Cajas Automaticas Edu

7/28/2019 Cajas Automaticas Edu

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EXPOSITOR:

ING. EDUARDO ROJAS V.


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CAJA AUTOMATICA


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1 conjunto regulador

2 plato regulador almenado de bloqueo

3 embrague de una va

4 freno de cinta anterior

5 embrague anterior

6 embrague posterior y toma directa

7 freno de cinta posterior

8 convertidor ( formado por Impulsor (obomba), reactor y turbina)9 bomba hidrulica

10 servo del freno de cinta posterior

11 caja comandada (vlvulas limitadoras de

presin, electrovlvula de modulacin,

vlvula manual, vlvula de progresividad,

vlvulas de secuencia, vlvula de corte)

12 membrana de presin

13 servo del freno anterior


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CONVERTIDOR

Su funcin es la de transmitir la potencia

del motor directa a la caja, por medio de

dos turbinas. Entre ambas hay un

estator que optimiza la presin. A la

izquierda, un convertidor; debajo, un

estator.


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BOMBA DE ACEITE

Las ms comunes son las bombas

de engranajes o de paletas. Su funcin esla de generar unos 12 kilogramos de

presin para la caja de cambios. Es muy

importante controlar el estado de la bomba

de aceite para evitar las fugas de presin.


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TAMBORContiene los paquetes de discos de metal

y fibra, seguros, resortes, gomas y

pistones. Estos elementos, al apretar o

liberar los discos de fibra, accionan las

distintas marchas .


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BANDAS

Flejes metlicos con fibra por dentro,

anclados de distintos modos y accionados

por servo. En la imagen, una banda nuevay otra que debi ser cambiada


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CONJUNTO PLANETARIO

Grupo de eje solar y engranajes, ubicado

generalmente en la parte final de la caja.

En la foto, un eje solar (abajo) y un

conjunto planetario.


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EMBRAGUE UNIDIRECCIONALRueda dentada que gira en un solo

sentido.


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GOBERNADORA

Vlvula que regula presin y fuerza

centrfuga del eje de salida en contactocon la caja de vlvulas Hoy la mayoria son

electrnicas y simplifican mucho este

sistema.


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CAJA DE VALVULAS

Tienen cuerpos de aluminio o, en algunoscasos, de fundicin. La mayora de las

vlvulas son de acero, y accionan todo el

funcionamiento de la caja.

A la derecha, una caja de vlvulas

electrnica triptronic, modelo ZF5HP19;

debajo, una caja A 500.


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CAJA DE SOLENOIDES

Hay dos tipos de solenoides

(electroimanes): los que realizan algunas o

todas las marchas y los que regulan lapresin dentro de la caja, y por eso se

llaman actuadores. Los solenoides y los

sensores estn en contacto directo con el

aceite hidrulico.


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SENSOR

Hay de velocidad -de entrada y de salida-y de temperatura. Los sensores informan

a la computadora qu tienen que hacer los

actuadores (solenoides) en la caja de

vlvulas.


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DISCOS

Existen discos de fibra y de metal.

Efectan las distintas relaciones de

acuerdo con la combinacin de lostambores que los contienen. Se

encuentran intercalados y en cantidades

de 2 de cada uno y hasta 6 de cada uno.

Las marchas altas suelen ser las que

menos discos contienen


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DIAFRAGMA Cumple la funcin de un

resorte, regresando a su posicin pasiva al

pistn que frena el paquete de discos

dentro del tambor. Hay resortes dedistintos tipos y calidades. En la foto, un

diafragma nuevo y uno roto.


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MECANISMOS HIDRAULICOS DE TRANSMISINDE POTENCIA

CaractersticasTransmiten potencia desde el motor a la transmisin.Utilizan energa de un fluido en movimiento para transmitir potencia.

1. Acoplamiento Hidrulico

Consta de los siguientes elementos:Impelente(o bomba).- Fijado a la volante del motor. Es el miembroimpulsor. Gira impulsado por la volante y empuja el aceite.

Turbina: Miembro impulsado. Es movida por el aceite proveniente de labomba y transmite la potencia necesaria para mover la mquina.

Ambos estn hechos de Aluminio por lo que sufre dilatacin ante grandestemperaturas.


