CAJAS DE CAMBIO AUTOMÁTICAS

CAJAS DE CAMBIO AUTOMÁTICAS

El cambio automático es un sistema de transmisión que es capaz por si mismo de seleccionar todas las marchas o relaciones sin la necesidad de la intervención directa del conductor. El cambio de una relación a otra se produce en función tanto de la velocidad del vehículo como del régimen de giro del motor, por lo que el conductor no necesita ni de pedal de embrague ni de palanca de cambios. El simple hecho de pisar el pedal del acelerador provoca el cambio de relación conforme el motor varía de régimen de giro. El resultado que aprecia el conductor es el de un cambio cómodo que no produce tirones y que le permite prestar toda su atención al tráfico. Por lo tanto el cambio automático no sólo proporciona más confort, sino que aporta al vehículo mayor seguridad activa.
Los elementos fundamentales que componen la mayoría de los cambios automáticos actuales son:

• un convertidor hidráulico de par que varía y ajusta de forma automática su par de salida, al par que necesita la transmisión.
• un tren epicicloidal o una combinación de ellos que establecen las distintas relaciones del cambio.
• un mecanismo de mando que selecciona automáticamente las relaciones de los trenes epicicloidales. Este sistema de mando puede ser tanto mecánico como hidráulico, electrónico o una combinación de ellos.

Precisamente el control electrónico es la mayor innovación que disponen los cambios automáticos actuales dando al conductor la posibilidad de elegir entre varios programas de conducción (económico, deportivo, invierno) mediante una palanca de selección, llegando actualmente a existir sistemas de control que pueden seleccionar automáticamente el programa de cambio de marchas más idóneo a cada situación concreta de conducción.
Entre los datos que utilizan estos sistemas para sus cálculos se encuentran, la frecuencia con que el conductor pisa el freno, la pendiente de la carretera, el numero de curvas de la misma, etc.
Antes de estudiar el funcionamiento de la caja de cambios automática, hay que explicar de forma individual, los elementos básicos que la forman.
Embrague hidráulico
El embrague hidráulico que mas tarde evolucionara llamandose convertidor de par, actúa como embrague automático entre el motor y la caja de cambios que, en estos casos, suele ser automática o semiautomática. Dicho embrague permite que el motor gire al ralentí (en vacío) y además transmite el par motor cuando el conductor acelera.
Está fundado en la transmisión de energía que una bomba centrífuga comunica a una turbina por mediación de un líquido que generalmente es aceite mineral.
Para comprender bien este principio se puede poner el ejemplo de dos ventiladores (figura inferior) colocados uno frente al otro. El ventilador (1), conectado a la red, mueve el aire y lo proyecta como impulsor o bomba sobre el otro ventilador (2) que está sin conectar; éste último, al recibir el aire, se pone a girar como una turbina.

Constitución del embrague hidráulico
Está constituido, como puede verse en la figura inferior, por dos coronas giratorias (bomba y turbina) que tienen forma de semitoroide geométrico y están provistas de unos tabiques planos , llamados alabes. Una de ellas, llamada rotor conductor, va unida al árbol motor por medio de tornillos y constituye la bomba centrífuga; la otra, unida al primario de la caja de cambios con giro libre en el volante, constituye la turbina o corona arrastrada.
Ambas coronas van alojadas en una carcasa estanca y están separadas por un pequeño espacio para que no se produzca rozamiento entre ellas.

Funcionamiento
Cuando el motor gira, el aceite contenido en la carcasa es impulsado por la bomba, proyectándose por su periferia hacia la turbina, en cuyos alabes incide paralelamente al eje. Dicho aceite es arrastrado por la propia rotación de la bomba o rotor conductor, formándose así un torbellino tórico.
La energía cinética del aceite que choca contra los alabes de la turbina, produce en ella una fuerza que tiende a hacerla girar.
Cuando el motor gira a ralentí, la energía cinética del aceite es pequeña y la fuerza transmitida a la turbina es insuficiente para vencer el par resistente. En estas condiciones, hay un resbalamiento total entre bomba y turbina con lo que la turbina permanece inmóvil. El aceite resbala por los alabes de la turbina y es devuelto desde el centro de ésta al centro de la bomba, en donde es impulsado nuevamente a la periferia para seguir el ciclo.
A medida que aumentan las revoluciones del motor, el torbellino de aceite se va haciendo más consistente, incidiendo con más fuerza sobre los alabes de la turbina. Esta acción vence al par resistente y hace girar la turbina, mientras se verifica un resbalamiento de aceite entre bomba y turbina que supone el acoplamiento progresivo del embrague.
Cuando el motor gira rápidamente desarrollando su par máximo, el aceite es impulsado con gran fuerza en la turbina y ésta es arrastrada a gran velocidad sin que exista apenas resbalamiento entre ambas (éste suele ser de un 2 % aproximadamente con par de transmisión máximo).
El par motor se transmite íntegro a la transmisión de embrague, cualquiera que sea el par resistente y, de esta forma, aunque se acelere rápidamente desde ralentí, el movimiento del vehículo se produce progresivamente, existiendo un resbalamiento que disminuye a medida que la fuerza cinética va venciendo al par resistente.
Al subir una pendiente, la velocidad del vehículo disminuye por aumentar el par resistente, pero el motor continúa desarrollando su par máximo a costa de un mayor resbalamiento, con lo que se puede mantener más tiempo la directa sin peligro de que el motor se cale.

Ventajas e inconvenientes de los embragues hidráulicos
Este tipo de embrague presenta el inconveniente de que no sirve para su acoplamiento a una caja de cambios normal, es decir, de engranes paralelos; ya que aun funcionando a ralentí, cuando el resbalamiento es máximo, la turbina está sometida a una fuerza de empuje que, aunque no la haga girar por ser mayor el par resistente, actúa sobre los dientes de los engranajes y no permite la maniobra del cambio de velocidades.
Por esta razón este embrague se utiliza en cajas de cambio automático. Para su acoplamiento a una caja normal, habría que intercalar un embrague auxiliar de fricción que permita desacoplar la caja de cambios en el momento del cambio.
Debido a la inevitable pérdida de energía por deslizamiento del aceite en su acoplamiento para obtener el par máximo, los vehículos equipados con este tipo de embrague consumen algo más de combustible que los equipados con un embrague normal de fricción. Presentan también la desventaja de un mayor coste económico, así como la necesidad de tener que acoplar una caja de cambios automática.
Como contrapartida de estos inconvenientes, la utilización del embrague hidráulico presenta las siguientes ventajas:

• Ausencia de desgaste.
• Duración ilimitada, incluso mucho mayor que la vida útil del vehículo.
• Las vibraciones por torsión en la transmisión están fuertemente amortiguadas, cualidad muy importante para su utilización en los motores Diesel.
• Arranque muy suave, debido a la progresividad en el deslizamiento.
• Bajo coste de entretenimiento, no exigiendo más atención que el cambio periódico de aceite cada 15 000 ó 20 000 km.
  
  

Convertidor de par
El convertidor de par tiene un funcionamiento que se asemeja al de un embrague hidráulico pero posee una diferencia fundamental, y es que el convertidor es capaz de aumentar por sí sólo el par del motor y transmitirlo. En la figura inferior vemos el principio de funcionamiento tanto del embrague hidráulico y del convertidor. En a tenemos una rueda con unas cazoletas como si se tratara una rueda de noria de las utilizadas para sacar agua de los pozos. Hacemos incidir un chorro de aceite a presión sobre la cazoleta, esta es empujada moviendo la rueda. Vemos que la fuerza de empuje no es grande ya que con un dedo de la mano paramos la rueda. En b hemos añadido una placa deflectora entre el chorro de aceite y la cazoleta: Ahora el chorro de aceite empuja la cazoleta pero en vez de perderse rebota en la placa deflector que lo dirige otra vez contra la cazoleta por lo que se refuerza el empuje del chorro contra la cazoleta. Vemos ahora que el empuje del chorro sobre la cazoleta es mayor y necesitamos mas fuerza en la mano para evitar que gire la rueda.

En la figura inferior se muestra un esquema de los componentes del convertidor hidráulico. Además de la bomba y de la turbina característicos de un embrague hidráulico, el convertidor de par dispone de un elemento intermedio denominado reactor. La rueda de la bomba está accionada directamente por el motor mientras que la turbina acciona el eje primario de la caja de velocidades. El reactor tiene un funcionamiento de rueda libre y está apoyado en un árbol hueco unido a la carcasa de la caja de cambios.
Tanto la bomba como la turbina y el reactor tienen alabes curvados que se encargan de conducir el aceite de forma adecuada.

Funcionamiento
Al girar la bomba accionada directamente por el movimiento del cigüeñal, el aceite se impulsa desde la rueda de bomba hasta la rueda turbina. A la salida de ésta el aceite tropieza con los alabes del reactor que tienen una curvatura opuesta a los de las ruedas de bomba y turbina. Esta corriente de aceite empuja al reactor en un giro de sentido contrario al de la bomba y la turbina. Como el reactor no puede realizar ese giro ya que está retenido por la rueda libre, el aceite se frena y el empuje se transmite a través del aceite sobre la bomba. De esta forma mientras exista diferencia de velocidad de giro entre la bomba y la turbina el momento de giro (par) será mayor en la turbina que en la bomba. El par cedido por la turbina será pues la suma del transmitido por la bomba a través del aceite y del par adicional que se produce por reacción desde el reactor sobre la bomba y que a su vez es transmitido de nuevo sobre la turbina. Cuanto mayor sea la diferencia de giro entre turbina y bomba mayor será la diferencia de par entre la entrada y la salida del convertidor, llegando a ser a la salida hasta tres veces superior.
Conforme disminuye la diferencia de velocidad va disminuyendo la desviación de la corriente de aceite y por lo tanto el empuje adicional sobre la turbina con lo que la relación de par entre salida y entrada va disminuyendo progresivamente.
Cuando las velocidades de giro de turbina e impulsor se igualan, el reactor gira incluso en su mismo sentido sin producirse ningún empuje adicional de forma que la transmisión de par no se ve aumentada comportándose el convertidor como un embrague hidráulico convencional. A esta situación se le llama "punto de embrague"

La ventaja fundamental del convertidor hidráulico de par sobre el embrague hidráulico es que el primero permite, en situaciones donde se necesita mayor tracción como subida de pendientes o arranques, el movimiento del reactor con lo que el par transmitido se ve aumentado respecto al proporcionado por el motor en caso de necesidad. Además el convertidor hidráulico amortigua a través del aceite cualquier vibración del motor antes de que pase a cualquier parte de la transmisión.
A pesar de ser el convertidor hidráulico un transformador de par, no es posible su utilización de forma directa sobre un vehículo ya que en determinadas circunstancias de bajos regímenes de giro tendría un rendimiento muy bajo. Además no podría aumentar el par más del triple. Todo esto obliga a equipar a los vehículos, además de con un convertidor, con un mecanismo de engranajes planetarios que permitan un cambio casi progresivo de par.

Engranaje planetario
También llamado "engranaje epicicloidal", son utilizados por las cajas de cambio automáticas. Estos engranajes están accionados mediante sistemas de mando normalmente hidráulicos o electrónicos que accionan frenos y embragues que controlan los movimientos de los distintos elementos de los engranajes.
La ventaja fundamental de los engranajes planetarios frente a los engranajes utilizados por las cajas de cambio manuales es que su forma es mas compacta y permiten un reparto de par en distintos puntos a través de los satélites, pudiendo transmitir pares mas elevados.
Si quieres ver como funciona un engranaje planetario haz click aquí.
En el interior (centro), el planeta gira en torno de un eje central.
Los satélites engranan en el dentado del piñón central. Además los satélites pueden girar tanto en torno de su propio eje como también en un circuito alrededor del piñón central.
Los satélites se alojan con sus ejes en el portasatélites
El portasatélites inicia el movimiento rotatorio de los satélites alrededor del piñón central; con ello, lógicamente, también en torno del eje central.
La corona engrana con su dentado interior en los satélites y encierra todo el tren epicicloidal. El eje central es también centro de giro para la corona.

Estos tres componentes (planeta, satélites y corona) del tren epicicloidal pueden moverse libremente sin transmitir movimiento alguno, pero si se bloquea uno de los componentes, los restantes pueden girar, transmitiendose el movimiento con la relación de transmisión resultante según la relación existente entre sus piñones. Si se bloquean dos de los componentes, el conjunto queda bloqueado, moviendose todo el sistema a la velocidad de rotación recibida por el motor.

Las relaciones que se pueden obtener en un tren epicicloidal dependen de si ante una entrada o giro de uno de sus elementos existe otro que haga de reacción. En función de la elección del elemento que hace de entrada o que hace de reacción se obtienen cuatro relaciones distintas que se pueden identificar con tres posibles marchas y una marcha invertida. El funcionamiento de un tren epicicloidal es el siguiente:

• 1ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena la corona, los satélites se ven arrastrados por su engrane con el planetario rodando por el interior de la corona fija. Esto produce el movimiento del portasatélites. El resultado es una desmultiplicación del giro de forma que el portasatélites se mueve de forma mucho más lenta que el planetario o entrada.
• 2ª relación: si el movimiento entra por la corona y se frena el planetario, los satélites se ven arrastrados rodando sobre el planetario por el movimiento de la corona. El efecto es el movimiento del portasatélites con una desmultiplicación menor que en el caso anterior.
• 3ª relación: si el movimiento entra por el planetario y, la corona o el portasatélites se hace solidario en su movimiento al planetario mediante un embrague entonces todo el conjunto gira simultáneamente produciéndose una transmisión directa girando todo el conjunto a la misma velocidad que el motor.
• 4ª relación: si el movimiento entra por el planetario y se frena el portasatélites, se provoca el giro de los planetarios sobre su propio eje y a su vez estos producen el movimiento de la corona en sentido contrario, invirtiendose el sentido de giro y produciéndose una desmultiplicación grande.

Relación	Corona	Planeta	Portasatélites	Desmultiplicación
1ª	Fija	Salida de fuerza	Impulsión	Grande
2ª	Salida de fuerza	Fijo	Impulsión	Menor
3ª	Fija	Fijo	Salida de fuerza	Sin desmultiplicación
4ª	Impulsión	Salida de fuerza	Fijo	Inversión de giro

Invirtiendo la entrada y la salida en las relaciones de desmultiplicación se obtendrían relaciones de multiplicación.
Estas relaciones se podrían identificar con las típicas marchas de un cambio manual, sin embargo se necesitarían para ello distintos árboles motrices por lo que en la aplicación de un tren epicicloidal a un automóvil las posibilidades se reducen a dos marchas hacia delante y una hacia atrás. La entrada del par motor se realizaría por el planetario y la salida por el portasatélites o la corona. La primera relación descrita y la tercera serían la 1ª marcha y la directa respectivamente y la cuarta relación seria la marcha atrás.
Para poder combinar tres o más velocidades se usan habitualmente combinaciones de engranajes epicicloidales. Las cajas de cambio automáticas utilizan combinaciones de dos o tres trenes epicicloidaidales que proporcionan tres o cuatro relaciones hacia adelante y una hacia detrás. Como ejemplo tenemos la figura inferior.

Caja de cambios automática Hidramatic
Esta caja cuenta con cuatro velocidades y marcha atrás, esta formada por un embrague hidráulico o convertidor de par y tres trenes de engranajes epicicloidales (I - II - III), que comunican movimiento del motor al árbol de transmisión de forma automática y progresiva según la velocidad del vehículo.

La corona (C1) del tren de epicicloidal (I) es solidaria al volante de inercia (4) y recibe, por tanto, el movimiento directamente del motor. Los satélites (B1) van unidos a la bomba (P) del embrague hidráulico y a la corona (C2) del segundo tren de engranajes (II) por medio del embrague (E2). El planetario (A1) puede ser frenado por la cinta de freno (F1) o hacerse solidario a los satélites (B1) por medio del embrague (E1).
La corona (C2) del tren (II), puede ser frenada por la cinta de freno (F2) o hacerse solidaria a los satélites (B1) por medio del embrague (E2). Los satélites (B2) se unen directamente al eje de transmisión (3) y son los encargados de transmitir el movimiento de la caja de cambios en cualquier velocidad. El planetario (A2) recibe el movimiento directamente de la turbina (T) a través del árbol (2)..
El tren de engranajes (III) sólo funciona para la marcha atrás y tiene la misión de invertir el giro de los satélites (B2) y del árbol de transmisión. La corona (C3) gira libremente y sólo es bloqueada por un mando mecánico de la palanca de cambios para obtener la inversión de giro. Los satélites (B3) se unen directamente a los satélites (B2) a través del árbol de transmisión. El planetario (A3) va unido a la corona (C2) de donde recibe movimiento.
Los satélites de todos los trenes de engranajes pueden girar libremente en sus ejes o sufrir movimiento de translación cuando se lo comunican cualquiera de los demás componentes de los trenes epicicloidales.

