Partes y funciones de la transmisión automática (diagrama)

Mientras el motor produce toda la potencia necesaria para mover tu coche, la transmisión pone esa potencia (la transmite) a las ruedas del coche y hace que se mueva.

A los ingenieros les encanta hacer las cosas lo más sencillas, o mejor dicho, lo más cómodas posible para los usuarios de su producto. La transmisión automática no es ni mucho menos sencilla, pero sí extremadamente cómoda.

Una transmisión automática se compone de muchas piezas diseñadas con precisión, todas ellas con sus respectivas funciones.

En este artículo, repasaremos las piezas más significativas, como el el convertidor de par, los engranajes planetarios, las bandas de freno, los embragues, etc.

También se explicarán de forma concisa y comprensible todas las funciones de las partes respectivas.

La atención se centrará principalmente en el transmisión automática hidráulicaque es la más común.

Prepárate y descubre todo sobre las transmisiones automáticas a continuación

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Índice de Contenido
  1. ¿Por qué es necesaria una transmisión?
  2. Partes de una transmisión automática
    1. Convertidor de par
    2. El impulsor (bomba)
    3. Turbina
    4. Estator (Reactor)
    5. Embrague de bloqueo
  3. Engranajes planetarios
  4. Bandas de freno y embragues
  5. Eje de salida
  6. ¿Es complicada una transmisión automática?

¿Por qué es necesaria una transmisión?

Antes de profundizar en los detalles exactos y en las piezas de las que se compone una transmisión automática, es importante tener en cuenta que una transmisión automática es increíblemente compleja.

De hecho, hace que la ciencia de los cohetes parezca un paseo por el parque, y he aquí la razón:

La transmisión automática no sólo consta de piezas mecánicas que giran y transfieren la potencia del motor a las ruedas. Utiliza fluidos, engranajes, bombas y mucho más.

Si sólo consistiera en un eje, no habría necesidad de transmisión en absoluto, ya que el motor podría hacer el trabajo perfectamente.

Sin embargo, la transmisión hace posible que el motor siga funcionando incluso cuando las ruedas están paradas. Si no fuera así, el motor se calaría por muchas razones.

Por otra parte, cuando el coche debe acelerar, la potencia del motor debe ser controlada y aplicada cuidadosamente.

Sin una transmisión, las RPM del motor se transferirían directamente a las ruedas, haciéndolas girar increíblemente rápido y sin agarre a ninguna parte.

Las marchas están ahí para multiplicar o dividir el par motor, haciendo posible conducir a 85 mph con una marcha más alta pero con el mismo régimen de motor que si condujeras el coche a 20 mph con una marcha más baja.

En una transmisión manual, el conductor cambia manualmente las marchas, que están directamente relacionadas con la palanca de cambios. En el caso de una transmisión automática, es mucho más complicado, ya que se utiliza un conjunto de engranajes planetarios.

Partes de una transmisión automática

La transmisión automática consta de cientos de piezas, si nos ponemos quisquillosos. La mayoría de esas piezas forman unos pocos componentes generales que hacen que la transmisión automática funcione sin problemas.

Estos componentes (o piezas) incluyen un convertidor de par, engranajes planetarios, bandas de freno, discos de embrague y eje de salida, cada uno de los cuales se describe en este artículo.

Debido a su complejidad, una transmisión automática es muy cara de reconstruir.

Un diagrama de la transmisión automática ayuda a demostrar la complejidad compartida de la ingeniería, pero ilustra muy bien las partes de la transmisión.

Transmisión automática de automóviles
Transmisión automática del coche

Las partes más importantes se describen en desde el convertidor de par, situado cerca del motor, hasta el eje de salida que transfiere la salida de la transmisión.

Convertidor de par

El convertidor de par es un arte en sí mismo. En pocas palabras, consta de cuatro partes:

  1. Impulsor (también llamado bomba)
  2. Turbina
  3. Estator (también llamado reactor)
  4. Embrague de bloqueo

Lo más fácil es nombrarlos, ya que todos estos mecanismos tienen una ingeniería impresionante.

