La transmisión manual, también conocida como caja de cambios, ha sido un componente esencial en los automóviles por muchas décadas y aún hoy en día es la forma de transmisión más popular. En este artículo, te daremos una introducción conceptual sobre el funcionamiento de una transmisión manual real con marcha atrás.
¿Por qué se necesita una transmisión en un automóvil?
La potencia generada por el motor fluye a través de la transmisión antes de llegar a las ruedas motrices. La función básica de la transmisión es controlar la velocidad y el torque disponibles para las ruedas motrices en diferentes condiciones de conducción. Por ejemplo, si quieres subir una colina, necesitas más torque. Al reducir la velocidad en la transmisión, podremos lograr un mayor torque con la misma potencia de entrada. Por el contrario, si la demanda de torque es baja, podemos aumentar la velocidad de la transmisión.
El principio básico de una transmisión manual
Las transmisiones manuales funcionan según el principio básico de la relación de engranajes. Aquí se muestra un mecanismo de transmisión básico, donde los ejes de entrada y salida están conectados a través de un eje de contador. Un mecanismo de 3 velocidades se vería así. Es claro que simplemente deslizando los engranajes podemos lograr diferentes relaciones de transmisión. Esta transmisión se llama específicamente transmisión de malla deslizante, que es buena para controlar la velocidad, pero tiene una desventaja inherente: es bastante complicado deslizar de un engranaje y enganchar con otro.
La transmisión de malla constante
La transmisión de malla constante soluciona este problema de manera permanente. Aquí, los engranajes están siempre en malla, pero con una diferencia importante: los engranajes de salida están conectados sueltos al eje. Si conectamos solo un engranaje al eje cada vez, el eje tendrá la velocidad del engranaje conectado. Con la ayuda de un conector hipotético, se ilustran diferentes relaciones de engranajes aquí. Es interesante notar que en la cuarta marcha, los ejes de entrada y salida están directamente conectados. El arte de bloquear un engranaje suelto al eje de manera eficaz y suave es el corazón de la transmisión manual.
Cómo se hace en la práctica
Primero que nada, los engranajes del eje principal tienen un sistema de disposición de dientes de cono sincronizador. Se fija un buje al eje y también se utiliza una manga que puede deslizarse sobre el buje en este sistema. Es claro que si la manga se conecta con los dientes del cono sincronizador, el engranaje y el eje girarán juntos o se logrará la acción de bloqueo deseada. Pero durante el funcionamiento de la caja de cambios, el eje y el engranaje estarán girando a diferentes velocidades, por lo que esta acción de bloqueo no es una tarea fácil.
Un anillo sincronizador ayuda a igualar la velocidad del engranaje con la del eje. El anillo sincronizador es capaz de girar junto con el buje, pero puede deslizarse libremente. Antes de mover la manga, se presiona el pedal del embrague. De esta manera, se interrumpe el flujo de potencia al engranaje. Cuando movemos la manga, esta presionará el anillo sincronizador contra el cono debido a la alta fuerza de fricción entre el anillo sincronizador y el cono. La velocidad del engranaje se igualará a la del eje en este momento. Luego, la manga se puede mover aún más y se bloqueará con el engranaje.
De esta manera, el engranaje se bloquea con el eje de manera eficiente y suave. El mismo mecanismo se utiliza para cambiar a otras marchas como primera, tercera y cuarta. También puedes ver el mecanismo de cambio de palanca de cambios. Se utiliza una quinta marcha para girar el eje de salida a una velocidad superior a la del eje de entrada.
Cómo funciona la marcha atrás
La marcha atrás utiliza un arreglo de tres engranajes, como se muestra. Uno de esos engranajes es el engranaje inactivo. Cuando el engranaje inactivo se empuja y se conecta con los otros dos engranajes, el eje de salida girará en dirección inversa. Ten en cuenta que la marcha atrás no tiene un mecanismo de anillo sincronizador, esto significa que la rotación de la caja de cambios debe detenerse por completo antes de aplicar la marcha atrás.
Como funciona la transmisión manual y su importancia en el automóvil
En resumen, la transmisión manual es un componente crucial en un automóvil, permitiendo el control de la velocidad y el torque mediante la manipulación de diferentes relaciones de engranajes. El proceso de cambio de marchas se logra gracias a sistemas de sincronización que igualan las velocidades del engranaje y el eje para un bloqueo suave y eficiente. La marcha atrás, por otro lado, opera con un sistema distinto que requiere detener por completo la rotación de la caja de cambios antes de su aplicación. Estos mecanismos, combinados, dan a la transmisión manual su importancia vital en el funcionamiento óptimo de un automóvil.
