Componentes y Funcionamiento de la Caja de Cambios y el Diferencial en Vehículos

Sistema de Mando Conjunto de la Caja de Cambios

El sistema de mando conjunto está compuesto por una serie de elementos que transmiten a la caja de cambios las decisiones que toma el conductor. Estos elementos incluyen:

• Horquillas
• Barras desplazables
• Dedo selector
• Palanca de cambio y varillaje
• Sistema de enclavamiento y seguridad

Eje de la Marcha Atrás

Para insertar la marcha atrás, es necesario añadir un piñón entre el eje intermedio y el secundario, con el fin de invertir el giro del secundario. Este piñón no tiene conjunto de sincronización y posee un dentado recto. La palanca de cambio incorpora un dispositivo de seguridad para evitar que la marcha atrás se engrane por error.

Cajas de Cambios con Dos Ejes Secundarios

En las cajas de cambios con dos ejes secundarios, el flujo de fuerzas cruzado reduce la longitud del cambio. Cada árbol secundario tiene un número de piñones, todos ellos engranados perfectamente con el primario. Estos piñones giran libres hasta que el desplazable engrana uno y lo hace solidario. Ambos ejes están engranados al diferencial.

Retenes y Rodamientos

Se utilizan diversos tipos de rodamientos en la caja de cambios, entre ellos:

• Rodamientos de bolas
• Rodamientos de rodillos
• Rodamientos cónicos
• Rodamientos de agujas
• Rodamientos axiales

Grupos Multiplicador y Divisor

Los grupos multiplicador y divisor se instalan para ampliar las relaciones de marchas del cambio.

Grupo Multiplicador

El grupo multiplicador se monta en la salida del árbol secundario. Permite al conductor tener dos posibilidades: High y Low. Se basa en la utilización de un engranaje compuesto por:

• Planetario
• Porta satélites
• Satélites
• Corona de dentado interior

La desmultiplicación se logra frenando la corona de dentado interior, que gira en el mismo sentido pero más lentamente. El porta satélites gira a menos revoluciones. Si se frena la corona, se produce la desmultiplicación.

Conexiones High y Low

Las conexiones High y Low se realizan mediante una corona desplazable.

• Low: Frena la corona dentada del engranaje planetario, bloqueando una placa sujeta a la carcasa del cambio.
• High: Une el árbol de salida con la corona dentada interior, con una relación de 1:1.

Grupo Divisor

El grupo divisor incorpora piñones de entrada adicionales en el árbol primario, con diámetros distintos. Esto permite que el motor reciba revoluciones diferentes. Los piñones del grupo giran libremente, y a través de una corona desplazable, se bloquea un piñón u otro.

Diferencial

Las ruedas motrices son aquellas que reciben el movimiento y el par del motor. Pueden ser delanteras, de propulsión o 4WD (tracción total).

Funciones del Diferencial

• Realizar una desmultiplicación de las revoluciones por minuto (RPM) que salen del cambio.
• Compensar las RPM de las ruedas motrices en una curva.
• Convertir el movimiento longitudinal en transversal.

Tipos de Diferencial

• Diferencial convencional
• Diferencial epicicloidal
• Diferencial bloqueante

Funcionamiento del Diferencial Convencional

El eje recibe el movimiento de la caja de cambios y termina en el piñón de ataque. La rueda dentada que se engrana constantemente con el piñón de ataque es la corona dentada. Esta corona está unida a la carcasa, que en su interior alberga cuatro piñones: dos planetarios unidos a los palieres y dos satélites unidos a la carcasa a través de un eje.

El diferencial puede ubicarse:

• Dentro de la caja de cambios.
• En el interior de un puente motriz.
• A la salida de la caja de cambios.
• En una carcasa suspendida en la carrocería del vehículo.

Diferencial en Línea Recta

En línea recta, la corona arrastra a la carcasa. Los satélites no giran sobre su eje, y los planetarios giran a las mismas RPM que la corona, repartiéndose equitativamente entre ambos.

Circulación en Curva

Al tomar una curva, se reduce la velocidad de giro de una rueda, lo que frena un palier y su planetario. Como las RPM de la corona no disminuyen, los satélites giran, transmitiendo el movimiento al planetario que ofrece menos resistencia.