIDAD IV
1. Visita un taller de tu localidad y averigua de como lo maestros
mecánicos identifican las averías y fallas de un diferencial, realice un
artículo de opinión.
2. Elabora un organizador de contenidos del tema realizado.
3. Dibuja un diferencial e identifica sus partes.
85
Sistema de transmisión de fuerza
EVALUACIÓN IV
1. ¿Qué fallas son las más comunes en el diferencial?
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………..
2. ¿Cuáles son las partes principales del diferencial?
……………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………..
3. Identifica la corona y los palieres en la siguiente imagen.
4. Cuantas tipos de juntas universales encontramos en los vehículos
de tracción posterior.
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
………
5. ¿Que tipo de aceite utilizan los diferenciales?
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
……….
86
Sistema de transmisión de fuerza
BIBLIOGRAFÍA
 Automecanico (2011). Sistema de trasmisión de fuerza.
Recuperado de http//www.automecanico.com
 GAMOR (2005). Modulo del sistema de trasmisión de fuerza.
Lima, Perú: Clan Grafico.
 HONDA (1998). Manual de taller- Modelo GL 125. Lima, Perú.
Autor.
 Lozada, M. (2003). Mecánica Automotriz. Lima, Perú: Coveñas.
 Lozada, M. (2003). Especificaciones. Lima, Perú:Coveñas.
 Mecánica Virtual (2012). Sistema de transmisión de fuerza.
Recuperado de http//www.mecanicavirtual.org
 Nissan(2011). Sistema de transmisión de fuerza. Recuperadode
http//www.nissan.com.co/servicio/repuestos9.php
 Toyota (2002). Sistema de transmisión de fuerza. Manual de
adiestramiento.
 TECSUP (2007). Sistema de transmisión de fuerza. Lima, Perú: Autor.
 VOLVO (1999). Manual de taller – Caja de Cambios – Modelo 2F S6–66
+ 6V 66 – 1999. Autor.
 VOLVO (1999). Sistema de transmisión de fuerza. Autor.

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  • 1. SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE FUERZA EN LOS AUTOMOVILES UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS Escuela Académico Profesional de Educación Especialidad: Mecánica Automotriz 2 0 1 3  ANGLAS MATEO, WENDY FELICIA  ANGLAS PAUCAR, POOL DANTE  CONTRERAS JORGE, JESÚS  GÁLVEZ HUAMÁN, YAN CARLOS  MARCOS BENITO, JERRY KEVIN  MOORE BLANCO, FRANK NÉSTOR  RAMIREZ RAMOS YOSLAVO  ROJAS RICSE, LUIS ALBERTO
  • 2. 2 Sistema de transmisión de fuerza Para aquellos que verdaderamente Aman, y ejercen una conciencia Científica en la sociedad.
  • 3. 3 Sistema de transmisión de fuerza PRESENTACIÓN Las exigencias actuales de la sociedad obligan a los profesionales en educación técnica, formación de calidad y competitividad, desarrollando habilidades y destrezas para adaptarse a los cambios tecnológicos, especialmente en la mecánica automotriz. El presente módulo didáctico del sistema de trasmisión de fuerza en los automóviles tiene la finalidad de contribuir a la formación y comprensión de forma didáctica de los conocimientos básicos sobre aspectos conceptuales, componentes, funcionamiento, mantenimiento y averías del sistema de trasmisión de fuerza. El módulo didáctico está dividido en tres unidades donde cada una de ellas está dividida en base a los subtemas con los que cuenta el sistema de trasmisión de fuerza. La primera unidad, se enfoca en el sistema de trasmisión de fuerza y embrague con: aproximación teórica, importancia, partes, tipos de transmisión, partes, tipos, según las categorías principales, según la cantidad de discos, mecanismos de operación y averías. La segunda unidad, exploraremos la caja de velocidades, definición, función, tipos (manual y automática) y las averías. La tercera unidad, comprende el árbol de transmisión y de impulsión, definición, finalidad, También hablaremos del sistema diferencial, partes, defectos y averías correspondientes a estos subsistemas. Agradecemos a las autoridades universitarias, docentes y sobre todo a los estudiantes de la Escuela Académico Profesional de Educación Especialidad: Mecánica Automotriz de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú, por su persistencia y vocación del trabajo pedagógico científico. Los alumnos E.M.A semestre “VII”
  • 4. 4 Sistema de transmisión de fuerza INDICE Presentación.......................................................................................................... 3 INSTRUCCIONES................................................................................................... 7 UNIDAD I ................................................................................................................ 7 SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA................................................................. 8 APRENDIZAJES ESPERADOS ...................................................................................... 8 1. Antecedentes..................................................................................................... 9 2. Importancia ..................................................................................................... 10 3. Partes del sistema de transmisión de fuerza ..................................................... 11 4. Tipos transmisión............................................................................................. 11 A. Tracción delantera........................................................................................ 11 B. Tracción posterior......................................................................................... 12 C. Tracción total 4x4......................................................................................... 12 ACTIVIDAD I......................................................................................................... 13 ACTIVIDAD PARA LA CASA I............................................................................. 14 EVALUACIÓN I..................................................................................................... 15 UNIDAD II ............................................................................................................. 16 SISTEMA DE EMBRAGUE................................................................................... 16 APRENDIZAJES ESPERADOS ..................................................................................... 16 EL EMBRAGUE.................................................................................................... 17 1. Antecedentes ............................................................................................... 17
  • 5. 5 Sistema de transmisión de fuerza 2. Partes del embrague..................................................................................... 18 3. Tipos: ............................................................................................................... 4. Averías del sistema....................................................................................... 27 ACTIVIDAD PARA LA CASA II............................................................................ 28 UNIDAD III ............................................................................................................ 29 TRANSMISIÓN MECÁNICA................................................................................. 29 APRENDIZAJES ESPERADOS............................................................................... 29 CAJA DE VELOCIDADES.................................................................................... 30 1. Antecedentes.......................................................30¡Error! Marcador no definido. 2. Definición:........................................................................................................ 32 3. Funciones:........................................................................................................ 32 4. Características:................................................................................................. 32 5. Tipos de engranajes, rodajes y selladores en las cajas mecánicas: ..................... 32 6. Tipos de cajas mecánicas:................................................................................. 33 7. Engranaje......................................................................................................... 34 8. Conjunto sincronizador .................................................................................... 36 9. Averías de la transmisión manual: .................................................................... 43 ACTIVIDAD III....................................................................................................... 45 EVALUACIÓN III................................................................................................... 46 CAJA AUTOMÁTICA ........................................................................................... 48 1. antecedente:....................................................................................................... 48 2. tipos: existen tres tipos de caja automática . .................................................... 49 3. tipos de transmisión:........................................................................................ 50 4. componentes de la caja automática.................................................................. 54 5. hoja de comprobación del diagnóstico de fallas................................................ 58 6. tabla de diagnóstico de fallas ........................................................................... 58 ACTIVIDAD III....................................................................................................... 61 EVALUACIÓN III................................................................................................... 62
  • 6. 6 Sistema de transmisión de fuerza UNIDAD IV............................................................................................................ 63 ÁRBOL DE TRASMISIÓN Y DIFERENCIAL........................................................ 63 APRENDIZAJES ESPERADOS:............................................................................... 63 1. Árbol de trasmisión.......................................................................................... 64 2. Tipos de árboles............................................................................................... 66 3. Árbol de impulsión........................................................................................... 69 4. Diferencial........................................................................................................ 72 5. Antecedente .................................................................................................... 72 6. Funciones:........................................................................................................ 73 7. Partes: ............................................................................................................. 74 8. Los semiejes:.................................................................................................... 75 9. Averías............................................................................................................. 83 ACTIVIDAD IV ...................................................................................................... 84 EVALUACIÓN IV .................................................................................................. 85 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 86
  • 7. 7 Sistema de transmisión de fuerza INSTRUCCIONES  A continuación se observará los dibujos que cumplen la función de que lo llevaran durante esta aventura didáctica dentro del texto sobre el sistema de trasmisión de fuerza y embrague. a. Sr. disco. Acompañará haciéndole recordar la importancia de leer la información. b. auto feliz. Es un recordador de lo que se está aprendiendo. c. El vehículo nariz roja. Se encarga de hacer preguntas. d. El churre. Resuelve las actividades después de cada aprendizaje obtenido. UNIDAD I
  • 8. 8 Sistema de transmisión de fuerza SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA Aprendizajes esperados  Analiza sobre el sistema de trasmisión de fuerza, describiendo, caracterizando, clasificando, analizando las partes, tipos y su importancia, para comprender su principio de funcionamiento. MAPA DE CONTENIDOS SISTEMA TRANSMISIÓN ANTECEDENTES PARTES TIPOS IMPORTANCIA No te olvides de leer la información EMBRAGUE CAJA DE VELOCIDAD DIFERENCIAL ÁRBOL DE TRANSMISIÓN TRACCIÓN DELANTERA TRACCIÓN TOTAL 4X4TRACCIÓN POSTERIOR
  • 9. 9 Sistema de transmisión de fuerza SISTEMA DE TRASMISIÓN DE FUERZA 1. ANTECEDENTES: Conjunto de elementos sincronizados que cumplen un proceso mecánico de trasmitir las revoluciones emitidas del motor a sus ruedas, las cuales generarán movimiento a un cuerpo estático generando una fuerza, convirtiéndola en energía mecánica. Como principios fundamentales de este sistema, se tiene que: La fuerza desarrollada por el motor, determina la velocidad con la cual el vehículo puede operar. La cantidad de fuerza desarrollada es por lo tanto determinada directamente por la velocidad de operación del motor. Teniéndose como regla básica: si el motor trabaja más rápido, se desarrolla más fuerza. Según recopilación de las leyes de Newton se considera que: La ley de fuerza menciona que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. ¿Entendió usted sobre el principio que fundamenta el sistema trasmisión?
  • 10. 10 Sistema de transmisión de fuerza 2. Importancia El sistema de trasmisión arrastra el movimiento que se genera en el motor a través del cigüeñal permitiendo generar el impulso respectivo que el vehículo necesite para su desplazamiento.  Trasmisión de fuerza: El movimiento que se produce en el motor, transmite desde el cigüeñal a través de la volante, que partiendo desde ese punto se toma el disco de fibra de embrague para luego pasarla hacia la caja de cambios a través del eje propulsor que se encuentra en la caja de cambios. Finalmente este proceso que tiene que cumplir dicho sistema, se le reconozca como sistema trasmisión de fuerza. ¡¡RECUERDA QUE!! Gracias a mi sistema de transmisión puedo desplazarme por las carreteras, pero depende de mi motor, la fuerza que emite y ha de pasar por ellas para generar movimiento a las ruedas.
