Cambio Automático en un Auto: Que es, Tipos, Posiciones
El cambio automático en un automóvil es un sistema de transmisión que cambia de marchas automáticamente mientras el conductor conduce. Proporciona mayor comodidad, especialmente en ciudades con mucho tráfico.
Los componentes principales incluyen convertidores de par, sistemas de engranajes y vías hidráulicas. Las posiciones del cambio automático son P (Parking), R (Reverse), N (Neutral), D (Drive) y M (Manual).
Hay diferentes tipos de cambios automáticos, como los de convertidor de par, variadores continuos, robotizados y de doble embrague. Funcionan mediante un sistema hidráulico y electrónico controlado por una unidad de control y sensores.
¿Qué es el Cambio Automático en un automóvil?
El Cambio automático en un automóvil, "Caja de cambios automática" o "Transmisión automática" es un sistema de transmisión que permite que el cambio de marchas se realice automáticamente mientras el conductor maneja el vehículo.
A diferencia de un cambio manual, donde el conductor debe cambiar las marchas de forma manual mediante una palanca y un embrague, el cambio automático se encarga de realizar estos cambios de forma automática sin intervención directa del conductor.
1.Funcionamiento del cambio automático
El funcionamiento del cambio automático se basa en un conjunto de componentes que trabajan en conjunto para cambiar las marchas de forma automática. Estos componentes incluyen un convertidor de par, un sistema de engranajes y vías hidráulicas.
El convertidor de par permite la transferencia de la potencia del motor a las ruedas, mientras que el sistema de engranajes se encarga de acoplar y desacoplar las diferentes marchas. Las vías hidráulicas, por su parte, son necesarias para el cambio de marcha.
Componentes principales de un cambio automático
Convertidor de par
El convertidor de par es uno de los componentes clave de un cambio automático. Su función principal es transferir la potencia del motor a la transmisión, permitiendo que las ruedas del vehículo se muevan.
Está compuesto por una carcasa, una turbina, un impulsor y un estator. El convertidor de par utiliza el fluido hidráulico para transmitir la potencia del motor de forma suave y eficiente.
Sistema de engranajes
El sistema de engranajes es otro componente esencial en un cambio automático. Su objetivo es crear diferentes relaciones de engranajes para adaptarse a las distintas condiciones de conducción.
Está compuesto por un conjunto de engranajes que se acoplan y desacoplan según las necesidades de velocidad y torque. Estos engranajes permiten que el motor funcione de manera más eficiente y proporcionan una experiencia de conducción suave.
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Vías hidráulicas y bomba hidráulica
Las vías hidráulicas y la bomba hidráulica son elementos cruciales en un cambio automático. Las vías hidráulicas son conductos por los cuales circula el fluido hidráulico necesario para el funcionamiento del sistema.
Estas vías permiten la transmisión de la presión generada por la bomba hidráulica, que es la encargada de suministrar el fluido con la presión necesaria para activar los frenos, embragues y el convertidor de par.
Posiciones del cambio automático
El cambio automático en un automóvil ofrece diferentes posiciones que permiten al conductor manejar el vehículo de manera conveniente. A continuación, se detallan las diversas posiciones del cambio automático:
P (Parking)
La posición P (Parking) se utiliza cuando el vehículo está estacionado. Al seleccionar esta posición, se bloquea la caja de cambios, lo cual impide que las ruedas se muevan. Es importante asegurarse de que el vehículo esté completamente detenido antes de colocarlo en esta posición. La posición P proporciona seguridad y evita el movimiento accidental del vehículo.
R (Reverse)
La posición R (Reverse) se utiliza para circular marcha atrás. Al seleccionar esta posición, el vehículo se mueve en dirección opuesta a la dirección en la que está apuntando el volante. Es muy útil al estacionar en espacios reducidos o al retroceder en una calle.
N (Neutral)
La posición N (Neutral) se emplea para mantener el automóvil en punto muerto. En esta posición, el motor del vehículo sigue en funcionamiento, pero no se transmite potencia a las ruedas. Es útil, por ejemplo, cuando se quiere empujar el vehículo sin necesidad de encender el motor.
