Una transmisión automática permite que el motor de un vehículo opere dentro de un rango de velocidad estrecho, al igual que una transmisión manual. A medida que el motor alcanza mayores grados de par (el par es la potencia de rotación del motor), los engranajes de la transmisión permiten que el motor aproveche al máximo el par producido al tiempo que mantiene una velocidad adecuada.
¿Qué tan importante es una transmisión para el funcionamiento del vehículo? Sin una transmisión, los vehículos solo tienen una marcha, tardan una eternidad en alcanzar mayores velocidades y rápidamente desgastan el motor debido a las constantes altas RPM producidas.
El principio detrás de una transmisión automática
El principio detrás de la transmisión automática se basa en el uso de sensores para determinar la relación de transmisión adecuada para usar, dependiente en gran parte de la velocidad deseada del vehículo. La transmisión se conecta al motor en la carcasa de la campana, donde el convertidor de par convierte el par del motor en potencia motriz y, en algunos casos, incluso amplifica esa potencia. El convertidor de par en la transmisión hace esto transfiriendo esta potencia al eje de transmisión a través del engranaje planetario y las placas de embrague, que luego permiten que las ruedas motrices de un vehículo giren, proporcionando movimiento hacia delante, con diferentes relaciones de engranaje necesarias para diferentes velocidades. Dependiendo de la marca y el modelo, esto incluye vehículos con tracción trasera, delantera y tracción total.
Si un vehículo solo tuviese uno o dos engranajes, conseguir un mayor índice de velocidad sería un problema porque el motor solo gira a un RPM específico dependiendo del engranaje. Esto significa RPM más bajos para engranajes más bajos, y por lo tanto una velocidad más baja. Si el engranaje más alto fuera el segundo, el vehículo tardaría una eternidad en acelerar con las RPM más bajas, construyendo gradualmente RPM cada vez más altas a medida que el vehículo aumentaba de velocidad. El estrés en el motor también se convierte en un problema cuando se ejecuta a mayores RPM durante períodos de tiempo más largos.
Mediante el uso de engranajes específicos que funcionan conjuntamente entre sí, un vehículo gana velocidad gradualmente a medida que sube a través de los engranajes superiores. A medida que el vehículo cambia a velocidades más altas, las RPM disminuyen, lo que reduce el estrés del motor. Los diversos engranajes están representados por una relación de transmisión (que es la relación de los engranajes en ambos tamaños y la cantidad de dientes que tienen). Los engranajes más pequeños giran más rápido que los engranajes más grandes, y cada posición de engranaje (del primero al sexto en algunos casos) utiliza diferentes engranajes de diferentes tamaños y números de dientes para lograr una aceleración suave.
Es necesario un enfriador de la transmisión cuando se transportan cargas pesadas, ya que una carga más pesada ejerce un estrés adicional en el motor, lo que hace que se caliente más y quemar el fluido de la transmisión. El enfriador de la transmisión se encuentra dentro del radiador, donde transfiere el calor lejos del fluido de la transmisión. El fluido pasa a través de los tubos en el refrigerador hacia el refrigerante en el radiador, por lo que la transmisión no funciona tan caliente y puede manejar cargas más pesadas.
Qué hace el convertidor de par
El convertidor de par se multiplica y transfiere el par creado por el motor del vehículo y lo transfiere a través de los engranajes en la transmisión a las ruedas motrices en el extremo del árbol de transmisión. Algunos convertidores de par también actúan como un mecanismo de bloqueo, vinculando el motor y la transmisión cuando se ejecuta a velocidades similares. Esto ayuda a evitar que la transmisión se deslice, lo que resulta en una pérdida de eficiencia.
El convertidor de par puede tomar una de dos formas. El primero, el acoplamiento de fluido, utiliza al menos un accionamiento de dos elementos para transferir el par desde la transmisión al eje de accionamiento, pero no multiplica el par. Utilizado como una alternativa a un embrague mecánico, el acoplamiento de fluido transmite la potencia de rotación del motor a las ruedas a través del eje de transmisión. El otro, el convertidor de par, utiliza un total de al menos tres elementos, y a veces más, para aumentar la salida de par de la transmisión. El convertidor usa una serie de cuchillas y reactores, o cuchillas de estator, para aumentar el torque, lo que resulta en más caballos de fuerza. El estator, o cuchillas estáticas, sirven para redirigir el fluido de transmisión antes de que llegue a la bomba, lo que aumenta drásticamente la eficiencia del convertidor.
El funcionamiento interno del engranaje planetario
Saber cómo funcionan las piezas de la transmisión automática juntas puede realmente poner todo en perspectiva. Al mirar dentro de una transmisión automática, además de las diversas bandas, placas y la bomba de engranajes, el componente principal es el conjunto de engranajes planetario. Este conjunto de engranajes consiste en el engranaje planetario, los engranajes planetarios, el portador de engranajes planetarios y el engranaje anular. Aproximadamente del tamaño de un melón cantante, el conjunto de engranajes planetario crea las diversas relaciones de engranaje requeridas por la transmisión para alcanzar las velocidades necesarias para viajar hacia adelante mientras se conduce, así como para ir en reversa.
Los diversos tipos de engranajes funcionan juntos, operando como la entrada o salida de la relación de engranaje particular requerida en un momento dado. En algunos casos, los engranajes no sirven para nada en una proporción particular y por lo tanto permanecen estacionarios, con las bandas dentro de la transmisión manteniéndolas fuera del camino hasta que sea necesario. Otro tipo de conjunto de engranajes, el conjunto de engranajes planetarios, incorpora dos juegos de engranajes planetarios y solares, aunque solo un engranaje anular. El propósito de este tipo de conjunto de engranajes es proporcionar torque en un espacio más pequeño, o para darle a un vehículo más potencia general, como en un camión de servicio pesado.