  • 11. 11 Sistema de transmisión de fuerza 3. Partes del sistema de transmisión de fuerza 4. Tipos transmisión Hay de tres tipos: la tracción delantera, la tracción posterior y la tracción total 4x4; las cuales cumplen la función de arrastrar la fuerza que emite el motor hacia las ruedas del vehículo. a. Tracción delantera. Conocida también como propulsión delantera, se encuentran en vehículos, cual sincronización emitida por la caja de velocidades está canalizada a través de un árbol de impulsión que lleva adaptado un kit de juntas elásticas cuya función, es de absorber las deformaciones del terreno. En este mecanismo el diferencial esta enlazado con las ruedas por medio de unos semiarboles rígidos conocidos como palieres que están alojados en el interior del puente. Embrague Caja de cambios Diferencial Motor Palieres
  • 12. 12 Sistema de transmisión de fuerza b. Tracción posterior. Llamado también propulsión posterior en este caso los vehículos impulsan las ruedas posteriores a través del embrague, la caja de cambios, árbol de trasmisión o conocido como cardan, diferencial y los ejes laterales todo esto se realiza por la fuerza que emite el motor situado en la parte delantera del vehículo. c. Tracción total 4X4. Conocemos propulsión total o 4x4, es cuando el motor que está instalado en la parte delantera del vehículo este a través de la fuerza que proporciona impulsa las cuatro ruedas del vehículo. ¿Sabías que había 3 tipos de tracción dentro del sistema de trasmisión de fuerza de los automóviles?
  • 13. 13 Sistema de transmisión de fuerza ACTIVIDAD I 1. A continuación correlaciona los siguientes tipos de trasmisión con las figuras correspondiente haciendo uso de una línea de punto a punto.  Tracción total (4x4)  Tracción delantera  Tracción posterior Hola Señor disco cómo estas, que maravilloso fue saber que un sistema de trasmisión tiene tres tipos de tracción. Pero tengo una interrogante, sobre el tema ¡Te escucho NARICITA ROJA ¡ ¿Cuál será tu pregunta? ¿Bueno en alguna parte de mi sistema de transmisión existe un ruido en la hora de subir una pendiente? Muy buena tu pregunta Toyota, lo cual conlleva a un análisis completo del sistema de transmisión para detectar el ruido proveniente al subir una pendiente. La falla seria que escapan los cambios al efectuarlos en subida, otro que en el diferencial existe una mala regulación y no hay una pisada correcta.
  • 14. 14 Sistema de transmisión de fuerza ACTIVIDAD PARA LA CASA I 1. Realice un organizador de los tipos de sistema de trasmisión estudiado con su respectiva función. Hola Señor. disco tengo una pregunta para ti, ¿Mi sistema de tracción delantera empieza a tener un problema de embrague y no avanza el vehículo cual sería la falla? Bueno NARICITA ROJA esos problemas son frecuentes por el trabajo continuo lo cual el diagnóstico es que el forro del disco está desgastado, no patea el collarín, mal cambio del disco y otros.
  • 15. 15 Sistema de transmisión de fuerza EVALUACIÓN I 1. ¿Qué tipos de trasmisión conoces? mencione sus partes __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________ 2. ¿Cuándo se trasmite la fuerza hacia las ruedas posteriores, pertenece a un vehículo con? a) Tracción delantera b) tracción total c) tracción trasera d) tracción tridimensional e) todas las anteriores 3. Dibuje un sistema de transmisión que usted conoce y señale sus partes
  • 16. 16 Sistema de transmisión de fuerza UNIDAD II SISTEMA DE EMBRAGUE Aprendizajes esperados  Analice sobre el sistema de embrague, describiendo sus partes, tipos y su importancia, para comprender su funcionamiento y sus posibles averías. No te olvides de leer la información EMBRAGUE ANTECEDENTES FUNCIONES TIPOS PARTES DEL SISTEMA DE EMBRAGUE FUNCIONAMIENTO MAPA DE CONTENIDOS AVERIAS
  • 17. 17 Sistema de transmisión de fuerza EMBRAGUE 1. ¿Qué es embrague? __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ EL EMBRAGUE ANTECEDENTES: En sus inicios los embragues eran de un material de rozamiento el más empleado era el cuero. En 1920 Dion Bouton propuso los embragues construidos de aglomerado de amianto, esto permitía obtener elevados coeficientes de rozamiento. En 1950, el disco en seco, construido de amianto y cobre, con resortes helicoidales y a partir de 1960 los discos de embrague poseen un sistema de diafragmas. Actualmente los discos de embrague constan de un disco de acero con forros de amianto, resinas sintéticas, e hilos de cobre o latón. UBICACIÓN: El sistema de embrague está situado entre la caja de cambios y el motor únicamente como trabajo a realizar es trasmitir las revoluciones que emite el motor a la trasmisión o caja de cambios, que en su trabajo sincronizado emiten esta propulsión hacia las ruedas y esta acción que se genera pone en marcha al automóvil. No pases a la siguiente página sino respondes lo sugerido ¡ Por favor ¡
  • 18. 18 Sistema de transmisión de fuerza ¡SABIAS QUE¡ 2. Partes del embrague b) Eje primario o conducido: pieza mecánica fundida en hierro que transmite el movimiento. En un cambio de marchas se denomina eje primario al eje que está conectado a través del embrague con el cigüeñal. Es el que impulsa a los engranajes del cambio c) Cubierta o tapa: Parte del sistema de embrague de aluminio y acero que constituye la cubierta del mismo, y en ella se alojan los muelles y las patillas de accionamiento. Es bueno saber que el elemento tiene cada pieza del embrague, pero tengo una interrogante. ¿Por qué se rompen o se desgastan si son hechas de hierro fundido? El embrague: Es un sistema mecánico hidráulico cuyo trabajo es crear una conexión de acoplar y desacoplar entre el motor y la caja de cambios. a) Plato presor: Pieza mecánica que en acople con sus demás componentes forman el sistema de embrague sirve de acoplamiento del conjunto al volante de inercia por medio de un disco de fricción y va montado entre el disco de fricción y la carcasa.
  • 19. 19 Sistema de transmisión de fuerza d) Resortes del disco de embrague: Pieza mecánica fundida en hierro cuya función dentro del disco de embrague, es cumplir el trabajo de darle equilibrio ejerciendo presión y a la vez liberan el disco de embrague, amortiguan el esfuerzo de torsión que se produce al aplicar la fuerza. e) Muelle central de apriete: Pieza mecánica de acero El resorte del diafragma del embrague de la alta calidad, el resorte del diafragma está diseñado para la cubierta del embrague. del automóvil o del carro. f) remache: pieza mecánica fundida en acero cuya finalidad es de sujetar el muelle central de apriete para ello es de forma escalonada. g) Disco de presión: El disco de embrague es un elemento encargado de transmitir a la caja de velocidades toda la fuerza del motor, sin que se produzca resbalamientos. Por ese motivo está forrado de un material de fricción que se adhiere a las superficies metálicas lo cuales resisten al desgaste y all calor.
  • 20. 20 Sistema de transmisión de fuerza h) Volante: Corona de arranque que sirve para transmitir movimiento al cigüeñal por medio del arrancador lo cual también es una rueda grande y pesada que ayuda a girar el cigüeñal por medio de su peso cuando el motor está en ralentí. i) Horquilla: Es una parte del embrague cuya finalidad es mover al collarín por medio de los bombines hidráulicos.
  • 21. 21 Sistema de transmisión de fuerza NO TE OLVIDES DE LEER LA INFORMACIÓN ¡CONOCEMOS AHORA LAS PARTES DEL EMBRAGUE! RECUERDALO SON MUY IMPORTANTES. i) Collarín: es un mecanismo del embrague cuya función es presionar el diafragma del plato presor para desacoplar y acoplar el movimiento del motor y la caja.
  • 22. 22 Sistema de transmisión de fuerza 1. Volante motor 2. Corona dentada 3. Disco de fricción 4. Plato de presión o mordaza 5. Muelle de diafragma 6. Anillos de apoyo 7. Espigas 8. cubierta 1. Perno de fijación 2. Funda 3. Pedal 4. Volante 5. Diafragma 6. Disco de embrague 7. Collarín 8. Plato de presión ACTIVIDAD II 1. Escribe sobre los números las partes que componen el sistema de embrague. Escoge uno de los recuadros que contiene las partes completas del embrague.
  • 23. 23 Sistema de transmisión de fuerza 3. Tipos Existen diferentes tipos de embrague:  Según el número de discos o Monodisco seco. o Multidisco húmedo o seco.  Según el tipo de mando o Mando mecánico. o Mando hidráulico. 2.1.SEGÚN SUS CATEGORÍAS. Tenemos los siguientes: (Embrague mecánico y embrague hidráulico) a. Embrague hidráulicos La propulsión que se transfiere del motor a la caja de cambios es por medio de un fluido hidráulico que circula entre los dos componentes principales del embrague hidráulico: el rotor de la bomba y el rotor de la turbina.
  • 24. 24 Sistema de transmisión de fuerza b. Embragues mecánicos: Están constituidos por una parte motriz, que transmite el giro a una parte conducida, utilizando para tal efecto la adherencia existente entre los dos elementos, y a los que se les aplica una determinada presión, que los une fuertemente uno contra el otro. 3.2. Según la cantidad de discos a. Monodisco.- son los que llevan un solo disco seco. c. Multidisco. Es también conocido por que se encarga de engranar progresivamente un eje motor a otro. Consta de dos juegos de discos intercalados, uno de ellos solidario con un eje y el otro solidario con el otro eje. Estos discos pueden estar completamente separados, de forma que uno de ellos no transmite fuerza al otro. A medida que se unen, el rozamiento entre ellos hace que uno arrastre al otro.
  • 25. 25 Sistema de transmisión de fuerza a. Secos.- Se le conoce con este nombre, debido a que no hay contacto con un líquido elemento. 1.1. Según el accionamiento de la horquilla 2.2. Según el lugar de trabajo: Se define de esa manera por que cumplen una función determinada emitida por los fabricantes. b. Húmedos.- Se les denomina así porque están siempre en conjunto con aceite u otro liquido lubricante amiguitos. a. De empuje.- Es cuando la horquilla del embrague se desliza hacia adentro.
