PDF CAJAS DE CAMBIOS

1. CAJAS DE CAMBIO DE ÚLTIMA GENERACIÓN
J.L. Sempere

2. 1. INTRODUCCIÓN
Es un hecho aceptado que las transmisiones de tipo automático no tienen gran
aceptación en nuestro mercado, aunque actualmente se venden muchos mas coches
con cambio automático que hace unos pocos años. No ocurre así en algunos mercados
europeos, y muchísimo menos en Estados Unidos- representan más del 90%-, país en
el que es impensable comercializar un automóvil sin cambio automático. Tampoco en
Japón, con el 80% de su mercado.
De todos modos, el auge que vive el cambio automático en países europeos como
Suiza (21,5% del mercado) o Alemania (13%), ha animado a fabricantes e
importadores a ofrecer transmisión automática en sus nuevas gamas de turismos e
incluso en vehículos todo terreno.
Los cambios automáticos actuales están controlados por pequeñas computadoras y
presentan pautas de funcionamiento inteligente. Además, estos vehículos se conducen
con mayor facilidad y con una suavidad igual o superior a la de los manuales.
2. LA ELECTRÓNICA Y EL MODO AUTOMÁTICO
LA ELECTRÓNICA HA LLEGADO A LOS CAMBIOS DE ÚLTIMA
GENERACIÓN CONSECUENCIAS:
- CAMBIOS MÁS REFINADOS
- PROGRAMAS DE CONDUCCIÓN TÍPICOS: HIELO, ECONÓMICO,
DEPORTIVO…
- CAMBIOS AUTOADAPTATIVOS: SE ADAPTAN AL MODO DE CONDUCIR
DE CADA CONDUCTOR.
- PROGRAMAS DE RECONOCIMIENTO DEL CONDUCTOR: MEDIANTE LA
LLAVE DE APERTURA Y ASÍ SEGÚN DE QUIEN SEA LLAVE QUE ABRE EL
COCHE, SE ADAPTAN LOS ESPEJOS, EL ASIENTO Y EL PROGRAMA DE
CONDUCCIÓN.
3 EMBRAGUE PILOTADO (CAJAS MANUALES SIN EMBRAGUE)
- VEHÍCULOS EQUIPADOS CON UNA CAJA DE VELOCIDADES MECÁNICA
(ENGRANAJES).
- NO HAY PEDAL DE EMBRAGUE
- UN PEQUEÑO MOTOR ELÉCTRICO SE ENCARGA DE EMBRAGAR Y
DESEMBRAGAR.
- AL EJECUTAR UN CAMBIO SOBRE LA PALANCA UN SENSOR EN LA
PROPIA PALANCA DE CAMBIOS Y OTRO EN EL ACELERADOR DETECTAN
LA INTENCIÓN DEL CONDUCTOR DE CAMBIAR DE MARCHA, Y MANDAN

3. UNA SEÑAL A UNA BOMBA DE PRESIÓN QUE SE ENCARGA DE DIRIGIR LA
HORQUILLA DEL EMBRAGUE.
RENAULT TWINGO EASY , MERCEDES CLASE A, SMART…
4 CAMBIO SECUENCIAL
PODEMOS DENOMINAR CAMBIO SECUENCIAL AL QUE PERMITE
SELECCIONAR LAS MARCHAS CON “GOLPES” DE PALANCA, ES DECIR,
MOVIMIENTOS DE LA PALANCA HACIA UN LADO, SUBEN O BAJAN
DE MARCHA Y VICEVERSA. ESTOS SISTEMAS SUELEN SER LA OPCIÓN
MANUAL DE CAMBIOS AUTOMÁTICOS CON CONVERTIDOR HIDRÁULICO
(TRIPTRONIC DE PORSCHE Y AUDI, STEPTRONIC DE BMW, ETC) O
INCLUSO SE OFRECEN CAJAS MANUALES DE EMBRAGUE PILOTADO
COMO EL BMW M3, EL SMART, EL DSG DEL SEAT ALTEA…
AMBOS TIENEN 5 o 6 MARCHAS Y FUNCIONAN DE MANERA SIMILAR: CON
LA PALANCA EN UN PASILLO SE COMPORTAN COMO UN AUTOMÁTICO
ADAPTATIVO, QUE ELIGE LA SECUENCIA DEL CAMBIO EN FUNCIÓN DE
LA CARRETERA Y DEL CONDUCTOR. EN UN PASILLO PARALELO
FUNCIONAN COMO UN CAMBIO SECUENCIAL. ESTE CAMBIO SIGUE
TENIENDO ALGO DE AUTOMÁTICO, PUES PASA A UNA MARCHA
SUPERIOR CUANDO LLEGA AL CORTE DE INYECCIÓN, NO PERMITE
SELECCIONES QUE PROVOQUEN SOBRERRÉGIMEN E INSERTAN
AUTOMÁTICAMENTE LA PRIMERA MARCHA SI NOS DETENEMOS POR
COMPLETO.

