Las cajas de cambios automáticas o pilotadas han dejado de ser un equipamiento prémium, montado exclusivamente en coches de gama alta, y su uso se ha extendido a todo tipo de vehículos. Este hecho, sumado al alto coste de este elemento, ha hecho que reparar una caja de cambios en el taller mecánico sea una operación cada vez más común.
Historia de la caja de cambios
No se puede atribuir el desarrollo del cambio automático a una única persona, fue un desarrollo retroalimentado a lo largo de la historia por inventores como Thomas J. Sturtevant, Louis-René Panhard o Emile Levassor, entre otros.
El sistema Hydra-Matic, creado por Cadillac y Oldsmobile de General Motors, no fue la primera transmisión automática inventada. Sin embargo, fue la primera que se montó en línea y que se comercializó en los años 40.
Descubre qué productos LOCTITE y TEROSON usar en cada una de las piezas de la transmisión de un automóvil.
¡Descúbrelos aquí!
Componentes de la caja de cambios
Los componentes principales de un cambio automático son los siguientes:
- La unidad electrohidráulica del cambio es la encargada de la gestión del cambio.
- El convertidor hidráulico de par ajusta el par que necesita el cambio.
- El embrague controla la transmisión del par motor hacia las ruedas motrices.
- El mando del cambio es el encargado de seleccionar la combinación de engranajes y puede ser electrónico, mecánico, hidráulico o combinado.
- El tren epicicloidal o engranaje planetario está compuesto por ruedas dentadas cilíndricas o cónicas que permiten el desarrollo.
¿Quieres saber más sobre el funcionamiento de las cajas de cambio automáticas? En este artículo te lo explicamos en cuatro puntos clave.
Tipos de caja de cambios
Entre los tipos de transmisión automática más utilizados se encuentran los siguientes:
Variador continuo o CVT
La transmisión CVT (continuosly variable transmission) carece de embrague. Este sistema se basa en dos poleas cónicas conectadas entre sí por una correa o cadena de alta resistencia:
- Una polea está anclada al eje de entrada del motor.
- La otra al eje de transmisión.
El ajuste axial de cada polea permite cambiar el radio en el que la cadena o correa monta sobre las mismas. De esta forma, se consigue la relación de engranaje seleccionada por el usuario de forma manual o bien por la unidad TCM, que buscará siempre la máxima eficiencia posible según la información recibida a través de la unidad de control del motor.
Actualmente, Toyota utiliza este sistema en su vehículo híbrido Prius.
En el artículo “5 ventajas del coche híbrido” explicamos la historia del modelo Prius y ventajas de los coches híbridos:
Doble embrague o DSG
DSG son las iniciales de direct shift gearbox, un sistema similar al de una caja de cambios manual. Consta de un doble embrague y dos árboles secundarios:
- Uno equipado con la relación de engranajes para marchas pares.
- El otro para las marchas impares y la marcha atrás.
Los cambios de marcha se realizan sin interrupción ni pérdidas de fuerza, ya que una velocidad puede estar accionada por un embrague, mientras que el otro embrague está preparando la entrada de la siguiente velocidad. Gracias a esta fluidez en la conducción, sin pérdida de potencia, se optimiza el consumo del vehículo.
Existen dos variantes de cajas de cambios DSG: con embrague seco (alojado fuera de la carcasa del cambio) y con embrague húmedo (alojado dentro de la carcasa del cambio y lubricado con aceite). El Grupo VAG utiliza este sistema de transmisión en muchos de sus modelos.
En nuestro artículo “Todo lo que debes saber sobre el cambio DSG en un coche automático” explicábamos las ventajas, características, funcionamiento y mantenimiento del cambio DSG.
Cambio con convertidor de par
Este tipo de transmisión, igual que el CVT, carece de embrague. No obstante, el cambio con convertidor de par consta de un convertidor de par hidráulico. Un eje estriado, impulsado por el motor, engrana con la caja del convertidor y gracias a la fuerza centrífuga generada, se impulsa el fluido de transmisión ATF que hace girar la turbina, transfiriendo el impulso motor a la transmisión, a través de la caja de cambios.
Muchos son los fabricantes que utilizan este tipo de caja de cambios, BMW lo ha hecho con el X5.
Caja de cambios robotizada Powershift
La caja de cambios robotizada Powershift, del mismo modo que una transmisión DSG, se asemeja a una caja de cambios manual convencional y consta de doble embrague.
Su tecnología se basa en una serie de trenes de engranajes alineados en dos ejes concéntricos (uno gira con las velocidades impares y marcha atrás, y el otro con las pares). Cuando se acopla una marcha, se engrana automáticamente la marcha anterior y la posterior (si la hay) para conseguir la relación de velocidades correcta, y transmite el par de entrada de un eje a otro a través de un doble embrague.
A diferencia de la tecnología DSG, este sistema es más compacto y ligero. Además, la sensación de empuje continuo, conseguida gracias a que los embragues no se desacoplan por completo, permite una operativa de maniobras libre de tirones y satisfactoria para el usuario. Esto no solo se traduce en un ahorro de combustible de un 10% respecto a un sistema convencional automático de convertidor de par, sino también en una importante reducción de emisión de CO2.
Fabricantes como Ford emplean este tipo de cambio.
Reparar la caja de cambios cuando el vehículo está fuera de garantía
La transmisión es uno de los sistemas más complejos y caros del vehículo. Esto propicia que los profesionales mecánicos ofrezcan a sus clientes alternativas a la sustitución del componente cuando este falla y el coche está fuera de garantía oficial.