  • 26. 26 Sistema de transmisión de fuerza 1.2. Según el tipo de platos presores. 3.4Cubierta de embrague La cubierta de embrague cumple una función muy importante de conectar y desconectar la potencia que es emitida desde el motor para lo cual este debe estar balanceado perfectamente. La cubierta de embrague posee resortes que fuerzan el plato de presión con el disco de embrague, cuyos resortes son espiralados o de diafragma. Esta pieza tiene la forma de una corona circular contiene resortes. b. De jale o arrastre.- Es cuando la horquilla del embrague se desliza hacia atrás. a. Diafragma.- Este tipo de embrague han sustituido a los del tipo de muelles y pastillas. Estos embragues están compuestos por una carcasa, la maza de embrague que presiona al disco contra la volante del motor y por el diafragma, que sustituye en este caso a los muelles.
  • 27. 27 Sistema de transmisión de fuerza 4 Averías del sistema: EMBRAGUE AVERÍAS CAUSAS SOLUCIONES 1. Retiembla al arrancar o cambiar la marcha. Cable de mando se agarra y no retorna correctamente. Engrasar o sustituir el cable. Gomas de apoyo del motor deteriorado. Sustituirlas. Disco engrasado o desgastado. Sustituir el disco. Superficie de fricción del volante y/o del plato de presión rayada. Rectificar las superficies de fricción o sustituir las piezas afectadas. Muelles o muelle de diafragma deformados. Sustituir elementos. 3.5 Juego total del pedal de embrague El pequeño juego del pedal de embrague es de (2-3 cm aproximadamente), a veces tarda 1 como 2 o 3 segundos cuando este está en uso.
  • 28. 28 Sistema de transmisión de fuerza 2. Patina. Tope de la palanca de desembrague desajustado (cable de mando excesivamente tensado). Ajustar el tope del cable, dejando la holgura recomendada. El pedal no retorna debido a debilitamiento del muelle de retroceso o a atascamiento del cable de mando. Sustituir el muelle. Engrasar o sustituir el cable de mando. Asbesto del disco impregnado de posibles fugas a través del retenedor del cigüeñal. Sustituir el disco y poner nuevos retenes. Disco desgastado. Sustituir el disco. Muelle de diafragma roto o cedido. Sustituir el conjunto muelle del diafragma 3. Desgaste prematuro. Conducir habitualmente con el pie apoyado en el pedal de embrague Sustituir el disco y evitar ese hábito en lo sucesivo.
  • 29. 29 Sistema de transmisión de fuerza UNIDAD III CAJA MECÁNICA Aprendizajes esperados  Reconoce la transmisión mecánica y automática (caja de cambios), describiendo, caracterizando, clasificando, analizando las partes, tipos y su importancia para conocer el principio de funcionamiento e identifica sus posibles fallas y proporcionar soluciones. CAJA MECÁNICA MANUAL: Conjunto de engranajes sincronizados que recibe la potencia del motor para aumentar la fuerza y multiplicar la velocidad hacia las ruedas motrices del automóvil. Tipos Partes N 1° 2° 3° 4°Funcionamiento
  • 30. 30 Sistema de transmisión de fuerza TRANSMISIÓN MECÁNICA (CAJA DE CAMBIOS) 1. ANTECEDENTES: Arquímedes un gran sabio griego (287 – 212 a.c.) en la mecánica atribuyo bastante con su ley matemática de la palanca atribuyendo una frase célebre “dame un punto de apoyo y moveré el mundo”, brindando ideas para el futuro sobre la potencia y la resistencia de elementos, describiendo así mayor sea la palanca menor será el esfuerzo de mover un objeto más pesado y es así que esa patente queda como ideas para las otras generaciones y su aplicación futura. SABIAS QUE: LAS BASES TEÓRICAS DE LA TRANSMISIÓN MECÁNICA FUERON DADAS POR LOS SABIOS ARQUÍMEDES Y LEONARDO DA VINCI HACE MAS DE 21 SIGLOS. RECUERDA QUE LEONARDO DA VINCI INVENTO LOS ENGRANAJES
  • 31. 31 Sistema de transmisión de fuerza Leonardo da Vinci inventa los engranajes quien muere en Francia en 1519 dejando para nosotros sus valiosos dibujos y esquemas, Leonado da Vinci se dedico mas a la creación de maquinas de guerras para la defensa y el ataque pero sus esquemas e invenciones trascienden el tiempo y nos enseñan las múltiples alternativas que nos brindan mecanismos básicos de palancas, engranes y poleas unidas entre si en una máquina cuyo diseño geométrico es notable. Los engranes propiamente tales son ruedas provistas de dientes que posibilitan que dos de ellas se conecten entre sí. Donde el engrane mas grande será el conductor y el pequeño el impulsado donde tales combinaciones generara mayor fuerza y mayor velocidad. Se puede deducir que la posición entre los ejes es de gran importancia al diseñar la transmisión. Las situaciones son principalmente tres: ejes paralelos, ejes que se cortan y ejes que se cruzan. En sus dibujos y esquemas Leonardo da Vinci aporta impecables diseños de una caja de transmisión trasera para un carro donde un eje vertical mueve el "engrane" que impulsa las ruedas hacia adelante o atrás. En este mecanismo los ejes están perpendiculares entre sí. SABIAS QUE: Leonardo da Vinci diseñó un cambio de velocidad compuesto por dos piezas, una cilíndrica y otra cónica que mediante una serie de engranajes convertía el mecanismo en un cambio de velocidades.
  • 32. 32 Sistema de transmisión de fuerza 2. Definición: 3. Funciones: 4. Características: 5. Tipos de engranajes, rodajes y selladores en las cajas mecánicas: a) Rodajes: son ruedas que sellan y permiten el paso del movimiento rotativo.  Rodaje con Bolas  Rodaje con balines.  Rodaje cónico b) Engranajes: son ruedas provistas de dientes  Dientes helicoidales  Dientes rectos Selladores: permite evitar las fugas de aceite y el contacto con la suciedad.  retenes Conjunto de engranajes sincronizados que recibe el movimiento del motor para aumentar la fuerza y multiplicar la velocidad hacia el diferencial potenciando las ruedas motrices del automóvil.  Recibe la potencia del motor y transmitir de acuerdo a la adecuación de ruta del conductor sea en fuerza o velocidad.  Transmite las revoluciones de salida hacia las ruedas motrices del automóvil.  Permite reducir y aumentar la potencia del motor hacia las ruedas motrices del automóvil.  Impulsa a las ruedas en sentido inverso con mayor fuerza motriz.  Ofrecer un rendimiento en los cambios seleccionados.  Sus cambios deben ser fáciles, rápidos, precisos y silenciosos.  El material debe ser ligero de un diseño compacto y fácil para desmontar y montar.  Debe ser resistente y de gran durabilidad.  Su ubicación debe ser visible para su mejor servicio.
  • 33. 33 Sistema de transmisión de fuerza 6. Tipos de cajas mecánicas: a. Transmisión manual trasera: son montadas longitudinalmente denominadas para vehículos tracción trasera (FR). b. Transeje manual delantera: son montados transversalmente, generalmente denominadas para vehículos tracción delantera(FF).
  • 34. 34 Sistema de transmisión de fuerza 7. PARTES: Engranaje 2.1 Palanca selectora de cambios: Su función es realizar los cambios de engranajes correspondientes de acuerdo a la velocidad y fuerza de la revolución del motor que es manejado por el conductor en las respectivas rutas de transporte. 2.3.1. Dientes helicoidales: se caracteriza por dientes curvos cortados en ángulo con respecto a su eje de rotación, la superficie de contacto, entre los dientes es mayor que los de engranajes rectos. Con este tipo la potencia aumenta y es más suave e silenciosa. 2.2 Eje de entrada: también llamada flecha de entrada, es un eje por donde ingresa la potencia del motor.
  • 35. 35 Sistema de transmisión de fuerza 2.3.2. Dientes rectos externos e internos: son cortados paralelamente a su eje de rotación, son ruidoso y se necesita menos potencia para hacerlos girar en comparación a los engranajes helicoidales. Aumenta la fuerza del automóvil en sentido contrario (lo encontramos en los dientes de retroceso). 2.4. Tren fijo: Conjunto de engranajes que giran con una sola unidad, cuya función es de guiar la potencia del motor de acuerdo al desplazamiento del vehículo. También llamado árbol intermediario.
  • 36. 36 Sistema de transmisión de fuerza 8. Conjunto sincronizador C. Cubo del embrague: Parte del conjunto de sincronizador que aloja al anillo sincronizador. a. Anillo sincronizador: parte de conjunto sincronizador, posee delgadas ranuras en la parte interna del anillo sincronizador para aumentar la presión de superficie cuando este elemento es empujado con la sección cónica del engranaje. También corta la película de aceite cuando se requiere aumentar la fuerza de fricción adecuadamente para una suave sincronización. Es por eso que cuando estas ranuras se desgastan, tienden a resbalar y se reduce el efecto de sincronización. Su material es de bronce. b. Manguito del cubo: Parte del conjunto sincronizador donde aloja las horquillas, al cubo y el anillo sincronizador e chavetas que efectúa la fricción de ellos para la sincronización correspondiente.
  • 37. 37 Sistema de transmisión de fuerza d. Resorte de chavetas: Es un anillo de retención de la chaveta que esta ubicada en el cubo del embrague. e. Chavetas sincronizadoras: es un seguro que retiene al anillo sincronizador para su función correspondiente es ubicado en el cubo del embrague. 2.6. Eje de marcha atrás: Está compuesta por una rueda loca que interviene entre el eje intermediario y secundario para invertir el giro habitual del árbol secundario. Se utiliza un dentado recto para la marcha en reversa. 2.7. Eje de salida: O también llamada eje de salida, es el eje por donde pasa la fuerza al árbol de transmisión o impulsión.
  • 38. 38 Sistema de transmisión de fuerza 2.7. Caja de la transmisión: Es el cuerpo mecánico que aloja todo los elementos de transmisión mecánica y almacena el aceite. 2.8. Mecanismo de detención de cambión: por medio de ellos y gracias a la articulación se efectúa los cambios mediante la palanca selectora, en ello encontramos los siguientes: ejes, horquillas (araña), resortes, pasadores y bolas. 2.9. Aceite: El tipo de aceite que requiere por ser de engranajes es un SAE 90/120 (viscosidad); API GL-3 (lubricantes para engranajes).