5. 4.1 CAJAS AUTOMATICAS CON CAMBIO SECUENCIAL
• TRIPTRONIC ->Porsche 911 y Audi A4, A6 Y A8 y SEPTRONIC -> BMV 740i
POSIBILIDAD DE CAMBIO MANUAL EN UNA CAJA AUTOMATICA.
5 MARCHAS Y FUNCIONAN DE MANERA SIMILAR.
EL CAMBIO ESTÁ GESTIONADO POR UN SOFISTICADO COMPUTADOR
QUE IMPIDE CUALQUIER MANIOBRA QUE PUEDA DAÑAR EL
MOTOR O PONER EN PELIGRO LA SEGURIDAD.
EN CONDUCCIÓN DEPORTIVA EL SISTEMA TRIPTONIC CUANDO SE LLEGA
AL REGIMEN DE POTENCIA MÁXIMA PASA AUTOMÁTICAMENTE A LA
RELACIÓN SUPERIOR.
NO ADMITE RETENCIONES BRUSCAS Y PRUEBA DE ELLO ES QUE EL
MOTOR NUNCA SUPERA LAS 5500 RPM EN RETENCIÓN NI LAS 3500
CUANDO EL PASO ES DE 2ªA1ª.

6. DATOS TECNICOS CAJA A5S360R BMW
TIPO DE CAMBIO:
CAJA DE CAMBIOS AUTOMATICA PARA TURISMOS CON 5 MARCHAS
HACIA DELANTE EN DISPOSICION ESTANDAR. LA 5ª MARCHA HA SIDO
CONCEBIDA COMO SUPERDIRECTA.
CAPACIDAD DE TRANSMISION:
1ª, 2ª, 3ª, 5ª 360 Nm
4ª 390 Nm
RELACION DE TRANSMISION
1ª 3.45:1
2ª 2.21:1
3ª 1.58:1
4ª 1.00:1
5ª 0.76:1
MARCHA ATRÁS 3.16:1
POSICIONES DE ACOPLAMIENTO
P-R-N-D Y STEPTRONIC (EN LOS MODELOS PARA EE.UU NO SE MONTA EL
STEPTRONIC)
PESO CON ACEITE
80 A 85 kg SEGÚN VERSION.
CAPACIDAD DE REMOLCADO
HASTA APROX. 6 HORAS A UNA VELOCIDAD DE APROX. 80 km/h

7. 4.2 CAJAS MANUALES CON CAMBIO SECUENCIAL
(EMBRAGUE PILOTADO)
ARQUITECTURA INTERNA MUY PARECIDA A LAS CAJAS DE CAMBIO
MANUALES CONVENCIONALES.
DIFERENCIA:
CONVENCIONALES EL CONDUCTOR SE ENCARGA DE PISAR EL
EMBRAGUE Y CAMBIAR DE MARCHA. MIENTRAS QUE EN ESTE
TIPO CAJAS UN ACCIONAMIENTO CAMBIA LA VELOCIDAD CUANDO EL
CONDUCTOR APRIETE UN BOTÓN O
PALANCA.
ESTAS CAJAS DE CAMBIO TAMBIÉN PERMITEN UN FUNCIONAMIENTO
AUTOMÁTICO.
LAS PRINCIPALES VENTAJAS SON SU PRECIO, SU PEQUEÑO TAMAÑO Y LA
RAPIDEZ DE CAMBIO, POR LO MENOS TAN RÁPIDA COMO LA MANUAL.
CAMBIO ES UN POCO MÁS BRUSCO QUE EL AUTOMÁTICO.
EJEMPLO:
FERRARI F355 F1
EL FERRARI ACELERA DE 0-100 Km/h EN 4.7 SEG.
ESTA CIFRA REFLEJA QUE NO HAY PERDIDA DE RENDIMIENTO, VENTAJA
CONRESPECTO AL CAMBIO TIPTRONIC.
EL SISTEMA FERRARI SE BASA EN UNA CAJA MANUAL DE 6 VELOC. CON
UN EMBRAGUE ELECTRÓNICO Y UN ACTUADOR DE ALTA PRESIÓN PARA
EL CAMBIO.
TIENE TRES MODOS DE FUNCIONAMIENTO.
MODO TOTALMENTE AUTOMÁTICO:
GENERALMENTE UTILIZADO PARA CONDUCCIÓN URBANA.
UN ORDENADOR SE ENCARGA DE CAMBIAR LA VELOCIDAD TENIENDO
EN CUENTA LAS:
REVOLUCIONES DEL MOTOR, LA CARGA Y LA POSICIÓN DEL
ACELERADOR.
ESTE FUNCIONAMIENTO NO ES TAN SUAVE COMO EL DE UNA CAJA CON
CONVERTIDOR DE PAR.