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CONVERTIDOR DE PAR

Convertidor de ParTambin consta de un impelente y una turbina, cuyas paletasson curvas para acelerar el flujo del aceite en el caso de laturbina y para dirigir el flujo hacia el impelente en el caso dela turbina.

Consta adems de un Estator que es un elemento esttico queredirige el flujo de regreso al impelente en la direccin degiro. Esto incrementa la cantidad de par transferido desde elimpelente a la turbina y hace que el par se multiplique.

Debido a que la potencia no se puede aumentar, el aumentode par se obtiene reduciendo la velocidad de salida. (Potencia= Torque x Velocidad de giro).

Mientras mayor sea la diferencia de velocidades entre laturbina y el impelente, mayor ser la multiplicacin de par.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y Ventajas

a) Multiplicacin de Par = Incrementa lasalida de par cuando trabaja contra una carga.

b) Automtico = Permite elcambio sobre la marcha.

c) Amortigua los choques = Vida til mas

prolongada a las piezas del tren de fuerza.


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CONVERTIDOR DE PAR Tipos de convertidor de par:

De Embrague UnidireccionalPermite que el estator gire libremente cuando no es necesaria lamultiplicacin de par, haciendo que el convertidor funcione como unacoplamiento hidrulico.

Tiene los siguientes elementos adicionales: Una leva, rodillos, resortes y una

maza.Modo Cerrado.- Bajo carga, el aceite empuja los labes del estator en sentidohorario, por lo que los rodillos se traban y fijan al estator. En este caso elestator enva el aceite de regreso al impelente y multiplica el par.

Modo Abierto.- Cuando la velocidad del impelente y la turbina seincrementan, el aceite golpea la parte posterior de los labes del estator,haciendo que este gire en sentido antihorario. Esto hace que el estatorpueda girar libremente sin enviar el aceite de regreso al impelente. En estecaso el convertidor funciona simplemente con un acople.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y VentajasFase de traba del estator = Multiplicacin depar

Fase de giro libre = Menos aumento de

temperatura y reduce elarrastre del convertidor.

AplicacionesEn algunas mototraillas, retroexcavadoras cargadoras,

camiones articulados y camiones de obra.


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CONVERTIDOR DE PAR

De Capacidad Variable

Permite que el operador pueda limitar el incrementode fuerza en el convertidor de par para reducir el

deslizamiento de las ruedas y desviar parte de lapotencia del motor hacia el sistema hidrulico.

Puede funcionar a capacidades diferentes. Un cambioen la capacidad del impelente trae como resultadoun cambio de par de salida.


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CONVERTIDOR DE PAR

Elementos adicionales:a) Impelente Externo.- Es el segundo impelente dentro delconvertidor de par. Esta unido a la caja del convertidor por unembrague accionado por un pistn.

b) Embrague del Impelente.- Es activado hidrulicamente y

controlado por el sistema hidrulico de la transmisin.

A una presin del embrague del impelente mxima, elembrague se engancha por completo y no hay deslizamientodel embrague. Esto hace que el convertidor funcione como un

convertidor convencional.A una presin mnima, el embrague se desengancha. En estecaso la capacidad del convertidor est al mnimo pues slo elimpelente interno enva aceite.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y VentajasDisminuye el deslizamiento de las ruedas = Reduce el desgaste de los

neumticos.Incrementa la potencia disponible del motor = Mejora el desempeo hidrulico.

Controlado por el operador = Permite el ajuste por parte del operador

Permite productividad maxima Aplicaciones

Cargadores de ruedas grandes y mototraillas.


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CONVERTIDOR DE PAR

De Embrague de Impelente (Impeller Clutch)Hace posible la variacin de par de salida del convertidorsobre una gama extensa.

Incluye una vlvula de solenoide de embrague y un paquetede embrague de discos mltiples.

La vlvula de solenoide del embrague del impelente,controlada por el mdulo de control de la transmisin (ECM),se activa a travs del pedal de freno izquierdo.

El embrague se activa hidrulicamente. Acopla al impelentecon la caja del convertidor.

Cuando el ECM incrementa la corriente, se reduce la presindel embrague del impelente.

Cuando la corriente est en cero, la presin est al mximo yfunciona como un convertidor convencional.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y VentajasDisminuye el deslizamiento de la rueda = Menor desgaste de los neumticos.

.