Funcionamiento y relaciones de transmisión
Las distintas velocidades en la caja de cambios se obtienen automáticamente de la siguiente forma:

• Primera velocidad
  Los mecanismos de mando hidráulico de la caja de cambios (fig. inferior) accionan los frenos (F1 y F2) dejando libres los embragues (E1 y E2), con lo que el giro que llega del volante de inercia (4) a la corona (C1) del primer tren de engranajes (I) se transmite a los satélites (B1), que son arrastrados por ella al estar el planeta (A1) bloqueado.
  El movimiento de estos satélites se transmite a la bomba (P) del embrague hidráulico, que arrastra a la turbina (T), comunicando su giro al planeta (A2) del segundo tren de engranajes (II). El giro del planeta (A2) se transmite a los satélites (B2) que giran desplazándose sobre la corona (E2) al estar frenada.
  El movimiento de los satélites (B2) se transmite al árbol de transmisión (3), obteniendose una reducción de movimiento a través (I y II).

• Segunda velocidad
  Al llegar a una determinada velocidad, el mecanismo de mando hidráulico acciona automáticamente el embrague (E1) y el freno (F2), dejando libres (F1 y E2), con lo cual el giro transmitido por el volante (4) a la corona (C1) (fig. inferior) se transmite integro a la bomba del embrague (P) por estar enclavados (A1 y B1) a través del embrague (E1). La bomba, en este caso, se mueve a la misma velocidad que el motor, arrastrando a la turbina (T) que da movimiento al planeta (A2) sin reducción alguna.
  El giro de este planetario (A2) mueve a los satélites (B2), que como en el caso anterior, al estar frenada la corona (C2), ruedan sobre ella comunicando el movimiento al árbol de transmisión de salida (3).
  La reducción de velocidad en este caso sólo se efectúa a través del tren de engranajes (II).

• Tercera velocidad
  A la velocidad correspondiente para que entre la tercera velocidad, el mecanismo de mando hidráulico acciona el freno (F1) y el embrague (E2), dejando libres (F2 y E1). El giro del árbol motor (1), a través de la corona (C1), se transmite a los satélites (B1), por estar el planeta (A1) frenado y, a su vez, a la corona (C2) por la acción del embrague (E2).
  Por otro lado, el movimiento de los satélites (B1) se transmite a la bomba (P) del embrague hidráulico, que arrastra a la turbina (T) dando movimiento al planeta (A2). Al girar el planeta y la corona del tren (II) a la misma velocidad, se efectúa una acción de enclavamiento en el segundo tren de engranajes y sus satélites (B2) se desplazan a la misma velocidad que el conjunto, comunicando su movimiento al árbol de salida de transmisión (3).
  La reducción de velocidad en este caso, sólo se efectúa, por tanto, en el primer tren de engranajes.

• Cuarta velocidad
  Con el vehículo circulando a la velocidad correspondiente para que entre la cuarta velocidad, los mecanismos de mando hidráulicos accionan los embragues (E1 y E2) dejando libres los frenos (F1 y F2). El giro motor que llega a la corona (C1) se transmite integro a la bomba (M), por estar enclavadas (A1 y B1) por el embrague (E1). Este giro motor se transmite a su vez integro a la corona (C2) del segundo tren de engranajes (II) por la acción del embrague (E2) y como el movimiento de la bomba (P) se transmite integro a través de la turbina (T) al planetario (A2), se produce el enclavamiento del segundo tren que arrastra a los satélites (B2) y al árbol de salida (3) en la caja de cambios a la misma velocidad del motor sin reducción alguna. Por lo tanto no hay reducción, se puede denominar a esta marcha "directa".

• Marcha atrás
  Al accionar la palanca de cambios en posición de marcha atrás, se enclava mecánicamente la corona (C3) accionandose a su vez el freno (F1) y quedando libres (F2, E1 y E2). En esta posición, el giro del motor (1), a través de la corona (C1), se transmite a los satélites (B1) y a la bomba del embrague hidráulico (P), arrastrando a la turbina (T) que da movimiento (A2).
  El movimiento del planeta (A2) hace girar a los satélites (B2) que arrastran a la corona (C2) en sentido contrario y está, a su vez, al planeta (A3), que hace rodar los satélites (B3) sobre la corona (C3), que esta enclavada, en sentido contrario al giro motor. Como los satélites (B2 y B3) van unidos al árbol de transmisión, comunican el movimiento al mismo, con la reducción correspondiente a los trenes (I y II), pero en marcha atrás.

Características particulares de este tipo de caja de velocidades
Este modelo de caja automática presenta la particularidad de que el embrague hidráulico va colocado entre el 1º y 2º tren de engranajes, con lo cual, en 1ª y 3ª velocidad, la bomba funciona con una cierta reducción de giro a través de (B1). Esta circunstancia evita el arrastre del vehículo a ralentí, cuando está metida la primera velocidad, y mejora el rendimiento del embrague.
El par motor transmitido al árbol de salida se comunica por dos caminos; uno; a través de los engranes de los trenes, y el otro a través de la turbina al planetario del segundo tren, con lo que se consigue disminuir el resbalamiento del aceite en el y se mejora el rendimiento, sobre todo cuando, por calentamiento, se debilita la turbulencia formada.

Sistema de mando para el cambio automático
Hemos visto el funcionamiento del convertidor de par y de los trenes epicloidales, ahora veremos como funcionan los elementos que controlan el cambio de velocidades. El sistema de control del cambio automático en la caja de cambios Hidramatic está formado por un circuito hidráulico y una serie de elementos, situados en el interior del cárter de la caja de cambios, que realizan las operaciones de cambio automático para las distintas velocidades, sin que tenga que intervenir el conductor.
Hay dos elementos principales que se encargan de frenar uno o varios de los componentes del tren epicicloidal para conseguir las diferentes reducciones de velocidad. Estos elemento son: la cinta de freno y el embrague.

• La cinta de freno: consiste en una cinta que rodea un tambor metálico. Este tambor puede estar fijado al piñón planeta tal como se muestra en la figura, o puede ser la superficie exterior de la corona de engrane interior. Cuando la cinta de freno esta aplicada, queda inmovilizado el piñón planeta y el engranaje epicicloidal actúa como un reductor de velocidad. La corona interior estará girando, pues esta montada sobre el eje de entrada. Esta disposición hacen que giren los piñones satélites, a la vez que circunden el piñón planeta, arrastrando consigo al portasatélites, el cual girara animado de una velocidad de rotación inferior a la de la corona interior.

• El embrague: consiste en una serie de placas la mitad de las cuales están fijadas en el anillo exterior, llamado tambor de embrague que es solidario con el planeta y la otra mitad lo están al portasatélites. Cuando la presión del aceite aprieta entre si los dos juegos de placas del embrague, éste estará conectado. Cuando actúa el embrague diremos que el engranaje epicicloidal esta "bloqueado" ya que hacemos solidarios dos de sus componentes y el engranaje epicicloidal girara al completo sin ningún tipo de reducción.
  El aceite a presión que entra a través del tubo de aceite produce la aplicación o acoplamiento del embrague. El aceite a presión empuja hacia la izquierda al pistón anular dispuesto en el tambor del piñón planeta, de manera que las placas del embrague son apretadas las unas contra las otras, quedando así aplicado el embrague.
  En esta situación, el portasatélites y el piñón planeta son solidarios. El juego de engranaje epicicloidal esta ahora en transmisión o marcha directa.

El dispositivo de la figura superior es solo uno de los varios que se usan en las cajas de cambios automáticas. En algunas de éstas, cuando la cinta esta aplicada, permanece inmovilizada la corona interior o el portasatélites. Las diferentes cajas de cambio pueden, sin embargo, inmovilizar diferentes miembros conjuntamente cuando está aplicado el embrague. No obstante, en todas las cajas de cambios automáticas el principio es el mismo. Hay reducción de marcha cuando está aplicada la cinta y hay transmisión en directa cuando está aplicado al embrague.

Circuito de mando hidráulico
El sistema es gobernado por el pedal del acelerador (1) (figura inferior) y la velocidad del vehículo, seleccionando la marcha más adecuada de forma automática, sin que el conductor tenga que preocuparse del cambio de velocidades ni de accionar el embrague.
Estas cajas suelen llevar una palanca de cambios (2) con tres posiciones: una para la marcha atrás (MA): otra (Lo) para cuando el vehículo rueda por terreno malo o con trafico congestionado, en la que sólo se seleccionan las marchas más cortas; y la tercera posición (Dr) para el automatismo total en que se seleccionan todas las marchas hacia adelante en función de la velocidad del vehículo. El punto muerto se encuentra (N). Esta nomenclatura varía según los fabricantes del mecanismo.

Los elementos que componen este circuito de mando son los siguientes:

• Cárter y bombas de aceite
  El fluido para el mando hidráulico es a base de aceite especial para este tipo de cajas de cambio y se aloja en el cárter (3) de la misma. Este aceite es utilizado para la lubricación de los engranajes, para llenar el embrague hidráulico o convertidor de par y para el circuito de mando.
  El aceite es distribuido en el circuito por dos bombas de engranajes (4 y 5), que aspiran el aceite del cárter y lo envían a presión a los elementos de mando a través de tuberías (a, b y c) de acero estirado en frío sin soldadura, capaces de soportar la presión con que circula el aceite por ellos.
  La bomba (4) recibe movimiento del árbol motor y realiza la lubricación de los mecanismos, el llenado del embrague hidráulico y suministra aceite con la suficiente presión al circuito de mando para accionar la primera velocidad.
  La bomba (5) recibe el movimiento del árbol de transmisión y añade su flujo de aceite al circuito de mando para el accionamiento del resto de las velocidades. Una válvula limitadora de presión mantiene constante la presión en el circuito a unos 6 kgf/cm2.
• Corredera
  Este mecanismo de accionamiento mecánico (fig. inferior) consiste en una válvula corredera (6) accionada por una palanca (2) situada al alcance del conductor.
  En la posición (N) correspondiente al punto muerto, deja pasar la presión de aceite por la salida (a), dejando libres los frenos y embragues, con lo cual, los trenes giran en vacío sin transmitir movimiento alguno, cortando además el suministro de fluido al regulador centrífugo (7) y al distribuidor (8).
  En la posición (Dr), correspondiente al cambio automático (fig. inferior), la válvula deja pasar el aceite por las canalizaciones (b y c) hacia el regulador centrífugo (7) y al bombín del freno (11). La posición (Lo) da paso de aceite a un circuito de bloqueo en el distribuidor, de forma que sólo se seleccionan las velocidades más cortas.
  En la posición de marcha atrás (MA), se bloquea mecánicamente la corona del tercer tren y se deja paso de aceite para el funcionamiento del circuito en posición de marcha atrás.

 

• Regulador centrífugo
  Este mecanismo (7) (fig. inferior) recibe movimiento en su eje (B) del árbol de transmisión, de la misma toma que la bomba de aceite (5). Está formado por un grueso plato (A) que recibe movimiento por su árbol (B). En el interior de este plato o volante centrífugo van montadas dos válvulas desplazables (V1 y V2) unidas a los contrapesos (C1 y C2) de distinto tamaño y peso que, por la acción centrífuga, se desplazan hacia afuera abriendo paso al aceite que llega por el conducto (c) hacia el distribuidor.
  La válvula (V1), por la acción del contrapeso (C1), se abre aproximadamente a las 1 300 r. p. m., dando paso al aceite con la presión suficiente para accionar la válvula (1-2) del distribuidor (8) y pasar de 1ª a 2ª velocidad. La válvula (V2), por la acción del contrapeso (C2), se abre a las 3 000 r. p. m., dejando pasar el aceite a mayor presión, que se suma al anterior para accionar las válvulas (2-3) y (3-4) del distribuidor, para los cambios de 3ª y 4ª velocidad.

• Retardador
  Este elemento, señalado con la marca (10) en el conjunto general, consiste (fig. inferior) en una válvula accionada por el pedal acelerador que tiene la misión de aumentar la presión en la cara opuesta de las válvulas del distribuidor. Esta presión refuerza la acción de los muelles de las válvulas, consiguiendo que la presión mandada por el regulador sea mayor, para actuar los cambios de marcha. Con ello se consigue apurar más las velocidades, sobre todo en caso de pendientes, donde interesa mantener una velocidad más corta.

• Distribuidor
  Este elemento (8) (fig. esquema principal) constituye el cerebro del mando automático y se compone de tres válvulas (1-2), (2-3) y (3-4) reguladas a distinta presión de funcionamiento, las cuales reciben el aceite a presión del regulador (7) en función de la velocidad del vehículo.
  Según la presión que llegue a las válvulas, actúa una u otra, mandando el aceite a presión a los mecanismos que actúan los frenos de cinta o embragues de los trenes epicicloidales.
• Válvula de mando y bombines de accionamiento
  La válvula de mando (9) (fig. esquema principal) ejecuta las maniobras de cambio según reciba el aceite a presión por uno u otro lado de sus pistones. Los bombines de accionamiento (11, 12, 13 y 14) realizan las maniobras de apertura y cierre de las cintas de freno y embragues de acuerdo a la marcha seleccionada.

Funcionamiento del circuito
El funcionamiento del circuito en las correspondientes posiciones de la palanca de cambios, es el siguiente.
Punto muerto
Estando la palanca de cambios en la posición (N), el aceite suministrado por la bomba (4), ya que la (5) no recibe movimiento, pasa por la canalización (a) hacia el bombín de freno (12), venciendo la acción de su resorte y dejando libre al freno (F1). Como el freno (F1) y los embragues (E1 y E2) no reciben presión por estar cortado el circuito en la corredera (6), todos los elementos quedan liberados y, por tanto, los trenes giran en vacío sin transmitir movimiento.
Posición de cambio automático
Colocando la palanca en posición (Dr), se corta la presión de aceite en la canalización (a) y se da paso al circuito por (b y c); el sistema actúa de la siguiente forma:

• Primera velocidad.
  Al cesar la presión en el canal (a), el bombín (12), por la acción de su resorte, cierra el freno de cinta (F2).
  La presión del canal (b) acciona el bombín (11) que cierra el freno (F1). La presión del canal (c) que llega al regulador (7) no tiene paso al distribuidor (8), ya que al girar a pocas revoluciones el volante del regulador, no actúan los contrapesos, impidiendo la apertura de las válvulas y, por tanto, el paso de aceite. En estas condiciones se tiene:
  
  

• Segunda velocidad.
  Cuando el vehículo alcanza mayor velocidad, la transmisión mueve el regulador centrífugo (7) actuando la válvula (V1) y dejando pasar algo de aceite a las válvulas del distribuidor, cuya presión es suficiente para vencer el resorte de la válvula (1-2) (tara más pequeña), permaneciendo cerradas las demás.
  Esta válvula manda aceite a presión a la válvula de mando (9), pasando al bombín (13) que acciona el embrague (E1) y a la cara posterior del bombín (11) que, ayudado por el resorte, abre el freno (F1). Como los bombines de los elementos (E2 y F2) no reciben presión, estos permanecen en su estado de reposo; o sea:
  
  
  
  
• Tercera velocidad
  Al aumentar más la velocidad del vehículo, la presión de aceite, por efecto de la bomba (5), es mayor y también lo es el paso del mismo por el regulador centrífugo (7), con lo cual aquella es capaz de vencer el resorte de la válvula (2-3) del distribuidor (8). La presión suministrada por esta válvula llega al bombín (11) abriéndolo y al (12) cerrándolo; llega también a la válvula (8), desplazando el pistón grande hacia la izquierda y, por tanto, cerrando el suministro de la válvula (1-2). Al quedar sin presión, el bombín (13), corta el paso de aceite al bombín (11) que, por la presión del conducto (b), cierra el freno (F1). En estas condiciones se tiene:
  
  
  
  
• Cuarta velocidad
  A mayor velocidad del vehículo, el regulador (7) abre las dos válvulas mandando aceite con la suficiente presión para vencer el resorte de la válvula (3-4) del distribuidor (8).
  La presión de esta válvula llega a la válvula (9) desplazando sus pistones hacia la derecha, por ser este émbolo de mayor sección. Este desplazamiento deja libre el paso de aceite procedente de la válvula (1-2) que cierra el bombín (13) y abre el bombín (11).
  De la misma forma, el aceite procedente de la válvula (2-3), cierra el bombín (14) y abre el (12) con lo que resulta:
  
  
• Marcha atrás
  Para efectuar la marcha atrás, se sitúa la palanca en posición (MA). De este modo se accionan mecánicamente unas palancas que producen el enclavamiento de la corona del tren (III), al mismo tiempo que la corredera (6) permite el paso del aceite por (a) y (b), obteniéndose:
  
  

Efecto del retardador
Se ha podido observar que el paso de una velocidad a otra se realiza siempre a velocidades determinadas del vehículo, lo que no resulta adecuado pues, a veces, se necesita una velocidad más corta con el motor más acelerado (pendientes, arranque, aceleraciones, etc.).
Esto se consigue con el retardador (10), movido por el pedal acelerador, que manda aceite a menor o mayor presión según su recorrido al lado opuesto de las válvulas del distribuidor, con lo cual, el aceite suministrado por el regulador, necesitará mayor presión para accionar estas válvulas, o lo que es lo mismo, mayor velocidad del vehículo para conseguir el mismo efecto. De esta forma se consigue apurar más los cambios, actuando sobre el pedal acelerador y retardador.