Juntos forman el convertidor de par, que es análogo al embrague mecánico de una transmisión manual.

En otras palabras, es el enlace entre la salida del motor y el resto de la transmisión.

El convertidor de par funciona con la ayuda de mecanismos que dependen de el líquido de la transmisión.

Para entender mejor el mecanismo, es mejor cubrir cada parte del convertidor de par por separado, hay mucha ingeniería involucrada, pero nos aseguraremos de mantenerlo lo más simple posible.

El impulsor (bomba)

Rodete para una transmisión automática

El impulsor está conectado al cigüeñal a través del volante de inercia, que hace girar el impulsor. Esto, a su vez, significa que gira a la la misma velocidad que el cigüeñal.

Al girar el impulsor, el fluido del convertidor de par es "bombeado" hacia la turbina; entre estos dos componentes se encuentra el estator, del que hablaremos en breve.

Ten en cuenta que el impulsor es directamente relacionado con la potencia del motor e impulsa el fluido de la transmisión automática para transferir la energía No está conectado mecánicamente a la turbina.

Turbina

Turbina de una transmisión automática
Turbina de una transmisión automática

La turbina está en el otro extremo del convertidor de par, lo que significa que es el "receptor" del fluido bombeado por el impulsor y se conecta directamente al eje de entrada de la transmisión.

Como ya se ha dicho, no está conectado al impulsor, que se ve afectado directamente por la potencia del motor.

Esto significa que la velocidad de la turbina, que afecta y es afectada por la velocidad de la rueda, es independiente del impulsor, y por tanto de la velocidad del motor.

Esto es crucial para mantener el motor en marcha incluso cuando las ruedas están paradas. Si este mecanismo no existiera el coche se calaría.

Estator (Reactor)

Estator

El estator se encuentra entre la turbina y el impulsor y la turbina. Es responsable de la "conversión del par" y no siempre está conectado.

El acoplamiento del estator depende de la velocidad de la turbina, o más exactamente de la velocidad del fluido de la turbina. Esto es clave en su capacidad de conversión de par.

Pero no se queda ahí, el estator también es responsable de enviar el fluido de la transmisión de vuelta a la turbina, haciendo algo así como un sistema de bucle cerrado.

Entonces, ¿cómo convierte el estator el par motor y cómo funciona?

El estator está conectado a un eje, que a su vez está conectado a la transmisión. Sólo irá en una dirección, la misma que la turbina.

Debido al diseño del estator y a la dinámica de los fluidos, el estator sólo se acoplará (empezará a girar) cuando el impulsor alcance una determinada velocidad (mayor).

Tanto el impulsor como la turbina son similares a las hélices con muchas palas largas. Al girar el impulsor, empujará el fluido a través del estator, que lo impulsará más hacia la turbina.

El estator sólo puede girar en el mismo sentido que el impulsor y la turbina, gracias a un embrague unidireccional.

Además, el estator está diseñado de forma que cuando el fluido de la transmisión sea impulsado de forma menos "violenta", el estator, que no se mueve, dirigirá el fluido hacia los extremos superiores de los "álabes" de la turbina.

Esto, debido a la física de fantasía, aumenta la producción de par al aumentar la presión. ¡He aquí que el par motor se ha convertido y ha aumentado!

El par amplificado es necesario sobre todo cuando el coche empieza a moverse. En ese caso, el estator es estático.

Cuando la turbina alcanza una velocidad mayor, el flujo turbulento obtiene otro "ángulo de ataque", presionando hacia abajo las palas del estator, y haciéndolo girar.

Debido a la activación del estator, el fluido en el convertidor de par será menos turbulento, golpeando la turbina más hacia el centro y, por tanto, mitigando la amplificación del par.

Si parece un poco complicado, no te preocupes, lo es.

Para entenderlo mejor, mira este vídeo de YouTube, que ilustra bien el mecanismo del convertidor de par.

Embrague de bloqueo

La cuarta parte sustancial del convertidor de par es el embrague de bloqueo.