D (Drive)
La posición D (Drive) se utiliza para la circulación normal del vehículo. Al seleccionar esta posición, el cambio de marchas se realiza automáticamente según la velocidad y otras condiciones del vehículo. El conductor no tiene que preocuparse por realizar los cambios de forma manual, lo que brinda comodidad, especialmente en situaciones de tráfico intenso.
S (Sport)
De funcionamiento similar a la posición D pero con cambios más rápidos, bruscos y a unas revoluciones mayores.
L (Low)
Para impedir que entren las marchas más largas, sólo primera y segunda, en caso de fuertes pendientes, además permite retener al bajar las mismas pendientes. En algunos fabricantes se sustituye la L por 3, 2, 1 dependiendo del fabricante en las cuales se obliga a mantener como máximo la desmultiplicación mayor.
Cabe destacar que en Venezuela se llama de modo coloquial a lo anteriormente mencionado L3, L2 y L1; respectivamente.
Modo M (Manual)
El modo M (Manual) permite al conductor cambiar de marcha de manera manual, a diferencia de las posiciones anteriores que realizan los cambios de forma automática.
Al seleccionar esta posición, el conductor puede utilizar las levas o palancas de cambio en el volante o una palanca adicional para cambiar de marcha según sus preferencias y necesidades en cada momento. El modo M brinda un mayor control sobre el vehículo y puede ser utilizado para una conducción más deportiva.
Suele encontrarse al lado de la posición D en la cual los movimientos de la palanca, marcados con + y con -, permiten subir y bajar de marchas a voluntad, con la cual hay además posibilidad de retención en los descensos (ver figura).
W (Winter)
No es muy común y menos como posición. Se puede encontrar como un funcionamiento especial de la posición D en la cual la salida y los cambios de marcha se realizan de forma mas suave para evitar que las ruedas patinen cuando el suelo se encuentra con escaso agarre.
Como dispositivo de seguridad, el accionamiento del motor de arranque sólo es posible en P y en N, siendo incluso imposible en vehículos recientes sacar la llave del contacto si no está la palanca en P, o sacar la palanca de P con el motor parado si no se mantiene el freno pisado.
Tipos de cambios automáticos
1.Cambios por convertidor de par
Los cambios automáticos por convertidor de par son comunes en muchos vehículos. Utilizan un dispositivo llamado convertidor de par para transmitir la potencia del motor a las ruedas. El convertidor de par funciona mediante el uso de aceite hidráulico y una serie de turbulencias internas para transferir la potencia.
Este tipo de cambio automático es suave y ofrece una conducción cómoda, pero puede tener un consumo de combustible ligeramente más alto en comparación con otros tipos de cambios automáticos.
Este tipo de cambio era el que utilizaban principalmente los vehículos automáticos antiguos. Persiste hoy en día, pero entonces dejaba mucho que desear si el vehículo no era lo suficientemente potente.
El convertidor de par es una especie de volante conectado al otro disco que va atornillado al motor, que transmite la potencia a los engranajes ubicados dentro de la caja de cambios. Va accionado por un embrague hidráulico y el volante, en su interior, contiene un líquido viscoso que es girado por una especie de turbina que gira a lo largo del mismo.
A pesar de que la explicación pueda resultar farragosa y complicada, su estructura es sencilla y resistente. Suele ser el sistema común por excelencia en los vehículos automáticos y en la actualidad no suelen dar muchos problemas.
Antes, en modelos antiguos, a la hora de cambiar de marchas los movimientos de los engranajes eran demasiado bruscos, como si en un vehículo de marchas manuales cambias de una forma poco apropiada.
La caja de cambios terminaba sufriendo sus consecuencias y al final, por muy fuertes que fuesen sus componentes, la presión a la que era sometida podía generar problemas.