Huyendo de la peor alternativa, que sería sustituir el componente por uno de desguace, existe la opción de reparar la caja de cambios.
Posibles averías de una caja de cambios
Gracias a las prestaciones de seguridad que ofrecen los modelos de última generación, estos coches son capaces de entrar en modo de protección si detectan un fallo en el sistema de transmisión para no incurrir en una avería mayor.
Cabe destacar que, antes de desmontar la caja del vehículo para su reparación o sustitución, el profesional debe haber efectuado un diagnóstico exhaustivo de la avería para determinar si el fallo se encuentra localizado en el interior de la propia caja de cambios o fuera.
A continuación, se mencionan algunas de las averías más frecuentes que pueden hacer necesario reparar una caja de cambios automática o sustituirla, así como los síntomas que van a alertar de ello:
- Rotura del tambor donde se alojan los engranajes o del propio eje de entrada de la transmisión. Ante esta avería, se va a percibir un tironeo y dificultades cuando el vehículo trata de cambiar la marcha.
- Desgaste de los discos de embrague o del grupo de engranajes. Este fallo va a implicar que el vehículo tarde demasiado en cambiar la marcha o no logre hacerlo (el cambio “patina”). La causa más obvia de este problema es que el líquido ATF no se encuentra en óptimas condiciones y provoca fricción entre las partes metálicas de la caja de cambios.
- Fallo en la bomba de aceite de la caja de cambios. Esta es una avería que puede hacer necesario reparar la caja de cambios o sustituirla y que va a provocar los mismos daños que puede generar un líquido ATF degradado. Se trata de una situación crítica que podría impedir por completo la respuesta del vehículo.
- Avería en el convertidor de par. Esta se va a evidenciar por pérdidas de aceite en la transmisión del coche y porque el vehículo va a presentar una vibración importante al ralentí. En estos casos, algunas transmisiones permiten engranar marchas hasta la segunda, mientras que otras pueden dejar de responder correctamente en cualquier cambio de marcha.
- Fallo o desprogramación de la unidad de control de la transmisión del coche o avería en el cuerpo de las válvulas. Ante este tipo de avería, la respuesta del vehículo no va a ser la correcta en el cambio de marcha. Principalmente, se va a percibir un golpeteo. En cualquiera de estas situaciones, no es necesario desmontar ni reparar la caja de cambios, ya que el fallo es externo a la misma.
¿Cómo reparar una caja automática?
El proceso de reparación de una caja de cambios exige abrir los tres bloques principales de la misma, que son: la propia caja de cambios, el convertidor de par (en los modelos de cambio automático que lo equipen) y la unidad electrohidráulica (cuerpo de válvulas). Es fundamental ser meticuloso y desmontar los tres grupos completamente para hacer un diagnóstico minucioso de cada pieza.
Al reparar una caja de cambios es necesario sustituir todos los componentes sujetos a desgaste, como juntas, segmentos, filtros, discos de embrague, retenes, arandelas, engranajes, casquillos, etc., y que todos los componentes sustitutos sean de calidad. Los elementos que puedan conservarse deben limpiarse para ser librados de posibles impurezas acumuladas (restos de partículas metálicas originadas por el rozamiento entre diferentes componentes), y garantizar unas tolerancias y galgados exactos.
Una vez se ha acabado de reparar la caja de cambios, el ensamblaje de los tres componentes debe realizarse respetando los pares de apriete, ajustes y galgados marcados por el fabricante. En el caso del ensamblaje del cuerpo de válvulas contra la caja de cambios, va a ser necesario utilizar un formador de juntas.
Una vez ensamblada y cerrada la caja, hay que comprobar en un banco de pruebas y con un tester hidráulico y neumático las presiones y el funcionamiento de la misma, al igual que del convertidor y del cuerpo de válvulas. Existen bancos de pruebas de última generación capaces de simular las condiciones de trabajo del cambio automático que permiten confirmar, con garantías, el correcto funcionamiento mecánico, hidráulico y eléctrico.
Si en la comprobación todo sale correcto, el siguiente paso es montar el cambio en el vehículo, llenarlo del aceite ATF indicado por el fabricante y hacer los ajustes básicos requeridos para su readaptación.
Consejos de mantenimiento para la caja de cambios
Las cajas de cambio automáticas se accionan a través de una palanca de mando o mediante teclas situadas en la consola central del habitáculo. En ocasiones, también se puede accionar por medio de una palanca situada detrás del volante.
Las opciones de funcionamiento son las siguientes:
- P (PARKING). Marcha destinada al estacionamiento del vehículo.
- R (REVERSE). Marcha atrás.
- N (NEUTRAL). Posición de la caja de cambios conocida como punto muerto. Ninguna velocidad está engranada.
- D (DRIVE O DIRECTA). Acciona el vehículo para que este avance en modo automático.
- M/S (MANUAL O SECUENCIAL). Permite accionar el cambio de manera manual o secuencial, y permite al conductor realizar el cambio de velocidad por medio de la palanca de cambios o mediante levas detrás del volante.
Existen distintos tipos de cajas de cambio automáticas, pero sea cual sea el tipo de cambio, es esencial seguir unas pautas de mantenimiento. En este sentido, el cambio de aceite es una de las tareas imprescindibles para alargar la vida del sistema y obtener un mayor confort en la conducción.
Conclusión
Reparar una caja de cambios automática es un trabajo complejo que requiere minuciosidad y formación. Es fundamental contar con las herramientas adecuadas para hacerlo y seleccionar piezas de recambio de calidad, así como garantizar un mantenimiento correcto en el futuro (siguiendo las indicaciones del fabricante) que garantice la vida útil del componente.
