SISTEMA DE TRANSMISION DE VEHICULOS PESADOS

INTRODUCCION

Los sistemas de trasmisión de camiones, autobuses (los sistemas que van desde el final del motor asta el eje o ejes accionados) son unidades complejas y sofisticadas.

Los cambios de engranaje y de tren servoasistidos han reemplazado desde hace tiempo ala palanca de cambios clásica de un metro e longitud que se encontraba en las cabinas de todos los camiones. 

Las transmisiones modernas y las mejoras en los lubricantes han prolongado los intervalos de servicios estándar, hasta límites que son diez años atrás se hubieran considerado imposibles las soluciones y productos personalizados SKF, como por ejemplo las crucetas de junta de cardan obturadas, ayudaran a garantizar la continuidad de esta tendencia.

FIG.1. TRANSMISION DE VEHICULOS PESADOS

BARRAS DE TRANSMISION

La barra de transmisión se construye de tubo acerado de la alta fortaleza de varios diámetros y diverso espesor. Esta diseñado para proporcionar la máxima fortaleza con el mínimo peso. Soldados a este tubo están acoples forjados, o en algunos casos barra fresada. La barra de transmisión no solamente comunica la torsión o movimiento giratorio del motor sino que funciona también como la parte débil, u horquilla de corte del sistema para evitar daños costosos en los componentes de la transmisión o en el eje diferencial.

Por esta razón la selección de una barra de transmisión se debe efectuar muy cuidadosamente y debe considerarse la aplicación sin excederse o rebajar las especificaciones los principales factores a considerar son: la longitud y diámetro del tubo, el cual se calcula según la torsión y carga del vehículo, tipo de trabajo, condiciones del camino y la torsión al freno que puede encontrar, al mismo tiempo la barra debe proporcionar una operación suave y libre de vibraciones. 

FIG. 2. Barra de transmisión

OPERACIONES DE LAS CRUCETAS

Las crucetas o uniones universales son acoples al final de la barra de transmisión son necesarios debido a los cambios de ángulo que suceden con los cambios de altura del vehículo y por lo ligero desalineamiento causado por el desgaste de los componentes y las tolerancias de producción. Una cruceta proporciona una suave transmisión de la potencia hacia el diferencial conforme estos ángulos cambien las crucetas convencionales utilizadas en la mayoría de los vehículos con tracción trasera son de tipo cardan. Están juntas son una cruceta de cuatro puntos, con cojines de copa en cada terminal de la cruz, se utilizan rodillos de aguja para permitir la cruceta articularse conforme la barra de transmisión gira. La cruceta de cardan es muy utilizada tanto en barras pequeñas para la transmisión de potencia hasta las barras de transmisión utilizadas en camiones pesados y equipo de construcción. 

FIG. 3. Crucetas

RECAMBIO DE LAS CRUCETAS

La marcha (automáticos). Busque golpes metálicos. Mueva suavemente el vehículo hacia delante y hacia atrás y busque el rechinar de crucetas oxidadas.

  

FIG.4. Recambio de crucetas

CAJA DE CAMBIOS

La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el número de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran. Actúa por lo tanto como transformador de velocidad y convertidor mecánico de par.

Si un motor de explosión transmitiera directamente el par de las ruedas, probablemente seria suficiente para el vehículo se moviese en terreno llano. Pero al subir una pendiente el par resistente aumentaría entonces el motor no tendría suficiente fuerza para continuar a la misma velocidad, disminuyendo esta gradualmente, el motor perdería potencia y llegaría a pararse para evitar esto y superar el par resistente, es necesario colocar un órgano que permita hacer variar el par del motor, según las necesidades de la marcha. 

FIG.5. Caja de cambios

CAJA DE CAMBIOS CONVENCIONAL

Una caja de cambios convencional proporciona cuatro o cinco marchas hacia delante y una marcha atrás o reversa. Esta formada esencialmente por dos ejes dotados de piñones fijos y desplazables de diferentes tamaños. El eje primario conectado al motor atreves del embrague impulsa el eje intermedio, uno de cuyos piñones fijos engrana con el piñón desplazable del secundario correspondiente a la marcha seleccionada salvo si la palanca esta en el punto muerto: en ese caso el eje secundario no esta conectado con el intermedio. Para la marcha atrás hace falta un piñón adicional para cambiar el sentido de giro del eje secundario en la marcha mas alta el eje primario queda unido directamente al secundario, girando a la misma velocidad. En las marchas mas bajas y marcha atrás, el eje secundario gira más despacio que el primario. Cuando el eje secundario gira mas rápido que el primario, se habla se overdrive o súper marcha que permite aumentar la velocidad del automóvil sin que el motor exceda el numero normal de revoluciones.

