Cómo funciona una transmisión automática

Una transmisión automática permite que el motor de un automóvil funcione dentro de un rango estrecho de velocidades, al igual que una transmisión manual. A medida que el motor alcanza grados más altos de torque (el torque es la cantidad de potencia de rotación del motor),...

Una transmisión automática permite que el motor de un automóvil funcione dentro de un rango estrecho de velocidades, al igual que una transmisión manual. A medida que el motor alcanza niveles más altos de par (el par es la potencia de rotación del motor), los engranajes de la transmisión permiten que el motor aproveche al máximo el par que genera mientras mantiene una velocidad adecuada.

¿Qué tan importante es una transmisión para el rendimiento de un automóvil? Sin transmisión, los vehículos solo tienen una marcha, se tarda una eternidad en alcanzar velocidades más altas y el motor se desgasta rápidamente debido a las altas RPM que produce constantemente.

Principio de transmisión automática

El principio de funcionamiento de una transmisión automática se basa en el uso de sensores para determinar la relación de transmisión adecuada, que depende en gran medida de la velocidad deseada del vehículo. La transmisión se conecta al motor en la campana, donde un convertidor de par convierte el par del motor en fuerza motriz y, en algunos casos, incluso amplifica esa potencia. El convertidor de par de la transmisión hace esto transfiriendo esa potencia al eje de transmisión a través del engranaje planetario y los discos de embrague, que luego permiten que las ruedas motrices del automóvil giren para impulsarlo hacia adelante, con diferentes relaciones de transmisión requeridas para diferentes velocidades. Dependiendo de la marca y el modelo, estos son vehículos de tracción trasera, tracción delantera y tracción total.

Si el vehículo solo tuviera una o dos marchas, alcanzar velocidades más altas sería un problema porque el motor solo gira a ciertas RPM dependiendo de la marcha. Esto significa revoluciones más bajas para marchas más bajas y, por lo tanto, menor velocidad. Si la marcha más alta fuera la segunda, el vehículo tardaría una eternidad en acelerar a menos revoluciones, aumentando gradualmente las revoluciones a medida que el vehículo ganaba velocidad. El estrés del motor también se convierte en un problema cuando funciona a altas revoluciones por períodos más largos.

Usando ciertas marchas que funcionan en conjunto, el automóvil aumenta gradualmente la velocidad a medida que cambia a marchas más altas. Cuando el automóvil cambia a marchas más altas, las rpm disminuyen, lo que reduce la carga en el motor. Los diversos engranajes están representados por la relación de transmisión (que es la relación de los engranajes tanto en tamaño como en número de dientes). Los engranajes más pequeños giran más rápido que los engranajes más grandes, y cada posición de engranaje (del primero al sexto en algunos casos) utiliza diferentes engranajes de diferentes tamaños y números de dientes para lograr una aceleración suave.

Un enfriador de transmisión es esencial cuando se transportan cargas pesadas porque una carga pesada ejerce una presión adicional sobre el motor, lo que hace que se caliente más y queme el líquido de la transmisión. El enfriador de la transmisión está ubicado dentro del radiador, donde elimina el calor del líquido de la transmisión. El fluido viaja a través de los tubos en el enfriador al refrigerante en el radiador para que la transmisión se mantenga fría y pueda manejar cargas más altas.

¿Qué hace un convertidor de par?

El convertidor de par multiplica y transmite el par generado por el motor del vehículo y lo transmite a través de engranajes en la transmisión a las ruedas motrices en el extremo del eje de transmisión. Algunos convertidores de par también actúan como un mecanismo de bloqueo, vinculando el motor y la transmisión cuando funcionan a las mismas velocidades. Esto ayuda a prevenir el deslizamiento de la transmisión que resulta en una pérdida de eficiencia.

El convertidor de par puede tomar una de dos formas. El primero, el acoplamiento hidráulico, utiliza al menos una transmisión de dos piezas para transferir el par desde la transmisión al eje impulsor, pero no aumenta el par. Un embrague hidráulico, utilizado como alternativa a un embrague mecánico, transfiere el par motor a las ruedas a través de un eje de transmisión. El otro, el convertidor de par, utiliza al menos tres elementos en total, ya veces más, para aumentar la salida de par de la transmisión. El convertidor utiliza una serie de paletas y un reactor o paletas de estator para aumentar el par, lo que genera más potencia. El estator o paletas estáticas sirven para redirigir el fluido de transmisión antes de que llegue a la bomba, mejorando en gran medida la eficiencia del convertidor.

El funcionamiento interno del engranaje planetario.

Saber cómo funcionan juntas las partes de una transmisión automática realmente puede ponerlo todo en perspectiva. Si miras dentro de una transmisión automática, además de varias correas, placas y una bomba de engranajes, el engranaje planetario es el componente principal. Este engranaje consta de un engranaje solar, un engranaje planetario, un portaengranajes planetarios y una corona. Un engranaje planetario del tamaño aproximado de un melón crea las diversas relaciones de transmisión que necesita la transmisión para lograr las velocidades necesarias para avanzar mientras se conduce, así como para engranar la marcha atrás.

Los diferentes tipos de engranajes trabajan juntos, actuando como entrada o salida para la relación de transmisión específica requerida en un momento dado. En algunos casos, los engranajes son inútiles en cierta proporción y, por lo tanto, permanecen estacionarios, con bandas dentro de la transmisión que los mantienen fuera del camino hasta que se necesitan. Otro tipo de tren de engranajes, el engranaje planetario compuesto, incluye dos juegos de engranajes planetarios y planetarios, aunque solo una corona. El propósito de este tipo de tren de engranajes es proporcionar torsión en un espacio más pequeño o aumentar la potencia general del vehículo, como en un camión pesado.

