Tipos de sincronizadores caja de cambios

Tipos de sincronizadores caja de cambios

Función del manguito sincronizador

Una transmisión manual (también conocida como caja de cambios manual; abreviada como MT, y a veces llamada transmisión estándar en Canadá) es un sistema de transmisión de vehículos de motor de varias velocidades, en el que los cambios de marcha requieren que el conductor seleccione manualmente las marchas accionando una palanca de cambios y un embrague (que suele ser un pedal para los coches, o una palanca de mano para las motocicletas).
Los primeros automóviles utilizaban transmisiones manuales de malla deslizante con hasta tres relaciones de cambio hacia delante. Desde la década de 1950, las transmisiones manuales de malla constante se han vuelto cada vez más comunes y el número de relaciones de avance ha aumentado a transmisiones manuales de 5 y 6 velocidades para los vehículos actuales.
La alternativa a la transmisión manual es la transmisión automática; los tipos más comunes de transmisiones automáticas son la transmisión automática hidráulica (AT) y la transmisión continuamente variable (CVT), mientras que la transmisión manual automatizada (AMT) y la transmisión de doble embrague (DCT) son internamente similares a una transmisión manual convencional, pero se cambian automáticamente.

Principio de funcionamiento del sincronizador

Las transmisiones manuales sincronizadas se utilizan ampliamente en todo el mundo, tanto en vehículos comerciales como en turismos, aunque son menos comunes en Norteamérica. Estas transmisiones contienen un complejo conjunto de componentes y materiales que proporcionan un servicio más largo y un mejor rendimiento cuando se utiliza el lubricante correcto y específico.
Las transmisiones manuales son de dos tipos principales: sincronizadas y no sincronizadas. Las transmisiones no sincronizadas requieren una sincronización manual, que depende de la habilidad del conductor en cada cambio de marcha para sincronizar las velocidades de los engranajes, especialmente en la reducción de marcha. Las transmisiones no sincronizadas suelen encontrarse sólo en aplicaciones de deportes de motor o en vehículos comerciales pesados. Los camiones pesados norteamericanos suelen estar equipados con transmisiones manuales no sincronizadas, mientras que los fabricantes de camiones europeos tienden a favorecer las transmisiones manuales sincronizadas.
Un sincronizador hace exactamente lo que su nombre indica. Iguala su velocidad con la de la siguiente marcha que se va a engranar, permitiendo una selección suave y sin crujidos. Las transmisiones manuales sincronizadas modernas son de la variedad «malla constante». Esto significa que los engranajes de ralentí (que giran libremente) de un eje principal están en malla constante con un conjunto correspondiente de engranajes, mecanizados como un solo componente y que forman un segundo «eje lego».

Sustitución del sincronizador de la transmisión manual

El sistema real trata con aceite y la superficie de fricción tiene un cierto perfil con ranuras que dan la posibilidad de que el aceite fluya fuera de la zona de fricción. En el primer análisis, para simplificar el modelo, no se ha considerado la influencia de las ranuras y la interacción con el aceite. Las principales fuerzas calculadas en este modelo son el par de fricción, el par de bloqueo y la fuerza de horquilla.
El sistema trabaja con la propiedad de inercia, por ejemplo, cuando la velocidad del engranaje es mayor que la velocidad del eje/cubo, las entradas de la simulación son la velocidad angular del eje y la velocidad angular del engranaje impuesta como condición inicial. Con esta elección la velocidad angular de los cuerpos es libre según la dinámica y sólo la interacción con los otros cuerpos puede modificar la velocidad relativa. La geometría del modelo considera sólo las partes principales del mecanismo, por lo que la inercia del eje tiene un valor grande para considerar la inercia de reducción de los vehículos y de todos los cuerpos que giran en relación con el eje. Un pensamiento similar para el engranaje; la inercia del engranaje es la suma de la inercia de la masa geométrica más un término que considera la inercia reducida de todos los engranajes rectos. (Este término se estima como I_rid = 1700 kg*mm^2).

Piezas de sincronización

Uno de los componentes más impresionantes de cualquier automóvil es su transmisión o «caja de cambios», y aunque la mayoría de los coches no se benefician de esta tecnología, la caja de cambios sincronizada es lo que aspira a ser la transmisión manual de embrague único. Al menos por el momento.
El problema que toda transmisión busca superar es cómo conectar dos piezas móviles que giran a diferentes velocidades sin dañarlas. Sin la ayuda de una transmisión moderna, el conductor tendría que intentar hacer coincidir manualmente el régimen del motor del vehículo (RPM) con la velocidad de la transmisión (velocidad de las ruedas) después de desembragar la marcha anterior y antes de engranar la siguiente, lo que ralentiza los cambios de marcha, reduce la velocidad del vehículo y desperdicia combustible.
Debido al margen de error inherente al intentar igualar las velocidades del motor y de las ruedas, la transmisión de malla deslizante es susceptible de sufrir daños causados por los engranajes que chocan entre sí cuando las velocidades no son compatibles.
Dado que las transmisiones están diseñadas con precisión y con tolerancias extremadamente pequeñas, los pequeños fragmentos de metal que se desprenden de los engranajes podrían causar daños significativos que darían lugar a costosas reparaciones. Al menos, al ser la más básica de las transmisiones, es también la más robusta, y podría soportar más castigo que otros tipos de transmisión.

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