4) sistemas de transmisión [modo de compatibilidad] [reparado]

Sistemas de Transmisión
Todos los Jumbos hidráulicos poseen uno de los siguientes sistemas
de transmisión:
- Sistema Hidrostático.

Todos los Jumbos hidráulicos poseen uno de los siguientes sistemas
de transmisión:
- Sistema Hidrodinámico – (Power Shift).
- Sistema Hidrostático.

1: Mando Final Planetario
2: Motor diesel o eléctrico
3: Convertidor de Torque o Bomba Hidrostática
4: Transmisión o Motor Hidrostático

Sistema de Transmisión Hidróstatico

Sistema de Transmisión Power Shift

Convertidores
Teoría de Operación
El primer componente que
encontramos en un sistema con
transmisión Power Shift es el llamado
Convertidor de Torque o Convertidor
de Par.
De cualquier forma es bueno saber
como trabaja un convertidor.

Convertidores
Un convertidor es un componente
que transmite fuerza y movimiento
de un motor a una transmisión, por
medio de aceite hidráulico. Hay dos
clases de sistemas que transmiten
energía hidráulica.

Convertidores
Ellos son los sistemas Hidrostático e
Hidrodinámico.

Convertidores
El sistema Hidrostático trabaja sobre
el principio de que un líquido
confinado transmite presión. Este es
el sistema usado en la maquinaria de
construcción en los frenos,
dirección, componentes de control,
etc.

Convertidores
El sistema Hidrodinámico trabaja
sobre el principio de que el fluido
en movimiento tiene fuerza. Por
ejemplo, si se ven dos hélices
encontradas una con otra y una de
ellas está conectada a un enchufe,
se podrá observar que la que tiene
energía eléctrica dirige aire hacia la
hélice que no tiene movimiento.
Este flujo de aire tiene fuerza, la
cual hace que la que está
desconectada tenga rotación.

Convertidores
Un cople fluido es igual a las dos
hélices. La hélice de la derecha se
llama impulsor y es dirigida por el
motor.

Convertidores
Cuando el impulsor da vuelta,
el aceite fluye respondiendo a la
Fuerza Centrífuga.

Convertidores
Este flujo de aceite que sale del impulsor golpea las aletas de la
segunda hélice llamada turbina. Puede verse que es la fuerza de este
flujo de aceite lo que causa la rotación de la turbina. El cople fluido
que se forma es perfecto, y la energía es transmitida de un miembro
al otro por medio del flujo de aceite.

Convertidores
Un convertidor de torsión opera
con el mismo principio del cople
fluido pero se usa una parte
adicional que se llama Estator.

Convertidores
¿Por qué un Estator? Se
puede preguntar. Bueno,
simplemente para multiplicar
la torsión.

Convertidores
Los convertidores pueden
multiplicar la torsión tanto como
una porción de 3 a 1. Si el motor
desarrollo 100 Lbs. –pie, el
convertidor puede multiplicar la
torsión a 300 Lbs. –pie, debido a
la acción del estator. El cople
fluído no tiene estator y no puede
por lo tanto multiplicar la torsión.

Convertidores
Como todo componente
sujeto a leyes físicas, el
convertidor de torsión
tiene limitaciones; una de
éstas es el deslizamiento
del aceite que puede
provocar
sobrecalentamiento.

Convertidores
Agregando una bomba y un
enfriador de aceite, el calor excesivo
causado por la pérdida de
movimiento y fricción, puede ser
eliminado del convertidor. La
función de la bomba es enviar al
convertidor el aceite filtrado y frío,
a la vez que recircular el aceite
caliente al enfriador.

Convertidores
El enfriador recibe el aceite caliente
del convertidor y lo devuelve al
sistema. También crea cierta
contrapresión en el aceite lo cual,
ayuda al convertidor a conservarse
lleno.

Convertidores
Algunos convertidores están
equipados con una válvula
reguladora de flujo. Cuando el
aceite sale del convertidor debe
vencer la resistencia del resorte
del carrete de la válvula, esto crea
una presión dentro del convertidor
y lo mantiene lleno de aceite.

Convertidores
Todos los convertidores tienen una
válvula de alivio. Si hay restricción
en el flujo de aceite la válvula se
abrirá para liberar cualquier exceso
de presión.

Convertidores
Otros modelos de convertidor
no tienen una válvula de alivio
de presión. Sin embargo, la
válvula de control de
transmisión contiene una
válvula de seguridad que
desempeña exactamente la
misma función.

Convertidores
Los convertidores de torsión
tienen varias ventajas; absorben
las cargas de choque, lo cual
prolonga la vida del tren de
potencia.

