Mantenimiento
En la actualidad hay muchos tipos de cajas de velocidades. Algunas son simples y otras complejas, pero todas deben ser bien utilizadas por los automovilistas y recibir un mantenimiento adecuado.
Caja de velocidades
Si tenemos que definir a los avances tecnológicos relacionados con las cajas de velocidades para automóviles en estos últimos años, no cabe otra definición que la de revolucionarios. Desde la irrupción de la electrónica digital en las transmisiones hace más de 20 años, el progreso ha sido tan rápido que ya disponemos de cajas de velocidades automáticas “inteligentes” con cambios “secuenciales” y con doble embrague y cajas mecánicas “robotizadas”, que mejoran sensiblemente la economía de carburante, las prestaciones y la seguridad. A decir verdad, siempre hubo en la historia del automóvil cajas de velocidades de muy buena calidad, en especial cuando aparecieron las marchas sincronizadas, pero a veces había que “luchar” con ellas, es decir trabajar mucho con la palanca de cambios directamente conectada a la caja. Aunque los camioneros y chóferes de vehículos de pasajeros estaban acostumbrados a tales menesteres, resulta indudable que la tarea es fatigosa y no muy grata después de estar muchas horas detrás del volante, y ni que hablar para los automovilistas, que debían “enganchar” la relación más adecuada con cajas que, en algunos casos, sólo tenían tres relaciones hacia adelante y que no “acertaban” a aprovechar bien el par motor de la máquina. Esto resulta paradójico, porque con cajas mecánicas de mayor número de velocidades se maneja de una manera más cómoda en el caso de los automóviles, al acceder a altos valores de par rápidamente, siempre y cuando sepamos conducir bien. Ahora si bien hay cajas mecánicas de sexta que podríamos llamar “convencionales” pero altamente perfeccionadas, también hay cada vez más cajas de comando electrónico que no tienen un contacto directo o mecánico con las manos del conductor : éste se limita a accionar una pequeña palanca en el tablero o en la consola, o unas levas detrás del volante de la dirección, de manera análoga a la de los autos sport de pura sangre y a los de carreras, seleccionando los programas de cambios o las distintas relaciones a conectar y eso es todo: de lo demás se encargan los cerebros electrónicos. A las cajas llegan órdenes electrónicas a través de computadoras y de cables eléctricos, y tanto la palanca de velocidades como el acelerador son, en muchos casos, totalmente electrónicos. El vínculo con la transmisión y el motor ya no se hace a través de varillas, cables de acero o palancas,
sino a través de hilos eléctricos. ¿Y el pedal de embrague?: ya no existe en muchos modelos con cajas de velocidades mecánicas-electrónicas robotizadas y obviamente con cajas enteramente automáticas (también controladas por computadora).
La misión de la caja de velocidades
La potencia necesaria para mover un vehículo es directamente proporcional a la resistencia opuesta a dicho movimiento. Se requiere más potencia para mover un vehículo desde el reposo que para mantenerlo en movimiento. Se requiere también más potencia para subir una cuesta que para mover al vehículo por un camino horizontal. Y, finalmente, debe mantenerse la velocidad del motor para que éste desarrolle su potencia. Por esta razón se hace necesario incorporar un tren de engranajes, en nuestro caso, la caja de velocidades, para poder atender los requerimientos del vehículo. Todas las cajas mecánicas modernas son sincronizadas, lo que significa que los engranajes sincronizan sus velocidades antes de la acción de engrane propiamente dicha, por lo que la velocidad relativa entre los mismos es cero; de allí el nombre de “engranajes sincronizados”. La sincronización facilita los cambios al conductor. Pero no sólo es cuestión de confort, sino también y de la misma importancia un detalle de seguridad que impide rozamientos entre los dientes u otros daños en la caja. Los elementos de sincronización excluyen totalmente la posibilidad de que pueda acoplarse la marcha “siguiente” antes de que los diferentes engranajes tengan las mismas revoluciones.
Reduciendo la fricción
Las cajas de velocidades actuales, con engranajes que giran sobre cojinetes de agujas, tienen un mínimo de fricción, por lo que disminuye el desgaste. Los cojinetes de agujas, sin embargo, ponen exigencias muy grandes en la seguridad de lubricación. Por esta razón algunos fabricantes incorporan un sistema de lubricación muy eficiente con gran capacidad, por ejemplo, con una bomba de aceite propia. Ello contribuye a reducir el consumo de combustible y a una mayor vida útil de la caja. La lubricación de algunas cajas que transmiten altas potencias se hace de dos maneras: mediante salpicado desde los engranajes del eje lateral, que parcialmente gira dentro del aceite, y mediante una bomba accionada por dicho eje, aunque asimismo han aparecido las bombas eléctricas. También puede montarse un enfriador que junto con el sistema de enfriamiento del motor controla que la caja de velocidades se mantenga a la temperatura correcta independientemente de la carga a la que se ve sometida. Estos elementos son estándar en las transmisiones automáticas.