  • 39. 39 Sistema de transmisión de fuerza 9. FUNCIONAMIENTO DE UNA CAJA MANUAL VERTICAL: a. Neutral. Como se puede observar en la figura 1 el conjunto sincronizador están libres de engranar con los engranajes de salida, donde el tren fijo solo jira libremente tanto como el eje de salida al recibir la potencia del motor y donde el engranaje loco de reversa gracias a la varilla de accionamiento evita los rozamientos con el engrane de reversa siendo movido a un lado cuando no es su cambio correspondiente de reversa. a. Primera: Como se muestra en la figura 2. la posición del conjunto sincronizador se acopla al engranaje de primera donde la potencia recibida desde el engranaje de cuarta hacia el tren fijo que es transmitida al engrane más pequeño y engranando en el engranaje de primera donde es más grande y como eje de salida transmite la potencia hacia las ruedas motrices, donde también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un costado izquierdo gracias a las varillas de accionamiento para evitar roses cuando no es su engrane correspondiente de reversa. Podemos agregar que el eje de salida da una vuelta por cada tres que recibe del eje de entrada; en consecuencia la torsión es máxima, pero el desplazamiento del vehículo es menor. La relación de giro promedio es de 2,5 a 1. Figura 2. Primera velocidad de la caja de cambios
  • 40. 40 Sistema de transmisión de fuerza Figura 3. Segunda velocidad de la caja mecánica b. segunda: Como se muestra en la figura 3. la posición del conjunto sincronizador que sincronizaba a la primera ahora sincroniza a la segunda siendo un poco pequeño que el engranaje de la primera a la vez que del tren fijo es un poco mas grande y como función es transmitida al eje de salida para llegar hacia las ruedas motrices, también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un costado derecho gracias a las varillas de accionamiento para evitar roses cuando no es su engrane correspondiente de reversa. En consecuencia la torsión es menor que en primera, pero el desplazamiento del vehículo a mayor velocidad. La relación de giro promedio es de 2 a 1. d. Tercera: Como se muestra en la figura 4. la posición del conjunto sincronizador que sincronizaba la segunda vuelve a su posición neutral y del otro extremo la horquilla delantera se acopla a la tercera donde este engrane es más pequeño que el engranaje de la segunda y el engranaje del tren fijo es un poco más grande que el anterior, como función es transmitida al eje de salida para llegar hacia las ruedas motrices, donde también se observa que el engranaje loco de reversa esta a un costado izquierdo gracias a las varillas de accionamiento para evitar roses cuando no es su engrane correspondiente de reversa. En consecuencia la torsión es menor, pero el desplazamiento del vehículo es mayor. La relación de giro promedio es de 1,5 a 1.
  • 41. 41 Sistema de transmisión de fuerza Figura 4. Tercera velocidad de la caja de cambios Figura 6. Reversa de la caja de cambios Figura 5. Cuarta velocidad de la caja mecánica e. Cuarta: Como se muestra en la figura 5. la posición del conjunto sincronizador que sincronizaba a la tercera ahora sincroniza a la cuarta siendo un poco pequeño que el engranaje de la tercera a la vez que del tren fijo es más grande y como función es transmitida al eje de salida para llegar hacia las ruedas motrices, también se observa que el engranaje loco de reversa sigue a un costado izquierdo. A este cambio se le conoce como directa. La relación de giro es de 1 a 1. f. Reversa: Como se muestra en la figura 6. los conjuntos sincronizadores vuelven a su posición neutral y es donde actúa la varilla de accionamiento para mover el engrane loco de dientes rectos para engranarse con el engranaje grande de dientes rectos y con el engrane recto del tren fijo, donde el pequeño engranaje loco por su posición intermedia invierte la rotación del engrane grande, logrando con esto que el vehículo retroceda. En este caso el engrane grande de dientes rectos se mantiene separado del engranaje pequeño del tren fijo; por esta razón el pequeño engrane loco se coloca entre los dos, recibe el giro del tren fijo y como consecuencia invierte la rotación del engrane grande.
  • 42. 42 Sistema de transmisión de fuerza Relación de transmisión: En la presente relación como se observa en la imagen se hallara una operación teniendo datos del numero de dientes para analizar sus revoluciones de cada engrane. Como ejemplo: En la imagen mostrada de una caja de cambios de cuatro velocidades y de reversa, la potencia emitida del motor es de 2300 rpm donde se procederá su operación de engranajes la cual se dividirá los números de dientes de los engranes de entrada con los engranes de velocidades e fuerza para luego ser multiplicados y obtener un resultado, donde aquella respuesta será dividida por la revolución del motor (2300 rpm), Donde: Los números de dientes ya están contados y se procederá a su operación y son los siguientes: D1= 32 y D2=15 A2=32 y A1=19 C1=29 y C2=22 E1=39, E2=14 y E3=31 COMO EJEMPLO TENEMOS LA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN DONDE SE ESCRIBIRÁ EL NUMERO DE ENGRANAJES
  • 43. 43 Sistema de transmisión de fuerza Investigue una caja mecánica de cinco velocidades y su potencia emitida del motor para enumerar los dientes de cada sincronización y efectuar la operación para hallar las RPM de cada una de ellas. 1. AVERÍAS DE LA CAJA MECÁNICA : FALLAS DIAGNOSTICO EFECTO SOLUCIÓN CRUJIDO DE LOS ENGRANAJES DURANTE LOS CAMBIOS Verificar los problemas de desacoplamiento del embrague. Existen problemas Reparar o remplazar Verificar las ranuras del anillo sincronizador desgaste remplazar Verificar las crestas de la chaveta de cambio desgaste Remplazar RT= 𝐴2 𝐴1 X = 𝐷1 𝐷2 = 32 19 X = 34 15 = 1.68 x 2.26 = 3.79 RT= 𝐴2 𝐴1 X = 𝐶1 𝐶2 = 32 19 X = 29 22 = 1.68 x 1.32 = 2.22 RT= 𝐴2 𝐴1 X = 𝐵1 𝐵2 = 32 19 X = 23 26 = 1.68 x 0.88 = 1.48 RT= 𝐴1 𝐴1 X = 𝐴1 𝐴1 = 19 19 X = 19 19 = 1 x1 = 1 RT= 𝐴2 𝐴1 X = 𝐸3 𝐸2 X 𝐸1 𝐸3 = 32 19 X = 31 14 X 39 31 = 1.68 x 2.21 x 1.26 = 4.68 Primera: 2300 3.79 = 606.86 RPM. Segunda: 2300 2.22 = 1036.04 RPM. Tercera: 2300 1.48 = 1554.05 RPM. Cuarta: 2300 1 = 2300 RPM. Reversa: 2300 4.68 = 491.45 RPM. Ahora inténtalo tu amiguito
  • 44. 44 Sistema de transmisión de fuerza Verificar el resorte de la chaveta de cambios debilitado Remplazarlo RESBALAMIENTO DE LOS ENGRANAJES verificar la holgura de empuje para cada engranaje Holgura demasiado grande Regule o remplace Verificar el resorte de comprensión de la bola de detención debilitado Remplace Verificar las estrías del manguito de cubo y del embrague. desgaste Remplace FALLA DIAGNOSTICO EFECTO SOLUCIÓN DIFICULTAD PARA HACER LOS CAMBIOS Verificar las articulaciones del control de cambios atascado Reparar o remplazar Verificar los problemas de acoplamiento del embrague Existen problemas Reparar o remplazar Verificar las ranuras de los anillos sincronizadores desgaste Remplazar Verificar la cresta de la chaveta de cambio desgaste Remplazar Verificar el resorte de la chaveta de cambio debilitado Remplazar Verificar el mecanismo de bloque interno Desgaste o dañado Remplazar
  • 45. 45 Sistema de transmisión de fuerza ACTIVIDAD III 1. Averigüe cuantos sincronizadores lleva una caja de seis velocidades. 2. averigüe cuales son las posibles fallas o en su defecto averías que se pueden dar en una caja mecánica, redacte una artículo de opinión. 3. Dibuje una caja de velocidades mecánica. TAMBIÉN SE PUEDE ENCONTRAR SONIDOS INUSUALES Y RUIDOSOS Y ESTOS SON LOS SIGUIENTES:  Holgura de empuje de engranaje.  Holgura en conexiones estriadas.  Desgaste en engranajes o cojinetes.  Holgura de aceite entre bujes y ejes.  Descentramiento del eje.  Holgura entre el manguito de cubo y horquilla de cambio.
  • 46. 46 Sistema de transmisión de fuerza EVALUACIÓN III Al haber finalizado el estudio de “transmisión mecánica (caja de cambios)”; te invitamos a verificar tu aprendizaje. 1. ¿Quién invento los engranajes dejando valiosos dibujos y esquemas para el futuro? (2 puntos) a) Arquímedes b)Isaac newton c) Leonardo da Vinci d) Henry Ford 2. Completa el concepto sobre la caja de cambios (mecánica). (2 puntos) La caja de cambios (mecánica) es un conjunto de…………….. Sincronizados que recibe la………………. del motor, para aumentar la………………. y…………………… la velocidad hacia las……………… motrices del automóvil. 3. ¿Cuáles crees que seria las funciones de la caja de cambios? (2 puntos) …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… 4. ¿Qué tipo de engranajes, rodajes y selladores encontramos en las cajas mecánicas? (2 puntos) ……………………….. …………………….. ………………….. ………………………. …………………….. ……………………. ………………………. ……………………. ……………………
  • 47. 47 Sistema de transmisión de fuerza 5. ¿Cuáles son los tipos de cajas mecánicas actualmente? (2 puntos) 6. ¿Qué partes encontramos en el conjunto sincronizador de la caja mecánica? Mencionar 3 principales como máximo. (2 puntos)  ……………………………………. …………………………  ……………………………………. 7. ¿Qué tipo de aceite requiere la caja mecánica para su buen funcionamiento? Ejecutando su clasificación SAE Y API. (2 puntos) SAE……………….. API…………………. 8. Relacione correctamente las palabras (2 puntos) a) Dientes rectos ( ) Tren fijo b) Eje de entrada ( ) Propulsor c) Dientes helicoidales ( ) Dientes paralelos y ruidosos d) Árbol intermediario ( ) Dientes curvos cortados 9. Identifica las sincronizaciones correspondientes de cada imagen. (4 puntos)
  • 48. 48 Sistema de transmisión de fuerza CAJA AUTOMÁTICA 1. Antecedente: . El primer antecedente de una caja automática fue un dispositivo hidráulico para uso marino inventado en 1908; casi 20 años después, la fábrica inglesa Leyland mejoró ese sistema y lo adaptó a los colectivos de Londres. El Ford T, de las décadas del 10 y del 20, ya usaban una caja con un sistema de engranajes epicicloide, similar al de las cajas automáticas de hoy en día. La firma Daimler, en 1930, produjo una caja semi - automática formada por un par hidráulico unido a una caja epicicloidal electromagnética. Cinco años más tarde, el italiano Hugo Pavesa desarrolló una caja con tren epicicloidal que funcionaba con aceite a presión; si bien este sistema no pasó del prototipo, mostró que la mejor solución para las cajas automáticas eran los engranajes epicicloidales. General Motors, el fabricante norteamericano, dotó a sus Oldsmobile de 1937 de una caja semi automática, y en 1939 presentó la Hydro Matic Drive, que reunía un par hidráulico y una caja epicicloidal con cuatro relaciones. Tras la Segunda Guerra Mundial, estos sistemas siguieron evolucionando y el convertidor de par reemplazó al par hidráulico. Desde entonces, las cajas automáticas se perfeccionaron y los fabricantes norteamericanos los utilizaron en la mayoría de los vehículos.
