¿Qué es una Transmisión?
Una transmisión es un dispositivo utilizado en vehículos y maquinaria, como coches y bicicletas, para regular el número de revoluciones o el par (fuerza de rotación).
Un reductor de velocidad es un dispositivo similar, pero mientras que un reductor de velocidad tiene una relación de reducción fija, una caja de cambios puede cambiar la relación de velocidad. La relación de velocidad variable permite adaptar la caja de cambios a distintas condiciones de funcionamiento.
Cambiando la combinación de engranajes con diferentes números de dientes, la velocidad y el par de entrada del motor u otro lado de potencia se convierten en lo que se necesita y sale.
Usos de las Transmisiones
Las transmisiones se utilizan en una gran variedad de vehículos y máquinas.
1. Vehículos
En los vehículos en movimiento, como coches, motocicletas y trenes, la relación de reducción puede aumentarse para accionar los neumáticos con un par mayor que el par en el lado de entrada, como el motor, cuando se requiere una gran potencia, como al arrancar desde parado o al subir una pendiente.
Si se requieren velocidades más altas que grandes pares, se puede reducir la relación de reducción y aumentar las rpm de salida por encima de las rpm de entrada.
2. Máquinas
Las máquinas-herramienta requieren que la velocidad periférica se mantenga dentro de un rango determinado durante el corte. Por ello, se utiliza una transmisión para variar la velocidad en función del material de la pieza y del diámetro de la herramienta.
Principio de las Transmisiones
Las transmisiones utilizan mecanismos como engranajes y poleas para controlar el par y la velocidad. Estos mecanismos permiten modificar la relación de transmisión al transferir la fuerza de giro del eje de entrada al de salida.
1. Transmisiones por Engranajes
Los engranajes son ruedas dentadas en forma de disco, que pueden combinarse con engranajes de diferentes tamaños para conseguir el efecto de cambio de velocidad.
El tamaño de un engranaje se expresa en términos de radio y número de dientes. Por ejemplo, considere un engranaje conectado al eje de entrada (piñón) engranado con un engranaje conectado al eje de salida (corona dentada).
La rotación del piñón en el eje de entrada se transmite a la corona dentada, que puede obtener la fuerza de rotación del eje de salida. Si el número de dientes del piñón es inferior al número de dientes de la corona dentada, la velocidad de rotación del eje de salida será inferior a la del eje de entrada y el par aumentará.
Por el contrario, si el número de dientes del piñón es mayor que el número de dientes de la corona dentada, la velocidad de rotación del eje de salida será mayor que la velocidad de rotación del eje de entrada y el par disminuirá. De este modo, la velocidad y el par pueden variar en función de la combinación de engranajes.
2. Transmisiones por Poleas
Una correa de caucho conecta dos poleas y, cambiando la relación de los diámetros de las poleas de entrada y salida, se consigue un efecto de velocidad variable. Las poleas son ruedas en forma de disco y la correa se enrolla alrededor de las poleas.
Cambiando la relación entre el diámetro de las poleas más pequeñas conectadas al eje de entrada y el diámetro de las poleas más grandes conectadas al eje de salida, se puede ajustar la velocidad de rotación y el par del eje de salida.
Las bicicletas y las motocicletas cambian de velocidad modificando la relación de transmisión entre los ejes de entrada y salida a través de una cadena, en lugar de engranar directamente los engranajes. De este modo, las Transmisiones funcionan utilizando mecanismos como engranajes y poleas.
Tipo de Transmisiones
Las transmisiones pueden dividirse a grandes rasgos en transmisiones escalonadas y continuas. En las transmisiones escalonadas, la relación de reducción es un valor escalonado, ya que la velocidad se modifica cambiando la combinación de engranajes y otros componentes.
Las transmisiones continuas permiten cambiar la relación de reducción sin escalones, realizando así la combinación óptima de par y velocidad. Esto permite una aceleración suave y una mayor eficiencia de combustible.
Existen tres tipos principales de transmisiones para aplicaciones de automoción: las transmisiones manuales (MT) y las transmisiones automáticas (AT), que son transmisiones continuamente variables, y las transmisiones continuamente variables (CVT).
1. Transmisión Manual (MT)
Este tipo de transmisiones controla la velocidad y el par del vehículo mediante el cambio manual de marchas por parte del conductor.
Para cambiar de marcha es necesario interrumpir temporalmente la entrada del motor, por lo que se utiliza un dispositivo llamado embrague para interrumpir la entrada y seleccionar la marcha adecuada, y luego se tira del embrague para reanudar la entrada del motor. El conductor puede seleccionar la marcha a voluntad, lo que le da un mayor control sobre las prestaciones del vehículo.
2. Transmisión Automática (TA)
Las transmisiones que no requieren que el conductor cambie de marcha manualmente. En función de la velocidad y la carga del vehículo, la marcha óptima se selecciona automáticamente mediante control electrónico.
Un dispositivo denominado convertidor de par, que utiliza presión hidráulica para desempeñar la función del embrague en una transmisión manual, garantiza la suavidad de los cambios de marcha.
3. Transmisiones de Variación Continua (CVT)
Existen CVT de correa y CVT toroidales. Las CVT de correa suelen utilizarse en scooters de dos ruedas y turismos, y cambian de marcha modificando continuamente el diámetro de contacto de las poleas que accionan la correa.
La CVT toroidal es una transmisiones que combina rodillos de forma especial; la potencia se transmite por fricción entre los rodillos, y la velocidad se cambia variando el diámetro del contacto entre los rodillos.