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2.Cambios de tipo variador continuo
Los cambios automáticos de tipo variador continuo, también conocidos como CVT (transmisión de variador continuo), son cada vez más populares en los vehículos modernos. Este tipo de cambio automático no tiene marchas definidas, en su lugar, utiliza una polea y una correa para proporcionar una conducción suave y continua.
Los cambios de velocidad son prácticamente imperceptibles, lo que resulta en una sensación de aceleración ininterrumpida. Además, los cambios de tipo variador continuo a menudo contribuyen a una mayor eficiencia de combustible.
A diferencia del convertidor de par, este además, incorpora un sistema determinado por el desarrollo de dos poleas formadas por elementos cónicos, unidas por una cadena que transmite la potencia del motor a los engranajes de la caja.
En este caso, las transmisiones se diferencian por el diámetro en el que se mueva la cadena. Es decir, el volante del motor gira las poleas que van dentro de la caja de variador continuo y estos, a su vez, transmiten la potencia al diferencial que va conectado a las ruedas.
3.Cambios robotizados
Los cambios automáticos robotizados, también conocidos como cambios de embrague simple o cambios de una sola embrague, son una opción popular en muchos vehículos deportivos y de alto rendimiento.
Estos cambios automáticos utilizan un único embrague controlado electrónicamente para realizar los cambios de marcha de forma rápida y precisa. Los cambios robotizados ofrecen una respuesta rápida y una sensación deportiva al conducir, pero pueden no ser tan suaves en comparación con otros tipos de cambios automáticos.
4.Cambios de doble embrague
Los cambios automáticos de doble embrague, también conocidos como cambios DCT (transmisión de doble embrague), son una tecnología avanzada utilizada en vehículos de alto rendimiento.
Este tipo de cambio utiliza dos embragues independientes para preseleccionar y realizar los cambios de marcha de forma casi instantánea. Los cambios de doble embrague ofrecen una transición suave entre marchas y una experiencia de conducción deportiva.
Son especialmente apreciados por su capacidad de realizar cambios rápidos y precisos en situaciones de alto rendimiento, como en las carreras o maniobras de adelantamiento.
*La información sobre los tipos de cambios automáticos se proporciona a título informativo y puede variar según el fabricante y el modelo del vehículo. Recuerda elegir el tipo de cambio automático que mejor se adapte a tus necesidades y preferencias a la hora de comprar un automóvil.
Las cajas de cambio automáticas de doble embrague, la opción que está logrando desbancar las cajas manuales ya que combina la comodidad de un convertidor de par con una respuesta más instantánea que un cambio manual movido por un piloto profesional.
En realidad es como tener dos cajas de cambio en una. Por un lado tenemos el cambio de las marchas impares, y por otro lado estaría la caja encargada de las marchar pares.
Esto permite unos cambios en décimas de segundo, mucho más rápidos que los que se puedan realizar con una caja manual. Cuando la caja engrana la primera marcha, inmediatamente después el segundo embrague está listo para meter la segunda marcha. Todo esto sumado a una suavidad en los cambios que consiguen preservar el estado de sus componentes.
Caja de Cambios Manual Pilotada
Aunque hay discrepancias en cuanto a su denominación, la caja de cambios manual pilotada (también conocida por CMP), no se considera un cambio automático… a pesar de no tener embrague.
Sin embargo, como entra dentro de la descripción y el concepto, lo incluimos en este apartado. Viene a ser un híbrido entre una caja manual y una automática. Poniendo en contexto al lector, es una caja manual, pero que incorpora un sistema de embrague interno para que no se tenga que accionar exteriormente.
Hay muchos modelos actuales que equipan este tipo de transmisión, la mayoría del Gupo PSA (Peugeot Citroën), pero también en coches pequeños como el Seat Mii o el Toyota Aygo.
También en los deportivos, como Aston Martin, Maserati o Lamborghini, ya que ofrecen un funcionamiento más directo que un cambio automático de convertidor de par para conducir de forma deportiva, pero con un modo automático suave cuando se conduce de forma tranquila.