8. MODO DEPORTIVO:
LA CAJA DE CAMBIOS QUEDA A DISPOSICIÓN DEL CONDUCTOR.
EL CAMBIO DE VELOCIDADES SE REALIZA TIRANDO DE UNAS PALETAS
QUE SE SITÚAN EN LA COLUMNA DE LA DIRECCIÓN JUSTAMENTE
DETRÁS DEL VOLANTE.
EL CAMBIO A UNA VELOCIDAD SUPERIOR SE REALIZA EN TAN SOLO 0,15
SEG.
MODO SEMIAUTOMÁTICO:
PRÁCTICAMENTE IGUAL QUE EL MODO DEPORTIVO, EN EL QUE EL
CONDUCTOR TIRANDO DE LAS PALETAS CAMBIA DE VELOCIDAD. SIN
EMBARGO, SI LLEGAMOS A SUPERAR LAS 6000 R.P.M., EL ORDENADOR SE
ENCARGA DE CAMBIAR A UNA VELOCIDAD MAYOR. DE ESTA FORMA,
REDUCIMOS LA ACELERACIÓN, PERO OBTENEMOS UNOS CAMBIOS MÁS
SUAVES.
ALFA ROMEO'S SELESPEED
BMW M-SECUENCIAL

10. CAMBIO DSG ( AUDI-VW)
(DIRECT SHIFT GEARBOX – CAJA DE CAMBIOS DIRECTA)
COMBINA LAS VENTAJAS DE UN CAMBIO MANUAL Y LAS DE UN CAMBIO
AUTOMATICO.
CAJA DE CAMBIOS MECANICA CON ACCIONAMIENTO AUTOMATICO
SE CARACTERIZA POR SU ENGRANE ANTICIPADO Y SU DOBLE
EMBRAGUE
FUNCIONAMIENTO
CONSTA DE DOS TRANSMISIONES PARCIALMENTE INDEPENDIENTES.
CADA UNA TIENE ASIGNADO SU PROPIO EMBRAGUE MULTIDISCO
1º EMBRAGUE : 1ª, 2ª, 5ª VELOCIDAD Y MARCHA ATRÁS.
2º EMBRAGUE: 3ª, 4ª, 6ª VELOCIDAD
SIEMPRE HAY TRANSMISION DE FUERZA EN UNA DE LAS TRASMISIONES
PARCIALES, MIENTRAS QUE EN LA OTRA YA SE SELECCIONA LA
SIGUIENTE MARCHA.
EL MODULO ELECTRONICO MECHATRONIC SE ENCARGA DE ABRIR Y
CERRAR EMBRAGUES Y SELECCIONER PREVELOCIDADES EN FUNCION
DE: VELOCIDAD, REGIMEN DE GUIRO MOTOR Y SU VARIACION EN LOS
ULTIMOS MICROSEGUNDOS.
VENTAJAS:
DURANTE EL CAMBIO DE VELOCIDAD NO HAY INTERRUPCIÓN DE
FUERZA DE TRACCIÓN.
EJ: AUDI TT, AUDI A3, SEAT ALTEA, QUINTA GENERACION VW GOLF…

