Cómo funcionan las transmisiones manuales

Las transmisiones de los automóviles de hoy vienen en estándar, manual, CVT e incluso manual automatizado. 00ONE / ISTOCK

Si conduce un automóvil con palanca de cambios, es posible que tenga varias preguntas flotando en su cabeza.

Como lo gracioso Patrón "H" que estoy moviendo esta perilla de cambio tiene alguna relación con los engranajes dentro de la transmisión? ¿Qué se mueve dentro de la transmisión cuando muevo la palanca de cambios??

Cuando me equivoco y escucho eso horrible molienda sonido, ¿qué es realmente moler? ¿Qué pasaría si cambiara accidentalmente a contrarrestar mientras estoy acelerando por la autopista? ¿Explotaría toda la transmisión??

En este artículo, responderemos todas estas preguntas y más a medida que exploramos el interior de una transmisión manual..

Los automóviles necesitan transmisiones debido a la física del motor de gasolina. Primero, cualquier motor tiene un línea roja - un valor de rpm máximo por encima del cual el motor no puede pasar sin explotar. En segundo lugar, si ha leído Cómo funcionan los caballos de fuerza, entonces sabrá que los motores tienen rangos de rpm estrechos donde los caballos de fuerza y ​​el par están al máximo. Por ejemplo, un motor puede producir su potencia máxima a 5500 rpm. La transmisión permite que la relación de transmisión entre el motor y las ruedas motrices cambie a medida que el automóvil acelera y desacelera. Cambia de marcha para que el motor pueda permanecer por debajo de la línea roja y cerca de la banda de rpm de su mejor rendimiento..

Idealmente, la transmisión sería tan flexible en sus relaciones que el motor siempre podría funcionar a su valor de rpm único de mejor rendimiento. Esa es la idea detrás de la transmisión continuamente variable (CVT). Hablaremos de eso a continuación.

Contenido

1. Transmisiones continuamente variables
2. Una transmisión muy simple
3. Cambiar a primera marcha
4. Una transmisión real
5. ¿Qué pasa con el manual automatizado??
6. ¿Dónde se han ido los manuales??

Una transmisión continuamente variable (CVT) tiene una gama casi infinita de relaciones de transmisión. En el pasado, las CVT no podían competir con las transmisiones de cuatro y cinco velocidades en términos de costo, tamaño y confiabilidad, por lo que no las veía en los automóviles de producción. En estos días, las mejoras en el diseño han hecho que las CVT sean más comunes.

La transmisión está conectada al motor a través del embrague. Por lo tanto, el eje de entrada de la transmisión gira a las mismas rpm que el motor, lo que mejora tanto la potencia como el ahorro de combustible. Las CVT se volvieron comunes en los automóviles híbridos porque son considerablemente más eficientes que las transmisiones manuales y automáticas tradicionales, y su popularidad se disparó a partir de ahí cuando los fabricantes de automóviles compitieron por las mejores calificaciones de economía de combustible posibles. A fines de 2016, uno de cada cuatro autos vendidos en los Estados Unidos estaba equipado con una CVT.

La CVT tiene sus desventajas; lo más notable es que puede ser lento de conducir, ya que está diseñado para la eficiencia en lugar de la diversión. Sin embargo, como muchos conductores optan por alejarse de la transmisión manual, lo que da como resultado que se ofrezcan menos manuales, la CVT continúa aumentando su presencia. La CVT también funciona mejor en automóviles pequeños con motores pequeños, razón por la cual la mayoría de las camionetas y SUV grandes continúan usando automáticas tradicionales..

Puede leer Cómo funcionan las CVT para obtener aún más información sobre cómo funcionan las transmisiones continuamente variables. Ahora veamos una transmisión simple.

Para comprender la idea básica detrás de una transmisión estándar, el diagrama de la izquierda muestra una transmisión de dos velocidades muy simple en neutral. Veamos cada una de las partes de este diagrama para entender cómo encajan:

• los eje verde viene del motor a través del embrague. El eje verde y el engranaje verde están conectados como una sola unidad. (El embrague es un dispositivo que le permite conectar y desconectar el motor y la transmisión). Cuando presiona el pedal del embrague, el motor y la transmisión se desconectan para que el motor pueda funcionar incluso si el automóvil está parado. Cuando suelta el pedal del embrague, el motor y el eje verde están conectados directamente entre sí. El eje verde y el engranaje giran a las mismas rpm que el motor..
• los eje rojo y los engranajes se llaman eje intermedio. Estos también están conectados como una sola pieza, por lo que todos los engranajes del eje intermedio y el eje secundario giran como una sola unidad. El eje verde y el eje rojo están conectados directamente a través de sus engranajes engranados de modo que si el eje verde está girando, también lo hará el eje rojo. De esta manera, el eje intermedio recibe su potencia directamente del motor cada vez que se acopla el embrague..
• los eje amarillo es un eje estriado que se conecta directamente al eje de transmisión a través del diferencial a las ruedas de transmisión del automóvil. Si las ruedas están girando, el eje amarillo está girando..
• los engranajes azules montar sobre cojinetes, por lo que giran en el eje amarillo. Si el motor está apagado pero el automóvil está en marcha, el eje amarillo puede girar dentro de los engranajes azules mientras que los engranajes azules y el eje intermedio están inmóviles..
• El propósito de collar es conectar uno de los dos engranajes azules al eje de transmisión amarillo. El collar está conectado, a través de las ranuras, directamente al eje amarillo y gira con el eje amarillo. Sin embargo, el collar puede deslizarse hacia la izquierda o hacia la derecha a lo largo del eje amarillo para engranar cualquiera de los engranajes azules. Los dientes en el collar, llamados dientes de perro, encajan en los orificios a los lados de los engranajes azules para engancharlos..

