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Presentación sobre cajas de cambios manuales, según el temario del módulo "Sistemas de Transmisión y Frenado", del CFGM Electromecánica de Vehícuos Autopropulsados.

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  • Cajas de cambio manuales. Estructura, funcionamiento, diagnosis y reparación. Prof.: Nicolás Colado Rodríguez. Dept. de Mantenimiento de Vehículos Autopropulsados. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 1
  • Ud. 3 Cajas de cambios manuales 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 2 www.zf.com
  • Ud. 3 Cajas de cambios manuales • Las cajas de cambios manuales • Misión de la caja de cambios Continuación • Relaciones de transmisión y velocidades 3.1. Gráfica de velocidades 3.2. Estudio de la gráfica de velocidades 6. Configuración de la caja de cambios 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera 4.2. Cajas de cambios para propulsión trasera y/o tracción total 4.3. Cambios con dos grupos 10. Elementos constituyentes 5.1. Ruedas dentadas 5.2. Rodamientos 5.3. Retenes 5.4. Sincronizadores 22/05/09 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades Nicolás Colado Rodríguez 3 View slide
  • Ud. 3 Cajas de cambios manuales 1. Mantenimiento de las cajas de cambios manuales Anterior 2. Diagnóstico de averías 3. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios 4. Sensores y actuadores del cambio 9.1. Conmutador de luces para la marcha atrás 9.2. Indicador de la velocidad de marcha Para practicar: Verificar el desgaste de una anillo sincronizador y la holgura de una horquilla en el c En resumen 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 4 View slide
  • 1. Las cajas de cambios naturales Ud.3 La caja de cambios se intercala entre el embrague y el diferencial o árbol de la transmisión (depende). Figura 3.1. Conjunto de caja de cambios y transmisión en un Audi TT quattro 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 5
  • 2. Misión de la caja de cambios Ud.3 Misión de la caja de cambios. • Permite varias funciones: 2. Mantener el giro del motor en una zona en la que el par sea suficiente para mover el vehículo. 3. Permite invertir el sentido de giro de las ruedas. 4. Permite desacoplar el motor de la transmisión. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 6
  • 2. Misión de la caja de cambios Ud.3 . . Gráfica de un motor VW 1.4 TDI 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 7
  • 3. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 En las cajas de cambios manuales la multiplicación del par se hace mediante parejas de piñones de diferente diámetro engranados. Estas parejas de piñones ofrecen diferentes “relaciones de transmisión”. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 8
  • Rueda conductora y conducida Revoluciones de entrada y salida La relación de transmisión que ofrece el cambio puede saberse dividiendo las rpm a la entrada, entre las rpm a la salida del cambio. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 9
  • 3. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 Órganos que intervienen en las relaciones de transmisión 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 10
  • 3. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 •En los vehículos que tienen diferencial, la relación de transmisión del cambio no tiene en cuanta la reducción que se produce en el grupo cónico. •En las motor no sucede así y en la relación de transmisión se incluye la desmultiplicación que hay entre el piñón de ataque y la corona de la rueda. Cadena cinemática de una motocicleta (Kawasaki Ninja 115 CV) 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 11
  • 1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 3.1. Gráfica de velocidades Gráfica de las velocidades de una caja de cambios 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 12
  • 1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 3.1. Gráfica de velocidades Curva de par y potencia motor 1.4 i 16v 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 13
  • 1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 3.2. Estudio de la gráfica de velocidades Gráfica de velocidades 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 14
  • 1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 3.2. Estudio de la gráfica de velocidades Escalonamiento del cambio Cambio 02 K Seat León 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 15
  • 1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3 3.2. Estudio de la gráfica de velocidades Escalonamiento del cambio Cambio de un vehículo Audi de competición de dientes rectos 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 16
  • 4. Configuración de la caja de cambios Ud.3 Caja de cambios manual de cinco velocidades con piñones helicoidales 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 17
  • 4. Configuración de la caja de cambios Ud.3 Caja de cambios para motor transversal 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 18
  • 4. Configuración de la caja de cambios Ud.3 Caja de cambios para motor longitudinal 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 19
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Configuración del cambio de dos ejes 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 20
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Cambio de cinco velocidades de dos ejes 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 21