Incrementa la Potencia disponible = Desempeo hidrulico mejorado.Pedal de freno Izquierdo controlado por e operadorl = Control de la mquinamejorado.

Absorbe energa durante los cambios = Mejora la vida til del embragueDireccionales. = direccional de la transmisin.

AplicacionesCargadores de Rueda Grandes y Mototraillas.


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CONVERTIDOR DE PAR

De embrague de traba (Lock-Up Clutch)

Proporciona conexin directa entre la transmisin y el motor.

Se engancha automticamente cada vez que las condiciones defuncionamiento exigen transmisin mecnica, dando mayor

eficiencia al tren de mando.Est situado dentro de la caja del convertidor.

Engancha la turbina a la caja del convertidor haciendo que elimpelente y la turbina giren a la misma velocidad que el

motor.


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CONVERTIDOR DE PAR

El flujo de aceite hacia el embrague es controlado por lavlvula solenoide del embrague que es activada por el ECM.

Condiciones para que se active:1. Interruptor de habilitacin en ON (conectado). En los

camiones es automtico.2. La velocidad de salida del convertidor es mayor que las

RPM especificadas para la activacin.3. La mquina ha estado en la velocidad y direccin actuales

por al menos 2 segundos.

4. El pedal de freno izquierdo no debe estar oprimido.


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CONVERTIDOR DE PAR

Se desengancha durante un cambio o cuando lavelocidad de salida del convertidor cae por debajo de las

RPM especificadas para su activacin.

Por seguridad no puede engancharse si la velocidad de

salida es de sobre revolucin.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y VentajasTransmisin mecnica = Acarreo ms eficiente y

mayor ahorro de combustible

Aplicaciones

Cargadores de Rueda Grandes, Mototraillas, Camiones

Articulados y Camiones de acarreo


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CONVERTIDOR DE PAR

Divisor de ParEs un convertidor de par con engranajes planetarios integrados

en su parte frontal.

Esto permite una divisin variable del par del motor entre el

juego de engranajes planetario y el convertidor.Las salidas del juego de engranajes y del convertidor estn

conectadas al eje de salida del divisor de par.

El convertidor proporciona multiplicacin de par para las cargaspesadas mientras que el juego de engranajes planetarioproporciona cerca del 30% de transmisin mecnica ensituaciones de carga ligera.


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CONVERTIDOR DE PAR

La corona est empalmada a la turbina.

El solar est conectado a la volante del motor.

El portasatlites est empalmado al eje de salida.

Carga ligera:El portasatlite tiene poca resistencia a la rotacin.

El solar, el portasatlite y la corona giran a la misma velocidad.

El par del convertidor y de los planetarios se transmite a travs

del portasatlites.No hay multiplicacin porque la turbina-corona y el impelente-

solar giran a la misma velocidad.


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CONVERTIDOR DE PAR

Calado:

El eje de salida se detiene por lo que el portasatlitestambin se detiene.

El solar gira con la volante por lo que la corona gira ensentido contrario, lo que origina que la turbina gireen sentido opuesto al impelente que gira con lavolante.

Se tiene entonces multiplicacin mxima de par.


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CONVERTIDOR DE PAR

Caractersticas y Ventajas

Multiplicacin de par = Incrementa el par de salidacuando trabaja contra una carga.

Amortigua los golpes = Vida til ms prolongada para las

piezas del tren de fuerza.Transmisin mecnica = Eficiencia incrementada para carga

ligera.

Aplicaciones

Tractores de cadenas.


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TRANSMISIONES

Necesidad de la transmisinLa potencia proveniente del motor a travs de la volante al ejede mando debe de controlarse, as como tambin suvelocidad, direccin y fuerza. Esta potencia controlada se

convierte en potencia til. La transformacin de la potencia serealiza a travs de la transmisin. La transmisin cumple conesta funcin, utilizando los engranajes de cambios develocidad y/o embragues planetarios actuadoshidrulicamente, los que proporcionan diferentes gamas de

velocidad terrestre en la mquina.