Selección de marchas cortas
Generalmente, estas cajas de cambio llevan una posición de la palanca de cambios (Lo), con la que se efectúa un enclavamiento de la válvula (2-3), impidiendo el paso a la 3ª velocidad. En estas condiciones el vehículo circula solamente en 1ª y 2ª velocidad. Esta posición se selecciona para circular con tráfico muy intenso o cuando las pendientes a subir o bajar son muy pronunciadas.

En la figura inferior tenemos un esquema se un sistema hidráulico de control de la cinta de freno y embrague de un tren epicicloidal que no es exactamente igual al estudiado hasta ahora pero si muy parecido. En este sistema, normalmente, en reposo la cinta de freno esta aplicada y el embrague en posición de desacoplado, con lo cual se produce una reducción de velocidad. Pero cuando la "válvula de mando" se desplaza, el aceite a presión procedente de la bomba se introduce por la parte anterior del pistón que acciona la cinta de freno, asi como en el pistón del embrague. Esto hace que la cinta de freno se afloje y que se accione el embrague. En este momento el embrague bloquea simultáneamente dos elementos del sistema epicicloidal funcionando como un acoplamiento directo.

CAMBIOS AUTOMÁTICOS ACTUALES

Particularidades
Los cambios automáticos han ido evolucionando con el tiempo, sobre todo con la introducción de la electrónica en el automóvil.
En los primeros cambios automáticos, la forma de la selección de marchas se realizaba hidráulicamente. Los estados de funcionamiento se registraban mediante elementos constructivos hidráulicos, neumáticos y eléctricos, que se convertían en presiones, con lo que se activaba la selección de marchas.
En el curso del desarrollo de la electrónica aplicada a la técnica automovilística, estos elementos constructivos se sustituyeron por los correspondientes componentes electrónicos.
El mando "hidráulico" del cambio se convirtió en mando "electrónico" del cambio. El mando electrónico del cambio se convirtió en el elemento central de la lógica y ejecución de mando.
Los puntos de acoplamiento del cambio se forman a partir de un gran número de informaciones que describen la situación momentánea de funcionamiento y marcha.

• Conductor: decide cuándo, adónde y con qué rapidez, deportividad o economía. De ello se encargan el pedal acelerador y la palanca selectora.
• Estados de funcionamiento: las resistencias al avance influyen: si se recorre una pendiente cuesta arriba/cuesta abajo, si se utiliza remolque, si hay viento contrario, si
  se conduce bajo carga o con empuje. Los sensores envían las informaciones a la unidad de control.
• Electrónica: efectúa evaluaciones a través de los sensores y se encarga de decidir que relación de marcha debe acoplar, para ello regula el dispositivo hidráulico del cambio.
• Hidráulica se encarga de configurar las presiones de mando y recorridos de acoplamiento.

La unidad de control determina la lógica del acoplamiento de marchas mediante operaciones calculatorias permanentes. Para ello utiliza un programa grabado en memoria que contiene una "curva característica adaptiva", que dependiendo de las informaciones que le envíen los sensores, tomara las decisiones oportunas actuando sobre los dispositivos actuadores.

Ventajas del mando electrónico del cambio frente al convencional hidráulico:

• Sin gran despliegue técnico adicional se pueden procesar señales adicionales.
• La regulación de la hidráulica es más exacta.
• Los efectos de desgaste se pueden compensar mediante el mando de presión adaptivo.
• La curva característica de acoplamiento de marchas se puede configurar de modo más flexible.
• La electrónica protege más fácilmente contra manejo erróneo.
• Las averías presentadas se pueden evadir hasta cierto punto, asegurando así la disponibilidad de servicio del vehículo.
• Las averías presentadas quedan registradas en la correspondiente memoria para el Servicio técnico.

Comunicación con otros sistemas del vehículo
El mando electrónico del cambio no es ningún sistema que trabaje aisladamente. El comunica con otros sistemas electrónicos del vehículo a fin de minimizar el despliegue técnico de sensores, optimizar el confort del acoplamiento de marchas y aumentar la seguridad del tráfico.

• Electrónica del motor
  Numerosas señales de las electrónicas del motor y cambio se utilizan conjuntamente, tales como, p. ej., el número de revoluciones del motor, la señal de carga y la posición del pedal acelerador.
  A fin de suavizar las presiones de acoplamiento durante el accionamiento de los elementos del cambio (p. ej., embragues de discos, frenos de discos), se comunica a la unidad de control del motor el momento del acoplamiento de una marcha.
  Para ello, la unidad de control para el cambio automático está enlazado por una línea directa con la unidad de control del motor.
  Durante el momento de acoplar la marcha, se varía brevemente el punto de encendido en sentido de retardo, con lo cual se suprime el par motor en ese tiempo.
  En algunos sistemas de mando electrónico del cambio se efectúan intercambios de informaciones con los diferentes sistemas del vehículo.
• Electrónica del tren de rodaje
  En caso de una intervención reguladora de un sistema de control de estabilidad (p. ej., control electrónico de tracción o bloqueo electrónico del diferencial), el mando electrónico del cambio impide que se efectúen acoplamientos de marchas.
  En caso de una intervención reguladora durante el arranque del vehículo (sistema de tracción antideslizante), el mando electrónico del cambio utiliza la segunda marcha para reducir el par motor.
  En caso de recorrer una curva cerrada, un sensor registra la aceleración transversal y la transmite al mando electrónico del cambio. En este momento se impiden procesos de acoplamiento de marchas.
• Sistema de aire acondicionado
  Si se necesita disponer de todo el par motor para acelerar fuertemente, se desconectará el acoplamiento magnético del compresor. Las informaciones para ello las envía el mando
  electrónico del cambio a la unidad de control para el sistema de aire acondicionado tan pronto se acciona el interruptor de sobregás.

Nota: las modernas cajas de cambio automático con mando electrónico conservan de las cajas de mando hidráulico: las posiciones más importantes de la palanca selectora - P - R - N - D - que siguen transmitiéndose como antes, adicionalmente por medios mecánicos, de la palanca selectora a la corredera selectora en el dispositivo hidráulico de acoplamiento de marchas. Esto asegura la disponibilidad de funcionamiento del cambio automático también en caso de fallar la unidad de control electrónica.

Curva convencional de acoplamiento
El acoplamiento entre dos marchas lo efectúa el mando electrónico del cambio en base a una "curva de acoplamiento". Esta tiene en cuenta la velocidad de marcha y la posición del pedal acelerador.
Para acoplar una marcha superior es válida otra curva característica que para acoplar una marcha inferior.
En función de la velocidad de marcha y de la posición del pedal acelerador, para cambio de marcha hay memorizada en la "unidad de control de cambio" una curva característica de acoplamiento. Esta selección del punto de acoplamiento es relativamente rígida, pues las marchas se acoplan siempre en los mismos puntos según la posición del pedal acelerador y de la velocidad de marcha.
En el diagrama inferior sólo se representa el acoplamiento 3ª - 4ª marcha.

Curva característica deportiva y curva característica económica
En los primeros tiempos del mando electrónico del cambio, sólo se programaban curvas características fijas de acoplamiento. En el posterior desarrollo del mando electrónico del cambio ya se podía elegir entre dos programas:

• uno deportivo y
• uno económico

La conmutación del programa la efectuaba el conductor mediante un conmutador aparte dispuesto en la palanca selectora. Un posterior perfeccionamiento automatizaba la conmutación. Esta tenía lugar teniendo en cuenta la velocidad de accionamiento en el pedal acelerador.
A pesar de la mejora seguía tratándose, como anteriormente, de una decisión absoluta: “ECO" o "SPORT" sin tener en cuenta mas factores.

Curvas características adaptivas
Los modernos mandos electrónicos del cambio determinan un desplazamiento de la curva característica de cambio a partir de un gran número de informaciones que describen permanentemente la situación momentánea de funcionamiento y marcha.
Esta curva característica de acoplamiento adaptada individualmente y no rígida se utiliza en la unidad de control para la decisión del acoplamiento de marchas.

El programa de acoplamiento en función de la resistencia al avance reconoce las resistencias al avance, tales como recorridos por pendientes cuesta arriba y cuesta abajo, servicio con remolque y viento contrario.
En base a la velocidad de marcha, posición de la válvula de mariposa, número de revoluciones del motor y aceleración del vehículo, la unidad de control calcula la resistencia al avance y fija según esos datos los puntos de acoplamiento.
La determinación del punto de acoplamiento en función del conductor y marcha se efectúa según el principio de la "fuzzy logic" (lógica borrosa).
Mediante la velocidad de pedal acelerador (accionado rápida o lentamente), el conductor consigue un factor deportivo que se determina mediante la "fuzzy logic".
Con ayuda del factor deportivo tiene lugar una determinación flexible del punto de acoplamiento entre una concepción del mismo orientada al consumo o a la potencia.
De este modo, entre la curva característica de acoplamiento "ECO" y la "SPORT" son posibles muchos puntos de acoplamiento. Así se consigue una reacción mucho más sensible a los requerimientos de marcha individuales.

¿Que es "fuzzy logic"?
Este concepto nos lo encontramos ya en muchos aparatos de uso cotidiano como las lavadoras, aspiradoras, videocámaras o máquinas de afeitar eléctricas.
La palabra fuzzy proviene del idioma inglés y significa aproximadamente "borrosidad aplicada sistemáticamente". Mediante la "fuzzy logic" se eliminan los clásicos estados de acoplamiento fijos entre marcha y marcha.

Funcionamiento clásico
Con el siguiente ejemplo se quiere mostrar el funcionamiento lógico de un ordenador donde la unidad básica de información es el 0 y 1, es decir encendido o apagado.
Un ordenador se puede utilizar para distinguir entre muy caliente y frío. Para ello hay que comunicarle una valor límite fijo (en el ejemplo, 80°C). En base a los estados de acoplamiento, el ordenador puede decidir ahora entre muy caliente y frío. Sin embargo, esta distribución fija no le permite al ordenador ningún margen de tolerancia en la dosificación de cantidades.

Funcionamiento adaptado
Sin embargo, además de los enunciados valores absolutos "muy caliente" y "frío" se han de tomar a menudo decisiones que se encuentran entre estos enunciados. La "fuzzy logic" tiene en cuenta una flexibilidad que no trabaja con dos valores, sino con muchos valores intermedios entre el los limites.
De este modo pueden resultar infinitos valores intermedios como "casi frío", "fresco", "tibio" o "demasiado caliente". El límite superior "muy caliente" y el límite inferior "frío", así como todos los valores intermedios están asignados a temperaturas exactas.

CONVERTIDOR DE PAR DE ENCLAVAMIENTO AUTOMÁTICO
Durante la marcha a velocidad de crucero del vehículo, la bomba del convertidor de par gira sólo un poco más rápidamente que la turbina. Sin embargo, debe girar más rápidamente a fin de que continúe descargando aceite y aplique el par a los alabes de la turbina. Para la transmisión de fuerza el convertidor siempre necesita de un dos y a un tres por ciento de resbalamiento, pues de lo contrario pararía la corriente de aceite.
Esta diferencia de velocidad, o de r.p.m., representa una pérdida de potencia. Por esta razón en las cajas de cambios modernas, disponen de un convertidor de par con enclavamiento. Es decir, cuando el coche alcanza la velocidad de crucero y ni acelera ni decelera, el convertidor de par se enclava. De esto resulta mayor economía de combustible. Además el aceite de la caja de cambios no se calienta en este modo de enclavamiento.
El rendimiento de un convertidor de par básico es, por regla general, de un 85%; en motores de gran potencia y números de revoluciones elevados, incluso llega a ser de un 97%.
El convertidor de par con enclavamiento, también se le denomina de otra manera: "embrague anulador del convertidor". Consta de un embrague que bloquea la turbina del convertidor fijandola a la bomba formando un conjunto compacto. Los resortes o muelles aislantes del embrague contribuyen a amortiguar o retrasar la acción del embrague cuando el convertidor de par entra en el modo de enclavamiento. Estos resortes aisladores también amortiguan los impulsos de potencia del motor cuando la caja de cambios está en directa y el convertidor está enclavado. Realizan la misma función que los resortes de torsión en el disco del embrague normal o estándar.
El embrague de anulación del convertidor de par está incorporado a la caja del convertidor de par. Lleva montado un forro de fricción de forma anular y está unido a la turbina. Es accionado por presión de aceite contra la carcasa del convertidor mediante la cual tiene lugar la entrada del par motor.
De este modo se dispone de una propulsión rígida, exenta de resbalamiento, igual que un embrague normal de fricción seco.
La unidad de control del cambio automático determina cuándo se abre o se cierra el embrague de anulación del convertidor de par.
En vehículos con cambio automático, con un embrague de anulación del convertidor de par se puede reducir en la práctica el consuno de combustible en un 2 a un 8 %, según la característica del vehículo y del cambio.

Funcionamiento
La unidad de control del cambio automático excita la electroválvula. Esta electroválvula se encarga de abrir o cerrar el embrague anulador del convertidor en función del régimen del motor y del par motor.
Para activar el embrague anulador del convertidor, la electroválvula abre la cámara de aceite que se encuentra delante del embrague anulador. Ello hace que se reduzca la presión de aceite en esta cámara, y la presión de aceite que se genera por detrás del embrague anulador hace que se cierre dicho embrague.
Cuando la electroválvula cierra de nuevo el paso de aceite se vuelve a generar presión por delante del embrague anulador y éste se desactiva.

Otro ejemplo de convertidor de par con embrague anulador, es el que tenemos a continuación. Esta constituido por un portadiscos exterior (11) que esta unido a la bomba (2) a través de la cubierta exterior (4) del convertidor. El portadiscos interior (9), esta unido a la turbina (1). Cuando la unidad de control decide activar el embrague, acciona una electroválvula y la presión del aceite es dirigida a través del árbol primario (6) hacia la cámara de presión a través del émbolo (8). El conjunto de discos (10) es comprimido y se consigue una transmisión directa del par motor entre la bomba y la turbina.
Para desactivar el embrague solo hace falta reducir la presión de aceite que entra por el árbol primario y que empuja al embolo.

Frenos de discos
Ademas de las "cintas de freno" estudiadas anteriormente para retener uno de los elementos del tren epicicloidal , se utilizan también los "frenos de discos".
Los frenos de discos se utilizan como hemos comentado para retener un elemento del tren epicicloidal. Son similares a los embragues de discos y poseen asimismo discos interiores y exteriores.
Los discos interiores también están unidos con el elemento giratorio mediante salientes, mientras que los discos exteriores están fijos, apoyados en la carcasa de la caja del cambio.
En la activación, un émbolo hidráulico comprime el conjunto de discos. Al contrario del embrague de discos, el émbolo hidráulico se encuentra fijo.
También en el freno de discos es de importancia el juego entre los discos para un funcionamiento perfecto del acoplamiento de marchas, por lo que se ajusta por separado.

Rueda libre
En algunos modelos de cajas de cambio automática se utiliza una "rueda libre" para el bloqueo de uno de los componentes del tren epicicloidal. La rueda libre tiene la particularidad de bloquear el giro en uno de los sentidos y en el otro sentido permite girar libremente.
Existen varios tipos de ruedas libres:

• Rueda libre de rodillos
  En los intersticios entre el anillo interior y exterior se encuentran unos rodillos. En el sentido de bloqueo, éstos se colocan en los intersticios que van estrechándose. De este modo se unen los anillos interior y exterior.
  Unos muelles oprimen los rodillos en el intersticio, a fin de conseguir un bloqueo seguro.

• Rueda libre con cuerpos de apriete
  Es de técnica más costosa que el piñón libre de rodillos, pero para un mismo tamaño permite una mayor transmisión de pares.
  En una jaula de muelle dispuesta entre los anillos interior y exterior se encuentran cuerpos de apriete en forma de haltera. Por acción de la fuerza elástica están permanentemente
  aplicados. En el sentido de marcha libre, los cuerpos de apriete se abaten, sin impedir la marcha libre. En el sentido de bloqueo, se levantan.

Rueda de aparcamiento
Es un mecanismo de enclavamiento de la transmisión automática, que se acciona cuando la palanca selectora de mando se lleva a la posición (P). La rueda de aparcamiento puede estar montada en el árbol de salida y dispone de una corona dentada, en cuyo dentado se enclava una pieza que evita que pueda girar y así se impide el giro y la transmisión de movimiento por parte de la caja de cambios.

