¿Cómo funciona una caja de cambios (transmisión)? ¿Qué es la relación de transmisión?

Principio de funcionamiento de la caja de cambios:

Una caja de cambios es un conjunto que consiste en varios engranajes, mangas de sincronización y un mecanismo de cambio de marchas montado dentro de una carcasa metálica. La carcasa metálica normalmente hecha de fundición de aluminio/hierro alberga todos los engranajes en ella. La caja de cambios es una parte del sistema de «transmisión» ya que los engranajes juegan un papel importante en la transmisión de la potencia del motor a las ruedas.

¿Qué es la transmisión?

Todos los componentes de la transmisión que ayudan a transmitir la potencia del motor a las ruedas forman parte del sistema de «Transmisión». Del cual, la caja de cambios es una parte integral. Estos componentes incluyen el embrague, la caja de cambios, los acoplamientos, el eje de la hélice, los ejes y el diferencial. En general, el término ‘Transmisión’ se refiere a la caja de cambios del coche. Algunos diseños de coches integran la caja de cambios y el conjunto del diferencial en una sola unidad llamada «Transmisión» o «Trans-Axle».

¿Cuál es la relación de cambio?

La relación de engranajes es la relación entre los engranajes de entrada y de salida. El engranaje de entrada y el de salida en una caja de cambios definen las relaciones de cambio. Los engranajes de entrada reciben el impulso del motor y giran los engranajes de salida que, a su vez, impulsan las ruedas. La relación entre el número de rotaciones del engranaje de salida y el número de rotaciones del engranaje de entrada se denomina Relación de Engranajes.

¿Cómo funciona una caja de cambios?

Una caja de engranajes contiene engranajes de diferentes tamaños. Esto se debe principalmente a las diferentes demandas del vehículo en cuanto al par requerido en las ruedas dependiendo de la carretera, el terreno y la carga. Por ejemplo, si un vehículo está subiendo una pendiente, necesita un par mayor en comparación con cuando va por una carretera recta.

En una caja de cambios, la primera marcha es la más grande en tamaño y proporciona la máxima salida de torque mientras produce una velocidad mínima. Por lo tanto, se utiliza cuando se suben pendientes. Todos los engranajes entre la primera y la última marcha varían en tamaño; en una proporción decreciente.

Por lo tanto, proporciona una combinación variable en términos de capacidad de tracción y velocidad. Así, el vehículo podría ser conducido suavemente sin ninguna caída en su aceleración. La caja de cambios básicamente mejora la manejabilidad del vehículo en todas las condiciones.

¿Qué es un Overdrive?

Por el contrario, la última marcha o la marcha superior, a veces un Overdrive, es la más pequeña en tamaño. Sin embargo, proporciona una mínima tracción pero una máxima velocidad. Una caja de cambios con un Overdrive significa que su salida es mayor que su entrada que se conecta al motor. En otras palabras, la marcha del Overdrive gira más rápido que la velocidad del motor. Por lo tanto, proporciona una mayor velocidad y una mejor eficiencia ya que el motor funciona a un número menor de revoluciones en relación con la velocidad del vehículo.

En algunos diseños avanzados, hay más de un engranaje de «Sobremarcha«; normalmente dos. Así, la doble sobremarcha (también conocida como «Double Top») proporciona una velocidad aún mayor y una mejor eficiencia en un vehículo.

Funcionamiento de la caja de cambios:

Generalmente, hay dos juegos de engranajes en una caja de cambios convencional – la entrada y la salida. Los engranajes de entrada están fijados en el eje de la caja de cambios, lo que la convierte en una sola unidad. Acciona los engranajes individuales en el eje principal que giran libremente en los rodamientos.

Así, la caja de cambios pasa el accionamiento a las ruedas dependiendo del engranaje que se engancha en el eje principal. Cuando se empuja la manga de cambio hacia el engranaje deseado, ese engranaje se fija en el eje principal y lo hace girar. Así, el eje principal gira a la velocidad del engranaje engranado y proporciona la salida según la relación del engranaje engranado.