Examinando los engranajes
Mientras el motor funciona, la transmisión responde a cualquier engranaje que el conductor coloque en ese momento. En Park o Neutral, la transmisión no se activa ya que los vehículos no necesitan torque mientras el vehículo no está en movimiento. La mayoría de los vehículos tienen una variedad de engranajes de accionamiento útiles para avanzar, desde la primera hasta la cuarta marcha.
Los vehículos de alto rendimiento tienden a tener incluso más engranajes, incluso hasta seis, dependiendo de la marca y el modelo. Cuanto menor sea el engranaje, menor será la velocidad. Algunos vehículos, especialmente los de tamaño medio a pesado, utilizan una sobremarcha para ayudar a mantener velocidades más altas y al mismo tiempo mantener una mejor eficiencia de combustible.
Por último, los vehículos usan la marcha atrás para retroceder. La marcha atrás usa uno de los engranajes más pequeños para acoplar un engranaje planetario más grande, al contrario que cuando se conduce hacia adelante.
Cómo la transmisión usa embragues y bandas
Además, una transmisión automática utiliza embragues y bandas para ayudarlo a alcanzar las diversas relaciones de engranaje necesarias, incluso para la sobremarcha. Los embragues entran en juego al conectar las partes de los engranajes planetarios entre sí, mientras que las bandas ayudan a mantener los engranajes estacionarios para que no giren cuando no se necesitan. Las bandas, controladas por pistones hidráulicos dentro de la transmisión, se bloquean en partes del tren de engranajes. Los cilindros hidráulicos y los pistones también controlan los embragues, haciendo que se acoplen a los engranajes necesarios para una velocidad y relación de transmisión en particular.
Las placas de embrague se sientan dentro del tambor de embrague en la transmisión y se alternan con placas de acero en el medio. Las placas de embrague, en forma de discos, muerden las placas de acero mediante el uso de un recubrimiento especial. En lugar de dañar las placas, los discos se agarran gradualmente, aplicando lentamente energía que luego se transfiere a las ruedas motrices del vehículo.
Los discos de embrague y las placas de acero representan un área común donde se produce el deslizamiento. Eventualmente, este deslizamiento lleva a la entrada de virutas metálicas en el resto de la transmisión y una eventual falla en la transmisión. Un mecánico inspeccionará la transmisión si un vehículo sufre problemas de deslizamiento de la transmisión.
Bombas hidráulicas, válvulas y el gobernador
Pero, ¿de dónde viene el poder "real" en una transmisión automática? El poder real radica en la hidráulica integrada en la carcasa de la transmisión, incluida la bomba, varias válvulas y el gobernador. La bomba extrae el fluido de la transmisión del sumidero ubicado en la parte inferior de la transmisión y lo alimenta al sistema hidráulico para accionar los embragues y las bandas que contiene. Además, el engranaje interno de la bomba se conecta a la carcasa exterior del convertidor de par. Esto le permite girar a la misma velocidad que el motor del vehículo. El engranaje exterior de la bomba gira de acuerdo con el engranaje interior, lo que permite que la bomba extraiga el fluido del sumidero en un lado mientras lo alimenta al sistema hidráulico del otro lado.
El gobernador regula la transmisión dejándole saber la velocidad del vehículo. El gobernador, que contiene una válvula de resorte, se abre más cuanto más rápido viaja el vehículo. Esto permite que la hidráulica de la transmisión deje entrar más fluido a velocidades más altas. Una transmisión automática utiliza uno de los dos tipos de dispositivos, una válvula manual o un modulador de vacío, para determinar qué tan duro está funcionando el motor, aumentando la presión según sea necesario y prohibiendo el uso de ciertos engranajes dependiendo de la relación de transmisión en uso.
Al mantener adecuadamente la transmisión, los propietarios de los vehículos pueden esperar que dure toda la vida útil del vehículo. Un sistema altamente durable, una transmisión automática utiliza muchas partes diferentes, incluyendo un convertidor de torque, los engranajes planetarios y el tambor de embrague para proporcionar potencia a las ruedas motrices del vehículo, manteniéndolo a la velocidad deseada.
Cuando tenga problemas con una transmisión automática, solicite la ayuda de un mecánico para mantener los niveles de líquido, inspeccione si presenta daños y repárelo o reemplácelo si es necesario.
Problemas comunes y síntomas de problemas de transmisión automática
Algunos de los problemas más comunes asociados con una transmisión defectuosa incluyen:
- Una falta de respuesta o vacilación al colocar el vehículo en marcha. Esto generalmente indica un deslizamiento dentro de la transmisión.
- La transmisión produce una variedad de gemidos, zumbidos y zumbidos extraños. Haga que un mecánico revise su vehículo cuando hace este tipo de ruidos para determinar dónde radica el problema.
- La fuga de líquido indica problemas mayores, y usted debe tener un mecánico que aborde este problema lo antes posible. El fluido de transmisión no se quema como el aceite de motor. Hacer que un mecánico controle los niveles de fluidos regularmente puede ayudar a solucionar un posible problema antes de que comience.
- Un olor a quemado, especialmente desde el área de transmisión, puede indicar un nivel de fluido muy bajo. El fluido de la transmisión mantiene los engranajes y las piezas en una transmisión por sobrecalentamiento.
- Una luz Check Engine también puede indicar un problema con una transmisión automática. Haga que un mecánico haga un diagnóstico para encontrar el problema exacto.