Trenes de engranajes
Ademas de la unión de engranajes epicicloidales para formar un tren de transmisión, existen otros modelos mas eficientes que toman el nombre de sus inventores.
Cambio Wilson
Se compone de 3 trenes epicicloidales. La primera corona, el segundo portasatélites y la tercera corona están fijamente unidos entre sí. Además, hay un segundo y tercer piñón central fijamente unidos entre sí. La impulsión en las marchas adelante se efectúa mediante este piñón central doble.
Cambio Simpson
Se compone de 2 trenes epicicloidales con un piñón central común. El portasatélites de un tren, la corona del otro y el árbol primario están fijamente unidos entre sí.
La impulsión de las marchas adelante se efectúa siempre mediante las coronas. Este tipo se utilizó frecuentemente en el tiempo de los cambios automáticos de tres marchas.
Esta compuesto por dos planetarios (P1 y P2) que forman un solo piñón y también por la unión rígida del portasatélites (PS1) con la corona (C2). La salida del movimiento se realiza en esta disposición por medio del eje portasatélites (PS1), mientras que la entrada de movimiento se efectúa a través de un eje interior (e) al del portasatélites que puede ser unido mediante embrague a los planetas (P1 y P2) o a la corona (C1).

En la figura inferior se ven los elementos de mando, que frenan o embragan los distintos elementos que componen el cambio Simpson para obtener las distintas relaciones de cambio. Los elementos de mando esta compuesto por frenos y embragues del tipo multidisco en baño de aceite.

Cambio Ravigneaux
Se compone de 2 trenes epicicloidales con un portasatélites común.
El portasatélites lleva dos juegos de satélites:

• satélites cortos de diámetro grande, que engranan en un piñón central pequeño.
• satélites largos de diámetro pequeño, que engranan en un piñón central grande y en los satélites cortos.

El cambio Ravigneaux posee sólo una corona, que comprende los satélites cortos. Mediante la corona tiene lugar siempre la salida de fuerza.
Con los cambios Ravigneaux se pueden diseñar cajas con 4 marchas adelante y una marcha atrás.
Por razón de su tipo se construcción compacto, es especialmente apropiado para vehículos de tracción delantera.

Este tipo de acoplamiento "agrupación dos en uno", dos engrananjes epicicloidales formando un solo conjunto, disposición en la que se utiliza una sola corona, común a los dos trenes, cada uno de los cuales esta dotado de sus correspondientes planetarios y satélites. Los planetarios son independientes entre si, mientras que los satélites están enlazados por engrane directo.

Funcionamiento
En la figura inferior se muestra la adaptación del cambio Ravigneaux a una caja de cambios automática. En el esquema puede verse que el movimiento de la turbina puede ser aplicado a cada uno de los planetarios (P1) y (P2), activando los correspondientes embragues (El) y (E2). Este movimiento será transmitido a través de los satélites (SI) y (S2) a la corona (C) y desde ella al piñón de ataque y diferencial que mueve las ruedas. En la obtención de las distintas relaciones, el freno (Fl) actúa sobre el eje portasatélites (común a S1 y S2), el cual está montado sobre un sistema de rueda libre (R.L), que solamente permite el giro del portasatélites en un sentido. El freno (F2) produce el enclavamiento del planetario (P2) cuando es activado por el circuito hidráulico de mando.

En la figura se muestra la cadena cinemática de obtención de las distintas relaciones de marcha en un cambio Ravigneaux.

• 1ª velocidad: el movimiento de la turbina es trasmitido directamente al planetario (P1), el cual arrastra en su giro los satélites (S1), que a su vez transmiten el movimiento a los satélites (S2), quienes arrastran la corona (C) en el mismo sentido de giro pero a una velocidad reducida. Hay que destacar que en esta relación de marcha, el portasatélites permanece inmóvil por la acción de la rueda libre sobre el que va montado, girando los satélites sobre sus respectivos, sin movimiento de traslación. Efectivamente, el giro de los satélites (S1) arrastrados por el planetario (P1) tiende a desplazar al portasatélites en sentido de giro contrario al planetario (P1), a lo cual se opone la rueda libre sobre la que se monta este eje portasatélites.
• 2ª velocidad: se activan el embrague El y el freno F2, con lo cual, el movimiento de la turbina está aplicado al planetario (P1), mientras que el (P2) se mantiene inmovilizado. En estas condiciones, el planetario (P1) da movimiento a los satélites (S1) y éstos a los (S2), quienes, a su vez, arrastran la corona (C), rodando al mismo tiempo sobre el planetario (P2) con un movimiento de traslación. Con ello se obtiene una relación de desmultiplicación menor que en el caso anterior.
• 3ª velocidad: se activan El y E2, con lo cual, el giro de la turbina es transmitido a la vez a ambos planetarios (Pl) y (P2), los cuales tienden a arrastrar a sus respectivos satélites (S1) y (S2). Como estos satélites están engranados entre sí y tienden a girar en sentido contrario unos de los otros, se produce un bloqueo del tren epicicloidal, como consecuencia del cual la corona es arrastrada a la misma velocidad de giro de los planetarios, obteniéndose así la directa.
• Marcha atrás: se activan el embrague E2 y el freno F1, con lo cual, el movimiento de la turbina es transmitido al planetario (P2), mientras el portasatélites es bloqueado. En estas condiciones el planetario (P2) transmite movimiento a los satélites (S2) directamente, que girando sobre sus ejes, sin translación, arrastran la corona (C) en sentido contrario al giro del planetario, obteniéndose así la marcha atrás.

En algunos modelos de caja automática con tren Ravigneaux se obtiene una cuarta velocidad transmitiendo el movimiento de la turbina directamente al portasatélites por medio de un tercer embrague, e inmovilizando al mismo tiempo el planetario (P2). Con ello se consigue el arrastre de la corona directamente por los satélites, que ruedan sobre el planetario, consiguiéndose así una multiplicación de giro y, por tanto, una relación de marcha superior a la directa.

Aceite de cambio automático = ATF (Automatic Transmission Fluid)
El aceite en el cambio automático ha de cumplir en su circuito diferentes requerimientos:

• transmitir fuerzas (en el convertidor de par)
• efectuar acoplamientos (en los elementos hidráulicos del cambio).
• establecer valores de fricción (en los embragues y frenos de discos, en el embrague de anulación del convertidor de par)
• engrasar piezas (todas las piezas rotatorias del cambio)
• evacuar calor
• transportar residuos de abrasión.

Estas tareas las tiene que realizar el aceite en un margen de temperatura de -30°C a 150°C (puntos de medición de la temperatura en el cárter de aceite del cambio).
Durante el cambio de marchas, en los embragues y frenos de discos se pueden alcanzar por un breve tiempo incluso temperaturas de 250°C a 400°C. El aceite deberá cumplir todas las tareas en cualquier condición.
En especial en los aceites utilizados en este tipo de cambios, se mejora el índice de viscosidad para garantizar un líquido constantemente espeso en todo el margen de temperaturas.
En todo el mundo se reconocen los estándares para el aceite hidráulico de transmisión establecidos por General Motors (ATF Dexron) y Ford (ATF Mercon).
Nivel/temperatura del aceite
El nivel y la temperatura del aceite influyen enormemente sobre el perfecto funcionamiento de un cambio automático. Por esa razón, los cambios automáticos poseen un termosensor, que mide la temperatura del aceite, y un radiador de aceite.
El siguiente gráfico nos aclarará las interrelaciones al respecto.

Un pequeño sobrepaso de la temperatura modifica el nivel de aceite. La expansión del aceite no tiene lugar en los canales de aceite, sino que surte efecto en el cárter de aceite.
Especialmente el calentamiento en el convertidor impele el aceite al cárter.
Un nivel demasiado alto de aceite produce espuma y hace salir aceite por el conducto de rebose.

Atender especialmente a la temperatura de comprobación del aceite si se ha de restablecer el nivel de aceite.
La temperatura de comprobación se ha de medir con el aparato de diagnóstico y se ha de ajustar a la temperatura indicada.
En la comprobación del nivel de aceite se debe proceder según el Manual de Reparaciones de actualidad del cambio en cuestión.
Con una cantidad correcta de aceite, el mando electrónico del cambio contrarresta regulando la variación de viscosidad causada por el aumento de temperatura a consecuencias de variar la presión del aceite, a fin de asegurar una calidad uniforme de acoplamiento de marchas.
El nivel de llenado erróneo en un cambio automático, puede dar lugar a perturbaciones de funcionamiento y daños del cambio. Especialmente perturbadores para el funcionamiento son los componentes acuosos en el aceite del cambio.
A fin de mantener limpio el aceite, se aspira éste del cárter a través de un filtro. Un potente imán permanente dispuesto en el cárter de aceite acumula los residuos metálicos de abrasión.

Nota: Utilizar únicamente el aceite autorizado por el fabricante del vehículo. Otros aceites o aditivos pueden poseer propiedades modificadas y resultan desventajosos para el funcionamiento y la vida útil del cambio.


Circuito hidráulico y bomba de aceite
En el cambio automático, el convertidor, la electrónica y los engranajes planetarios están convenientemente asistidos con la hidráulica.
En el cambio automático, el que hace el trabajo definitivo es el aceite. Por ello, el aceite y el equipo hidráulico tienen también especial importancia en el cambio automático, pues sin aceite se pierden todas las funciones del cambio de marchas.
El aceite adquiere presión por efecto de una bomba que impulsa el aceite por el circuito hidráulico. En casi todos los cambios automáticos, como bomba de aceite se utiliza una bomba meniscal. La acciona el motor del vehículo al régimen del mismo.
Las bombas en forma de menisco son robustas, de funcionamiento seguro y generan la necesaria presión de trabajo (hasta unos 25 bares).

Ellas aseguran el suministro de aceite

• a los elementos del cambio
• al mando del cambio
• al convertidor de par hidrodinámico
• a todos los puntos de lubricación del cambio.

El aceite se enfría en un pequeño circuito aparte mediante el líquido refrigerante del motor. En el dispositivo hidráulico del cambio (dispuesto usualmente debajo del mismo) tiene lugar la regulación y distribución de la presión.

Distribuidor hidráulico del cambio
Este distribuidor hidráulico representa la central de mando para la presión del aceite. En él se regula la presión del aceite, con arreglo a las señales del mando electrónico del cambio y
se distribuye a los elementos del cambio. Por regla general, el distribuidor hidráulico se compone de varias carcasas de válvula.
Una carcasa de válvulas representa el cuerpo para todas las válvulas que se se encuentran allí (válvulas de conmutación, válvulas magnéticas de regulación, válvulas reguladoras de presión). Además, contiene los canales de aceite de acuerdo con el esquema hidráulico.
Los canales de aceite en la carcasa de válvulas están conducidos sin cruzamiento. Los cruzamientos necesarios se diseñan mediante orificios dispuestos en un bloque intermedio. De este modo se pueden formar vías de aceite en diferentes carcasas de válvulas que se encuentran superpuestas.
Las válvulas activadas eléctricamente por la unidad de control electrónica (válvulas magnéticas) están caladas desde el exterior en las carcasas de válvulas. De este modo, son fácilmente accesibles y cambiables para trabajos del Servicio.
El dispositivo hidráulico del cambio, además de sus enlaces eléctricos con la unidad de control electrónica, está unido mecánicamente con la palanca selectora mediante una corredera
manual.
El dispositivo hidráulico suele estar montado debajo del cambio. En tal caso, la caja del cambio contiene parte de los canales de aceite. Los canales de aceite también pueden estar dispuestos en una placa aparte.

Esquema hidráulico
El esquema hidráulico comprende todos los elementos que intervienen para el accionamiento de los embragues y frenos, asi como el convertidor de par.

En la figura inferior se ve un extracto simplificado del esquema hidráulico de un cambio automático. Sobre este sistema queremos explicar el complicado laberinto del mando hidráulico.
Se representan dos elementos del actuadores del cambio, Según el diseño del cambio, en un moderno cambio de cuatro marchas pueden ser de seis fricción u ocho elementos de fricción (embragues y frenos).

Las presiones en el sistema hidráulico
En el sistema hidráulico se necesita el aceite en diferentes escalones de presión. Las válvulas reguladoras de presión y las electroválvulas de regulación se utilizan para generar los necesarios niveles de presión.

• Presión de trabajo
  La presión de trabajo es, con 25 bares, la más alta en el sistema hidráulico.
  Se genera mediante la bomba de aceite. Mediante una salida para presión cero controlada, la presión de trabajo se controla con la "válvula reguladora de presión".
  La regulación de la presión se efectúa en función de los impulsos del mando electrónico del cambio.
  Según la marcha a acoplar, se distribuye la presión de trabajo a uno a varios elementos del cambio. La distribución se efectúa mediante una "válvula de conmutación".
  Con una marcha acoplada, la presión de trabajo se aplica al correspondiente "elemento actuador" del cambio.

• Presión de válvula de conmutación, Presión de válvula reguladora
  La presión de válvula de conmutación se ajusta de 3 hasta 8 bares mediante una válvula reguladora de presión. Esta presión alimenta las electroválvulas (válvulas magnéticas).
  Las electroválvulas de conmutación regulan, con la presión de la válvula de conmutación, las válvulas de conmutación pospuestas, las cuales regulan por su parte los elementos actuadores del cambio
  La presión de la válvula de regulación se ajusta asimismo mediante una válvula reguladora de presión y es de 3 a 8 bares.
  Alimenta como presión de mando, mediante una electroválvula de regulación, una válvula reguladora de presión pospuesta, p. ej., para el embrague de anulación del convertidor de par.

• Presión moduladora
  La presión moduladora del motor es proporcional al par motor, es un espejo de la carga del motor.
  Según las informaciones de la electrónica del motor, la válvula de modulación (una electroválvula de regulación) es activada por el mando electrónico del cambio y genera la presión de modulación. Esta es de 0 a 7 bares.
  La presión moduladora llega a la válvula reguladora de presión de trabajo, influyendo así sobre la altura de la presión de trabajo.

• Presión de mando y Presión de engrase
  La presión de mando es de 6 a 12 bares. Se utiliza, durante el cambio de marcha, en el elemento a acoplar.
  La presión de mando la ajusta el mando electrónico del cambio mediante una válvula magnética de regulación y una válvula reguladora de presión.
  Al finalizar el acoplamiento de la marcha, la presión de mando se sustituye en el elemento del cambio por la presión de trabajo.
  La presión de engrase es de 3 a 6 bares y alimenta el convertidor de par. El aceite fluye a través del convertidor, del radiador de aceite y de todos los puntos de lubricación del cambio automático.

• Presión para embrague de anulación del convertidor de par
  La presión se ajusta mediante una válvula magnética de regulación y una válvula reguladora de presión y se regula mediante el mando electrónico del cambio.
  La presión se ajusta según el par motor a transmitir.

Elementos hidráulicos del cambio
En el cambio automático de mando electrónico se utilizan electroválvulas como elementos hidráulicos (electroválvula de conmutación, electroválvula de regulación).
Además encuentran aplicación válvulas de conmutación que sólo trabajan hidráulicamente.

• Electroválvulas de conmutación
  Las electroválvulas de conmutación conducen la presión del aceite a una válvula de conmutación o reducen dicha presión. Por tanto, conectan o desconectan y dan lugar a conmutaciones de los elementos del cambio, p. ej., se inicia el proceso del cambio de marchas.
  En posición de reposo, están cerradas por acción de la fuerza elástica de muelle. El inducido está unido con el taqué de válvula. En la activación mediante la unidad de control electrónica, el inducido es arrastrado venciendo la fuerza elástica del muelle. El taqué deja libre el paso de P a A para la presión de la válvula de conmutación y cierra la salida para presión cero.
  Las electroválvulas de conmutación se activan con señal de mando digital (con. - descon.). La presión de válvula de conmutación actúa como presión de mando sobre la válvula de conmutación.

• Válvulas de conmutación
  La válvula de conmutación es una válvula de funcionamiento netamente hidráulico. Sirve para distribuir la presión entre los elementos del cambio.
  Por regla general, posee sólo dos posiciones de conmutación, que se acoplan mediante una o dos presiones de mando. En la posición de reposo, el empalme de trabajo está unido con la salida para presión cero, por lo que los elementos del cambio están sin presión.
  En la posición de trabajo, la presión de mando actúa en el empalme X; la presión P tiene paso al empalme A y la salida para presión cero está bloqueada. La salida L sirve sólo de orificio de expansión.
  Las válvulas de conmutación son mayormente válvulas de corredera, por lo que a menudo se designan como correderas o correderas de conmutación.

