Piezas y funciones de transmisión automática (diagrama incluido)
Mientras que el motor produce toda la potencia necesaria para mover su automóvil, la transmisión pone esa potencia (transmite) a las ruedas del automóvil y hace que se mueva.
A los ingenieros les encanta hacer las cosas tan simples, o mejor dicho, tan convenientes como sea posible para los usuarios de su producto. La transmisión automática está lejos de ser simple pero es extremadamente conveniente.
Una transmisión automática consta de muchas piezas diseñadas con precisión que tienen sus respectivas funciones.
En esta guía, repasaremos las partes más significativas, como la convertidor de par, engranajes planetarios, bandas de freno, embragues y más.
Todas las funciones de las partes respectivas también se explicarán de manera concisa y comprensible.
La atención se centrará principalmente en la transmisión automática hidráulicaque es el más común.
¡Equípese y descubra todo sobre las transmisiones automáticas a continuación!
¿Por qué se necesita una transmisión?
Antes de profundizar en los detalles exactos y las partes de una transmisión automática, es importante tener en cuenta que una transmisión automática es increíblemente compleja.
De hecho, incluso hace que la ciencia espacial parezca un paseo por el parque, y he aquí por qué:
La transmisión automática no solo consta de piezas mecánicas que giran y transfieren potencia del motor a las ruedas. Utiliza fluidos, engranajes, bombas y mucho más.
Si solo consistiera en un eje, no habría necesidad de transmisión en absoluto, ya que el motor podría hacer el trabajo perfectamente.
La transmisión, sin embargo, permite mantener el motor en marcha incluso cuando las ruedas están paradas. Si no fuera así, el motor se detendría por muchas razones.
Por otro lado, cuando el automóvil debe acelerar, la potencia de salida del motor debe controlarse y aplicarse con cuidado.
Sin una transmisión, las RPM del motor se transferirían directamente a las ruedas, haciéndolas girar increíblemente rápido y sin agarre en ninguna parte.
Los engranajes están allí para multiplicar o dividir el par, lo que hace posible conducir a 85 mph con una marcha más alta pero con la misma velocidad del motor que si condujera el automóvil a 20 mph con una marcha más baja.
En un manual, el conductor cambia manualmente las marchas, que están directamente vinculadas 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 vamos a ser exigentes. La mayoría de esas partes conforman algunos 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, placas de embrague y ejes de salida, cada uno de los cuales se describe en esta guía.
Debido a la complejidad, una transmisión automática es muy costosa de reconstruir.
Un diagrama de transmisión automática ayuda a demostrar la complejidad compartida de la ingeniería pero ilustra muy bien las partes de la transmisión.
Las partes más importantes se describen desde el convertidor de par, ubicado más 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:
- Impulsor (también llamado bomba)
- Turbina
- Estator (también llamado reactor)
- Embrague de bloqueo
La parte más fácil es nombrarlos, ya que todos estos mecanismos están diseñados de manera 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 fluido de transmisión.
Para entender mejor el mecanismo, es mejor cubrir cada parte del convertidor de torque por separado. Hay mucha ingeniería involucrada, pero nos aseguraremos de que sea lo más simple posible..
El impulsor (bomba)
El impulsor está conectado al cigüeñal a través del volante, que hace girar el impulsor. Esto, a su vez, significa que gira en el misma velocidad como el cigüeñal.
A medida que gira el impulsor, el fluido en el convertidor de torque es "bombeado" hacia la turbina; entre estos dos componentes, se encuentra el estator, que cubriremos en breve.
Tenga en cuenta que el impulsor es directamente relacionado con la salida del motor e impulsa el fluido de transmisión automática para transferir la energía. No está conectado mecánicamente a la turbina..
Turbina
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 luego se conecta directamente al eje de entrada de la transmisión.
Como se mencionó anteriormente, no está conectado al impulsor, que se ve directamente afectado por la salida 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 lo tanto, de la velocidad del motor..
Esto es crucial para mantener el motor en marcha incluso cuando las ruedas están inmóviles. Si este mecanismo no existiera, el auto se detendría.
Estator (reactor)
El estator se encuentra entre la turbina y el impulsor y la turbina. Es responsable de la "conversión de par" y no siempre está activado.
El acoplamiento del estator depende de la velocidad de la turbina, o más precisamente, de la velocidad del fluido de la turbina. Esta es la clave de su capacidad de conversión de par.
Sin embargo, no se detiene allí; el estator también es responsable de enviar el fluido de la transmisión de regreso a la turbina, lo que lo convierte en un sistema de circuito cerrado.
Entonces, ¿cómo convierte el estator el par y cómo funciona?
El estator está conectado a un eje, que está conectado a la transmisión. Solo irá en una dirección, la misma dirección que la turbina.