TRANSMISIONES


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TRANSMISIONES TRANSMISIN DE MANDO DIRECTO

La transmisin de mando directo usa diferentes trenes de engranajes mecnicospara controlar y modificar la velocidad, la direccin y la potencia desde el motora travs del tren de impulsin, Esta transmisin de mando directo recibe lafuerza de impulsin del motor a traces del embrague del volante que gradualmente se conecta al motor y a la transmisin para transmitir potencia

Los tres componentes principales de embrague del volante son:


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TRANSMISIONES

FUNCIONAMIENTO DEL MANDO DIRECTO


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TRANSMISIONES

Ventajas de las transmisiones CAT- Cambios automticos ms suaves = Disminucin de la fatiga deloperador e incremento de la vida til del tren de fuerza.

- Componentes modulares = Proporcionan unservicio ms rpido en menos tiempo.

- Cambios electrnicos = Proporciona regularmentecambios suaves mediante controles accionados con las puntas de losdedos.

- Modulacin individual en los = Disminuye los aumentos

repentinos de par y los cambios embragues ICM abruptos, reduce eldesgaste en el tren de mando y proporciona cambios ms suaves quemejoran el movimiento de la mquina .


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TRANSMISIONES

Aplicaciones- Tractores de cadenas: Servotransmisin planetaria, sus velocidades son 3de avance y 3 de retroceso.

- Cargadores de ruedas: Servotransmisin planetaria o servotransmisinmecnica de contraeje con direccin hidrosttica, sus velocidades son 3 a4 de avance y 3 a 4 de retroceso.

- Camiones de obra: Servotransmisin de modulacin individual delembrague ICM, sus velocidades son 5 a 7 de avance y 1 de retroceso.

- Retroexcavadoras cargadoras: Servotransmisin mecnica de contraeje,sus velocidades son 4 de avance y 4 de retroceso.


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TRANSMISIONES Servotransmisin planetaria (Power Shift)


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TRANSMISIONES

Principios de los juegos de engranajes planetariosLos engranajes planetarios se utilizan de muchas maneras enlas mquinas Caterpillar. Se requerir menos espacio en unatransmisin si se usan juegos de engranajes planetarios en

lugar de engranajes de dientes externos. Los engranajes dedientes externos rotan en direcciones opuestas, sin embargo,la direccin de rotacin no cambia con una corona. El pindiferencial y la corona giran en la misma direccin y tienenms nmeros de contactos lo que permite que se desgaste

menos que los engranajes de dientes externos.


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TRANSMISIONES

Los engranajes planetarios estn sujetos a una base oportador llamado porta satlites. El engranaje externo sellama corona, el pin diferencial en el centro se llamaengranaje solar.

Los engranajes planetarios (llamados a veces engranajeslocos), giran libremente sobre sus propios cojinetes yengranan con los dientes internos de la corona y los dientesexternos del engranaje solar. El porta satlites proporcionauna superficie de montaje para los engranajes planetarios. Lacorona es el engranaje externo que tiene dientes en la parte

interior del anillo para que los engranajes planetariosengranen con este. El engranaje solar es un engranaje dedientes externos que se mueve sobre un eje en el centro del

juego de engranajes planetarios.


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TRANSMISIONES

Combinaciones de juegos de engranajes planetariosLos cambios de velocidad , direccin y par se efectandeteniendo o impulsando varios de los componentes del

juego de engranajes planetarios .

Para transmitir potencia a travs de un juego planetario unmiembro es detenido, un miembro esta impulsando y unmiembro es impulsado. El miembro detenido no siempre es lacorona. En algunos casos el porta satlites est detenido paraobtener una rotacin inversa.


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TRANSMISIONES

Porta satlites detenido: Se obtiene unarotacin inversa entre el solar y la corona.


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TRANSMISIONES

Engranaje solar detenido: El porta satlitesgira a una velocidad ms lenta que la coronapero en el mismo sentido.


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TRANSMISIONES

Corona detenida: El pota satlites gira a unavelocidad ms lenta que el solar pero en elmismo sentido.


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TRANSMISIONES

Neutral: Ningn elemento del juego deengranajes esta detenido por lo que giraranen vaco y no se transmitir ninguna potencia.


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TRANSMISIONES

Fundamentos de la servotransmisin planetariaPosee un grupo compacto de engranajes planetarios, un juegopara cada velocidad de la transmisin, un juego para el avancey un juego para el retroceso.

Este dibujo es una representacin esquemtica de unaservotransmisin planetaria de dos velocidades y dosdirecciones.