·         Electroválvulas de regulación
Regulan una presión progresiva del aceite.
Son válvulas de cierre contra la presión cero, pretensadas mediante fuerza elástica de muelle. Al activarse, se arrastra el inducido venciendo la fuerza elástica de muelle y el taqué de válvula abre la salida para presión cero. De este modo, la presión de aceite disminuye en A, a saber, tanto más cuanto mayor sea la intensidad de la corriente de activación; por tanto, una activación progresiva.

• Intensidad baja de corriente = presión alta
• Intensidad alta de corriente = presión baja

Las electroválvulas de regulación se utilizan siempre en combinación con un estrangulador y se alimentan con presión de válvula de regulación.
No regulan directamente la presión de aceite de un elemento del cambio, sino que suministran la presión de mando que, a través de A, actúa sobre una válvula reguladora de presión pospuesta (p.ej. presión moduladora).

Funcionamiento de electroválvula de conmutación y válvula de conmutación
Este ejemplo nos muestra que un elemento del cambio no recibe presión de trabajo mediante la electroválvula.

• Posición de reposo
  La electroválvula de conmutación no está activada.
  En la válvula de conmutación no actúa ninguna presión de mando (presión de válvula de conmutación). La salida para presión cero está abierta.
• Posición de trabajo
  La electroválvula de conmutación la activa la unidad de control electrónica del cambio automático, es accionada eléctricamente.
  El imán atrae un taqué de válvula y deja libre el flujo para la presión a la válvula de conmutación. Seguidamente, el émbolo (empujador) se mueve hidráulicamente en la válvula de conmutación. Con ello se bloquea la salida para presión cero y se deja libre el empalme para la presión de trabajo. Ahora, la presión de trabajo actúa plenamente sobre el elemento del cambio (embrague o freno, según la lógica de mando).

EJEMPLO DE CAJA DE CAMBIOS AUTOMÁTICA

Introducción
Se trata de una transmisión automática de control electrónico que proporciona 4 velocidades hacia delante y una hacia atrás. La transmisión esta posicionada en linea con el motor. Esta caja de cambios no utiliza engranajes epicicloidales ni sistemas similares, su constitución es muy similar a las cajas de cambio manuales de engranajes paralelos y sincronizadores. Esta caja de cambios sustituye los sincronizadores por unos embragues que son los encargados de engranar los piñones que proporcionan las distintas velocidades. La utilización de embragues permite controlar los cambios de forma automática y se puede prescindir del embrague mecánico de fricción y sustituirlo por un convertidor de par. El funcionamiento de la caja de cambios esta controlada por medio de una gestión electrónica.
Selección de marchas
El cambio tiene 8 posiciones : "P" Park, "R" Reverse, "N" Neutral, "D4" rango de 1ª a 4ª velocidad, "D3" rango de 1ª a 3ª velocidad, "2" 2º engranaje y "1" 1º engranaje. También cuenta con un modo de cambio "deportivo secuencial" que ha sido adoptado en la posición "D4".

Posición	Descripción
"P" Park	Ruedas delanteras bloqueadas, engranaje de parking engranado en el árbol intermedio. Todos los embragues inactivos.
"R" Reverse	Marcha atrás, selector de marcha atrás engranado con el engranaje de marcha atrás del árbol intermedio y 4º embrague accionado.
"N" Neutral	Todos los embragues inactivos.
"D4" Drive (cambio de 1ª a 4ª velocidad)	Conducción normal, empezando con coche parado, se cambia de 1ª a 2ª a 3ª hasta 4ª, dependiendo de la velocidad del vehículo y de la posición del acelerador. En deceleración se cambia de 3ª a 2ª y 1ª hasta detener el vehículo. El mecanismo de bloqueo
De 1ª a 4ª en modo deportivo secuencial. 1 o 2 o 3 o 4 Drive	El modo de cambio deportivo secuencial; cambia entre 1ª y 4ª con la palanca de cambio, como una caja de cambios manual. El cambio automáticamente reduce de marcha de 4ª a 3ª para conseguir mas potencia al subir una pendiente o proveer freno motor cuando se esta descendiendo una pendiente. Cuando el vehículo decelera hasta pararse, el cambio se posiciona en 1ª velocidad automáticamente. El mecanismo de bloqueo vuelve a funcionar durante el cambio en 2ª, 3ª y 4ª velocidad.
"D3" Drive (de 1ª a 3ª velocidad)	Para rápidas aceleraciones en autopistas o carreteras de muchas curvas, subidas y bajadas; arrancando de parado en 1ª, cambia automáticamente a 2ª y 3ª, dependiendo de la velocidad del vehículo y la posición del acelerador. En deceleración cambiando de 2ª a 1ª y parada. El mecanismo de bloqueo funciona en 2ª y 3ª velocidad.
"2" Second	Conduciendo en 2ª, permanece en 2ª, no se puede subir o bajar marchas. Para freno motor o mejor tracción con el coche parado o superficies deslizantes.
"1" First	Conduciendo en 1ª velocidad; permanece en 1ª velocidad, no se puede subir o bajar marchas. Para freno motor.

Arrancar solo es posible en las posiciones "P" y "N", mediante el uso de la palanca deslizante, interruptor de seguridad.
Indicador de posición de marcha
El indicador de posición de marcha situado en el panel de instrumentos muestra que marchas esta engranada, sin tener que mirar a la palanca de cambios. Con la palanca de cambios en la posición D4 (modo deportivo secuencial) se puede ver la marcha seleccionada en el panel de instrumentos.

Embragues
Las 4 velocidades que proporciona la caja de cambios automática, utiliza 4 embragues accionados hidraulicamente, que engranan o desengranan los engranajes de transmisión. Cuando la presión hidráulica acciona un embrague, este mediante un pistón presiona sobre unos discos que bloquean los engranajes y los arboles de transmisión proporcionando las diferentes velocidades según el embrague que se bloquee.

• 1º embrague: El 1º embrague engrana o desengrana el 1º engranaje y esta situado en la mitad del árbol secundario. El 1º embrague forma conjunto con el 2º embrague. Recibe presión hidráulica a través de un tubo de alimentación independiente del árbol secundario.
• 2º embrague: El 2º embrague engrana o desengrana el 2º engranaje y esta situado en la mitad del árbol secundario. El 2º embrague forma conjunto con el 1º embrague. Recibe presión hidráulica a través del árbol secundario por un circuito conectado al circuito interno
• 3º embrague. El 3º embrague engrana o desengrana el 3º engranaje y esta situado en la mitad del árbol principal. El 3º embrague forma conjunto con el 4º embrague. Recibe presión hidráulica a través de un tubo de alimentación independiente del árbol principal.
• 4º embrague: El 4º embrague engrana o desengrana el 4º engranaje y esta situado en la mitad del árbol principal. El 4º embrague forma conjunto con el 3º embrague. Recibe presión hidráulica a través de un conducto de alimentación independiente del árbol principal.

Situación de los engranajes (piñones)
Engranajes sobre el árbol principal

• El 3º engranaje es engranado/desengranado con el árbol principal por el 3º embrague
• El 4º engranaje es engranado/desengranado con el árbol principal por el 4º embrague
• El engranaje de marcha atrás es engranado/desengranado con el árbol principal por el 4º embrague
• Tiene un piñón de salida, esta engranado y es solidario con el árbol principal, rotando a la misma velocidad.

Engranajes sobre el árbol intermedio o contraeje

• El piñón de ataque al diferencial es solidario con el árbol intermedio
• El 1º engranaje, 3º engranaje, 2º engranaje y el engranaje de Parking son solidarios con el árbol intermedio y rotan a la misma velocidad que el.
• El 4º engranaje y el engranaje de marcha atrás no son solidarios con el árbol intermedio. El selector de marcha atrás engrana el 4º engranaje o el engranaje de marcha atrás con el cubo selector de marcha atrás. El cubo selector de marcha atrás esta engranado con el árbol intermedio para acoplar a este árbol el 4º engranaje o el engranaje de marcha atrás.
• El piñón de salida no es solidario con el árbol intermedio.

Engranajes sobre el árbol secundario

• El 1º engranaje es engranado/desengranado con el árbol secundario por el 1º embrague.
• El 2º engranaje es engranado/desengranado con el árbol secundario por el 2º embrague
• Tiene un piñón de salida, esta engranado y es solidario con el árbol secundario, rotando a la misma velocidad.

Esquema interno del caja de cambios

Funcionamiento de los componentes de la caja de cambios

Posición		Convetidor de par	1º engranaje 1º embrague	2º engranaje 2º embrague	3º engranaje 3º embrague	4º		engranaje de marcha atrás	engranaje de Parking
						engranaje	embrague
P		O	x	x	x	x	x	x	O
R		O	x	x	x	x	O	O	x
N		O	x	x	x	x	x	x	x
D4	1ª	O	O	x	x	x	x	x	x
	2ª	O	x	O	x	x	x	x	x
	3ª	O	x	x	O	x	x	x	x
	4ª	O	x	x	x	O	O	x	x
D3	1ª	O	O	x	x	x	x	x	x
	2ª	O	x	O	x	x	x	x	x
	3ª	O	x	x	O	x	x	x	x
2		O	x	O	x	x	x	x	x
1		O	O	x	x	x	x	x	x

O: funciona
x: no funciona

Posición "P"
La presión hidráulica no es aplicada a los embragues. La potencia del motor no es transmitida al árbol intermedio. El árbol intermedio es bloqueado por el engranaje de parking.
Posición "N"
La potencia del motor es transmitida a través del convertidor de par al piñón de salida del árbol primario, al piñón de salida del árbol intermedio, y al piñón de salida del árbol secundario, pero la presión hidráulica no actúa sobre los embragues. La potencia no es transmitida al árbol intermedio y por lo tanto al piñón de ataque al diferencial. El 4º engranaje del árbol intermedio es engranado con el cubo selector y el árbol intermedio por el selector de marcha atrás, cuando la palanca de cambios es posicinada en posición N desde la posición D4. El engranaje de marcha atrás es engranado cuando se cambia a la posición R.

En la posición "D4" o "D3", se selecciona la marcha adecuada automáticamente de 1ª, 2ª , 3ª y 4ª de acuerdo a las condiciones de marcha del vehículo teniendo en cuenta la velocidad del vehículo y la posición del pedal acelerador.
Posición "D4" o "D3". funcionando en 1º velocidad (1º engranaje)

1. La presión hidráulica es aplicada al 1º embrague, engranando el 1º engranaje del árbol secundario con el 1º engranaje del árbol intermedio.
2. El piñón de salida del árbol principal mueve el árbol secundario a través del piñón de salida del árbol intermediario.
3. El 1º engranaje del árbol secundario mueve el 1º engranaje del árbol intermedio.
4. La potencia del motor es transmitida al piñón de ataque que mueve el diferencial.

Posición "D4" o "D3". funcionando en 2º velocidad (2º engranaje)

1. La presión hidráulica es aplicada al 2º embrague, este engrana el 2º engranaje del árbol secundario que mueve el árbol intermedio.
2. El piñón de salida del árbol principal mueve el árbol secundario a través del piñón de salida del árbol intermedio.
3. El 2º engranaje del árbol secundario mueve el 2º engranaje del árbol intermedio que a su vez mueve el árbol intermedio.
4. La potencia del motor es transmitida a través de la caja terminando en el piñón de ataque al diferencial que mueve el diferencial.

Posición "D4" o "D3". funcionando en 3º velocidad (3º engranaje)

1. La presión hidráulica es aplicada al 3º embrague, este engrana al 3º engranaje del árbol principal.
2. El 3º engranaje del árbol principal mueve el 3º engranaje del árbol intermedio y por lo tanto se mueve dicho árbol.
3. La potencia del motor es transmitida a través de la caja y sale a través del piñón de ataque al diferencial que mueve el diferencial.

Posición "D4". funcionando en 4º velocidad (4º engranaje)

1. La presión hidráulica es aplicada a la servo válvula engranando el selector de marcha atrás con el 4º engranaje del árbol intermedio .......
2. La presión hidráulica es entonces aplicada al 4º embrague, entonces el 4º embrague engrana el 4º engranaje con el árbol principal.
3. El 4º engranaje del árbol principal mueve el 4º engranaje del árbol intermedio, el cual mueve el árbol intermedio por medio del cubo selector de marcha atrás.
4. La potencia del motor es transmitida a través de la caja de cambios hasta el piñón de ataque al diferencial, que mueve el diferencial.

Posición "R", marcha atrás

1. La presión hidráulica es aplicada a la servoválvula que engrana el selector de marcha atrás, con el engranaje de marcha atrás del árbol intermedio, cuando la palanca de cambios esta en Posición R.
2. La presión hidráulica también es aplicada al 4º embrague, entonces el 4º embrague engrana el engranaje de marcha atrás con el árbol principal.
3. El engranaje de marcha atrás del árbol principal, mueve el engranaje de marcha atrás del árbol intermedio por medio de otro engranaje (de salida).
4. El sentido de rotación del árbol intermedio es cambiado por medio del engranaje de salida que se sitúa entre el engranaje de marchas atrás del árbol principal y el engranaje de marcha atrás del árbol intermedio.
5. El engranaje de marcha atrás mueve el árbol intermedio por medio del cubo selector de marcha atrás que es activado por el selector de marcha atrás.
6. La potencia del motor es transmitida a través de la caja de cambios hasta el piñón de ataque al diferencial que mueve el diferencial.

Gestión electrónica del cambio
La gestión electrónica del cambio esta compuesta por una unidad de control o centralita, sensores y seis electroválvulas. La gestión electrónica del cambio y el bloqueo del convertidor proporcionan un conducción suave y confortable. La centralita de cambio esta instalada detrás del salpicadero (panel de mandos) al lado del pasajero.
El par motor es transmitido por la caja de cambios que es controlada por la centralita de cambio. Esta centralita recibe información de los sensores que le permiten determinar la selección de la marcha adecuada. La centralita selecciona la marcha actuando sobre unas electroválvulas de control A, B y C. La gestión electrónica nos permite ademas tener un modo de cambio "deportivo" secuencial.

La centralita recibe información de los sensores:

• de velocidad del vehículo,
• de la posición del pedal acelerador,
• del contactor del pedal de freno y,
• de la posición de palanca selectora de cambio

El momento en que se cambia de una marcha a otra dependen de la velocidad del vehículo, pero también interviene sobre todo la posición del pedal acelerador. El pisar el acelerador a fondo se consigue un mayor rendimiento en cada velocidad, mientras que si se acelera parcialmente, el cambio de marchas se produce a un régimen bastante mas bajo. Existe un dispositivo automático que funciona al pisar bruscamente a fondo el acelerador, mediante el cual se obtiene el paso a una velocidad mas corta, siempre que las revoluciones del motor no suban en exceso y lo mismo ocurre cuando se pisa el freno y hay una fuerte deceleración.
La centralita de cambio esta conectada con la centralita de control del motor para por ejemplo: variar el momento de encendido en las bujías del motor, cuando actúa la caja de cambios.
Esquema de bloques de la gestión electrónica del cambio

Esquema eléctrico de la gestión electrónica del cambio.

Control de bloqueo del convertidor par
Una electroválvula de control de bloqueo actúa mediante presión modulada sobre otra válvula que controla el bloqueo del convertidor de par. La centralita de cambio a su vez controla la electroválvula y modula la presión mediante dos electroválvulas A y B. Cuando se activa la electroválvula de bloqueo, empieza la función de bloqueo del convertidor. La presión modulada por las electroválvulas A y B actúa sobre la válvula de bloqueo y también sobre la válvula secuencial.
El mecanismo de bloqueo funciona cuando la caja de cambios esta seleccionada en 2ª, 3ª y 4ª velocidad con la palanca selectora colocada en "D4". También funciona en modo deportivo secuencial y en 2ª y 3ª en la posición "D3" de la palanca de cambios.

La centralita de cambio puede variar la presión a la que se bloquea el convertidor de par, por lo que el grado de bloqueo dependerá de la presión del aceite que incide en el pistón de bloqueo.

Control hidráulico
El distribuidor hidráulico o soporte de válvulas incluye: el soporte de la válvula principal, el soporte de la válvula reguladora, el soporte del servo y del acumulador hidráulico. La bomba de presión de alimentación del aceite ATF es accionada por el convertidor de par. El aceite a presión fluye a través de la válvula reguladora que mantiene la presión del aceite a un valor especificado, este aceite pasa a través del distribuidor hidráulico, que lo envía a la válvula manual que lo reparte a cada uno de los embragues de accionamiento. Las electroválvulas de cambio B y C están montada fuera de la carcasa del convertidor de par. La electroválvula de cambio A y la electroválvula de control de bloqueo del convertidor están montadas sobre la carcasa del convertidor de par. Las electroválvulas de control de presión A y B están montadas sobre la carcasa de la caja de cambios.

El distribuidor hidráulico tiene la función de controlar el suministro o no suministro de aceite hidráulico, así como el control de la presión que se envía al circuito hidráulico.

