Mecánica de maquinaria y vehículos pesados

Gestión de Formación y Servicios Tecnológicos Edición 03

Plan de Trabajo para Investigaciones y Proyectos

Tecnológicos

NÚCLEO MECÁNICA DE VEHICULOS

SUBSECTORES PRODUCTIVOS

Mecánica de maquinaria y vehículos pesados

Mecánica de maquinaria agrícola

Mecánica de vehículos livianos

PROYECTO:

“Transferencia tecnológica sobre las nuevas tecnologías aplicadas en las cajas de

velocidades utilizadas en los vehículos livianos.”

ÍNDICE

Página

Introducción 3,4,

Historia 5,6,7,8

Cajas de cambio de ultima generación 9

CVT de correa. Introducción 10

Componentes 11,12,13,14,15,

16,17,18

Operación 19,20,21,22,23,24

Ubicación de las partes 25

Diagrama eléctrico 26

Ventajas y desventajas 26

CVT de cadena. Introducción 27

Componentes 27

Operación 28,29

Ventajas y desventajas 30

CVT toroidal. Introducción 31

Extroid. Introducción 31

Componentes 32

Operación 33,34,35,36

Ventajas y desventajas 36

Cajas de cambio de doble embregue. Introducción 37

Componentes 38

Operación 39,40,41

Ventajas y desventajas 42

Conclusiones 42Bibliografía 43,44

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INTRODUCCIÓN

Hasta ahora las transmisiones de los automóviles eran básicamente de dos tipos: por un

lado la más extendida, la manual con engranajes montados en ejes paralelos y

embrague, y por otro lado la automática, de engranajes epicicloidales y convertidor

hidráulico de par.

Elegir una u otra tiene ventajas y desventajas: la manual se presta a una gratificante

conducción deportiva y a mantener un mayor control sobre el coche pero sugiere

dominar difíciles técnicas de conducción. Sin embargo la automática es mucho más

suave y nos permite olvidarnos de elegir constantemente el cambio adecuado, la

conducción es más relajada y confortable, y puede ser más segura. Los mayores

inconvenientes de la transmisión automática son su mayor coste de fabricación y

mantenimiento así como las pérdidas que tiene el convertidor de par, que reducen las

prestaciones y aumentan los consumos.

Es un hecho aceptado que las transmisiones de tipo automático no tienen gran

aceptación en nuestro mercado, aunque actualmente se venden muchos mas

automóviles con cambio automático que hace unos años. No ocurre así en algunos

mercados europeos, y muchísimo menos en Estados Unidos donde representan más

del 90%, país donde 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 transmisiones automáticas en sus nuevas gamas de turismos e incluso en

vehículos todo terreno.

Los cambios automáticos actuales están controlados por computadoras y presentan

pautas de funcionamiento inteligente. Además, estosvehículos se conducen con mayor

facilidad y con una suavidad o conducción deportivaigual o superior a la de los

manuales.

Recientemente los fabricantes han empezado a vendertransmisiones automáticas en la

clase turismo y todo terreno con sistemas innovadores y distintos a los convencionales,

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como la trasmisión variable continua o las cajas secuenciales. Estos sistemas ofrecen

una gran variedad de ventajas tanto en la conducción como en la economía de

combustible.

Por lo tanto se vuelve fundamental estar al tanto de los cambios tecnológicos sufridos

por las trasmisiones automáticas como parte de la vigilancia tecnológica.

En el mercado se están ofreciendo actualmente las transmisiones variables continuas

(CVT), transmisiones variables infinita (IVT) y cajas secuenciales(DSG).

Estos diseños pueden cambiar las relaciones dentro de un rango en lugar de entre un

conjunto de relaciones fijas. A pesar que los prototipos de estos sistemas de

transmisión existen desde hace décadas, es ahora cuando están alcanzando la

viabilidad comercial. Este tipo de transmisión deriva de la transmisión de fricción de las

primeras décadas del siglo 20. El desarrollo reciente se originó en un emprendimiento

de NSK en la década de 1980. Posteriormente se agrego Nissan, que junto a NSK y una

importante compañía de lubricantes japonesa lograron resultados satisfactorios. Se la

denomina también transmisión toroidal.