Debido al diseño del estator y la dinámica de fluidos, el estator solo se acoplará (comenzará a girar) cuando el impulsor alcance cierta velocidad (más alta).
Tanto el impulsor como la turbina son similares a las hélices con muchas palas largas. A medida que el impulsor gira, empuja el fluido a través del estator, impulsándolo más hacia la turbina.
El estator solo puede girar en la misma dirección que el impulsor y la turbina, gracias a un embrague unidireccional.
Además, el estator está diseñado para que cuando el fluido de la transmisión sea impulsado con menos “violencia”, el estator, que no se mueve, dirigirá el fluido hacia los extremos superiores de las “palas” de la turbina.
Esto, debido a la física sofisticada, aumenta la salida de par al aumentar la presión.. ¡Vaya, el par se ha convertido y aumentado!
Se necesita el par amplificado, especialmente cuando el automóvil comienza a moverse. En ese caso, el estator es estático.
Cuando la turbina alcanza una velocidad más alta, el flujo turbulento obtendrá 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 torque será menos turbulento, golpeando la turbina más hacia el centro y, por lo tanto, mitigando la amplificación de torque.
Si suena un poco complicado, no se preocupe, lo es.
Para obtener una mejor comprensión, consulte este video 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 fluido de transmisión automática juega un papel clave en el convertidor de torque, también presenta un problema cuando se evidencian mayores velocidades, ya que hay una pérdida de energía debido a la mecánica de fluidos.
Esta pérdida de energía hace que el impulsor y turbina giran a velocidades ligeramente diferentes, lo cual no es óptimo cuando el automóvil se mueve relativamente rápido (alrededor de 35 mph).
Para combatir este problema, el embrague de traba se acopla y bloquea la turbina con el impulsormitigando cualquier pérdida de energía que de otro modo estaría presente.
Engranajes planetarios
Tanto las transmisiones manuales como las automáticas usan engranajes para dictar cuánto torque se debe enviar a las ruedas.
En una transmisión manual, el operador mueve mecánicamente los engranajes 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. Imagine las marchas de una bicicleta, pero con diferentes tipos de marchas alrededor de las estándar, que se acoplan “independientemente”.
Esta configuración permite que la transmisión cambie de marcha automáticamente con la ayuda de bandas de freno y embragues (mencionados más adelante en el artículo).
Para simplificar esta parte complicada de una transmisión automática, lo mantendremos breve y sencillo.
Tres tipos de engranajes constituyen la transmisión automática:
- equipo de sol – situado en el centro de todo el sistema de engranajes.
- Engranaje planetario – ubicado entre el engranaje solar y la corona, varios engranajes planetarios están presentes en el sistema.
- corona dentada – el engranaje más exterior del sistema.
Consulte la imagen a continuación para ver los tres tipos de engranajes:
Estos tres tipos de engranajes permiten diferentes cantidades de torque para ser finalmente entregado a las ruedascomo los engranajes de una bicicleta.
Todos estos diferentes engranajes proporcionan diferentes velocidades de rotación dependiendo de qué engranaje está engranado, a qué velocidad e incluso 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 diferentes maneras, pero ambos son necesarios para engranar o desengranar una marcha adecuadamente.
Entonces, ¿qué hacen las bandas en una transmisión automática? En pocas palabras, el las bandas detienen las garras que están acoplados, lo cual es necesario para la selección y salida de marchas.
Las bandas son accionadas por fluido hidráulico bombeado por el par convertido. Cuando sea necesario, un sensor activará la presión hidráulica y la banda se conectará y evitará que un engranaje planetario gire.
Los embragues también funcionan con fluido hidráulico. Consisten en varias placas de embrague que se unen cuando se enganchan y pueden, por ejemplo, hacer que se mueva un engranaje planetario..
La mejor manera de visualizar esto es a través de un diagrama.
El siguiente video muestra cómo funciona el juego de engranajes planetarios junto con las placas de embrague. Una palabra de precaución es que es extremadamente complejo..
Eje de salida
Todas las cosas mencionadas anteriormente, desde el impulsor en el convertidor de torque hasta los engranajes planetarios ayudados por bandas de freno y embragues, todos tienen un objetivo: llevar la energía al eje de salida.
El eje de salida es lo que hace girar las ruedas y, por lo tanto, hace que el automóvil se mueva.
¿Es complicada una transmisión automática?
Sí, una transmisión automática es complicada. Sin embargo, es una gran proeza de la ingeniería que hace que la conducción sea mucho más fácil para muchas personas.
Hay muchas otras partes que no hemos tocado, como rodamientos, sensores, depósitos de aceite y muchas otras partes de la transmisión.
De cualquier manera, esperamos que comprenda mejor cómo funciona una transmisión automática.