El soporte de la válvula reguladora esta situado sobre la válvula distribuidora. Este soporte contiene la válvula reguladora, la válvula secuencial de bloqueo, y la válvula de descarga.

La válvula reguladora de presión esta condicionada en su funcionamiento por el reactor del convertidor de par. El convertidor de par tiene un árbol con un brazo que incide sobre el muelle de la válvula reguladora, comprimiendolo, sobre todo cuando se solicita una fuerte aceleración por parte del conductor o cuando el vehículo sube por una pronunciada pendiente. Al comprimirse el muelle de la válvula reguladora, esta permite un aumento de presión en el circuito hidráulico.

El soporte del servo esta situado sobre el distribuidor hidráulico. Contiene la servo válvula, la válvula de cambio A, la válvula de cambio B, la válvula CPC A y B y el 3º y 4º acumulador.

El soporte del acumulador esta situado sobre la carcasa del convertidor de par, próximo al distribuidor hidráulico. Contiene el 1º y 2º acumulador y la válvula detectora de lubricación.

En la figura siguiente tenemos todo el esquema hidráulico de control de la caja de cambios.

En el siguiente esquema tenemos el despiece de la caja de cambios, no se ve la parte del convertidor hidráulico.

Despiece de los embragues

CAMBIO AUTOMÁTICO DE 5 MARCHAS TIPTRONIC

Esta caja de cambios de 5 marchas, esta adaptada para vehículos con el motor montado en posición transversal. Es utilizada por vehículos de la marca Audi-Volkswagen y fabricada por la marca "Jatco".
La escasez de espacio en el vano motor en estos vehículos ha hecho necesario disponer tres engranajes planetarios a dos niveles.
En el árbol de salida del convertidor de par están dispuestos directamente los engranajes planetarios I y II. Debajo se encuentra el engranaje planetario III en un árbol por separado.
Los engranajes planetarios I y II están comunicados con el engranaje planetario III a través de los piñones cilíndricos A y B.
La salida de par se realiza siempre a través del piñón de salida sobre el árbol del engranaje planetario III. A partir del piñón de salida, el par se transmite hacia el grupo diferencial y los
semiejes.

Este cambio se caracteriza por los siguientes componentes y funciones:

• Cambio automático de las cinco marchas mediante programas de conducción supeditados al conductor y a las condiciones de la marcha
• Un programa de conducción en función de la resistencia que se opone a la marcha (detecta resistencias a la marcha, tales como subidas y bajadas, conducción con remolque y viento contrario)
• Tiptronic
• Indicador de las marchas en el cuadro de instrumentos
• Bloqueo anti-extracción de la llave de contacto
• Convertidor de par con embrague anulador del convertidor de par
• Desacoplamiento en parado

Selección de marchas

• Pista de cambios automáticos
  En la posición «D», la transmisión selecciona de forma automática las marchas de 1 a 5, en función de las cargas momentáneas.
  Sin embargo, el conductor no puede seleccionar directamente la primera marcha, sino que es seleccionada por la unidad de control en función de la carga momentánea del vehículo.
  La I marcha sólo puede ser engranada de forma directa teniendo la palanca en la pista de selección Tiptronic. En ese caso trabaja con freno motor.
• Pista de selección Tiptronic
  Si se lleva la palanca selectora a la pista de selección de la derecha, la transmisión pasa al programa Tiptronic. Si con este programa se pulsa brevemente la palanca selectora hacia delante o hacia atrás, la transmisión cambia respectivamente hacia una marcha superior o inferior.
  Breve pulsación en dirección «+»: La transmisión cambia una marcha a mayor.
  Breve pulsación en dirección «–»: La transmisión cambia una marcha a menor.
  En el cuadro de instrumentos se visualiza la marcha que se encuentra engranada momentáneamente.

En la figura inferior podemos ver el esquema interno de todos los componentes que forman esta caja de cambios.

Convertidor de par
El convertidor de par está equipado con un embrague anulador, que a regímenes superiores transmite el par del motor directamente al árbol primario del cambio sin resbalamiento por parte del convertidor. El embrague anulador del convertidor de par cierra de forma regulada por la unidad de control de cambio.
Teniendo en cuenta el régimen y el par del motor, la unidad de control del cambio decide que resulta más económico cerrar el embrague anulador, lo efectúa excitando la electroválvula. La electroválvula abre la cámara de aceite ante el embrague anulador, de modo que se pueda descargar la presión del aceite. Debido a ello predomina la presión de aceite detrás del embrague, haciendo que éste cierre.
Si la electroválvula cierra el caudal de paso se vuelve a presurizar el aceite ante el embrague, haciendo que abra.

Bomba de aceite ATF (Automatic Transmission Fluid)
La bomba de aceite ATF es impulsada por la rueda de bomba del convertidor de par. Asume la función de aspirar el aceite ATF del depósito, generar presión de aceite y suministrar el aceite a presión a la caja de cambios. El aceite ademas de producir trabajo para impulsar los distintos elementos del cambio también sirve para lubricar la caja de cambios y el el grupo diferencial. El aceite ATF está previsto para toda la vida útil del cambio, esta caja en concreto lleva una cantidad de 9 litros

El engranaje planetario
También llamado engranaje epicicloidal consta de tres conjuntos planetarios parciales, a través de los cuales se conectan las cinco marchas adelante y la marcha atrás.

• Los engranajes planetarios I y II: están comunicados con el árbol de turbina del convertidor de par. La entrada del par en el engranaje planetario I se realiza a través del embrague K3 (comunicación indirecta). El par sólo puede ser transmitido al engranaje planetario I estando cerrado el embrague K3. El engranaje planetario II está comunicado fijamente (directamente) con el árbol de turbina a través del planeta.
  La entrega de par se realiza siempre desde el portasatélites del engranaje planetario II hacia el piñón cilíndrico A.

• El engranaje planetario III: recibe el par a través de los piñones cilíndricos A y B sobre la corona interior. La salida de par se realiza a través del portasatélites sobre el piñón secundario hacia el grupo diferencial.

Actuadores
Abriendo y cerrando los embragues y frenos se impulsan o retienen componentes del engranaje planetario, conectándose así las diferentes marchas. A través de los embragues K1, K2 y K3 y los frenos B1 y B2 se conectan las marchas de 1ª a 4ª y la marcha atrás.
El par del motor se apoya contra las ruedas libres de los engranajes planetarios I y III al iniciar la marcha.
La V marcha se conecta por medio del embrague K4 en el engranaje planetario III. El freno B3 está cerrado en todas las marchas, excepto en la V.

Uniones solidarias
Los engranajes planetarios I y II están unidos mecánicamente a través de la corona interior perteneciente al conjunto planetario I y el portasatélites del conjunto planetario II. A través
del portasatélites II también se realiza la entrega de par hacia el piñón cilíndrico A.
En el engranaje planetario III también existen uniones mecánicas fijas. El piñón cilíndrico B está unido solidariamente a la corona interior del conjunto planetario y el portasatélites gira a su vez solidariamente con el árbol secundario.

Embragues
Los embragues reciben el aceite ATF a presión procedente del distribuidor hidráulico. Estando cerrados impulsan componentes específicos del engranaje planetario, transmitiendo así el par del motor hacia el grupo diferencial.

• El embrague K1: estando cerrado, impulsa la corona interior del conjunto planetario II y el portasatélites del conjunto planetario I. Cierra en la primera, segunda y tercera marchas y posee un elemento de compensación para las fuerzas centrífugas.

• El embrague K2: impulsa el planeta del conjunto planetario I. Trabaja con una válvula de bola y cierra en segunda marcha.

• El embrague K3: impulsa al portasatélites del conjunto planetario I. A través del K3 se conecta la tercera, cuarta y quinta marchas. Este embrague también tiene compensadas las fuerzas centrífugas.

• El embrague K4: en la quinta marcha, se encarga de impulsar el planeta del conjunto planetario III. Es un embrague de válvula de bola.

Los frenos
En el cambio automático asumen la función de establecer las transmisiones de las marchas a base de retener componentes específicos en el conjunto planetario. En el cambio automático de 5 marchas se implantan diversos tipos de frenos:

• dos frenos multidisco y
• un freno de cinta.

Los frenos multidisco: funcionan básicamente igual que los embragues de discos múltiples. Constan asimismo de dos paquetes de discos, que se comprimen por fuerza hidráulica. Contrariamente a los embragues, que impulsan componentes móviles del conjunto planetario, los frenos multidisco frenan estos componentes.
Su funcionamiento se basa: en el caso del freno B1, un paquete de discos se encuentra comunicado con las carcasa del cambio y el otro con el portasatélites del grupo planetario I. Si el freno ha de retener al portasatélites, la unidad de control envía aceite ATF a presión a través del distribuidor hidráulico hacia el paquete de discos múltiples.

Los frenos de cinta: en el cambio automático asumen la misma función que los frenos de discos múltiples. Sin embargo, en este caso no se comprimen los paquetes de discos múltiples, sino que se aprieta una cinta de freno por la acción de un cilindro hidráulico.
En la figura se puede apreciar, que al estar apretada la cinta de freno se retiene el planeta del engranaje planetario.

Los frenos multidisco que participan en el funcionamiento del cambio son los siguientes:

• El freno multidisco B1: retiene al portasatélites del engranaje planetario II en la marcha atrás y en la primera marcha de Tiptronic al frenar con el motor.

• El freno multidisco B2: retiene el planeta del engranaje planetario I en segunda, cuarta y quinta marchas.

• El freno de cinta B3: retiene el planeta del engranaje planetario III. Está cerrado en todas las marchas, excepto en la quinta.

Acumuladores de presión
En los circuitos hidráulicos de los embragues K1, K3 y K4, así como del freno multidisco B2 se encuentra respectivamente un acumulador de presión. Hay otros dos acumuladores de presión instalados en la caja de selección y dos en la carcasa del cambio. Asumen la función de conferir características suaves al cierre de los embragues y del freno mencionados.

Funcionamiento
Como ejemplo teniendo las siguientes condiciones: primera marcha, palanca selectora en posición «D». Si ha de cerrar uno de los embragues mencionados en la introducción a este tema o si ha de cerrar el freno, fluye aceite ATF a presión simultáneamente desde el distribuidor hidráulico hacia el acumulador de presión y hacia el embrague o freno que ha de cerrar.
En el acumulador de presión, el aceite oprime en contra de un émbolo sometido a presión de aceite y fuerza de muelle. De esa forma, una parte de la presión del aceite se «consume» para trabajar contra la fuerza del muelle y la presión del aceite que se opone, de modo que en el embrague no quede aplicada la plena presión del aceite. El embrague no cierra todavía por completo.
Sólo cuando el émbolo ha alcanzado su posición final, es cuando actúa toda la presión sobre el embrague, haciendo que cierre por completo. Esta operación se desarrolla en la misma forma en el caso de los embragues K3 y K4, así como del freno B2 y se repite con cada cambio de marcha.

El control hidráulico
Desempeña la función de gestionar al momento preciso de activar los cambios automáticos para subir o bajar de marchas según sea la necesidad. Consta de los siguientes componentes:

• el distribuidor hidráulico con válvulas conmutadoras y dos acumuladores de presión
• las electroválvulas y
• el selector manual.

El distribuidor hidráulico: asume la función de adaptar la presión de la bomba del aceite ATF a la presión de conmutación y distribuirla hacia todos los órganos de conmutación o cambio.
Las electroválvulas: están dispuestas en el distribuidor hidráulico. Sus funciones son gestionadas por la unidad de control. A través de ellas se realizan todas las modificaciones de la presión del aceite en sus conductos y se suministra el aceite a presión para los embragues y frenos.
El selector manual: se acciona por medio de la palanca de cambios. Con su ayuda selecciona el conductor la gama de marchas que desea poner en vigor. La cuarta marcha y la marcha atrás las conecta directamente sin intervención de la unidad de control.

Funcionamiento de la caja de cambios para las distintas velocidades y elementos que intervienen en la selección.

Nota: En la I marcha del modo Tiptronic se cierra adicionalmente el freno B1. De esa forma se puede utilizar el freno motor.

Unidad de control
La unidad de control para cambio automático es el cerebro del cambio. Previo análisis de la información de entrada procedente de los sensores, gestiona las señales de salida para las funciones de los actuadores.
Programas de conducción
La unidad de control tiene implementado un programa supeditado a las características de la conducción y de las condiciones momentáneas de la marcha, basado en el proceso de la
información a través de una lógica difusa «fuzzy logic».
Otro programa detecta y considera la resistencia que se opone a la marcha, p. ej. en subidas o bajadas, pero también las influencias tales como el viento contrario o la conducción con un
remolque acoplado.
Marcha de emergencia
Si se avería la unidad de control del cambio, sigue siendo posible conectar la cuarta marcha y la marcha atrás. Estas marchas se conectan mecánicamente en la caja de selección por medio de la palanca selectora y el selector manual.

Señales de entrada y salida a la unidad de control
Señal de par de la unidad de control del motor
En todos los vehículos con acelerador electrónico, la magnitud de entrada principal para la unidad de control del cambio es la señal de par procedente de la unidad de control del motor. Esta señal la recibe la unidad de control del cambio a través del CAN-Bus. Viene a sustituir a la señal del potenciómetro de la mariposa, que se empleaba en los cambios
automáticos precedentes.
Con la nueva estructura de funciones en las unidades de control del motor, basadas en el par del motor como la magnitud de referencia principal, está dado ahora el caso que la señal
de la unidad de control del motor guarda una referencia directa con respecto al par momentáneo. Esto permite que la unidad de control del cambio pueda adaptar de una forma bastante más exacta las presiones de cambio al par momentáneo, configurando así los cambios más precisos y suaves.

Después de analizar la señal de par, la unidad de control del cambio define las presiones que son necesarias para los cambios. El desarrollo cronológico del ciclo de cambio está configurado de modo que la unidad de control del cambio señalice primeramente a la unidad de control del motor la intención de cambiar de marcha. A raíz de ello, la unidad de control del motor reduce el par, de modo que la unidad de control del cambio pueda cerrar los embragues aplicando una presión leve. De ese modo se obtienen cambios suaves y exentos de tirones.
Efectos en caso de ausentarse la señal:
Los cambios se manifiestan más secos, porque la unidad de control del cambio no puede adaptar la presión para los cambios.

Transmisión directa de datos a la unidad de control (sin pasar por el CAN-Bus)
Sensores de régimen
El cambio automático incluye tres sensores de régimen. Los tres están alojados en el propio cambio y no están accesibles por fuera. Son sensores inductivos de idéntico diseño.

• El sensor de régimen de entrada al cambio: detecta el número de revoluciones del árbol de entrada al cambio. A esos efectos explora los dientes por la parte exterior del embrague K2. La unidad de control emplea esta señal para gestionar el funcionamiento para el embrague anulador del convertidor de par y para calcular el patinaje del embrague anulador del convertidor de par.
  En caso de ausentarse la señal los cambios resultan más secos. Se desactiva el desacoplamiento en parado y ya no se puede cerrar el embrague anulador del convertidor de par.
• El transmisor de régimen del árbol intermediario: genera una señal explorando los dientes del piñón cilíndrico A en la salida de par de los conjuntos planetarios I y II. La unidad de control necesita esta señal para los tiempos de apertura y cierre de los embragues. En caso de ausentarse la señal se desactiva el desacoplamiento en parado. Los cambios se muestran más secos.
• El transmisor de velocidad de marcha: detecta el régimen de revoluciones de la rueda de bloqueo de aparcamiento. La unidad de control necesita esta señal:
  - para calcular la velocidad de marcha,
  - para el cambio de las marchas y
  - para gestionar el funcionamiento del embrague anulador del convertidor de par.
  En caso de avería se deja de conectar la 5ª marcha. Los cambios se muestran secos; se desactiva el desacoplamiento en parado y se desplazan los puntos de cambio.

El transmisor de temperatura del aceite de transmisión
Este sensor va situado asimismo en la parte interior de la carcasa del cambio. Detecta continuamente la temperatura del aceite ATF y transmite sus señales correspondientes a la unidad de control del cambio.
La unidad de control del cambio emplea la señal de temperatura del aceite ATF para calcular un programa de cambios en la fase de calentamiento, con el que se regulan las presiones de cambio en función de la temperatura del aceite de transmisión.
Expresado de forma simplificada, se puede decir, que teniendo el aceite bajas temperaturas se trabaja con una alta presión de cambio y que a medida que aumenta la temperatura del aceite ATF se va reduciendo gradualmente la presión.
Para evitar el calentamiento excesivo del aceite ATF, si éste tiene una temperatura superior a los 150° centígrados, se procede a mantener engranada cada marcha durante más tiempo y
se cierra más frecuentemente el embrague anulador del convertidor de par. Con estas medidas se reduce la fricción y se enfría el aceite.