Cambios asistidos por computadora
La nueva manera de cambiar de velocidades consiste en confiar a una computadora todas las operaciones. Aquí describiremos uno de los muchos sistemas que hay en los diferentes modelos, que no poseen pedal de embrague y que puede actuar de manera semiautomática o automática. Un microprocesador recibe información sobre la marcha acoplada, la posición del acelerador y la velocidad del vehículo desde una rueda dentada en el eje de transmisión. En un visualizador del tablero la computadora muestra continuamente la marcha que recomienda y la que está acoplada. Si el sistema está ajustado para funcionar automáticamente, la computadora, en base a un software especial, efectúa las maniobras mediante actuadores eléctricos o hidráulicos. Gracias a la electrónica y a las acciones automáticas de la caja y del embrague, para el conductor el manejo resulta mucho más sencillo así como más agradable y seguro. Por otra parte, la computadora controla que el conductor elija cambios razonables en el modo semiautomático a través de un pequeño selector. Nunca permitiría que se efectuara un cambio incorrecto. Es misión de la computadora registrar si está acoplada la marcha adecuada para que el motor funcione al régimen correcto. Si se siguen las recomendaciones de la computadora, se ahorra mucho combustible.
Cajas enteramente automáticas
Desde la década de 1940 se utilizan cajas de velocidades enteramente automáticas para automóviles.
Las mismas proporcionan un alto grado de confort en la conducción y nos libran del pedal del embrague y de la palanca convencional de los cambios. En la actualidad hay cajas automáticas hidráulicas de diez velocidades hacia adelante y también las llamadas cajas CVT (Transmisión de Variación Continua) con correas internas metálicas formadas por una compleja estructura de pequeñas piezas de acero. Podemos elegir entre diferentes programas de marcha y también podemos influir manualmente en el cambio de las velocidades, lo que convierte a la caja en “secuencial”.
Transmisión de datos
Todas las cajas de velocidades de comando electrónico están conectadas con las computadoras y con el motor y otros elementos del vehículo a través de buses de datos informáticos, como el sistema multiplex, que comunican las órdenes a gran velocidad y que simplifican mucho la instalación eléctrica del vehículo. Téngase en cuenta que en la actualidad los vehículos deben “manejar” ingentes cantidades de informaciones que les llegan de una gran cantidad de sensores que registran todo tipo de parámetros. Estos datos los procesa la computadora y envía las órdenes a la caja de velocidades y al servoembrague, haya o no haya pedal. Son entonces absolutamente imprescindibles estos buses de datos que llevan y traen informaciones vitales a la velocidad de la luz.
El mantenimiento
Las cajas de velocidades manuales prácticamente no necesitan ningún tipo de mantenimiento, con la excepción del control del nivel de lubricante en su carcasa y el eventual cambio del mismo, de acuerdo a lo que recomiende el fabricante en el manual. En nuestros días, hay muchos fabricantes que indican en sus manuales que el lubricante de la transmisión dura tanto como la vida del automóvil, y que por lo tanto no es necesario reemplazarlo. Hay cajas manuales separadas del diferencial, es decir las destinadas a los autos de tracción trasera y con el motor adelante (aunque en autos muy deportivos la caja forma un conjunto atrás con el diferencial, siempre hablando del motor en la parte delantera), y las llamadas cajas-puente para los modelos de tracción delantera. Estas últimas requieren un lubricante especial porque el diferencial tiene engranajes hipoidales donde se generan fuertes presiones entre los dientes. Este aceite puede ser, por ejemplo, un helicoidal 75W90, o uno sintético especial, de acuerdo a la marca y modelo. Y un detalle: la caja-puente se aplica también a los automóviles con motor posterior. Incluso hay cajas de velocidades y diferenciales que se lubrican con el mismo aceite que el motor, porque se integran todos los mecanismos en un compacto bloque, como lo hicieron Peugeot y MINI durante muchos años. Las transmisiones totalmente automáticas utilizan un fluido especial, denominado ATF, de color rojo para diferenciarlo de los demás lubricantes. Este fluido es multifunción: lubrica, acciona dispositivos y enfría. Hay una gran variedad de lubricantes para cajas manuales y automáticas, incluso algunos con bases sintéticas. Como la oferta es tan grande y se pueden cometer errores que nos costarían costosas reparaciones, lo mejor será preguntar al concesionario de la marca para que nos asesore, o si no queremos innovar atenernos fielmente a lo que indica el manual.