Como el líquido de la transmisión automática desempeña un papel fundamental en el convertidor de par, también plantea un problema cuando se evidencian mayores velocidades, hay una pérdida de energía debido a la mecánica de fluidos.

Esta pérdida de energía hace que el el impulsor y la turbina giren a velocidades ligeramente diferentes lo que no es óptimo cuando el coche se mueve relativamente rápido (alrededor de 35 mph).

Para combatir este problema, el embrague de bloqueo se conecta y bloquea la turbina con el impulsormitigando la pérdida de energía que se produciría en caso contrario.

Engranajes planetarios

engranajes tecnología mecánica transmisión sistema planetario ilustración 3D

Tanto las transmisiones manuales como las automáticas utilizan engranajes para dictar la cantidad de par que debe enviarse a las ruedas.

En una transmisión manual, los engranajes son movidos mecánicamente por el operador con la ayuda de una palanca de cambios, que está conectada a una horquilla de cambio y, por último, a los engranajes.

En una transmisión automática, las cosas son mucho más complicadas. Imagina los engranajes de una bicicleta, pero con diferentes tipos de engranajes que rodean a los estándar, que se engranan "independientemente".

Esta configuración permite que la transmisión cambie de marcha automáticamente con la ayuda de bandas de freno y embragues (lo que se menciona más adelante en el artículo).

Para simplificar esta complicada parte de una transmisión automática, la haremos corta y dulce.

La transmisión automática se compone de tres tipos de engranajes:

  1. Engranaje solar - situado en el centro de todo el sistema de engranajes.
  2. Engranaje planetario - Situada entre la rueda solar y la corona dentada, en el sistema hay varios engranajes planetarios.
  3. Rueda dentada - el engranaje más externo del sistema.

Consulta la siguiente imagen para ver los tres tipos de engranajes:

Engranajes planetarios

Estos tres tipos de engranajes permiten diferentes cantidades de par de torsión que se entregan finalmente a las ruedascomo los engranajes de una bicicleta.

Todos estos engranajes diferentes proporcionan diferentes velocidades de rotación dependiendo de qué engranaje esté engranado, a qué velocidad, e incluso de la dirección.

Los engranajes se engranan con la ayuda de bandas y embragues.

Bandas de freno y embragues

Las bandas y los embragues son partes importantes de una transmisión automática. Funcionan de forma diferente, pero ambas son necesarias para que engranar o desengranar una marcha.

Entonces, ¿qué hacen las bandas de una transmisión automática? En pocas palabras, las bandas frenan los embragues que están engranados, lo que es necesario para la selección de la marcha y la salida.

Las bandas son accionadas por fluido hidráulico bombeado por el par motor convertido. Cuando sea necesario, un sensor conectará la presión hidráulica y la banda se conectará e impedirá que gire un engranaje planetario.

Los embragues también son accionados por fluido hidráulico Están formados por varios discos de embrague que se juntan cuando se acoplan y pueden, por ejemplo, hacer que se mueva un engranaje planetario.

La mejor manera de visualizar esto es mediante un diagrama.

El siguiente vídeo muestra cómo funciona el conjunto de engranajes planetarios junto con los discos de embrague. Hay que tener en cuenta que es extremadamente complejo.

Eje de salida

Todas las cosas mencionadas anteriormente, desde el impulsor del convertidor de par hasta los engranajes planetarios ayudados por las bandas de freno y los embragues, tienen un objetivo llevar la energía al eje de salida.

El eje de salida es lo que hace que tus ruedas giren y, en consecuencia, que el coche se mueva.

¿Es complicada una transmisión automática?

Sí, una transmisión automática es complicada. Sin embargo, es una gran hazaña de la ingeniería que facilita mucho la conducción de muchas personas.

Hay muchas otras piezas que no hemos tocado, como los cojinetes, los sensores, el depósito de aceite y muchas otras piezas de la transmisión.

En cualquier caso, esperamos que entiendas mejor cómo funciona una transmisión automática.

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