En caso de avería si se ausenta la señal del transmisor de temperatura, deja de estar disponible el programa de cambios en la fase de calentamiento, de modo que la transmisión cambia las marchas aplicando presiones superiores. Hasta los 70 °C, la unidad de control emplea la señal del transmisor de temperatura del líquido refrigerante. A partir de esa temperatura trabaja con un valor fijo de 110 °C.
El conmutador multifunción
El conmutador multifunción detecta la posición de la palanca cambio y retransmite esta información a la unidad de control del cambio. Según la posición del conmutador multifunción,
la unidad de control pone en vigor los cambios correspondientes y excita el relé para el bloqueo de arranque, si la palanca selectora se encuentra en las posiciones «P» o «N».
Este conmutador va fijado exteriormente a la carcasa del cambio. Se acciona con el cable de mando de la palanca de cambios. En las transmisiones automáticas precedentes se empleaban conmutaciones mecánicas en el conmutador multifunción. Estas conmutaciones mecánicas han sido sustituidas ahora por transmisores Hall. Estos conmutadores sin contacto físico no están sujetos a desgaste.
En caso de avería del conmutador multifunción, sólo es posible arrancar el motor con la palanca de cambios en posición «P».
Si se avería durante la marcha, la unidad de control pasa automáticamente a la posición «D» de la palanca selectora.
En ambos casos, la unidad de control deja de aceptar posiciones seleccionadas por el conductor con la palanca selectora para marchas adelante. Conecta eléctricamente todas las marchas adelante y sólo la marcha atrás tiene que ser conectada por el conductor.
El conmutador para Tiptronic
Esta situado en el mecanismo de la palanca de cambios. Si el conductor lleva la palanca selectora a la pista de selección de la derecha, se acciona este conmutador y el cambio automático se encuentra entonces en el modo operativo Tiptronic.

En función de estas señales, al tocar brevemente la palanca selectora:

• hacia delante (+), la transmisión cambia una marcha a mayor
• hacia atrás (-), la transmisión cambia una marcha a menor.

En en caso de avería deja de ser posible utilizar el modo Tiptronic.


El conmutador de presión de freno
Está integrado en el circuito de frenos. Suministra una señal a la unidad de control del cambio automático al estar presurizado el sistema de frenos.
La señal del conmutador de presión de freno es utilizada por la unidad de control del cambio para gestionar el desacoplamiento del cambio con el vehículo parado. El desacoplamiento en parado sólo se implementa actualmente en vehículos equipados con motor diesel.
El desacoplamiento en parado suprime la tendencia al desplazamiento del vehículo y reduce así el consumo de combustible y las emisiones de escape. Estando el vehículo parado (p. ej. ante un semáforo), la unidad de control extrae la marcha seleccionada del cambio.


Transmisión de datos a través del CAN-Bus
El régimen del motor
E s detectado por el transmisor de régimen del motor y transmitido a la unidad de control del motor. Esta última suministra las señales correspondientes a través del CAN-Bus a la unidad de control del cambio automático.
La unidad de control del cambio emplea las señales de régimen del motor para gestionar el funcionamiento del embrague anulador del convertidor de par y del desacoplamiento en
parado. En caso de avería no cierra el embrague anulador del convertidor de par y no funciona el desacoplamiento en parado.

 

Conmutador de luz de freno
Por motivos de seguridad hay dos conmutadores de luz de freno instalados en el pedal de freno. Ambos transmiten a la unidad de control del motor la información sobre «freno accionado». Esta última transmite la señal a través del CANBus hacia la unidad de control para el cambio automático.
Estando el vehículo parado, la unidad de control desaplica el bloqueo de la palanca de cambio al recibir la señal del conmutador de luz de freno.
Si se frena el vehículo en circulación estando cerrado el embrague anulador del convertidor de par, la unidad de control del cambio se encarga de abrir el embrague anulador.
En caso de avería, si está disponible una de las dos señales, se conservan todas las funciones. Si se ausentan ambas señales, se puede accionar la palanca selectora sin pisar el freno.

Conmutador kick-down F8
Sólo se emplea en vehículos sin acelerador electrónico. Con su ayuda, el conductor informa a la unidad de control, que desea una aceleración máxima del vehículo. La transmisión de los datos se realiza a través del CAN-Bus.
Al solicitarse «kick-down», la unidad de control selecciona una curva característica especial para los cambios, en los que se alargan las marchas. Para una aceleración más rápida del vehículo, el sistema cambia a menor, en función del régimen, al recibir la solicitud de kick-down.
En caso de ausentarse la señal, si se ausenta la señal, la unidad de control del motor calcula una señal supletoria analizando la posición del pedal acelerador.
La señal de la unidad de control ABS
Si las condiciones de la marcha requieren que la unidad de control ABS haga intervenir la regulación antideslizamiento de la tracción (ASR) o el programa electrónico de estabilidad (ESP), se encarga de cursar esta información a través del CAN-Bus.
Si la unidad de control del cambio recibe la información de que los sistemas ASR o ESP se encuentran en el ciclo de regulación, la unidad de control suspende los cambios de las marchas durante el tiempo de la regulación.
En caso de avería, si la unidad de control del cambio automático no recibe señales de la unidad de control ABS, sigue cambiando de marchas incluso en el caso en que se soliciten las intervenciones de los sistemas ASR o ESP.

Señal de posición de la palanca selectora, para la unidad de control del motor
La señal de posición de la palanca selectora es una señal analógica, que se pone a disposición de la unidad de control del motor a través de un cable eléctrico.
La unidad de control del motor emplea la señal de posición de la palanca selectora para desactivar el programador de velocidad al encontrarse la palanca selectora en las posiciones «P», «N» y «R».
En caso de avería, el programador de velocidad deja de funcionar.

La señal del transmisor de velocidad de marcha
Esta señal se pone a disposición de otras unidades de control a través del CAN-Bus. La unidad de control en el cuadro de instrumentos emplea la señal para el velocímetro.
En caso de avería, la unidad de control en el cuadro de instrumentos calcula una magnitud supletoria interpretando la señal del transmisor de régimen del cambio.

Electroválvulas
En el distribuidor hidráulico del cambio automático están contenidas nueve válvulas electromagnéticas. Sus funciones para los cambios de las marchas son gestionadas por la unidad de control del cambio automático. Se pueden catalogar en dos diferentes tipos en lo que se refiere a su modo de funcionar:

• Válvulas Sí/No
  Seis de las nueve electroválvulas son versiones Sí/No. Pueden abrir o cerrar un conducto de aceite, siempre al máximo. No existen etapas intermedias. Están destinadas a efectuar los cambios de las marchas. Si se avería cualquiera de estas electroválvulas, la unidad de control del cambio pasa a la función de emergencia.
  Estas válvulas están designadas con: N88, N89, N90, N92, N281 y N282.
• Válvulas de modulación
  Las otras tres electroválvulas son versiones de modulación. No sólo adoptan las posiciones «abierta al máximo» y «cerrada al máximo»; se pueden ajustar sin escalonamientos.
  Se encargan de regular la presión principal del aceite en función de las condiciones de la marcha, para establecer el correcto funcionamiento del cambio automático en su conjunto. De esa forma contribuye a un funcionamiento uniforme del vehículo y a que las marchas cambien sin tirones.
  En caso de avería, se deja de regular la presión principal del aceite, produciéndose por ello cambios secos, también deja de funcionar el desacoplamiento en parado.
  Son las válvulas N91, N93 y N283.

El electroimán para el bloqueo de la palanca selectora
Esta situado en el mecanismo de la palanca selectora. Impide que la palanca selectora pueda ser llevada de las posiciones P y N a cualquier otra posición.
Pisando el freno se suprime el bloqueo de la palanca selectora. El bloqueo se activa al conectar el encendido. En caso de avería del electroimán para bloqueo de la palanca selectora es posible llevar la palanca a una gama de marchas sin pisar el freno.
Si se averían ambos conmutadores de luz de freno deja de ser posible mover la palanca selectora.

El bloqueo anti-extracción de la llave de contacto
Este dispositivo sólo permite extraer la llave de contacto estando la palanca selectora en posición «P». De esa forma se pretende evitar que el conductor se baje del vehículo sin haber colocado el bloqueo de aparcamiento.

En la figura inferior tenemos el esquema eléctrico del cambio

CAJA DE CAMBIOS DE "VARIADOR CONTINUO" CVT (CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION)

El variador continuo para la transmisión es muy utilizado en los ciclomotores. También se esta empezando a utilizar en los automóviles desde los años 60, aunque no ha tenido mucho éxito hasta ahora. En teoría, las cajas de cambio de variación continua son la transmisión ideal, ya que varían la relación de velocidades continuamente, por lo que podemos decir que es una transmisión automática con un numero infinito de relaciones. Esta característica nos permite movernos en la curva de potencia máxima, algo imposible con las cajas automática o manuales, en las que se produce un escalonamiento o salto entre las diferentes velocidades.

Un variador continuo es un sistema de transmisión que cuenta con dos poleas cuyo diámetro interior efectivo es variable. La transmisión entre las dos poleas se realiza mediante una "correa" elaborada con eslabones metálicos de forma que al variar el diámetro de las poleas se va variando progresivamente la relación de desmultiplicación. Al ser la correa un elemento inextensible, la apertura de una de las poleas implica la reducción del diámetro de la otra, aun asi, se consigue un número infinito de desarrollos consiguiendo una variación continua de la marcha. De ahí que a este sistema también se le denomine cambio automático de transmisión continua.

En la figura inferior se muestra la disposición de estas dos poleas. Si la cara desplazable de la polea conductora que transmite el par del motor se acerca a la otra cara, el diámetro efectivo de la polea se hace mayor. La correa al tener una longitud prácticamente constante gira en la polea conducida en diámetros efectivos menores como consecuencia de la apertura de la polea mediante el desplazamiento de una de sus caras por lo que la desmultiplicación será menor.
El cambio de anchura de poleas y por tanto de diámetro efectivo se realiza mediante un control hidráulico que distribuye la cantidad de aceite a presión adecuada en cada instante. El control hidráulico tiene en cuenta en todo momento parámetros como la posición del acelerador, condiciones de utilización, velocidad del vehículo, régimen del motor y relación de desmultiplicación. Este mismo aceite a presión sirve además para lubricar todo el conjunto y para mantener tensada la correa de arrastre aplicando la justa presión sobre la polea conducida.

Actualmente la correa, transmite los esfuerzos por compresión, empujando el eslabón que le precede, en lugar de por tracción, como trabaja una correa convencional. Por tanto la tensión de la correa es un dato importante en el funcionamiento correcto de este sistema de cambio continuo. La tensión depende tanto del par motor que hay que transmitir en cada momento como de la relación de transmisión.
Al principio este tipo de cambio se utilizaba en automóviles de baja cilindrada, ya que la cadena solo resistía los esfuerzos producidos por motores de bajo par. En la actualidad se han conseguido cadenas o correas mas resistentes, que soportan mejor los valores de par de los automóviles de alta cilindrada.

Multitronic
Se trata de una transmisión CVT (Continuously Variable Transmission) fabricada por la empresa Luk, actualmente la más elaborada, sofisticada y eficaz del mercado. Audi es la marca que esta utilizando esta transmisión en sus vehículos.
Audi con su novedosa transmisión ha logrado doblar la frontera de los 15 kgm de par, situándolo en los 30 kgm. La clave principal de esta superación está en el elemento de transmisión. El Multitronic no monta una correa metálica sino una cadena, cuya configuración rompe por completo con las correas utilizadas hasta el momento. La cadena funciona en tensión en un baño de aceite entre dos pares de ruedas cónicas de diámetro variable.
El diseño y el peso reducido de este cambio reducen el consumo de combustible. Al igual que en el cambio Tiptronic de 5 velocidades, está disponible el modo de selección de marcha manual, pudiéndose seleccionar hasta seis etapas de marcha simuladas. En el modo automático del multitronic que calcula la relación de transmisión óptima con ayuda de un programa de regulación dinámico (DRP) según la carga del motor, las preferencias del conductor y las condiciones de marcha.
Una ventaja básica del variador en el sistema multitronic es la amplia relación entre la mayor y la menor desmultiplicación posible en la transmisión (1: 2,1 hasta 1:12,7) siendo, de este modo, superior a 6, lo cual representa casi un caso ideal para la transmisión que hasta ahora apenas sobrepasaba un valor de 5.
Gracias a esta característica, por una parte, se puede acelerar de forma deportiva y dinámica, debido a la mayor desmultiplicación posible y, por otra parte, se puede aprovechar completamente la menor desmultiplicación para potenciar el ahorro del combustible.

Las características de este cambio permite un doble manejo:

• Automático. Se ha desarrollado una gestión con cierta capacidad adaptativa. Reconoce la forma de conducir y el perfil de la carretera, escogiendo los desarrollos más adecuados en cada momento. Audi lo llama DRP (Programa Dinámico de Regulación).
• Secuencial. Mediante palanca tradicional o con mandos al volante. Para ello se fijan seis posiciones concretas de las poleas del variador.

El elemento de transmisión (cadena) es fuertemente presionada por las paredes de los conos. Las poleas aprietan a los eslabones con una presión de hasta 6,6 toneladas. Esta cadena es especialmente importante, ya que transmite la carga total de uno de los ejes de la transmisión al otro y, lo que es más, sin existir fuerzas de tracción. Tan sólo su fricción sobre las superficies cónicas de ambas poleas es capaz de transportar la carga. Audi se ha decidido por la cadena de láminas en lugar de por la correa articulada, habitual en las transmisiones
continuas CVT. El deslizamiento resultante entre cadena y poleas es tan reducido que los pernos, durante la vida de la transmisión, tan sólo se desgastan como máximo de una a dos décimas de milímetro.

En los cambios de variador de Nissan, Fiat y MG, al pisar el acelerador el motor elige un régimen de giro y lo mantiene mientras el coche gana velocidad. Esto, denominado “efecto goma”, Audi lo evita optando por que la subida de régimen se produzca de forma progresiva, para evitar un ruido excesivo.
En resumen, las ventajas que proporciona el Multitronic son:

• El resbalamiento es menor y no hay tantas pérdidas por intercambio térmico ya que no dispone de convertidor de par. Tiene un embrague multidisco gobernado electrónicamente.
  Controla el resbalamiento de modo que si se está parado con el motor en marcha, el resbalamiento es mayor para que el motor no haga fuerza en vano. También es capaz de reconocer cómo arranca el conductor y, en función de eso, adecuar el resbalamiento. El embrague actúa entre 1000 y 3000 rpm.
• Suave y rápido en modo automático con un kick-down muy marcado (reduce hasta 3 marchas si es necesario).
• Amplia relación entre la mayor y la menor desmultiplicación que permite una mejor adaptación a las condiciones de conducción.
• Se elimina el “efecto goma” de otros CVT. Esto se consigue con un doble pistón en el variador y la separación del flujo de aceite de alta presión y los circuitos de refrigeración, con lo que se consigue que la bomba de salida del circuito hidráulico sea más suave que una convencional.
• Muy rápido en modo manual. Más rápido que ningún otro automático con posibilidad de manejo manual (sólo el Hypertronic del Primera se le aproxima). Suavidad exquisita tanto en aceleración como en reducción. Más rápida que la Tiptronic, pero con una sensación similar.

Para llegar a ser perfecto debería salvar los siguientes defectos:

• Sonido alto y desagradable que da la sensación de un embrague patinando.
• El funcionamiento en modo automático dista bastante de la eficacia mostrada por los cambios de Renault y PSA. Sobre todo, por la tendencia que tiene de buscar la marcha más larga a poco que se alivia la presión sobre el pedal del acelerador.
• Tiene función kick-down en modo manual.
• La electrónica se entromete cuando se llega a la zona roja.

El embrague de discos múltiples
Audi se ha decidido por el embrague de discos múltiples regulado electrónicamente y refrigerado por aceite en lugar del convertidor hidráulico de par utilizado en muchas otras transmisiones continuas CVT (de modo similar a como se utiliza con los cambios automáticos y, tanto en unos como en los otros, sufre pérdidas de potencia hasta que se bloquea el convertidor).