El problema de estos cambios es la falta de conocimiento al respecto. No se suele usar como es debido. Al tratarse de una caja manual, aunque no tenga pedal de embrague conviene levantar el pie del acelerador cada vez que se lleva a cabo un cambio de marcha.
De lo contrario, su reacción será el típico latigazo que se produce cada vez que se engrana una marcha mientras continúas con el pedal de gas presionado. Si el conductor no tiene experiencia con este tipo de sistemas, los cambios bruscos pasarán factura.
Su resultado y respuesta es muy similar al de una transmisión manual, pero los cambios suelen ser algo más lentos e imprecisos.
Control y funcionamiento del cambio automático
El control y funcionamiento del cambio automático en un automóvil se basa en un sistema hidráulico y electrónico que permite realizar los cambios de marcha de manera automática, sin la necesidad de utilizar un embrague y una palanca de cambios.
1.Sistema hidráulico y electrónico
El sistema hidráulico del cambio automático utiliza fluido hidráulico para transmitir la potencia del motor a las ruedas. Este fluido se encarga de activar los frenos, embragues y el convertidor de par, permitiendo que se realicen los cambios de marcha de manera suave y eficiente.
Por otro lado, el sistema electrónico está compuesto por una unidad de control electrónica que se encarga de gestionar el funcionamiento del cambio automático. Esta unidad utiliza sensores para detectar diferentes variables, como la velocidad del vehículo, la posición del acelerador, la presión del aceite, entre otros factores, y utiliza esta información para decidir cuándo y cómo realizar los cambios de marcha.
2.Unidad de control electrónico
La unidad de control electrónico del cambio automático es responsable de procesar la información proporcionada por los sensores y tomar las decisiones adecuadas para realizar los cambios de marcha de manera óptima.
Esta unidad está programada con algoritmos y patrones de cambio específicos que se ajustan de acuerdo a las condiciones de conducción, permitiendo un rendimiento eficiente y adaptado a cada situación.
Además, la unidad de control electrónico también se encarga de coordinar la comunicación entre todos los componentes del sistema de transmisión automática, asegurando que los cambios de marcha se realicen de manera suave y precisa.
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3.Sensores y factores para cambiar de marcha
Los sensores desempeñan un papel fundamental en el control del cambio automático. Estos dispositivos detectan variables como la velocidad del vehículo, la posición del acelerador, la temperatura del aceite, entre otros, y envían esta información a la unidad de control electrónica.
La unidad de control utiliza la información de los sensores, junto con algoritmos preprogramados, para determinar el momento adecuado para cambiar de marcha.
Factores como la carga del motor, la velocidad del vehículo, la aceleración requerida y la situación de conducción influyen en las decisiones de cambio de marcha, optimizando el rendimiento, la eficiencia y la suavidad de la transmisión automática.
- Sensores de velocidad del vehículo: detectan la velocidad a la que se desplaza el automóvil.
- Sensores de posición del acelerador: miden la posición del pedal del acelerador y determinan la demanda de potencia del conductor.
- Sensores de temperatura del aceite: monitorizan la temperatura del fluido hidráulico, asegurando un funcionamiento adecuado del sistema.
- Sensores de carga del motor: registran la carga del motor, es decir, la demanda de potencia del motor en relación con la velocidad del vehículo.
Estos sensores trabajan en conjunto para proporcionar la información necesaria a la unidad de control electrónica, permitiendo un control preciso y eficiente del cambio automático en diferentes situaciones de conducción.
Ventajas del Cambio Automático
Entre las ventajas, se destaca la mayor comodidad que ofrece al conductor, especialmente en entornos urbanos con tráfico denso. Además, permite una conducción más fluida y suave, ya que los cambios de marcha se realizan de manera automática y sin interrupciones en la aceleración.
También resulta más sencillo de utilizar, ya que no requiere conocimientos específicos de cambio de marchas.