  • 49. 49 Sistema de transmisión de fuerza 2. TIPOS: Existen tres tipos de caja automática aparte de la caja convencional. Robotizada Doble embrague Variación continua Derivación de la caja mecánica, en este caso la gestión del embrague y de las relaciones se realiza de manera electrónica. Carece de pedal de embrague y la palanca de cambios no tiene relación mecánica con la caja. Pariente cercano de la robotizada, cuenta con dos embragues, cada uno vinculado con un árbol. Un embrague es utilizado para las relaciones impares 1, 3 y 5 y el otro para los pares 2, 4, 6 y marcha atrás. Diversos sensores, ubicados en cada árbol, permiten saber cuál es la velocidad, al tiempo que relevan el régimen de rotación del árbol. Es el caso de las cajas DSG, de Volkswagen, cuyos engranajes son del tipo multidisco a baño de aceite –como en una moto-, y la PSG, de Luk, que cuenta con embragues a seco. Esta caja existe desde que existe el automóvil, y funciona según el mismo principio de variación del ciclomotor, con dos discos unidos entre ellos por una correa metálica. Todas las cajas automáticas trabajan sobre un solo eje donde se encuentran convertidor, bomba, tambores, planetarios, embragues unidireccionales y gobernadora. Y las cajas puente axod también contienen, en este mismo eje, el sistema diferencial. La caja automática es un sistema que de manera autónoma, determina el mejor cambio de velocidad que el automóvil necesite, haciendo los cambios según la revolución del motor, la mejor relación entre los diferentes elementos, como la potencia del motor, la velocidad del vehículo, la presión sobre el acelerador y la resistencia a la marcha. Se trata de un dispositivo electro - hidráulico que determina los cambios de velocidad.
  • 50. 50 Sistema de transmisión de fuerza 3. Tipos de transmisión: PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE LAS CAJAS AUTOMÁTICAS EN EL MUNDO: EUROPA 5% SUIZA 20% SUECIA - NORUEGA 14% GRAN BRETAÑA 10% ESTADOS UNIDOS 90% ASIA 85% PERÚ 2.5% Pros y contras de las cajas automáticas Entre los pros de una caja automática está la facilidad del manejo y una progresión adecuada de marchas. La carencia de embrague hace, además, que sea ideal para manejar en las ciudades. LINEAL: transmite el movimiento a un cardán que conecta con el diferencial trasero – caja de transferencia o reductora, si es doble tracción. PUENTE: transmite a los semiejes, dado que son tracción delantera. En este último caso, se pueden combinar con distintos tipos de accionamiento para los casos de tracción Existen dos tipos de transmisión. En las contras podemos ver, existe la idea de que la caja automática desperdicia energía - potencia, lo cual es cierto debido a la fricción, la necesidad de darle presión al aceite, las patinadoras del embrague o el convertidor; en suma, energía que se va en calentamiento. Para remediar este problema, los fabricantes agregan cada vez más un lock – up al convertidor, un sistema que en determinadas velocidades, solidariza parcial o totalmente la turbina con el impulsor dándole un equilibrio una compensación al motor con la caja para no haya pérdida de fuerza o potencia.
  • 51. 51 Sistema de transmisión de fuerza PARTES DE UNA CAJA AUTOMÁTICA: “Hydra - Matic” 1 Conjunto regulador 2 Plato regulador almenado de bloqueo 3 Embrague de una vía 4 Freno de cinta anterior 5 Embrague anterior 6 Embrague posterior y toma directa 7 Freno de cinta posterior 8 Convertidor ( formado por Impulsor (o bomba), reactor y turbina) 9 Bomba hidráulica 10 Servo del freno de cinta posterior 11 Caja comandada (válvulas limitadoras de presión, electroválvula de modulación, válvula manual, válvula de progresividad, válvulas de secuencia, válvula de corte) 12 Membrana de presión 13 Servo del freno anterior
  • 52. 52 Sistema de transmisión de fuerza - CONVERTIDOR DE PAR: (Convertidor hidráulico) En las cajas de cambio automáticas no se necesita del embrague que se usa en las manuales, y su función la realiza ahora un convertidor hidráulico. De este modo, como se verá, el conductor no se encarga de embragar o desembragar como sucede en los cambios manuales. Al ver el funcionamiento de un convertidor hidráulico se entiende muy bien si nos imaginamos dos ventiladores enfrentados, si conectamos uno de ellos, produce viento que actúa sobre las palas del segundo ventilador y lo hace girar según el sentido de inclinación de sus palas. En este caso se ha producido un acoplamiento fluido entre los dos ventiladores y el fluido utilizado es el aire. Si reducimos la distancia entre los dos elementos y los ponemos herméticamente cerrados o muy juntos mejoramos la eficiencia de este tipo de acoplamiento. Basándonos en esta idea cogemos dos elementos, como medias “rosquillas huecas” partidas por la mitad, en cuyo interior haya unas aletas con la inclinación adecuada. Las enfrentamos una con otra de forma que “hagan una rosquilla” y llenamos su interior de aceite, al hacer girar una de las dos mitades, el aceite también gira transportado por las aletas y al describir este movimiento de rotación, el aceite, por causa de la fuerza se va hacia el exterior lejos del eje, es decir que el aceite se mueve según una banda circular, como se ve en las flechas del dibujo.
  • 53. 53 Sistema de transmisión de fuerza De esta manera el aceite que está siendo arrastrado junto con el elemento motriz, penetra en el elemento conducido, (la media rosquilla que tiene en frente) con un ángulo que depende de la inclinación de las paletas, y de este modo el aceite al chocar contra las aletas del conducido con un cierto ángulo de incidencia, le transmite un par. En principio, cuanto más deprisa gira el elemento motriz respecto al conducido, más fuerte es el impacto del aceite sobre las aletas y por lo tanto transmite un mayor par. Al elemento conductor se le llama impulsor o bomba, porque es el que recibe el movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite contra el conducido. El elemento conducido se llama turbina, y va acoplada a la caja de cambios. Pero 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. Está montado sobre un mecanismo de rueda libre que le permite desplazarse libremente cuando los elementos del convertidor giran a una velocidad aproximadamente igual. Sin embargo cuando tiene lugar un incremento del par, que conlleva una reducción de la velocidad, el estator para y actúa como un elemento de reacción, es decir que el aceite se desvía en los bordes de salida de la turbina a una dirección más favorable antes de que se introduzca en la bomba. Gracias a esto el aumento máximo del para producido es algo superior al doble.
  • 54. 54 Sistema de transmisión de fuerza 4. COMPONENTES DE LA CAJA AUTOMÁTICA BANDAS Flejes metálicos con fibra por dentro, anclados de distintos modos y accionados por servo. En la imagen, una banda nueva y otra que debió ser cambiada TAMBOR Contiene los paquetes de discos de metal y fibra, seguros, resortes, gomas y pistones. Estos elementos, al apretar o liberar los discos de fibra, accionan las distintas marchas. CONVERTIDOR Su función es la de transmitir la potencia del motor a la directa de la caja, por medio de dos turbinas. Entre ambas hay un estator que optimiza la presión. A la izquierda, un convertidor; debajo, un estator
  • 55. 55 Sistema de transmisión de fuerza EMBRAGUE UNIDIRECCIONAL Rueda dentada que gira en un solo sentido. GOBERNADORA Válvula que regula presión y fuerza centrífuga del eje de salida en contacto con la caja de válvulas Hoy la mayoria son electrónicas y simplifican mucho este sistema. CAJA DE VÁLVULAS Tienen cuerpos de aluminio o, en algunos casos, de fundición. La mayoría de las válvulas son de acero, y accionan todo el funcionamiento de la caja. 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.
  • 56. 56 Sistema de transmisión de fuerza SENSOR Se puede observar sensores 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. DISCOS Existen discos de fibra y de metal donde las fibras se colocan de tras del disco 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. DIAFRAGMA Los difragmas Cumplen la función de un resorte, regresando a su posición pasiva al pistón que frena el paquete de discos dentro del tambor. Hay resortes de distintos tipos y calidades. En la foto,se puede observar un diafragma nuevo.
  • 57. 57 Sistema de transmisión de fuerza BOMBA DE ACEITE Las más comunes son las bombas de engranajes o de paletas. Su función es la de generar unos 12 kilogramos de presión para la caja de cambios. Es muy importante controlar el estado de la bomba de aceite para evitar las fugas de presión. HAY QUE SABER DIAGNOSTICAR LAS FALLAS MÁS COMUNES “SI O NO” POR SUPUESTO MI COMPAÑERO ES NECESARIO SABER ELLO, PERO LA EXPERIENCIA ES LO QUE DESIGNA Y LO VEREMOS MAS ADELANTE. En esta sección se describe el método para diagnosticar fallas y corregir las mismas mediante ajustes, siempre que sea posible. Cuando el inconveniente no puede ser resuelto por un ajuste, la tabla de diagnosticas de fallas ayudará a localizar el origen del problema. Es imprescindible, al tratar de corregir fallas en una transmisión automática, conocer la naturaleza y síntoma exacto del problema. Por lo tanto, se debe -asegurar que tipo de avería presenta la transmisión antes de iniciar el proceso de diagnóstico de fallas.