A favor de este tipo de embrague encontramos, junto con el mejor grado de efectividad, la capacidad de posibilitar las características de arranque más diversas. Esto significa que el embrague de discos múltiples se puede gestionar de tal modo que en caso de arranques especialmente suaves sobre una calzada resbaladiza son posibles todos los procesos de arranque pensables y éstos son libremente seleccionables por la electrónica.
Este embrague reconoce, por ejemplo, dependiendo del movimiento del pedal del acelerador, si el conductor desea iniciar la marcha pensando en el consumo o en la deportividad y adapta el régimen del motor de una forma absolutamente suave o bien lo regula rápidamente en el margen del par de motor más alto. El embrague gestionado electrónicamente puede realizar incluso un programa de calentamiento para que el catalizador se caliente con el aumento del régimen dependiendo de la temperatura del motor en el momento de embragar.
Gracias a las posibilidades del tipo de embrague seleccionado es posible también, por ejemplo, escoger un tipo definido de comportamiento de la transmisión (función de deslizamiento), ya que éste tipo de comportamiento se valora positivamente en los cambios automáticos con convertidor de par hidráulico. Pero con la clara diferencia de que el comportamiento de transmisión en el caso del multitronic permanece siempre igual independientemente de las influencias exteriores y del estado de funcionamiento. Esto significa que la gestión electrónica equilibra el juego del embrague, la calidad del forro y el aceite así como las oscilaciones de temperatura.
Sin embargo, al pisar el pedal de freno, por ejemplo, al detenerse ante un semáforo se produce una disminución clara del par motor transmitido, hecho que descarga el motor y reduce el consumo. El conductor lo percibe como una ayuda importante a la hora de mantener frenado el vehículo.
Dado que el embrague de discos múltiples evita, por una parte, todas las pérdidas de potencia que se producen en los embragues hidráulicos de otras transmisiones, por otra parte, no puede servir como convertidor de par de arrancada. Pero este hecho lo equilibra el variador con su gran amplitud de la banda de relaciones que ofrece junto con las infinitas variantes de desmultiplicación. Gracias a una mayor desmultiplicación se reduce el par mínimo del motor para la arrancada. Dado que se aprovecha el mismo y único variador también para la marcha atrás, un segundo paquete de discos retoma la función de dicha marcha y un juego de planetarios relacionado con éste invierte el sentido de giro.
El caudal de aceite es el responsable de la refrigeración para asegurar la capacidad de rendimiento del embrague con los dos paquetes de discos. Dado que el aceite de refrigeración llega exclusivamente al paquete de discos que esté funcionando para la marcha adelante o la marcha atrás, trabaja, por lo tanto, experimentando unas pérdidas de potencia extremadamente reducidas.
El embrague multidisco regulado electrohidráulicamente presenta las siguientes ventajas en comparación con un convertidor de par:

• Peso bajo
• Dimensiones compactas
• Adaptación de las características de iniciación de la marcha a las condiciones de la conducción
• Adaptación del par de la marcha lenta de fuga a las condiciones de la conducción
• Función de protección contra sobrecarga o uso indebido

Etapa reductora
Se encuentra situada entre el embrague de discos multiples y la polea conductora del variador continuo de la caja de cambios. Esta formada por un conjunto planetario (ravigneaux) y tiene la misión de reducir el numero de revoluciones que entra en la caja de cambios y que acciona después acciona la polea conductora del variador.

Sensor de par
Este nuevo elemento es el responsable de que el variador trabaje de un modo prácticamente automático. Un sensor de par, que trabaja de modo similar a una válvula de limitación de presión, se torsiona de tal modo a través del momento variable de entrada que cierra o abre los taladros de alimentación de la hidráulica de mando.
Así, se genera automáticamente un equilibrio entre el par motor que se transmite y la fuerza de presión. Este hecho supone un requisito esencial para la reacción extraordinariamente rápida del variador sobre todas las modificaciones de tracción así como una prevención ante el aumento inmediato de la presión de empuje, por ejemplo, en caso de golpes en el tren motriz, convirtiéndose de este modo en un mecanismo de seguridad ante irregularidades de todo tipo.

La cadena
Esta correa es especialmente importante, ya que transmite la carga total de uno de los ejes de la transmisión al otro y, lo que es más, sin existir fuerzas de tracción. Tan sólo su fricción sobre las superficies cónicas de ambas poleas es capaz de transportar la carga. Audi se ha decidido por la cadena de láminas en lugar de por la correa articulada, habitual en las transmisiones continuas CVT. Dicha cadena está realizada en acero, y a pesar de ello es casi tan flexible como una correa trapezoidal. La cadena de láminas se ha efectuado de modo tan robusto que puede transmitir pares de motor más altos y fuerzas más elevadas que otras correas. Esta cadena se ha mostrado durante los muchos años de pruebas como extremadamente fiable y tiene garantizada una larga vida.

Montada de modo similar como otras cadenas, sólo con varias capas unas junto a otras y especialmente más robusta, está compuesta por segmentos unidos por pernos en sus puntos de articulación transversales. Los frontales de los pernos presionan contra las superficies cónicas de las poleas. La fuerza motriz de la cadena se transmite a los puntos de apoyo resultantes sobre las poleas del variador. El deslizamiento resultante es tan reducido que los pernos, durante la vida de la transmisión, tan sólo se desgastan como máximo de una a dos décimas de milímetro.

Esta cadena de láminas ofrece, además, la ventaja de que su recorrido puede ser inferior al de otras correas articuladas. Incluso al recorrer el más pequeño diámetro de enlace, posee la facultad de transmitir las fuerzas máximas y los pares de motor. En ese momento, solamente hay nueve pasadores en contacto con las superficies interiores de las poleas, pero la presión específica es tan grande que también en caso de una gran carga no resbalará. Un engranaje consigue la correspondiente reducción de régimen al comprobarse que el variador muestra su mejor grado de efectividad siendo accionado con un par de motor grande.
Sus características son:

• Peso: 1,8 kg.
• Longitud: 715 mm.
• Ancho: 37mm,
• Formada por 1025 eslabones planos (de los cuales tiran 28 en paralelo) en varias capas, unas junto a otras, y unidos por 75 pernos en sus puntos de articulación transversales.
• Los eslabones son de acero de diferentes durezas y tamaños.

Sistema hidráulico
En los cambios de variador continuo "convencionales" existentes solo hay un sistema hidráulico. El Multitronic los tiene separados. Así, la variación del diámetro es más rápida y requiere menos energía.
El sistema hidráulico tiene dos funciones:

• Presionar suficientemente las poleas contra la cadena para evitar el resbalamiento.
• Variar el diámetro de las poleas.

El sistema hidráulico es un sistema complejo, que genera la presión de empuje que actúa sobre los discos cónicos que forman las poleas. Mientras que, por una parte, ésta presiona los discos cónicos de forma que se produce una transmisión de fuerza con el escaso resbalamiento deseado, por otra parte, debe ejercer una presión adicional para separar entre sí los discos cónicos, modificando de éste modo la relación entre los diámetros de las poleas y por lo tanto la desmultiplicación final del variador. Por esta causa, los ingenieros de Audi han distribuido desde un principio la hidráulica de su variador en dos áreas.

Como se desprende de la distribución de funciones, ésta trabaja sobre ambos pares de los discos cónicos del variador según el principio de doble émbolo. Mientras que el émbolo empujador con la mayor superficie operante impide que la cadena de láminas resbale, el émbolo empujador con la menor superficie ejerce fuerza adicional sobre el disco correspondiente cuando ha de ser modificada la desmultiplicación. Los sistemas hidráulicos de ambos pares de discos se pueden relacionar entre sí por medio de la bomba de aceite y las válvulas de regulación, de modo que solamente se deben desplazar de una parte a otra volúmenes reducidos de aceite y únicamente se necesita aplicar la diferencia de presión correspondiente. Este es el motivo por el cual el variador Audi reacciona instantáneamente ante cualquier orden de gestión, lo que no sucede en las transmisiones CVT "convencionales".

El Multitronic no posee una única bomba hidráulica grande sino dos más pequeñas adaptadas al sistema: una bomba de engranaje interior produce la presión para el empuje de los discos cónicos así como la fuerza adicional para variar la transmisión y una segunda bomba eyectora proporciona a los discos del embrague la cantidad de aceite necesaria con solamente la presión suficiente para llegar al lugar de la refrigeración (el cambio cuenta con un circuito de refrigeración del aceite). Esta trabaja según el llamado principio "Venturi" y toma la cantidad necesaria de aceite por medio de un eyector conformado especialmente para cumplir dicha función, sin consumir mucha energía para el aumento de presión.
La bomba de engranajes es comparativamente pequeña ya que solamente debe desplazar de un lado para otro el pequeño volumen de aceite que se halla en las cámaras de presión. La presión a la que está sometido dicho aceite va desde 20 bares (funcionamiento normal) hasta 60 bares (máximo). En general, este sistema de bombas requiere una potencia que es
aproximadamente la mitad de la necesitada tradicionalmente.

Unidad electrónica de control
La unidad electrónica del cambio, que se encuentra en la transmisión como un componente directamente junto a la hidráulica, es el responsable de accionar rápidamente un auténtico arsenal de válvulas hidráulicas. Los datos memorizados son la base para su accionamiento y están a disposición de los procesos, dependiendo de los parámetros interiores como temperatura de funcionamiento e influencias exteriores, como el movimiento del pedal del acelerador. El software memorizado aquí hace realidad una serie de procesos de regulación en parte completamente nuevos con la ayuda de los cuales se realizan funciones de transmisión complejas que hasta ahora no existían.

Adaptación progresiva de las revoluciones
Especialmente esta función es la que distingue principalmente al multitronic de las transmisiones CVT convencionales. En los cambios CVT convencionales, primeramente, ascendía el régimen del motor al acelerar y, solamente después, seguía la respuesta de la transmisión. Este hecho conducía al principal punto de crítica, el efecto "resbalamiento" o "fricción del embrague" o "efecto goma". El multitronic, por el contrario, regula tanto el régimen del motor como la respuesta del cambio de tal modo que resulta un comportamiento de régimen similar al de una transmisión automática convencional durante la conducción.
La adaptación progresiva de las revoluciones gestionada electrónicamente se desarrolla en tres fases:

1. Al pisar el pedal del acelerador, el variador cambia a un desarrollo menor (desarrollo corto). El motor gira espontáneamente a un régimen algo alto, lo que al contrario a la transmisión automática convencional se lleva a cabo sin sacudidas y de forma desapercibida. A continuación sigue
2. la adaptación progresiva de las revoluciones propiamente dicha, con la que el régimen del motor sigue subiendo de forma continua con una velocidad ascendente según una estrategia fija.
3. En la última fase, la electrónica de la relación de transmisión realiza correcciones con objeto de conseguir una prestación óptima de conducción o consumo según el deseo específico del conductor, que dicha electrónica ha estudiado y memorizado justo antes de iniciar dicho proceso, basándose en el comportamiento del conductor.

Si el conductor quita, a continuación, el pie del acelerador, la electrónica cambia en dirección a un mayor desarrollo (desarrollo largo), lo cual tiene lugar de nuevo de una forma completamente exenta de sacudidas.
Gracias a esta adaptación progresiva de las revoluciones se experimenta la confortable conducción como algo dinámico e incluso muy deportivo. El hecho más importante reside en que el multitronic no realiza ninguna modificación de los desarrollos o de adaptación progresiva de las revoluciones que no sea ocasionada por el conductor a través de un movimiento del pedal del acelerador.
El reconocimiento del CONDUCTOR del "programa dinámico de regulación DRP"
En los últimos años se han impuesto programas autoadaptativos (como el tiptronic con DSP de Audi) con la exigente transmisión automática que memorizan el deseo del conductor por medio de los movimientos del pedal del acelerador y lo traducen en una orden de marcha actual. Exactamente esta técnica es la que aprovecha Audi también con el multitronic, que puede cambiar desde una marcha mayor a menor y viceversa, mejor que una transmisión automática (sin sacudidas) cumpliendo las exigencias más diversas. Esta gestión se basa por lo tanto, en campos característicos completamente diferentes que representan una forma de conducción especialmente económica o deportiva. La electrónica selecciona continuamente el punto óptimo que se adapte a la situación de conducción.
De es te modo, el tipo de funcionamiento Economy (económico), que tiende al menor consumo posible de combustible, está caracterizado por una gran zona de utilización con desarrollos largos. Esta zona de desarrollos largos comienza ya a los 60 km/h.
Cuando el conductor pisa el acelerador al máximo (kick-down), la gestión cambia enseguida al tipo de funcionamiento deportivo, amplia la desmultiplicación y consigue el régimen alto de revoluciones necesario para desarrollar la potencia máxima. Por ello, el tipo de funcionamiento deportivo orientado a desarrollar una gran potencia está caracterizado por una gran zona de utilización con desarrollos cortos.
En todas las situaciones de conducción restantes, la electrónica busca la desmultiplicación adecuada con motivo de los últimos datos del conductor memorizados así como de la orden de marcha actual y regresa, en cualquier caso, al tipo de funcionamiento del más favorable consumo cuando el conductor reduzca la presión del pie sobre el pedal del acelerador.
El reconocimiento del ENTORNO del "programa dinámico de regulación DRP". Así como el multitronic reconoce el estilo de conducción deseado por el conductor y lo toma como magnitud interior, este sistema tiene en cuenta factores externos con sus reacciones, como, por ejemplo, tramos en ascenso, tramos en descenso y utilización de remolque.
Si el conductor, por ejemplo, acelera, de forma continuada, por uno de los tres motivos mencionados anteriormente, más de lo que sería normal, en una carretera en línea recta, la electrónica reconoce una carga adicional a ser generada por ella y reacciona con una elevación del régimen del motor. Esta compensación de carga automática es experimentada de una forma muy satisfactoria y confortable por el conductor durante el ascenso o con la conducción con remolque.

Un efecto parecido es el que consigue el multitronic también en los descensos. El multitronic registra dicho descenso basándose en el hecho de que frente a la conducción desarrollada en un tramo en línea recta, la potencia del motor exigida es menor y valora adicionalmente el accionamiento del freno como un deseo del conductor, apoyando la deceleración del vehículo.
El multitronic modifica, basándose en este hecho, la desmultiplicación hacia una velocidad menor con un mayor régimen (desarrollos cortos) y apoya el frenado con el par de inercia del motor. Esta desmultiplicación se mantiene mientras el conductor no frene ni acelere. Así, el vehículo rueda con un desarrollo constante al igual que sucede con una transmisión manual.
Todo esto funciona también especialmente cuando un remolque dificulta la subida de un tramo montañoso o acelera durante un descenso. La especial ventaja del multitronic consiste en el último caso en el hecho de que a diferencia de una transmisión automática en situación límite entre dos relaciones de cambio, esta no pasa de una relación a otra de una forma repentina, y, por lo tanto, sin su correspondiente sacudida sino que cambia progresivamente y decelera de forma cómoda.
El modo de funcionamiento manual de 6 velocidades
Otra característica destacable de este sistema reside en la electrónica con su capacidad de poder imitar las funciones de un cambio manual según el ejemplo representado por el tiptronic. Audi se decidió por las seis marchas hacia delante que pueden ser activadas por el conductor desde la palanca de selección por medio un breve toque sobre la palanca de selección hacia delante o hacia atrás o por medio de la pulsación de un interruptor especial situado en el volante (equipamiento adicional).
Estas seis marchas están memorizadas como programas de cambio fijos. Dependiendo de que marcha sea elegida por el conductor, el variador tiene asignada una desmultiplicación correspondiente en forma de valor teórico que éste mismo ajusta y mantiene. Sin embargo, también estos procesos de cambio influenciados manualmente tienen lugar prácticamente sin transición y exentos de sacudidas con toda la deportividad deseada y también percibida, gracias a una adaptación continua.

Mas dinámica y menor consumo
El multitronic aprovecha la posibilidad existente hasta ahora solamente de modo teórico para modificar las desmultiplicaciones de tal modo que el motor trabaje siempre en el llamado "momento óptimo" del consumo. Este hecho se ve apoyado por el variador que proporciona un amplio margen de funcionamiento con desarrollos largos, durante el cual el motor pone a disposición la potencia necesaria en cada momento con un régimen bajo y un consumo moderado.
Los valores de consumo alcanzados confirman la exactitud de la reflexión teórica y de los resultados de los ensayos.
El avance alcanzado es apreciable más claramente en comparación con los valores de consumo en áreas urbanas donde la conducción está caracterizada por arrancadas numerosas, aceleraciones y frenadas. Frente a la transmisión automática, el multitronic alcanza una ventaja de consumo de 1,6 litros a los 100 kilómetros. También frente al cambio manual, el multitronic obtiene muy buenos resultados y alcanza en áreas urbanas los mismos valores. A esto contribuye entre otras cosas, que la función de "corte de combustible en deceleración" se mantiene activa durante más tiempo por medio de una regulación de desmultiplicación muy bien concebida.
En los tramos interurbanos, las diferencias no son tan claras, pero también aquí son apreciables en algunas décimas los mejores valores obtenidos por el multitronic. El Audi A6 de 2,8 litros con 193 CV alcanza, en total, un ahorro de combustible de 0,9 litros a los 100 kilómetros frente a la transmisión automática tradicional y de 0,2 litros a los 100 kilómetros frente al cambio manual.
El Audi A6 2.8 con multitronic acelera en 1,3 segundos menos que un vehículo con transmisión automática tradicional desde una posición parada hasta los 100 km/h y supera en una décima de segundo a un vehículo con cambio manual de 5 marchas cambiadas de forma óptima en lo que a la aceleración del vehículo se refiere.