El estudio de los engranajes.

Mientras el motor está en marcha, la transmisión responde a cualquier velocidad en la que se encuentre el conductor. En Park o Neutral, la transmisión no se activa porque los vehículos no requieren torque cuando el vehículo no está en movimiento. La mayoría de los vehículos tienen diferentes engranajes impulsores que son útiles para avanzar, desde la primera hasta la cuarta velocidad.

Los autos de alto rendimiento tienden a tener incluso más marchas, hasta seis, según la marca y el modelo. Cuanto menor sea la marcha, menor será la velocidad. Algunos vehículos, especialmente los camiones medianos y pesados, usan la sobremarcha para ayudar a mantener velocidades más altas y también para brindar una mejor economía de combustible.

Finalmente, los automóviles usan la marcha atrás para conducir en reversa. En marcha atrás, uno de los engranajes más pequeños engrana con el engranaje planetario más grande, en lugar de viceversa cuando se mueve hacia adelante.

Cómo la caja de cambios usa embragues y bandas

Además, la transmisión automática usa embragues y correas para ayudarlo a alcanzar las diversas relaciones de transmisión necesarias, incluida la sobremarcha. Los embragues entran en acción cuando las partes de los engranajes planetarios están conectadas entre sí, y las bandas ayudan a mantener los engranajes estacionarios para que no giren innecesariamente. Las bandas, accionadas por pistones hidráulicos en el interior de la transmisión, fijan partes del tren de engranajes. Los cilindros y pistones hidráulicos también accionan los embragues, obligándolos a engranar las marchas requeridas para una relación de transmisión y velocidad determinadas.

Los discos de embrague están dentro del tambor de embrague en la transmisión y se alternan con discos de acero en el medio. Los discos de embrague en forma de discos muerden las placas de acero debido al uso de un recubrimiento especial. En lugar de dañar las placas, los discos las comprimen gradualmente, aplicando lentamente una fuerza que luego se transfiere a las ruedas motrices del vehículo.

Los discos de embrague y las placas de acero son un área común donde ocurre el deslizamiento. Eventualmente, este deslizamiento hace que las virutas de metal ingresen al resto de la transmisión y finalmente provoquen que la transmisión falle. Un mecánico revisará la transmisión si el automóvil tiene problemas con el deslizamiento de la transmisión.

Bombas hidráulicas, válvulas y regulador

Pero, ¿de dónde viene la potencia "real" en una transmisión automática? El verdadero poder reside en el sistema hidráulico integrado en la carcasa de la transmisión, incluida la bomba, varias válvulas y el regulador. La bomba extrae fluido de transmisión de un sumidero ubicado en la parte inferior de la transmisión y lo entrega al sistema hidráulico para accionar los embragues y las bandas que contiene. Además, el engranaje interior de la bomba está conectado a la carcasa exterior del convertidor de par. Esto le permite girar a la misma velocidad que el motor del automóvil. El engranaje exterior de la bomba gira de acuerdo con el engranaje interior, lo que permite que la bomba extraiga líquido del sumidero de un lado y lo alimente al sistema hidráulico del otro lado.

El gobernador ajusta la transmisión diciéndole la velocidad del vehículo. El regulador, que contiene una válvula accionada por resorte, se abre más cuanto más rápido se mueve el vehículo. Esto permite que el sistema hidráulico de la transmisión pase más líquido a velocidades más altas. Una transmisión automática utiliza uno de los dos tipos de dispositivos, una válvula manual o un modulador de vacío, para determinar qué tan fuerte está funcionando el motor, aumentando la presión según sea necesario y desactivando ciertos engranajes según la relación que se use.

Con el mantenimiento adecuado de la transmisión, los propietarios de vehículos pueden esperar que dure toda la vida útil del vehículo. Un sistema muy robusto, una transmisión automática utiliza muchas partes diferentes, incluido un convertidor de par, engranajes planetarios y un tambor de embrague, para proporcionar potencia a las ruedas motrices del vehículo, manteniéndolo a la velocidad deseada.

Si tiene problemas con la transmisión automática, pida a un mecánico que le ayude a mantener el nivel del líquido, inspeccione si hay daños y repárelo o reemplácelo si es necesario.

Problemas comunes y síntomas de problemas de transmisión automática

Algunos de los problemas más comunes asociados con una transmisión defectuosa incluyen:

• Falta de respuesta o vacilación al cambiar de marcha. Esto generalmente indica un deslizamiento dentro de la caja de cambios.
• La caja de cambios hace varios ruidos extraños, ruidos metálicos y zumbidos. Haga que un mecánico revise su automóvil cuando haga estos ruidos para determinar cuál es el problema.
• Una fuga de líquido indica un problema más grave y el mecánico debe solucionar el problema lo antes posible. El líquido de transmisión no se quema como el aceite de motor. Hacer que un mecánico revise regularmente el nivel de líquido puede ayudar a resolver un problema potencial antes de que ocurra.
• Un olor a quemado, especialmente del área de transmisión, puede indicar un nivel de líquido muy bajo. El líquido de transmisión protege los engranajes y las piezas de transmisión del sobrecalentamiento.
• La luz Check Engine también puede indicar un problema con la transmisión automática. Haga que un mecánico realice un diagnóstico para encontrar el problema exacto.