FIG.6. Caja de cambios convencional

EMBRAGUE

El movimiento de giro necesario para poner en movimiento el vehículo es transmitido a las ruedas por medio de un conjunto de mecanismos hasta el motor. Es impredecible acoplar un mecanismo capaz de interrumpir o conectar suavemente la transmisión de movimiento entre el motor y las ruedas. Este mecanismo lo constituye el embargue.

El embrague se sitúa entre el volante motor y la caja de cambios y es accionado por un pedal que maneja el conductor con su pie izquierdo (menos en los automáticos que el pedal se suprime) con el pedal suelto el giro del motor se transmite directamente a las ruedas, es decir el motor esta embragado. Y cuando el conductor pisa el pedal de embrague el giro del motor no se transmite a las ruedas y se dice que el motor esta desembragado.   

 

FIG.7. Embrague

EMBARGUE HIDRAULICO

Todos los automóviles tienen un embrague. En los automóviles europeos suele accionarse mediante un pedal, mientras que los estadounidenses suele ser automático o semiautomático. Los dos sistemas principales son el embargue de fricción y el embrague hidráulico, el primero que depende de un contacto directo entre el motor y la transmisión, esta formado por el volante del motor, un plato conductor que gira junto a este y un disco conducido o de clutch situado entre ambos que esta unido al eje primario o flecha de mando de la caja de cambios. Cuando el motor esta embragado, el plato conductor presiona el disco conducido contra el volante, con lo que el movimiento se transmite a la caja de cambios. Al pisar el pedal de embrague el volante del motor deja de estar unido al disco conducido.

El embrague hidráulico puede usarse de forma independiente o con el embrague de la fricción. En este sistema la potencia se transmite a través de un fluido aceitoso, sin que entre en contacto con partes solidas. En el embrague hidráulico un disco de paletas (impulsor) que esta conectado con el volante del motor agita el aceite con suficiente fuerza para hacer girar otro disco similar (rotor) conectado a la transmisión.

FIG.8. Embrague hidráulico

CARDAN

Es un componente mecánico, descrito por primera vez por Girolamo Cardano, que permite unir dos ejes que giran en ángulo uno respecto del otro. Su objetivo es transmitir el movimiento de rotación de un eje al otro. A pesar de ese ángulo en los vehículos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisión, que lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del vehículo hacia las ruedas traseras. El principal problema que genera el cardan es que, por su configuración el eje al que le transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante.

En la actualidad, la configuración más común en los automóviles es el motor delantero transversal con tracción delantera. En esta configuración, así como en otras en que le motor se ubica cerca de las ruedas motrices, no se utiliza el cardan. En estos casos la fuerza se transmite típicamente mediante semiejes y juntas homocinéticas.

El cardan es fácilmente observable en camiones por su tamaño abultado, en los que el árbol de transmisión se observa como una larga pieza de metal que rota sobre si misma cuando el vehículo esta en marcha. Esta ubicada longitudinalmente entre el motor y el tren trasero donde están montadas las ruedas, pudiéndose observar un cardan típicamente en el acople del diferencial o ala salida de la caja de cambio. 

FIG.9. Cardan

DIFERENCIAL

Es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda recorre un camino mas coro que la rueda izquierda, ya que esta ultima se encuentra en la parte exterior de la curva.

Antiguamente las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija sobre el eje, este hecho significaba que una de las ruedas no giraba bien, deshabilitando el vehículo. Mediante el diferencial se consigue que cada rueda pueda girar correctamente en una curva, sin perder por ello la fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor actúa con la misma fuerza sobre cada una de las dos ruedas.

El diferencial consta de engranajes dispuesto en forma de “U” en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas.

La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial.

FIG.10. Diferencial

SITEMA DE TRANSMISION DE POTENCIA

El sistema funciona correctamente si la transmisión de potencia de realiza en forma pareja y sin interrupciones y su accionamiento se realiza en forma suave, aplicando la fuerza correcta especificada por el fabricante.

Para que funcione correctamente hay que mantener la separación de los discos una distancia preestablecida, para que a su ves los resortes tengan la tensión de separación adecuada a la fuerza que se debe ejercer en el accionamiento, además es importante el correcto montaje de los rodamientos donde se apoya el eje de salida, los cuales deben recibir una lubricación apropiada. Los ferrodos las fallas en este sistema se producen por el desgaste que sufren los ferrodos por la fricción del acople y desacople, que hace que resbalen los discos y ferrodos entre si aumentando el desgaste de estos últimos hasta su rotura. La falta de lubricación produce la falla de los rodamientos. Sobretensiones de las correas de accionamiento o grandes desalineaciones del eje de salida, afecta la duración de los rodamientos.

Las reparaciones van desde un simple ajuste de la tuerca que registra la tensión de los resortes y con este la distancia entre platos fijos y móviles y los ferrodos, el engrase de los rodamientos y partes móviles hasta el reemplazo de los ferrodos con desgaste el juego completo, o el reemplazo de las partes dañadas para lo cual hay que desarmar totalmente el sistema.  

FIG.11. Sistema de transmisión de potencia