12. 5. CAJAS DE VARIACION CONTINUA (CVT)
INTRODUCCION
TODOS CONOCEMOS LA POPULAR VESPINO, QUE SE CARACTERIZA POR
OFRECER LA FACILIDAD DE ACELERAR PARA MOVER EL CICLOMOTOR
MEDIANTE UN VARIADOR.
EN TEORÍA, LAS CAJAS DE CAMBIO DE VARIACIÓN CONTINUA SON:_
EL DISEÑO PERFECTO, YA QUE VARÍAN LA RELACIÓN DE VELOCIDADES
CONTINUAMENTE, POR LO QUE PODEMOS DECIR QUE ES UNA
TRANSMISIÓN AUTOMÁTICA CON UN NÚMERO INFINITO DE RELACIONES.
NOS PODEMOS MOVER POR LA CURVA DE POTENCIA MÁXIMA, ALGO
IMPOSIBLE CON LAS CAJAS AUTOMÁTICAS O MANUALES, EN LAS QUE SE
PRODUCÍA UN ESCALONAMIENTO ENTRE LAS DIFERENTES
VELOCIDADES.
LA TEORÍA DE FUNCIONAMIENTO DE ESTOS MECANISMOS ES MUY
SIMPLE, TAL Y COMO SE VA A EXPLICAR EN LA SIGUIENTE FIGURA:
EL SECRETO ESTÁ EN UNA CORREA QUE TRANSMITE EL
MOVIMIENTO ENTRE DOS POLEAS. LA POLEA CONDUCTORA
ES LA QUE PROVIENE DE LA SALIDA DEL MOTOR Y LA
CONDUCIDA ES LA QUE VA AL EJE DE TRANSMISIÓN.
LAS POLEAS NO SON FIJAS, SI NO QUE ESTÁN CONSTITUIDAS
POR DOS PLATOS MÓVILES QUE SE ENSANCHAN O SE
ENCOGEN TAL Y COMO SE VEN EN LA FIGURA. CUANDO
ABRIMOS EL PLATO DEL EJE DEL MOTOR, LA POLEA SE METE
ENTRE LOS PLATOS, POR LO QUE LA POLEA SECUNDARIA SE
CIERRA. EL RESULTADO ES UNA RELACIÓN DE TRANSMISIÓN
BAJA. POR EL CONTRARIO, CUANDO SE CIERRAN LOS PLATOS
PRIMARIOS, EL RADIO DE LA ÓRBITA EN LA CORREA PRIMARIA ES
MAYOR, POR LO QUE LA RELACIÓN DE
TRANSMISIÓN AUMENTA.

13. POR LO TANTO, CONTROLANDO LA APERTURA DE LOS PLATOS DE LAS
POLEAS PODEMOS OBTENER DIFERENTES RELACIONES DE
VELOCIDADES.
CABE DESTACAR QUE CUANDO EL RADIO DE UNA POLEA VARÍA,
TAMBIÉN VARÍA LA OTRA, YA QUE LA LONGITUD
DE LA POLEA ES FIJA. ESTO PRODUCE QUE EL EFECTO DE CAMBIO DE
RELACIÓN DE VELOCIDADES SE MULTIPLIQUE.
SIN EMBARGO, ESTE TIPO DE CAJAS DE VELOCIDADES PRESENTE DOS
IMPORTANTES INCONVENIENTES
EN SU IMPLEMENTACIÓN:
- LA CORREA ESTÁ SOMETIDA A UNAS TENSIONES MUY ELEVADAS.
- ES MUY DIFÍCIL CONSEGUIR UN AGARRE PERFECTO ENTRE POLEAS Y
CORREA.
EN LOS AÑOS 80 SE UTILIZABA ESTE SISTEMA DE CAMBIOS EN COCHES
DE PEQUEÑA CILINDRADA, YA QUE LA CADENA SOLO RESISTÍA LOS
ESFUERZOS PRODUCIDOS POR MOTORES DE BAJO PAR.
EN LA ACTUALIDAD SE HAN CONSEGUIDO CADENAS QUE RESISTEN LOS
PARES DE MOTORES DE GRAN CILINDRADA. NOS VAMOS A CENTRAR
AHORA EN DESCRIBIR TRES TIPOS DE CAJAS DE CAMBIO DE VARIACIÓN
CONTINUA QUE EXISTEN EN EL MERCADO Y ANALIZAR SUS VENTAJAS
INCONVENIENTES.
MULTITRONIC -> Audi
EL MULTITRONIC ES UN CAMBIO DE VARIADOR CONTINUO
DESARROLLADO POR AUDI Y QUE NO SÓLO SUPERA AL TRIPTÓNIC SINO
QUE TAMBIÉN ES SUPERIOR EN TODO A UNO MANUAL: MÁS RÁPIDO,
MÁS SUAVE, PROPORCIONA MÁS PRESTACIONES REDUCE EL CONSUMO.
LA PRINCIPAL DIFERENCIA QUE AUDI HA INTRODUCIDO PARA
CONSEGUIR ESTE RENDIMIENTO ES:
UTILIZAR UNA CADENA EN VEZ DE UNA CORREA PARA TRANSMITIR EL
PAR ENTRE LAS DOS CORREAS. LA CADENA DE ACERO ESTÁ FORMADA
POR 1025 LÁMINAS Y 75 PARES DE PINES CAPAZ DE SOPORTAR
TENSIONES SUPERIORES A 1,6 TONELADAS. ES CASI TAN
FLEXIBLE COMO LA CORREA, PERO MUCHO MÁS RESISTENTE.