Convertidores
Multiplican la torsión y
transmiten la fuerza
suavemente, lo cual se convierte
en más poder a las ruedas.

Convertidores
Permiten el uso de transmisiones
de cambio de poder, con lo cual
se logra un cambio rápido de
engranes inclusive con carga.

Convertidores
No requieren ajustes periódicos.

Convertidores
No usan componentes
complicados.

Convertidores
Veamos ahora algunos problemas
comunes del convertidor de torsión y
procedimientos para localización de
fallas.
Lo esencial es recordar que la bomba
de carga del convertidor, el propio
convertidor, el enfriador, la
transmisión y las líneas de conexión
deben ser consideradas un sistema
completo. Una falla en un
componente puede ser causa para que
aparezca un problema en otra parte.

Convertidores
Recuerde qué componentes
relacionados requieren revisiones
de conjunto. Asimismo que el
convertidor de torsión y la
transmisión usan el mismo aceite.
Asegúrese de que el aceite que se
use sea el que especifica el
manual de operadores y
mantenimiento, también vea que
los niveles sean correctos.

Convertidores
Uno de los problemas más
comunes en un convertidor es el
sobrecalentamiento. Hay muchas
causas para que esto ocurra, varias
de las cuales no son fallas del
convertidor. Nunca quite un
convertidor, ni lo desarme antes de
revisar todas las posibilidades.

Convertidores
He aquí algunas posibles causas
de calentamiento en un
convertidor de torsión:
* Operación de la unidad en un
rango de marcha demasiado
alto.
* Un medidor de temperatura
fallando.
* Bajo nivel de aceite en la
transmisión.

Convertidores
* Un motor sobrecalentado.
* Carga baja en el flujo de la bomba.
* Una línea de drenaje tapada.

Convertidores
* Un enfriador tapado.
* Una restricción en las líneas
del enfriador.
* Fugas excesivas en el
convertidor y/o en la
transmisión.

Convertidores
Recurra siempre al Manual de
Taller correspondiente para los
procedimientos desensamble y
ensamble, así como para
especificaciones.
Antes de culpar al convertidor asegúrese de instalar medidores e
indicadores de presión tal como se señala en el Manual de Taller o en
el de mantenimiento. Muchas veces un problema que parece ser falla
del convertidor no lo es, sino de un componente con el cual está en
relación.

Teoría de Funcionamiento
¿Por qué se necesita una caja de
cambios Bueno, la caja de
cambios se hace necesaria porque
un motor por sí solo no basta. El
trabajo que se realiza con la
maquinaria de construcción
requiere tanto velocidades altas
como bajas, pero en cada
velocidad el par motor tiene que
ser suficiente.

El problema está en que un motor
sólo da realmente potencia en una
gama determinada de
revoluciones por minuto (r.p.m)

Si el motor funciona por debajo
de dicha gama no tendrá la
potencia necesaria. Se podría
construir un motor con un par
enorme en una gama amplia de
r.p.m. pero tendría que ser tan
grande ....

...que se necesitaría un King-
Kong para operarlo. Por esta
razón, se utiliza una caja de
cambios con la que se mantiene el
motor a las r.pa.m. apropiadas,
realizando así un trabajo que de
otra manera sería o demasiado
lento o demasiado rápido para ese
motor. La caja de cambios es lo
que da la flexibilidad necesaria
para trabajar a diversas
velocidades.
Entonces, ¿qué es una caja de
cambios?

Es un conjunto de engranajes y
ejes que transmiten la energía del
motor a las ruedas de tracción de
la maquinaria.

Y esta caja de cambios ofrece tres
grandes ventajas.

En primer lugar, no hay que
tener trabajando constantemente
la máquina mientras el motor
esté funcionando. Basta poner la
caja de cambios en punto muerto
para que el motor siga girando
aunque la maquinaria esté
totalmente parada.

En segundo lugar, cuando son
grandes la potencia y el par
motor que se necesitan, como
por ejemplo, para subir algo
pesado, se tiene una relación de
desmultiplicación elevada en la
caja de cambios. Esta elevada
relación de desmultiplicación es
lo que se denomina,
comúnmente, primera velocidad.

Y, finalmente, cuando se necesita
velocidad se tiene una relación
de desmultiplicación baja o
marcha directa.

Hay todo tipo de cajas de
cambio. Existen los tipos de
engranajes de desplazamiento
sincronizado, en los que estos
engranajes son deslizantes y el
embrague es mecánico de
fricción.

Tenemos también la caja de
cambios automática, que utiliza
un fluido hidráulico para
accionar las cintas de
embragado. En este tipo de caja
de cambios, los engranajes no
deslizan, sino que están siempre
engranados. Un regulador
controla la velocidad y la carga y
dirige el aceite hidráulico a
aquellas cintas de embrague que
proporcionan la mejor relación
de desmultiplicación para el
trabajo que se está realizando.
Para suavizar el proceso, este
tipo de transmisión toma su
potencia de un acoplamiento
hidráulico.