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Primera velocidad Primera velocidad 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 22
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Segunda velocidad Segunda velocidad 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 23
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Tercera velocidad Tercera velocidad 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 24
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Cuarta velocidad Cuarta velocidad 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 25
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Quinta velocidad Quinta velocidad 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 26
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Marcha atrás Marcha atrás 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 27
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Caja de cambios con dos árboles secundarios Origen del cambio DSG de Volkswagen. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 28
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.1. Cajas de cambios para tracción delantera Caja de cambios con dos árboles secundarios Caja de cambio de seis velocidades con dos árboles secundarios 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 29
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.2. Cajas de cambios para propulsión trasera y/o tracción total Caja de cambios con tres ejes: primario, intermediario y secundario 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 30
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.2. Cajas de cambios para propulsión trasera y/o tracción total Caja de cambios de tres ejes 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 31
  • 1. Configuración de la caja de cambios Ud.3 4.3. Cambios con dos grupos Cambio con dos grupos de un tractor agrícola 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 32
  • 5. Elementos constituyentes Ud.3 Los elementos constituyentes de una caja de cambios son: •Piñones dentados. •Ejes. •Rodamientos. •Retenes. •Sincronizadores. •Elementos de posicionamiento y sincronizadores. Tren de engranajes 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 33
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.1. Ruedas dentadas Dentado recto y dentado helicoidal. Piñones de dientes helicoidales. Piñones de dientes rectos 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 34
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.3. Retenes El aceite del interior del cambio se llama valvulina. Los retenes evitan que esta escape por los ejes. Algunos tienen posición y sentido de montaje. Retenes 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 35
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.4. Sincronizadores 1. El sincronizador es el elemento encargado de igualar la velocidad de giro entre los piñones y su eje, evitando así que rasquen las marchas al insertarse. 2. Además es el encargado de enclavar el piñón en su eje. Corona desplazable del sincronizador 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 36
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.4. Sincronizadores Despiece de un sincronizador 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 37
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.4. Sincronizadores •El sincronizador tiene un collarín que puede desplazarse a lo largo del eje. •En la garganta de este collarín está la horquilla de selección. •El movimiento de esta horquilla se controla desde la palanca selectora. Conjunto sincronizador doble 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 38
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.4. Sincronizadores Funcionamiento del conjunto sincronizador Despiece del sincronizador 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 39
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.4. Sincronizadores Funcionamiento del conjunto sincronizador Desmontaje de una rueda dentada con prensa 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 40
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades •La selección de marchas en las cajas manuales se hace mediante la palanca de cambios. •Esta desplaza un mecanismo de varillas ancladas a las horquillas, que están acopladas en los collarines de los sincronizadores. Mecanismo de accionamiento de las velocidades 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 41
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades Estas varillas y horquillas son las que desplazan los collarines de los sincronizadores. Sistema de palancas y horquillas de accionamiento 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 42
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades Mecanismo de accionamiento neumático que emplea el Iveco Stralis 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 43
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de enclavamiento e interbloqueo de las velocidades Hay dos mecanismos fundamentales en el funcionamiento de las cajas de cambio que debemos conocer: Bolas y muelles Dispositivos de fiadores: interbloqueo: •Una vez desplazada •Hacen imposible que una varilla de mando, dos velocidades se dejan esta fija en su inserten a la vez, ya que posición, evitando así una vez que muevo una que la marcha insertada varilla, no puede se salga. moverse otra. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 44