Una transmisión variable continua o infinita continua es un tipo de transmisión

automática que puede cambiar la relación de cambio a cualquier valor arbitrario dentro

de sus límites. La transmisión variable no está restringida a un pequeño número de

relaciones de cambio, como las 4 a 6 relaciones delanteras de las transmisiones típicas

de automóviles. La centralita electrónica que controla la transmisión variable continua

simula a menudo cambios de marcha abruptos, especialmente a bajas velocidades,

porque la mayoría de los conductores esperan las bruscas sacudidas típicas y

rechazarían una transmisión perfectamente suave porsu aparente falta de potencia.

La transmisión secuencial es el cambio con el que basta presionar unos mandos en el

volante o mover una palanca hacia delante y hacia atrás para seleccionar el cambio y no

se puede seleccionar una marcha cualquiera saltándose las otras, sino que obliga a

pasar por todas las intermedias.

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Este tipo de transmisiones combina a la perfección la conducción deportiva del cambio

manual con la comodidad experta del cambio automático. Gracias a la ayuda de la

electrónica se ofrece al mismo tiempo un rendimiento manual sin sobresaltos y una

selección directa con programas de selección automática de marchas.

Tanto las transmisiones variables como las secuenciales promulgan un menor consumo

de combustible y mayores prestaciones de velocidad y aceleración en los vehículos.

Teóricamente el ahorro de combustible sería de alrededor de 35 % y se tardaría un 25%

menos de tiempo en acelerar de 0 a 100 km/h.

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HISTORIA

Las cajas de cambio de última generación tienen antepasados muy lejanos. Desde 1490

Leonardo Da Vinci conceptuó la transmisión continuamente variable, principio que fue

evolucionando dentro de la industria y posteriormente adaptado al automóvil.

Entre 1906 y 1920 apareció un variador por fricción(hoy nombrado CVT) que estaba

compuesto por un disco plano que trasmite la fuerzadel motor y una rueda sujeta a un

eje por donde sale la fuerza hacia las ruedas. y. Desplazando la rueda sobre su eje

para variar el ángulo de contacto con el disco, eraposible variar gradualmente la

relación de la transmisión, tanto hacia delante como hacia atrás.

Por otra parte, el neutro se obtiene tirando el disco hacia atrás para interrumpir su

contacto con la rueda.

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El dispositivo logra las funciones de embrague, caja de cambios con reversa y de

diferencial. No se considero un sistema automático porque su regulación era controlada

por el conductor y su uso se abandono debido al desgaste excesivo de los componentes

de la transmisión.

Luego a mediados de los 50 compañías como Van Doorne, DAF y VOLVO producían

una CVT para vehículos pequeños y económicos. El sistema tubo muchos

inconveniente con la transmisión de fuerza, pues era a través de una correa en V de

hule, lo que provocaba muchas perdidas de potencia y era muy propensa a fallas

mecánicas pues se había instalado esas poleas, una a la salida del motor y otra en el

eje motriz de modo que las cintas giraran a todo lolargo del coche, funcionando de

forma desprotegida. Además, había decidido fabricarlas en un material textil recubierto

con caucho que hacía que estas cintas tuvieran una vida relativamente limitada (unos

30.000 kilómetros) en el caso de que alguna piedra pisada por el vehículo no las

rompiera antes. La reparación, en aquella época, era muy sencilla y económica, pero no

dejaba de ser una molestia.

8

9

Fiat retomo este diseño y lo modifico. Primero lo denomino de variación continua, lo

que se tradujo en las siglas CVT. Coloco la correa mas corta entre las poleas, también

hizo que una polea fuera accionada por el mismo ejedel motor y la otra estuviera unida

a la salida del eje de transmisión. Todo esto protegido dentro de un pequeño cárter.

Además, Fiat desarrolló una cinta flexible, metálica, de alta resistencia, que hacía

prácticamente ilimitada su duración. Fiat simplifico el mecanismo y lo hizo más ligero,

Pero subsistían dos problemas. Uno, el del arranqueen frío, que obligaba a mantener el

estrangulador de aire del carburador durante demasiado tiempo, gastando mucha

gasolina y contaminando en exceso, para evitar que el coche se calara. Por otra parte,

la conducción imponía cierto

...