  • 58. 58 Sistema de transmisión de fuerza 3. Hoja De Comprobación Del Diagnóstico De Fallas 4. Tabla De Diagnóstico De Fallas TABLA DE DIAGNÓSTICO DE FALLAS SÍNTOMAS MEDIDAS QUE HAN DE ADOPTARSE Arranque El motor no arranca (la batería y el motor de arranque en buenas condiciones). Sustituir el conmutador de punto muerto. El motor no arranca en “P” o “N”. Ajustar varillaje manual EL motor puede arrancar en todas las posiciones de la palana selectora. Sustituir el conmutador de punto muerto. Puestaen movimientodel vehículo No se produce el engrane inicial ni el movimiento del vehículo en ninguna posición de la Palanca selectora. Realiza las verificaciones consignadas en la hoja de comprobación del diagnóstico de fallas, puntos 1 y 2. Efectuar la prueba de la presión de control; si este bien, comprobar si defectos mecánicos en: estrías del eje impulsor, turbina o embrague de avance. Si es necesario, desmontar y reparar la caja de cambio. Esta hoja puede ser abierta por el recepcionista o el mecánico y se debe unir a la orden de reparación después de haber hecho el diagnóstico. Identifique la orden de reparación, y la caja de cambios y el motor a partir de la placa de códigos del vehículo. Esta información le hará a Ud. suficiente para identificar las fallas de la caja automática. Localice y escriba en los cuadros correspondientes todas las especificaciones que van a ser necesarias en las pruebas previstas. Indique con una tilde en el cuadro correspondiente el resultado de cada prueba al ingresar el vehículo y al ser entregado.
  • 59. 59 Sistema de transmisión de fuerza No se produce el engrane inicial en "R"; se produce este engrane sin dificultad en "D", "~ y ''1''. No se produce el movimiento del Vehículo en "R". Verificar si se produce el frenado del motor en “1”, si hay bien frenado, reparar el embrague de directa y marcha atrás; si no buen frenado, desmontar el servo trasero y verificar tanto el servo como la banda frenante de la baja y marcha atrás. No se produce el engrane inicial en "O", "2" o "1". No se produce el movimiento en "D", "'2' o “1", pero si en "R"'. Realiza la prueba de presión de control. Si esta baja en “D”, “2” y “1” comprobar el servo dé marcha atrás y los anillos sellos de embrague de avance. Si la presión de control está bien, comprobar si existen defectos mecánicos. Revisar las estrías del planetario delantero y del eje de salida. No se produce el engrane inicial en "D", pero sí en "2" y "1". No hay tuerza motriz en "D". Ajustar el varillaje manual. Rueda libre defectuosa. Desmontar caja de cambios y cuerpo de válvulas. Limpiar todas las piezas. Engrane inicial brusco en todas las posiciones del selector de marchas. Ajustar el régimen de marcha mínima del motor con la palanca selectora en “D” verificar el sistema de vacío. Realizar prueba de presión de control. El vehículo se desplaza con excesiva lentitud en todas las posiciones del selector en las marchas de avance Ajustar la velocidad de marcha mínima del motor. Bloque del embrague de avance (no se desactiva); desmontar y limpiar la caja de cambio. Puestoenmovimientodel vehículo Ruidos en la caja de cambios en todas las posiciones de la palanca selectora, estando el vehículo detenido. Efectuar prueba con el vehículo detenido(convertidor de par),, aplicar freno de mano y de pie. Sin ruido en “N” pero audibles en “R” y “D” al abrir la mariposa del acelerador. Sustituir el acelerador de par, desmontar y limpiar la caja de cambios. Ruido al poner el vehículo en movimiento Avería mecánica en el tren propulsor (engranajes planetarios, etc., defectuosos). Gorgoteos o interrupción súbita del tren propulsor cuando el vehículo se pone en movimiento. Comprobar el nivel de fluido; si es correcto, realizar la prueba de la presión de control y el filtro del Carter; si están bien, comprobar la bomba de aceite. Puntosdecambio Con el pedal del acelerador oprimido sólo a medias (unas 1.500-2.000 r.p.m.) la caja cambios no pasa a 3a. después de sobre pasarse los 60 km/h. Prueba de presión de control. Comprobar el gobernador y el cuerpo de válvulas - válvula Cambios 2-3. Desmontar y limpiar la caja de cambios La caja de cambios no actúa. Arranca en 2dao 3ra. Estando la palanca del selector en "D". Prueba de presión de control. Comprobar el gobernador y el cuerpo de válvulas. Comprobar Los retenes de aceite del gobernador en el cubo.
  • 60. 60 Sistema de transmisión de fuerza Con el pedal del acelerador oprimido solo a medias (unas 1.500-2.000 r.p.m.) la caja de cambios pasa directamente de 1ra a 3ra. Comprobar el ajuste de la bamba frenante delantera. Comprobar el servo delantero. Comprobar el cuerpo de válvulas - válvula de cambio 1-2. La caja de cambios no actúa. Arranca en 2da. O 3r. Estando la palanca de selector en “D”. Prueba de presión de control. Comprobar el gobernador y el cuerpo de válvulas. Comprobar los retenes de aceite del gobernador en el cubo. Ruidos sibilantes cuando el motor marcha a altas revoluciones. Verificar el filtro del Carter y el sistema de admisión de fluido. Inspeccionar la bomba de aceite. No se produce el cambio descendente a 2a. con el pedal del acelerador oprimido hasta unas 3/4 partes de su recorrido a 50 km/h. Realizar la prueba de presión de control. Comprobar el gobernador. Inspeccionar el cuerpo de válvulas. Al hacer el cambio manual de "D" a "1" a 100 km/h y retirar el pie del acelerador, no se aprecia el efecto de frenado del motor cuando la caja de cambios pasa automáticamente a 2a. Comprobar el ajuste de la banda frenante delantera; realizar la prueba de presión de control. Verificar el servo delantero. El engranaje de estacionamiento no actúa en pendientes. Ajustar el varillaje manual. Comprobar el mecanismo de traba de estacionamiento. Otrasposiblescausasdefallas La palanca selectora de marchas es difícil de mover o se traba. Comprobar la palanca selectora. Comprobar el varillaje y la válvula manual situada en el interior de la caja de cambios. Verificar el conmutador de punto muerto. Comprobar que la placa de la caja de válvulas esté correctamente ubicada. Fugas de fluido o aceite en el área del convertidor de par. Al sustituir el retén de la bomba de aceite se ha de determinar el estado del cojinete guía del convertidor. Verificar: Retén de aceite trasero del motor; retén de la bomba de aceite de la caja de cambios; tornillos de sujeción de la carcasa del convertidor a la de la caja de cambios (arandelas de aleación); tapones de purga del convertidor; tuercas soldadas y soldaduras de la carcasa del convertidor. Verificar: Retén de aceite de la carcasa de extensión;
  • 61. 61 Sistema de transmisión de fuerza Fugas del fluido de la caja de cambios conexiones del enfriador de aceite en la caja de cambios; tornillo de ajuste del servo delantero; retén de la palanca selectora y anillos sello del cambio forzado; junta de la carcasa de extensión o la caja de cambios; conector de prueba (Tapón); junta del Carter; retén del piñón del velocímetro; anillos sello de la unidad de diafragma de vació. Pérdida de aceite sin fugas externas. Esto puede también originar una densa humareda en los gases de expulsión. Sustituir la unidad de diafragma de vacío. ACTIVIDAD III 1. Visita dentro de tu localidad un taller donde se repara cajas automáticas y pregunte cuales son las fallas y averías más frecuentes, elabore un artículo de opinión. 2. Buscar las siguientes palabras. Vocabulario.  Automática:  Hidráulica:  Convertidor:  Par (en mecánica):  Flejes:  Sensor:  Gobernador (en mecánica):
  • 62. 62 Sistema de transmisión de fuerza EVALUACIÓN III CUANTO APRENDISTE HOY 1. ¿Qué es caja automática? (4 puntos) …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……… 2. ¿Qué tipos de cajas automáticas crees que existen? (4 puntos) ………………………………. ……………………….. ………………………………. ……………………….. 3. ¿Cómo es el funcionamiento del convertidor de par? ¿Qué tipo de aceite crees que lleve? (4 puntos) …………………………………………………………………….. …………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………... 4. ¿Al elemento conductor se le llama …………………., porque es el que recibe el movimiento del motor, al que está unido, e impulsa el aceite contra el ………………….. El elemento conducido se llama…………….., y va acoplada a la caja de cambios. 5. Mencióname cinco componentes principales de la caja automática y su función. (4 puntos) ……………………….. : ……………………….. : ……………………….. : ……………………….. :
  • 63. 63 Sistema de transmisión de fuerza UNIDAD IV ÁRBOL DE TRASMISIÓN Y DIFERENCIAL Aprendizajes esperados:  Reconoce el árbol de trasmisión y diferencial explicando su funcionamiento e identificando sus partes para localizar averías y dar solución ÁRBOL DE TRASMISIÓN DEFINICIÓN PARTES DEFINICIÓN DIFERENCIAL FUNCIÓN MATERIAL UTILIZADO TIPOS PARTES TIPOS FUNCIONES LOCALIZACIÓN FUNCIONAMIENTO AVERÍAS
  • 64. 64 Sistema de transmisión de fuerza 1. Árbol De Trasmisión AHORA VAMOS A CONOCER SOBRE EL ÁRBOL DE TRANSMISIÓN Conoceremos sus partes a continuación: JUNTA DESLIZANTE: Permite los cambios de distancia entre la transmisión y el eje trasero. JUNTAS UNIVERSALES: Denominado crucetas, su propósito es de absorber los cambios angulares y de transmisión uniformemente de la fuerza, desde la transmisión al diferencial. EJE CARDÁN: Trasmite movimiento. CRUCETAS Y BRIDAS: Uniones articuladas para el eje cardan, le permiten bascular de acuerdo a los cambios de altura y longitud. El árbol de trasmisión es el que transmite el movimiento del cambio al diferencial o del motor al cambio en el caso de que la caja de cambio esté colocada en la parte posterior. En los vehículos de tracción delantera y en los de motor trasero, el árbol de transmisión no existe y sus funciones son desarrolladas por el árbol secundario del cambio. Está constituido por una pieza alargada y cilíndrica, que va unida por uno de los extremos al secundario de la caja de cambios, y por el otro al piñón del grupo cónico.