La potencia del motor se transmite al eje de entrada a travsde un convertidor o divisor de par. Los engranajes solares

tanto para la direccin de avance como de retroceso, estnmontados sobre el eje de entrada y siempre rotan cuando eleje de entrada es impulsado. El componente situado en el


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TRANSMISIONES

centro es el portador para los engranajes planetariosdel juego de la segunda velocidad. El eje de salida ylos engranajes solares para la segunda y primeravelocidad se montan sobre l.La disposicin de los

juegos de engranajes planetarios del motor al eje de

salida es retroceso, avance, ....., segunda y primeravelocidad.Es importante notar que para que se transmitamovimiento hacia el eje de salida siempre deben

estar conectados un embrague de velocidad y uno dedireccin, solo para el caso de neutro un soloembrague debe de estar enganchado (embrague No.3).


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TRANSMISIONES


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TRANSMISIONES

Componentes principales de la servotransmisinplanetaria Vlvula de control

Carrete selector de velocidad: Dirige aceite a los embragues de velocidad paraseleccionar un cambio.

Carrete selector direccional: Dirige aceite hacia los embragues de direccin

apropiados para el funcionamiento de avance y retroceso.


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TRANSMISIONES

Vlvula de alivio moduladora y pistn de carga: Proporcionanuna subida de presin gradual controlada en los embragues ylimita el mximo de la presin del embrague de velocidad(presin P1).

Vlvula diferencial: Controla la presin del embrague

direccional P2. Esta vlvula hace que se establezca unadiferencia de presin entre la presin de embrague develocidad y la del embrague de direccional. Esta diferencia enpresin asegura el accionamiento del embrague direccional.Normalmente esta diferencia de presin es de 55 psi. Lavlvula de presin diferencial evita tambin el movimiento dela mquina si se arranca engranada.


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TRANSMISIONES

Embragues:Los embragues de la transmisin son de discos y seencuentran en cajas separadas. Cada embrague tieneun nmero de discos y platos. Los dientes interioresde los discos se engranan con los dientes exterioresde la corona y giran con el engranaje. Los discosestn hechos de materiales de friccin especiales.Las muescas en el dimetro exterior de los platos seenganchan con pasadores en la caja del embrague.

Los pasadores impiden que los platos giren.


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TRANSMISIONES

Pistn y Resorte del embrague.-Los resortes estn ubicados entre la caja del embrague y elpistn. Los resortes mantienen los embraguesdesenganchados evitando que el pistn del embrague empujea los platos. Los embragues se enganchan cuando el aceite seenva al rea detrs del pistn. Cuando la presin del aceiteen el rea detrs del pistn aumenta, el pistn se mueve a laderecha contra la fuerza del resorte y empuja a los discos y losplatos juntos. El embrague est ahora enganchado y la coronase mantiene fija. Cuando la presin del aceite que estsujetando el pistn disminuye, el resorte obliga al pistn a

regresar a la caja, liberando los discos y los platos. La coronaya no est detenida y gira libremente.


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TRANSMISIONES

ENGRANAJES DE TRANSFERENCIA


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TRANSMISIONES

ENGRANAJES DE TRANFERECIA DE ENTRADA


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TRANSMISIONES

ENGRANAJE DE TRANSFERENCIA DE SALIDA


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TRANSMISIONES SERVOTRANSMISIN CONTRA EJE

El nombre "servotransmisin de contraeje" provienede la configuracin de ejes adyacentes que giran ensentidos opuestos o en contra uno de otro. Todos losengranajes estn en conexin constante. Al igual que

en las servotransmisiones planetarias, estos puedenhacer cambios de velocidad y marcha bajo carga.

Se controla con la accin de los embragues develocidad que conectan los diferentes engranajes.

TRANSMISIONES


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TRANSMISIONES SERVOTRANSMISIN CONTRA EJE


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TRANSMISIONES

COMPONENTES DEL CONTRA EJE


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TRANSMISIONES

EMBRAJES DE CAMBIO


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TRANSMISIONES

CAJA DE VLVULAS DE COMTROL


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TRANSMISIONES

CONEXIONES PARA LAS CAERIAS DE PRESION


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TRANSMISIONES

BOMBA DE LA TRANSMISION


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TRANSMISIONES

TRENES DE MANDO


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RODAMIENTOS PARA VEHCULOS


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