Las cajas de cambio Clark
“Power-Shift” son parecidas a
una caja de cambios automática,
en cuanto que los engranajes
están constantemente engranados
y la potencia procede de un
convertidor de par. Pero en lugar
de cintas de embrague de este
tipo, lleva discos de embrague
que acoplan las velocidades, y
estos embragues hidráulicos no se
activan como ningún tipo de
regulador mecánico, sino que son
accionados por el propio
conductor.

De aquí se deduce que, si se
entienden estos embragues
hidráulicos de disco, se tendrá un
conocimiento bastante bueno de
lo que es, en general, una
transmisión “Power shift”.

Este es otro esquema que ya da
mejor una idea de la construcción
real de este mecanismo:

Las superficies pequeña y grande
del pistón escalonado...

...los muelles de retroceso del
pistón.

....y el conducto de escape con la
bola de retención.

Repasemos ahora la forma en que
el aceite acciona el embrague. El
aceite a alta presión pasa por el
conducto de entrada, forzando al
pistón contra los discos y
comprimiendo los muelles de
retroceso.

Al dejar de aplicar presión, el
aceite retrocede y escapa por el
conducto de entrada, pero
también lo hace por la válvula de
retención de la bola, abierta por la
fuerza centrífuga.

Una caja de cambios Power shift no es más que una serie de estos
embragues que blocan entre sí engranajes y ejes para seleccionar
diferentes relaciones de desmultiplicación o el punto muerto. Esta
caja de cambios Power shift tiene un embrague para cada una de
las cuatro velocidades, más otro para marcha adelante y un último
para marcha atrás. Es decir, una caja de cambios de cuatro
velocidades tiene un total de seis embragues hidráulicos.
En cualquier momento en que
el vehículo se esté moviendo
estarán acoplados dos de los
embragues: el embrague de
marcha adelante o el embrague
de marcha atrás, y uno de los
embragues de las cuatro
velocidades.

Estos embragues se accionan
mediante un dispositivo
denominado válvula de mando
de la caja de cambios, la cual va
montada en la parte superior del
cárter de la caja de cambios. Esta
válvula de mando realiza dos
funciones controla la presión del
aceite sobre los embragues y
permite o impide que el aceite
fluya hacia los diferentes
embragues...

...como si fuera un policía de
tráfico que dirige el aceite por un
camino y detiene el paso del que
quiere ir por otro camino.
Empecemos por explicar cómo la
válvula regula la presión.

El aceite se bombea hacia la
válvula mediante una bomba de
engranajes, algunas veces
denominada bomba de carga del
convertidor. Pero los embragues
sólo trabajan correctamente
cuando lo hacen dentro de un
margen limitado de presión.

La válvula reguladora de presión consiste en una corredera de
acero templado que se desplaza muy ajustada en un orificio. El
aceite que entra en la caja de cambios procedente de la bomba de
carga tiene que pasar por la válvula reguladora. Después de salir de
esta válvula, el aceite accionará un embrague de velocidad y ahí se
para.
Al detenerse en el embrague el
flujo del aceite aumenta la
presión y el aceite fluye por un
conducto que hay detrás de la
corredera, obligando a ésta a
moverse contra el muelle. A
medida que la corredera se
desplaza, va abriendo una
lumbrera que permite que el
exceso de aceite cargue al
convertidor de par. Todo esto
ocurre en una fracción de
segundo.

El muelle que mantiene la tensión
contra la corredera es lo que
regula la presión del embrague en
la caja de cambios.

Para accionar los diferentes
embragues se utilizan elementos
muy similares.

Después de haber pasado el
aceite por la corredera del
regulador de presión, se dirige
hacia la corredera de marcha
adelante/marcha atrás. Cuando la
corredera se encuentra en la
posición que muestra la figura,
se acciona el embrague de
marcha adelante.

Y en esta posición acciona el de
marcha atrás.

Esta posición corresponde al
punto muerto.

Inmediatamente al lado se
encuentra la corredera que
determina la primera, segunda,
tercera o cuarta velocidad.

...o cuarta. Y como la corredera de
marcha adelante/marcha atrás es
independiente de la corredera de
selección de velocidad, se puede
tener cualquiera de estas
velocidades, tanto en marcha atrás
como en marcha adelante.

Observamos, por tanto, que en
una válvula de mando de caja de
cambios intervienen,
básicamente, tres correderas.
En primer lugar, la corredera que
regula la presión.