Ahora, veamos qué sucede cuando cambia a primera marcha.

Siga el proceso paso a paso de cambiar de marcha.

La imagen de la izquierda muestra cómo, cuando se cambia a la primera marcha, el collar morado activa el engranaje azul a su derecha. Como muestra el gráfico, el eje verde del motor hace girar el eje intermedio, que gira el engranaje azul a su derecha. Este engranaje transmite su energía a través del collar para impulsar el eje de transmisión amarillo. Mientras tanto, el engranaje azul de la izquierda gira, pero gira libremente sobre su cojinete, por lo que no tiene ningún efecto en el eje amarillo..

Cuando el collar está entre los dos engranajes (como se muestra en la figura de la página anterior), la transmisión está en neutral. Ambos engranajes azules giran libremente en el eje amarillo a diferentes velocidades controladas por sus relaciones con el eje intermedio.

De esta discusión, puede responder varias preguntas:

• Cuando comete un error mientras cambia y escucha un horrible sonido de chirrido, está no escuchar el sonido de los dientes de los engranajes mal engranados. Como puede ver en estos diagramas, todos los dientes de los engranajes están completamente engranados en todo momento. El rechinar es el sonido del dientes de perro tratando sin éxito de enganchar los orificios en el costado de un engranaje azul.
• La transmisión que se muestra aquí no tiene "synchros" (discutidos más adelante en el artículo), por lo que si estuviera utilizando esta transmisión, tendría que embrague doble eso. El doble embrague era común en los autos más antiguos y todavía es común en algunos autos de carreras modernos. En el embrague doble, primero presiona el pedal del embrague una vez para desacoplar el motor de la transmisión. Esto quita la presión de los dientes del perro para que pueda mover el collar a neutral. Luego suelta el pedal del embrague y acelera el motor a la "velocidad correcta". La velocidad correcta es el valor de rpm al que el motor debería estar funcionando en la siguiente marcha. La idea es hacer que el engranaje azul del siguiente engranaje y el collar giren a la misma velocidad para que los dientes del perro puedan encajar. Luego presiona el pedal del embrague nuevamente y bloquea el collar en la nueva marcha. En cada cambio de marcha, debe presionar y soltar el embrague dos veces, de ahí el nombre de "doble embrague".
• También puede ver cómo un pequeño movimiento lineal en la perilla de cambio de marcha le permite cambiar de marcha. La perilla de cambio de velocidades mueve una varilla conectada a la horquilla. La horquilla desliza el collar en el eje amarillo para engranar uno de los dos engranajes.

En la siguiente sección, veremos una transmisión real..

La mayoría de las transmisiones actuales tienen al menos cinco velocidades..

Las transmisiones manuales de cuatro velocidades están en gran parte desactualizadas, y las transmisiones de cinco y seis velocidades están ocupando su lugar como las opciones más comunes. Algunos coches de alto rendimiento pueden ofrecer incluso más marchas. Sin embargo, todos funcionan más o menos igual, independientemente del número de marchas. Internamente, se parece a esto:

Hay tres horquillas controladas por tres varillas que se acoplan mediante la palanca de cambios. Mirando a la varillas de cambio desde arriba, se ven así en marcha atrás, primera y segunda marcha:

Tenga en cuenta que la palanca de cambios tiene punto de rotacion en el medio. Cuando empuja la perilla hacia adelante para engranar la primera marcha, en realidad está tirando de la barra y la horquilla para la primera marcha hacia atrás..

Puedes ver eso mientras mueves la palanca de cambios izquierda y derecha está utilizando diferentes horquillas (y, por lo tanto, diferentes collares). Moviendo la perilla adelante y hacia atrás mueve el collar para engranar uno de los engranajes.

Marcha atrás es manejado por un pequeño engranaje loco (violeta). En todo momento, la marcha atrás azul en este diagrama anterior gira en una dirección opuesta a todas las demás marchas azules. Por lo tanto, sería imposible poner la transmisión en reversa mientras el automóvil avanza; los dientes de perro nunca encajarían. Sin embargo, harán mucho ruido..