1.Comodidad
La principal razón por la que los conductores se decantan por este tipo de sistemas es por la comodidad, sobre todo en tráfico urbano y durante los atascos, con numerosas paradas y arrancadas. Pero no siempre todos comparten esta opinión, pues cuando llevas muchas horas al volante a veces puede parecer aburrido.
Sin embargo, eso ya no es un problema con los sistemas de cambio automático moderno, ya que, en ese caso, uno siempre puede cambiar con las levas de forma manual.
2.Seguridad vial
Hay muchas personas a las que supone un alivio no tener que sincronizar el pedal del embrague con la palanca de cambios, cada vez que la transmisión requiera cambiar de engranaje. No tener que estar pendiente del pedal y la palanca, unido al hecho de que el coche no llega a calarse en ningún momento, permite a muchos conductores fijarse más en la condución.
También resultan de gran ayuda en cuestas empinadas (si bien hoy en día muchos coches ya cuentan con sistemas de ayuda al arranque en pendiente, incluso con cambios automáticos).
3.Seguridad Mecánica
Finalmente, ofrecen una cierta seguridad mecánica. Lo saben bien en los desguaces, donde comprueban que un motor procedente de un coche automático suele estar en mejor estado que uno que haya sido propulsado por una caja de cambios manual. Esto es debido al correcto engranaje de las marchas, en el que los cambios se realizan en el momento correcto.
Los cambios de marcha bruscos pueden suponer roturas, pero la mayoría de las transmisiones automáticas nuevas suelen realizar unos cambios de marcha suaves, con rapidez y precisión.
Desventajas del Cambio automático
En primer lugar, este sistema tiende a ser más costoso en comparación con un cambio manual. Además, en algunos casos, el rendimiento y la eficiencia del vehículo pueden verse ligeramente afectados, ya que el cambio automático puede suponer un consumo de energía adicional.
Por último, en situaciones donde se requiere un control preciso de las marchas, como en conducción deportiva, un cambio manual puede ofrecer mayor satisfacción al conductor.
1.Coste Elevado
Como cualquiera puede comprobar cuando compara las diferentes versiones de un modelo, las transmisiones automáticas aumentan el precio final del coche.
Aquellas que incorporan cajas de cambios más básicas, como las cajas de cambio manuales pilotadas, suben en torno a 600 euros, pero cuando uno elige cambios más complejos, como los DSG, suben de media unos 2.000 euros el precio final del coche. Y en marcas premium la diferencia de precio es aún mayor.
2.Revisiones Exhaustivas
Como todo buen sistema, siempre hay algún aspecto que representa un punto débil. Si las cajas de cambios automáticas de hace más de 10 años fuesen el objeto de estudio de este apartado, la lista sería ligeramente más larga, pero en la actualidad no representan tantos problemas como antaño.
Cabe destacar que el mantenimiento de cualquier transmisión automática, requiere una revisión más exhaustiva. A mayor número de componentes y complejidad técnica, mayor cantidad de revisiones harán falta. No se puede comparar este mantenimiento con el de una caja de cambios manual, mucho más sencillo. Además, debes tener en cuenta que las revisiones suelen ser más costosas.
3.Mantenimiento
Tradicionalmente, el consumo de combustible era ligeramente superior al de la versión manual, en torno a un 10%… pero ese es un hándicap que las cajas de cambio automáticas más modernas ya han solventado, mejorando consumos y emisiones respecto de sus equivalentes manuales.
Podemos decir que una de las ventajas de los cambios manuales es que se puede utilizar el motor como freno, reduciendo marchas. Esta técnica resulta muy útil a la hora de bajar puertos de montaña. Al reducir de marcha las revoluciones suben en proporción a la relación del engranaje, y eso provoca la progresiva detención del vehículo.
En contraposición, los automáticos más básicos no pueden realizan esta tarea, por lo que suelen gastar más frenos… y una mala conducción puede incluso llegar a deteriorar los discos de freno. Con un tipo de cambio automático que incorpore un sistema de cambio secuencial sí se puede hacer uso del freno de motor sin problemas.
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