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
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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
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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
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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
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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.
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2. Misión de la caja de cambios Ud.3
.
.
Gráfica de un motor VW 1.4 TDI
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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”.
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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.
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3. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3
Órganos que intervienen en las relaciones de transmisión
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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)
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1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3
3.1. Gráfica de velocidades
Gráfica de las velocidades de una caja de cambios
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1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3
3.1. Gráfica de velocidades
Curva de par y potencia motor 1.4 i 16v
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1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3
3.2. Estudio de la gráfica de velocidades
Gráfica de velocidades
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1. Relaciones de transmisión y velocidades Ud.3
3.2. Estudio de la gráfica de velocidades
Escalonamiento del cambio
Cambio 02 K Seat León
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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
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4. Configuración de la caja de cambios Ud.3
Caja de cambios manual de cinco velocidades con piñones helicoidales
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4. Configuración de la caja de cambios Ud.3
Caja de cambios para motor transversal
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4. Configuración de la caja de cambios Ud.3
Caja de cambios para motor longitudinal
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Configuración del cambio de dos ejes
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Cambio de cinco velocidades de dos ejes
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Primera velocidad
Primera velocidad
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Segunda velocidad
Segunda velocidad
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Tercera velocidad
Tercera velocidad
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Cuarta velocidad
Cuarta velocidad
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Quinta velocidad
Quinta velocidad
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1. Configuración de la caja de cambios Ud.3
4.1. Cajas de cambios para tracción delantera
Marcha atrás
Marcha atrás
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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.
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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
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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
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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
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1. Elementos constituyentes Ud.3
5.1. Ruedas dentadas
Dentado recto y dentado helicoidal.
Piñones de dientes helicoidales. Piñones de dientes rectos
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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
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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
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1. Elementos constituyentes Ud.3
5.4. Sincronizadores
Despiece de un sincronizador
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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
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1. Elementos constituyentes Ud.3
5.4. Sincronizadores
Funcionamiento del conjunto sincronizador
Despiece del
sincronizador
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1. Elementos constituyentes Ud.3
5.4. Sincronizadores
Funcionamiento del conjunto sincronizador
Desmontaje de una rueda dentada con prensa
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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
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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.
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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
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