  • 65. 65 Sistema de transmisión de fuerza Conecta la salida de caja con los ejes del vehículo Soporta cargas de torsión Compensa la desviación existente entre caja y ejes. Permite una variación entre la longitud del acoplamiento, debido a los movimientos oscilantes de los ejes durante el desplazamiento del vehículo. Ahora te voy a explicar cuál es la función del árbol de transmisión
  • 66. 66 Sistema de transmisión de fuerza 2. Árboles: 1. Generalidades Los árboles son elementos de máquinas que giran siempre con los elementos que soportan (poleas, ruedas dentadas, etc.) a los que hacen girar o giran con ellos. Estos elementos que soportan se fijan por medio de chavetas, ranuras estriadas o uniones forzadas. Los árboles de transmisión descansan radialmente sobre cojinetes o rodamientos, y cuando están dispuestos verticalmente, su extremo inferior se apoya sobre quicioneras. 3. Tipos de árboles Debido a las diferentes necesidades de cada transmisión en diferentes aplicaciones, existen una variedad de árboles que se adecuan a dichas necesidades:  Lisos Exteriormente tienen una forma perfectamente cilíndrica, pudiendo variar la posición de apoyos, cojinetes, etc. Este tipo de árboles se utilizan cuando ocurre una torsión media. La parte del árbol que sobre cojinetes se denomina gorrón o muñón y cuando es vertical quicio. Estos árboles, que al transmitir potencia cuando giran, se ven sometidos, a veces, a esfuerzos de torsión pura y casi siempre a esfuerzos combinados de torsión y flexión. El esfuerzo de torsión se produce al transmitir torque y la flexión debido a las fuerzas radiales que aparecen según sea la forma como se transmite la potencia a otro árbol (mediante acoplamientos, cadenas de transmisión, correas planas y trapeciales, por medio de engranajes, etc.).
  • 67. 67 Sistema de transmisión de fuerza  Escalonado A lo largo de su longitud presenta varios diámetros en base a que soporta diferentes momentos torsores y al igual que el anterior, se utiliza para la situación en que ocurran unas tensiones de torsión media haciéndoles los más utilizados.  Ranurado o con talladuras especiales Presenta exteriormente ranuras siendo también de pequeña longitud dicho árbol. Se emplean estos árboles para transmitir momentos torsores elevados.  Hueco Se emplea por su menor inercia y por permitir el paso a su través de otro árbol macizo. El interés radica en que las tensiones debidas al momento torsor son decrecientes al acercarnos al centro del árbol.
  • 68. 68 Sistema de transmisión de fuerza  Acodado Se emplean siempre que se quiera transformar en una maquina el movimiento alternativo en movimiento giratorio y viceversa. Se pueden presentar momentos torsores importantes en algunos tramos. Se diferencia del resto de los árboles debido a su forma ya que no sigue una línea recta sino de forma cigüeñal. Materiales empleados en la construcción de árboles El acero es el material que frecuentemente más se usa en la fabricación de árboles. Variando adecuadamente la composición, el tratamiento térmico y el tratamiento mecánico pueden obtenerse propiedades mecánicas que se encuentren entre márgenes muy amplios. Generalmente, los árboles están hechos de barras circulares de acero al carbono estirado en frio. Cuando se requiera tenacidad, resistencia al impacto y alta resistencia, se utilizan barras de acero aleado, tratado térmicamente. El acero con un cierto grado de carburación se empleara cuando el desgaste en la superficie del árbol sea importante. Sin embargo, para no aumentar el costo, el diseñador deberá tratar de usar acero con bajo contenido en carbono, siempre que esto fuera posible.
  • 69. 69 Sistema de transmisión de fuerza 4. Árbol De Impulsión Un árbol de impulsión es un árbol en un vehículo que sea accionado por un motor. La gente piensa lo más comúnmente posible en coches cuando ella piensa de los árboles de impulsión, con algunos coches haciendo el árbol delantero conducir por el motor. En todos los coches de la impulsión de la rueda, la energía de las fuentes de motor a ambos árboles y las cuatro ruedas. El árbol de impulsión es también un pedazo de equipo bastante complejo. Primero, la energía se debe transferir verticalmente del motor, y el árbol de impulsión debe responder a la entrada del volante también. El coche también se engrana para utilizar energía tan eficientemente como sea posible. Consecuentemente, varios que interconectan el interfaz de sistemas con el árbol de impulsión para accionarlo, controlan su movimiento, y eficacia del aumento. Definición ÁRBOL DE IMPULSIÓN El árbol de impulsión va trasmitir la fuerza desde el diferencial hacia las cuatro ruedas. Este tipo de diferencial vamos a encontrar en vehículos que cuenten con tracción delantera (FF). Un sistema de transmisión con unas juntas que permitan tanto el movimiento oscilante de la suspensión como el movimiento de orientación de las ruedas, ya que estas ruedas además de ser motrices son directrices. Debe de tener las siguientes características: Debe de contar con mecanismo el cual pueda absorber la variación de longitudes de los ejes impulsores esto se va a dar de acuerdo a los movimientos tanto ascendentes como descendentes. La junta hacia fuera debe ser diseñada generalmente de modo que pueda gira a un aproximado de 40° o más. El ángulo de la junta permisible hacia adentro generalmente debe de girar 20°. El movimiento axial es de 25 – 50mm. Antecedentes
  • 70. 70 Sistema de transmisión de fuerza Esquema de un vehículo con tracción delantera. Partes Los palieres son los ejes a través de los cuales se transmite el movimiento desde el diferencial a las ruedas motrices. Uno de esos extremos va engarzado por medio de estrías en el planetario correspondiente con el que se hace solidario. El otro extremo encaja en el cubo de la rueda, también solidariamente, para transmitirle su giro. Los palieres van dentro de unas prolongaciones del cárter del diferencial llamadas trompetas, sobre las que articula la suspensión. El TRIPOIDE es el elemento que conecta la caja de cambios de su vehículo con las ruedas. Normalmente van ubicados en la parte delantera del vehículo y siempre van en pareja, es decir, uno a la rueda derecha y otro a la rueda izquierda. Su nombre correcto es semi - eje de transmisión.
  • 71. 71 Sistema de transmisión de fuerza Tirando del cubo de eje levemente hacia el exterior del vehículo, ajuste las ranuras del eje de transmisión y del cubo de eje, y luego inserte el eje de transmisión en el cubo de eje. NOTA: • No tire del cubo de eje hacia la pieza exterior del vehículo más fuerte que lo necesario. • No dañe los forros del eje de transmisión ni del rotor del sensor de velocidad. SUGERENCIA: Mueva la ranura de estacado del eje de transmisión y posicione el perno de cubo para facilitar el estancamiento de la contratuerca.  Conecte el brazo inferior con el cubo de eje.  Instale el sensor de velocidad ABS. INSTALACIÓN DEL EJE DE TRANSMISIÓN Aplique aceite de engranaje a la ranura en el lado de la junta en el tablero y luego engrane el eje de transmisión con la ranura del Transeje. SUGERENCIA: Dirija el lado abierto de los aros de resorte del eje de transmisión hacia abajo. Ponga la barra de bronce en contacto con la ranura del eje de transmisión, y luego inserte este eje en el transeje golpeando la barra de bronce con un martillo. SUGERENCIA: Se puede juzgar si el eje de transmisión ha sido completamente insertado confirmando si hay cambio en la fuerza repulsiva de la barra de bronce, o disminución en la calidad de sonido.
  • 72. 72 Sistema de transmisión de fuerza 5. Diferencial 6. Antecedente Se requiere de dos personas cuando se aprietan las contratuercas para asegurar que son seguramente fijadas. NOTA: La contratuerca removida no debe ser reutilizada. Asegúrese de usar una nueva contratuerca. SUGERENCIA: • Una persona pisa el pedal del freno y la otra aprieta la contratuerca. • Posicione la ranura del eje de transmisión de cara hacia arriba. • Use un punzón y un martillo para estacar la nueva contratuerca. El engranaje de compensación, o "diferencial", fue usado por Primera pes por F. Hill, pero inventado por Richard Roberts- usado en un vehículo para distribuir la potencia del eje de transmisión a un par de ruedas a derecha e izquierda, permitiendo a la vez que las mismas puedan girar a diferentes velocidad. La invención de Roberts, que a la llegado a ser indispensable en construcción de automóviles- ha sido perfeccionando hasta " producir el moderno engranaje diferencial. Diferencial Traslada la rotación y fuerza que venga de la caja de cambio a las ruedas impulsoras, tomando como base la diferencia rotación de una rueda con la otra.
  • 73. 73 Sistema de transmisión de fuerza 7. ANTECEDENTES: Se conoce como diferencial al componente encargado, de trasladar la rotación. Que viene del motor, transmisión,-hacia las ruedas encargadas de la tracción. Con las excepciones del caso; y sin importar, si un vehículo es chico o grande, s¡ es da tracción trasera o delantera; si trae motor de 4 5,6, o. Más cilindros; todos los vehículos, de uso regular, traen instalado un componente llamado diferencial vehículo de doble tracción, traen diferencial adicional. 8. Funciones: Reducción de engranajes. Reduce la velocidad del eje propulsor hasta la velocidad requerida por las ruedas. La reducción se hace con el engranaje del Piñón impulsor Y el engranaje corona.
  • 74. 74 Sistema de transmisión de fuerza 8.3. Localización: 9. Partes: Cuerpo del puente. O funda, es de fundición, apoya y protege todos los componentes del puente. Va atornillada con peros al sistema de suspensión del vehículo. . Piñón impulsor Yo soy el piñón de ataque soy el eje de entrada del puente trasero. Voy apoyado con dos cojinetes de rodillos cónicos en la parte delantera y un cojinete de rodillos normal en la parte trasera. El cojinete trasero mantiene el piñón de ataque engranado en la corona.
  • 75. 75 Sistema de transmisión de fuerza 10.Los semiejes: Yo soy la Corona. Soy el engranaje tipo hipoidal (FR) donde el piñón de ataque me transmite la energía motriz a la corona, que va instalada en la caja del diferencial. Al girar el piñón de ataque y la corona en un ángulo de 90°", la energía motriz puede transmitirse a las ruedas motrices a través de los semiejes. EL DIFERENCIAL Consiste en 4 satélites (pequeños) Giran sobre una cruceta o pin. 2 planetario s grandes) Que giran en dos semiejes.que También se encuentran Nosotros somos los semiejes y nosotros somos los componentes del sistema de transmisión de potencia sometidos a los mayores esfuerzos en vehículos que no están equipados con un mecanismo de reducción del cubo. Nosotros Los semiejes son de fundición de acero forjado. Son de tal resistencia y elasticidad que pueden torcerse casi una vuelta entera sin quebrarse. El extremo interior del eje está provisto de ranuras que encajan en los planetarios y el extremo exterior lleva un plato LOS SEMIEJES
  • 76. 76 Sistema de transmisión de fuerza Tipos de diferencial: Según el trabajo: Yo soy el castillo Soy el encargado de cubrir y de unir los satélites y los planetarios, o mejor dicho hago girar el diferencial. Estándar. Para realizar su trabajo la corona del grupo cónico no transmite directamente la potencia hacia los semiejes, estos semiejes tienen en sus extremos dos piñones llamados piñones planetarios o piñones laterales los que descansan sobre la caja del diferencial que va unida a la corona. Yo soy la pista Encargado de regular tanto la corona y el piñón esto gracias al regulador.