Después la que nos determina la
marcha adelante o la marcha
atrás.

Y, por último, la que selecciona la
velocidad.
En los manuales de taller hay
diagramas más detallados en los
que se explican los circuitos de
potencia de las distintas
transmisiones Power shift.

El diagrama ilustra el
aumento gradual de la
presión de la transmisión
modulada.
Y la figura, la valvula
moduladora.

Bueno, esto es todo. Una
transmisión Power shift no es otra
cosa que una serie de embragues
que blocan entre sí engranajes y
ejes para seleccionar diferentes
relaciones de desmultiplicación y
las marchas adelante y atrás.

Y esta selección se lleva a cabo
por medio de la válvula de
mando de la caja de cambios que
dirige el aceite a cualquiera de
los embragues que seleccione el
conductor.

Diferenciales

La función de un diferencial es
el de tener igual potencia en
ambas ruedas durante el
recorrido normal.
Diferenciales

Y permitir que las ruedas giren a
distinta velocidad cuando la
máquina efectúe un giro.
Diferenciales

Las piezas que componen un
diferencial son:
1.- Piñón de ataque
Diferenciales

2.- Corona
Diferenciales

3. Semi-caja del diferencial.
Diferenciales

4. Conjunto de crucetas, que
comprenden la cruceta y los
piñones satélites.
Diferenciales

5.- Piñones planetarios
A. Con diámetro interior acanalado,
para alojamiento de los extremos
acanalados de los semiejes
Diferenciales

6. Arandelas de empuje, entre los
piñones planetarios y las semi-cajas
de diferencial
Diferenciales

7. El cárter del piñón de ataque,
atornillado al cárter del eje.
Diferenciales

De esta manera trabaja el
diferencial normal cuando la
máquina se desplaza en línea
recta. La corona va atornillada a
la semi caja del diferencial y el
conjunto de crucetas está
alojado en la semi caja
Diferenciales

La intención original era la de
permitir que una rueda girase
más deprisa que la otra. Pero
cuando la rueda A que gira mas
deprisa o está patinando gira con
mayot facilidad que la rueda
opuesta B, comienza la acción
del diferencial, permitiendo que
toda la potencia disponible sea
utilizada por la rueda que está
patinando. Esto sucede siempre
que una rueda pueda girar con
mayor facilidad que la otra.
Diferenciales

Para mejorar el diferencial, se
desarrollo una unidad nueva, llamada
de deslizamiento limitado.
A continuación se explica el
funcionamiento del diferencial del
desplazamiento limitado.
Los dos engranajes planetarios llevan
acanaladuras tanto por el exterior
como por el interior.
Diferenciales

Antes que las ruedas puedan girar a
velocidad distinta es necesario vencer
la adherencia por rozamiento que
tienen los discos de embrague.
Diferenciales

Sin embargo, en algunos casos puede
ser importante que no haya ninguna
pérdida de potencia en ninguna de las
ruedas. Esta es la razón del diferencial
No–Spin (sin satélite).
Diferenciales

A cada lado el conjunto de cruceta
y leva central, va montado un
elemento de acoplamiento
conducido.
Diferenciales

El muelle de retorno asienta en el
frente de cada elemento de
acoplamiento conducido.
Diferenciales

Diferenciales
Cuando hay igual tracción en
ambas ruedas, todo el
alojamiento y el diferencial
giran formando una unidad.
Los dos semiejes están unidos
entre sí a través de los
“engranajes” planetarios por
medio de los dos elementos de
acoplamiento conducidos, que
están acoplados positivamente
contra la cruceta y la corona.

Diferenciales
Cuando la máquina se
desplaza en línea recta y una
de las ruedas pierde
adherencia, entonces el
diferencial de blocaje positivo
permite suministrar igual
potencia a ambas rueda. Esta
es la ventaja principal de este
tipo de diferencial.

Diferenciales
Cuando la máquina inicia un giro la
rueda exterior “A” empujada por la
inercia del giro, puede
desembragarse y girar mas
rápidamente que la rueda interior
“B”, con el fin de cubrir la distancia
más larga en el giro. La rueda
interior “B” continúa impulsando el
vehículo a lo largo del giro.

Diferenciales
Los diferenciales
normal, de deslizamiento
limitado y No-spin
realizan todos ellos un
buen trabajo, según la
aplicación. Al poder
suministrar los tres tipos,
se tiene la posibilidad de
tener un diferencial
aplicado para cualquier
aplicación.

Diferenciales
Se utiliza el eje posterior
oscilante en los Jumbos
hidráulicos, debido a que
estos equipos no tienen
sistemas de amortiguación.
Este eje absorve las
desigualdades del camino por
el cual transita el equipo.

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