Sincronizadores

Transmisiones manuales en turismos modernos. sincronizadores o sincronizadores, para eliminar la necesidad de un doble embrague. El propósito de un sincronizador es permitir que el collar y el engranaje hagan contacto por fricción antes de que los dientes del perro hagan contacto. Esto permite que el collar y el engranaje sincronicen sus velocidades antes de que los dientes deban engranar, así:

El cono del engranaje azul encaja en el área en forma de cono del collar, y la fricción entre el cono y el collar sincroniza el collar y el engranaje. La parte exterior del collar se desliza para que los dientes de perro puedan engranar el engranaje..

Cada fabricante implementa transmisiones y sincronizadores de diferentes formas, pero esta es la idea general..

La transmisión S tronic de siete velocidades de Audi permite a los conductores utilizar los modos D (Drive) o S (Sport). Los conductores pueden usar la palanca selectora o las levas de cambio en el volante para cambiar ellos mismos. Audi

La transmisión manual automatizada es quizás más conocida y descrita con mayor precisión como la automática de doble embrague, y es una opción cada vez más popular. Aunque la transmisión automática de doble embrague se hizo popular en los coches de alto rendimiento, como Porsche y Audis, está cada vez más disponible en los modelos más convencionales..

La automática de doble embrague funciona a través de dos embragues, que están controlados por la red informática del automóvil y no requieren ninguna intervención del conductor. Como comentamos, cuando se activa el embrague en una transmisión manual, desconecta el motor de la transmisión para permitir el cambio. La automática de doble embrague opera dos marchas diferentes a la vez, lo que completa el cambio sin pasar por la etapa de desconexión de energía. Eso permite que una transmisión de doble embrague complete los cambios mucho más rápidamente, ya que no hay una "pausa" mientras el motor y la transmisión intentan retroceder..

El automóvil es más rápido ya que no hay interrupción en la potencia, la conducción es más suave ya que es casi imposible precisar el momento del cambio de marcha y el ahorro de combustible es mejor porque no hay pérdida de potencia por cambios ineficientes. Puede leer sobre las transmisiones de doble embrague con más detalle aquí.

Vale la pena señalar que algunos autos con automáticas de doble embrague ofrecen un modo de cambio manual, generalmente a través de paletas de cambio montadas en el volante, pero la experiencia no es la misma. Algunos entusiastas del rendimiento pueden lamentar la pérdida de la experiencia de "remar usted mismo", ya que el cambio manual es una habilidad agradable para practicar y perfeccionar, pero si la velocidad es el objetivo final, es difícil discutir los resultados de una transmisión manual automatizada..

Las transmisiones manuales, también conocidas como 5 velocidades, han perdido popularidad en los Estados Unidos y en 2016 representaron solo el 5 por ciento de los autos vendidos. Vladdeep / Thinkstock

A fines de 2016, solo el 5 por ciento de los vehículos nuevos se vendieron con transmisión manual, según U.S.News & World Report. Eso es menos que un pico de alrededor del 25 por ciento en 1987.

Incluso si usted es uno de los pocos compradores de automóviles que prefiere conducir un manual, le resultará difícil encontrar uno la próxima vez que vaya a un concesionario. Algunos fabricantes mantienen el manual como excusa para cobrar más por una transmisión automática o CVT, pero la otra cara de la moneda es que es difícil conseguir un automóvil bien equipado con transmisión manual. Si desea opciones como actualizaciones de motor o tracción en las cuatro ruedas, esas características a menudo vienen solo en modelos o niveles de equipamiento que no ofrecen transmisiones manuales. Los autos deportivos, que solían ser formas infalibles de obtener transmisiones manuales, también están cambiando hacia opciones automáticas más rápidas y eficientes..

Los fabricantes de automóviles dicen que las transmisiones automáticas son simplemente mejores en todos los sentidos, especialmente las opciones de CVT y doble embrague que cubrimos en las páginas anteriores. El interés real en poseer un automóvil con transmisión manual también está disminuyendo, especialmente porque los conductores estadounidenses pasan más tiempo sentados en el tráfico pesado, donde pisar constantemente el pedal del embrague puede volverse agotador. Como informó U.S. News, "a medida que los conductores encuentran más de estos excelentes dispositivos automáticos modernos, menos están interesados ​​en aprender a conducir un manual".

Última actualización editorial el 26 de marzo de 2018 03:47:01 pm.

Artículos relacionados

• Cómo funcionan los embragues
• Cómo funcionan los engranajes
• Cómo funcionan las transmisiones automáticas
• Cómo funcionan los convertidores de par
• Cómo funcionan las CVT

Más enlaces geniales

• Los 20 mejores autos que aún ofrecen transmisión manual
• ¿Cuál es el impacto real de las transmisiones de doble embrague en los tiempos de vuelta??
• Por qué una CVT es básicamente la transmisión perfecta
• ¿Por qué están desapareciendo las transmisiones manuales??
• Por qué los modelos de rendimiento de Audi no tienen transmisiones manuales