  • 77. 77 Sistema de transmisión de fuerza Los semiejes giran a la misma velocidad que la corona puesto que todo el mecanismo constituye un sistema rígido, quedando eliminada el efecto diferencial. Por tal razón este bloqueo-solamente debe ser utilizado cuando el equipo pierda tracción al desplazarse en línea recta y debe ser desacoplado en cuanto ya no sea necesario. Denominado acoplamiento de garras y puede ser accionado a mano o pedal. Para poder transmitir movimiento se instala sobre la caja del diferencial unas ruedas cónicas de compensación o piñones satélites los que engranan con los piñones planetarios transmitiendo así el movimiento hacia los semiejes y de allí hacia los mandos finales. Que son los semiejes y luego a las ruedas. Cuando el equipo está dando una curva, la rueda que va hacia adentro ofrece una mayor resistencia a la rodadura, esto obliga a que se genere una diferencia de velocidades de giro entre los piñones planetarios, lo cual será compensado por los piñones satélites que empezaran a girar sobre su eje.
  • 78. 78 Sistema de transmisión de fuerza Diferencial con desplazamiento limitado. Este diferencial está diseñado para proporcionar igual tracción a ambas ruedas durante el desplazamiento del equipo en línea recta. A diferencia del tipo estándar, los ejes de los piñones satélites no van sujetados directamente a la caja del diferencial sino a unos anillos de presión o anillos de carga. Estos últimos reciben el movimiento de la caja del diferencial a través de unas laminillas o discos de fricción que actúan como un embrague transmitiendo potencia desde la corona hasta los ejes de los piñones satélites quienes arrastran a los engranajes laterales y estos a su vez a los semiejes y mandos finales. Los anillos de carga pueden desplazarse axialmente comprimiendo en mayor o menor medida a los discos de fricción permitiendo de esta manera la transición de potencia. Tenemos dos tipos de disco de embrague: los que poseen dentado exterior engranan con la caja del diferencial, mientras que los que poseen dentado interior engranan con los engranajes laterales.
  • 79. 79 Sistema de transmisión de fuerza Yo soy el Diferencial anti patinaje (no spin). En mi caso se tiene una cruceta cuyos extremos están acoplados a la caja del diferencial y a su vez esta cruceta embraga mediante un acoplamiento dentado a los engranajes laterales. En este tipo de diferencial siempre se transmitirá un mayor par de entrada a la rueda que posea una mayor adherencia con el suelo. En el caso de que una de las ruedas pierda totalmente la adherencia con el suelo, se transmitirá a esta rueda el 25% del torque de entrada y el75o/o del torque a la rueda que posea una mayor adherencia. En este caso el mecanismo diferencial no posee engranaje de compensación o engranajes satélites que giren sobre su propio eje. Cuando el equipo se desplaza en una curva, se produce una separación del acoplamiento dentado deleje que gira a mayor velocidad quedando de esta manera sin tracción. Por tal motivo todo el torque de entrada se transmitirá siempre a la rueda que gire a menor velocidad.
  • 80. 80 Sistema de transmisión de fuerza Cuando el vehículo da una curva, el engranaje lateral de la rueda que va hacia fuera se desacopla mientras que toda la traición se va hacia la rueda que va por dentro La rueda exterior gira "loca". En el caso de que una de las ruedas del equipo se estancara sobre una superficie fangosa, esta tendría tendencia a patinar por lo que el mecanismo No Spin la desacopla inmediatamente enviando toda la fuerza a la otra rueda, de esta manera el vehículo puede salir del atolladero con facilidad. Un mecanismo No Spin posee resortes que mantienen embragados la cruceta y el acoplamiento. Dentado' Los resortes empujan también los engranajes laterales contra la caja del diferencial. Según el ataque entre el piñón y la corona. Sin desplazamiento : Con ejes desplazados {hipoides}:
  • 81. 81 Sistema de transmisión de fuerza . Según el tipo de dientes Dentado Gleason. Los dientes son generados en una circunferencia y tienen como característica que el espesor del diente disminuye de afuera hacia adentro. Dentado Klingelberg. En los dientes se genera en una espiral y tiene como característica que la forma del diente es un trozo de espiral y el alto así como el dorso del diente son constantes. Funcionamiento Para realizar su propósito el mecanismo diferencial debe transmitir una misma velocidad en las ruedas cuando el equipo se traslade en línea recta y en una curva debe permitir que la rueda que va hacia fuera gire más rápido que la rueda que va hacia adentro. Cada semieje está conectado por el plato del extremo exterior a una de las ruedas En el otro extremo, el semieje comunica con el engranaje de planetarios del diferencial.
  • 82. 82 Sistema de transmisión de fuerza Este movimiento impide el deslizamiento de la rueda interior en una curva. Cuando el vehículo corre en línea recta, los satélites están fijos en la cruceta pero giran Con la corona. Esto provoca la rotación de los planetarios que hacen girar sus semiejes respectivos a la misma velocidad- De este modo, cuando el vehículo gira en una curva, interior la rueda está sometida a un par mas elevado lo cual reduce ligeramente la velocidad del semieje interior. A. causa de esto, los satélites empiezan a girar alrededor de su eje acelerando ligeramente la velocidad otro semieje.
  • 83. 83 Sistema de transmisión de fuerza 11.AVERÍAS Los problemas de diferencial casi siempre están relacionados con ruido y pueden mayormente primero ser identificados por el oído. Sin embargo el sonido del diferencial es a menudo confundido con sonidos del motor, gases de escape, vibración del silenciador, de las ruedas, de los rodamientos de las ruedas, de la carrocería, etc. Por lo tanto es Importante diagnosticar el diferencial primero teniendo en cuenta todas las causas de estos sonidos antes de concluir en la verdadera causa del ruido del diferencial. Los ruidos del diferencial podrían ser agrupados dentro de los cuatro siguientes tipos con algunas de sus posibles causas: 1. Ruido de engranajes durante la conducción: (el ruido aumenta con la velocidad del vehículo). Falta de aceite de engranajes. Mal contacto de los diente entre la corona y el piñón impulsor. . Engranaje dañado. 2. Ruido de engranajes durante el ralentí La precarga es inadecuada del rodamiento del piñón impulsor. Engranaje dañado." 3. Ruido de rodamientos durante la conducción o ralentí: El rodamiento del piñón impulsor está desgastado o dañado. La precarga es inadecuada en el rodamiento del piñón impulsor. .4. Ruido durante el viraje El rodamiento del aje posterior esta flojo. . Desgaste, daños, etc. En el engranaje lateral. piñón del diferencial o del eje del piñón. Resumen de fallas Hay 2 tipos de fallas en los engranajes, las más comunes: A.- Ruptura de dientes por esfuerzos de flexión. B.- Picaduras de dientes debido a esfuerzos superficiales y fatiga del lubricante.
  • 84. 84 Sistema de transmisión de fuerza La falla “A” es catastrófica (flexión) ya que por lo general la ruptura de un diente deshabilita la máquina. La falla “B” por picaduras llega gradualmente y da una advertencia audible (Predictiva), de ser posible se pueden revisar los dientes sin desarmar demasiado el equipo. Los engranajes pueden seguir operando durante cierto tiempo después de que se inicie la picadura antes de tener que remplazarlos totalmente. “Origen de las principales fallas”. 1° mala operación. 2° contaminación del lubricante (agua, polvo ambiental). 3° por pérdida de aceite (cárter de poca capacidad, se calienta fácilmente). 4° procedimiento de reparación equivocado, exceso de intervención. 5° repuestos de dudosa calidad. 6° fatiga de materiales adquiridas en su proceso de obtención o de mecanizado. 7° desgaste por condiciones naturales asociadas al modo de trabajo, por periodo Extendido de uso, por stress. 8° no cambiar el aceite a tiempo 40 días. ACTIVIDAD IV 1. Visita un taller de tu localidad y averigua de como lo maestros mecánicos identifican las averías y fallas de un diferencial, realice un artículo de opinión. 2. Elabora un organizador de contenidos del tema realizado. 3. Dibuja un diferencial e identifica sus partes.
  • 85. 85 Sistema de transmisión de fuerza EVALUACIÓN IV 1. ¿Qué fallas son las más comunes en el diferencial? …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………….. 2. ¿Cuáles son las partes principales del diferencial? …………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………….. 3. Identifica la corona y los palieres en la siguiente imagen. 4. Cuantas tipos de juntas universales encontramos en los vehículos de tracción posterior. …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……… 5. ¿Que tipo de aceite utilizan los diferenciales? …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………… ……….
  • 86. 86 Sistema de transmisión de fuerza BIBLIOGRAFÍA  Automecanico (2011). Sistema de trasmisión de fuerza. Recuperado de http//www.automecanico.com  GAMOR (2005). Modulo del sistema de trasmisión de fuerza. Lima, Perú: Clan Grafico.  HONDA (1998). Manual de taller- Modelo GL 125. Lima, Perú. Autor.  Lozada, M. (2003). Mecánica Automotriz. Lima, Perú: Coveñas.  Lozada, M. (2003). Especificaciones. Lima, Perú:Coveñas.  Mecánica Virtual (2012). Sistema de transmisión de fuerza. Recuperado de http//www.mecanicavirtual.org  Nissan(2011). Sistema de transmisión de fuerza. Recuperadode http//www.nissan.com.co/servicio/repuestos9.php  Toyota (2002). Sistema de transmisión de fuerza. Manual de adiestramiento.  TECSUP (2007). Sistema de transmisión de fuerza. Lima, Perú: Autor.  VOLVO (1999). Manual de taller – Caja de Cambios – Modelo 2F S6–66 + 6V 66 – 1999. Autor.  VOLVO (1999). Sistema de transmisión de fuerza. Autor.