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades Mecanismos de enclavamiento de las velocidades Mecanismo de enclavamiento 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 45
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 •La operación principal de mantenimiento de un cambio manual consiste en el cambio y control de nivel de la valvulina. •La mayoría de los cambios usa aceites SAE 60 hasta SAE 90 •En motos de 4 tiempos, el aceite motor y del cambio es el mismo. •Generalmente usan SAE10W40 y SAE20W50. •En vehículos agrícolas algunos fabricantes usan el mismo aceite para el cambio y para el circuito hidráulico de dirección y frenos. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 46
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 Ruidos extraños. •Huelgos entre engranajes. •Rodamientos o anillos sincronizadores desgastados. •Falta de lubricación. •Regular los engranajes. •Revisión y cambio de rodamientos y sincronizadores. •Verificar nivel de aceite. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 47
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 Rascan todas las marchas. •Embrague mal regulado. •Dispositivo de mando del cambio mal regulado •Revisar y regular el embrague. •Revidar y regular el mecanismo de selección de marchas. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 48
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 Una marcha rasca. •El sincronizador de esa marcha está desgastado •Cambio del sincronizador. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 49
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 Una marcha se sale sola. •El muelle fiador está roto o descastado. •La ranura de la varilla está desgastada. •Huelgo excesivo entre la horquilla y el cubo del sincronizador. •Verificar y cambiar en su caso el muelle. •Verificar y cambiar en su caso la varilla. •Verificar y regular el huelgo entre cubo y horquilla. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 50
  • 6. Mantenimiento de las cajas de cambio manuales. Ud.3 La selección de velocidades es muy dura. •Elementos del cambio sucios. •Varillas deterioradas. •Desgaste en horquillas y cubos de los sincronizadores. •Limpieza. •Verificación y cambio en su caso de varillas. •Verificación y regulación de huelgos. 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 51
  • 1. Elementos constituyentes Ud.3 5.5. Mecanismos de posicionamiento y enclavamiento de las velocidades Dispositivos que impiden la selección de dos velocidades (interbloqueo) Conjunto de horquillas, varillas y sistema de enclavamiento 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 52
  • 8. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios Ud.3 Piñonería del cambio 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 53
  • 1. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios Ud.3 Verificación del estado del anillo sincronizador y del desgaste de la horquilla y el carrete desplazable Desgaste del sincronizador Verificación de las arandelas de ajuste de los rodamientos 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 54
  • 1. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios Ud.3 Verificación del estado del anillo sincronizador y del desgaste de la horquilla y el carrete desplazable Verificación del Verificación del desgaste desgaste del anillo sincronizador de la horquilla y el carrete desplazable 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 55
  • 1. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios Ud.3 Verificación del estado del anillo sincronizador y del desgaste de la horquilla y el carrete desplazable Verificación del alabeo del eje 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 56
  • 1. Desmontaje, verificación y montaje de la caja de cambios Ud.3 Verificación del estado del anillo sincronizador y del desgaste de la horquilla y el carrete desplazable Posición de los tornillos 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 57
  • 1. Sensores y actuadores del cambio Ud.3 9.1. Conmutador de luces para la marcha atrás Conmutador de luces para la marcha atrás 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 58
  • 1. Sensores y actuadores del cambio Ud.3 9.2. Indicador de la velocidad de marcha Transmisor de velocidad Hall para el velocímetro 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 59
  • 1. Sensores y actuadores del cambio Ud.3 9.2. Indicador de la velocidad de marcha Esquema eléctrico del velocímetro 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 60
  • Para practicar: Verificar el desgaste de un anillo sincronizador Ud.3 y la holgura de una horquilla en el carrete desplazable Material: •Herramientas de taller. •Galgas de espesores. Conjunto sincronizador 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 61
  • Para practicar: Verificar el desgaste de un anillo sincronizador Ud.3 y la holgura de una horquilla en el carrete desplazable Medición de la holgura 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 62
  • Para practicar: Verificar el desgaste de un anillo sincronizador Ud.3 y la holgura de una horquilla en el carrete desplazable 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 63
  • Para practicar: Verificar el desgaste de un anillo sincronizador Ud.3 y la holgura de una horquilla en el carrete desplazable 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 64
  • EN RESUMEN Ud.3 22/05/09 Nicolás Colado Rodríguez 65