14. TIENE LA POSIBILIDAD DE CAMBIO SECUENCIAL DE 6 VELOCIDADES,
QUE SE CONSIGUEN CON SEIS POSICIONES FIJAS EN EL DIÁMETRO DE LAS
POLEAS. CABE DESTACAR QUE ESTOS CAMBIOS SE PRODUCEN SIN
TRANSICIONES Y EXENTOS DE SACUDIDAS CON TODA RAPIDEZ GRACIAS
A UNA ADAPTACIÓN CONTINUA. PARA SU MANEJO SE PUEDEN UTILIZAR
TANTO LA PALANCA DE CAMBIO COMO LOS BOTONES DEL VOLANTE
OTROS EJEMPLOS SON:
NISSAN M6 HYPER-CVT
NISSAN EXTROID CVT

15. 6. CONTROL ADAPTATIVO DEL CAMBIO
INTRODUCCION
EL DESEO DE CONSEGUIR UNA SELECCION DE MARCHAS DEL CAMBIO
AUTOMATICO MEJOR ADAPTADA AL COMPORTAMIENTO DEL
CONDUCTOR, Y DE OPTENER UNA REACCIÓN ADECUADA A CUALQUIER
SITUACION ESPECIAL DE LA MARCHA HA LLEVADO A LA INTRODUCCIÓN
DEL CONTROL ADAPTATIVO DEL CAMBIO (AGS)
PARAMETROS DETERMINANTES:
SISTEMAS CONVENCIONALES SELECCIONAN LAS MARCHAS EN FUNCION
DE:
- ANGULO MARIPOSA ESTRANGULACION.
- Nº REVOLUCIONES SALIDA DEL CAMBIO

16. SISTEMA AGS VALORA ADEMAS UNA SERIE ADICIONAL DE
PARAMETROS:
- ANGULO MARIPOSA ESTRANGULACION.
- Nº REVOLUCIONES SALIDA DEL CAMBIO.
- POSICIÓN INTERRUPTOR KICK-DOWN
- PALANCA SELECTORA PROGRAMAS
ESQUEMA FLUJO DE SEÑALES DEL AGS (PARAMETROS RELEVANTES)
SOFTWARE
EN LOS SISTEMAS DE CONTROL ANTERIORES LA SELECCIÓN DE LOS
DIVERSOS PROGRAMAS SE REALIZABA MEDIANTE UNA SERIE DE TECLAS
NORMALMENTE SE PUEDE ELEGIR ENTRE:
E: ECONOMICO
S: DEPORTIVO
* : INVIERNO
EN EL CAMBIO ADAPTATIVO LAS TECLAS DISPONIBLES SON:
S: DEPORTIVO
A: PROGRAMA DE CAMBIO ADAPTATIVO
ABS
ASC
(CONTROL TRACCION)
PALANCA SECT.
CAMBIO
(Nº REVOLUCIONES)
INTERRUPTOR LUZ
FRENO
INTERRUPTOR A/S
(PROGRAMA DEPORTIVO O
ADAPTATIVO)
INTERRUPTOR K.D
GESTION MOTOR
(MARIPOSA)
CPU SELECCIÓN
MARCHA

17. EJEMPLO:
EN CASO DE MARCHA CONSTANTE SE SELECCIONA UN PROGRAMA DE
CAMBIOS ORIENTADOS A LA REDUCCIÓN DEL CONSUMO, MEDIANTE EL
CUAL SE CAMBIA MÁS TEMPRANO A UNA MARCHA SUPERIOR Y SE
CAMBIA A MARCHAS INFERIORES SÓLO A VELOCIDADES
COMPARATIVAMENTE MENORES.