¿Para qué sirve la palanca de un auto? Conoce más sobre el mecanismo de cambio de marchas aquí

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El mecanismo de cambio de marchas es un componente que con demasiada frecuencia se da por sentado, pero es una de las características más importantes del automóvil. Debe ser rápido y suave en acción, eficiente y totalmente confiable. Las condiciones de conducción modernas exigen que el conductor realice cambios de marcha frecuentes y un mecanismo que es temperamental o impreciso puede ser tanto frustrante y peligroso como físicamente agotador. Si te has preguntado ¿Para qué sirve la palanca de un auto? aquí te responderemos.

Embragues para perros

Los cambios de marcha ya no se realizan deslizando los piñones reales dentro y fuera del engranaje. Los piñones de la caja de cambios moderna están engranados constantemente. Esto significa que los engranajes del eje secundario son parte integral del mismo, mientras que los del eje principal pueden girar libremente sin girar el eje. Por lo tanto, para poner en acción un par de engranajes, el engranaje del eje principal debe bloquearse en el eje. Esta acción proporcionará un vínculo sólido entre el eje intermedio y el eje principal. El bloqueo de los engranajes al eje principal se realiza mediante conjuntos de embrague de garras equipados con sincronización. El centro del embrague de garras está acanalado con el eje principal y los dientes en un extremo engranan con un conjunto coincidente en el engranaje que se va a engranar. Este engranaje está bloqueado en el eje principal a través de las estrías del embrague de garras.

El corazón de la acción de cambio de marchas está en el deslizamiento de los embragues de garras. Para acoplar una marcha, el embrague de garras debe deslizarse hacia arriba en el eje principal; para desacoplar, el embrague de garras debe moverse hacia abajo por el eje.

La mayoría de los embragues de garras son, de hecho, diseños de dos extremos, lo que significa que si se mueven en una dirección, engranarán un engranaje, si se mueven lo suficiente en la otra dirección, se desengancharán del primer piñón y luego engranarán el segundo.

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La ventaja de esto es que se necesitan menos nidadas de perros. Una caja de cambios típica de cuatro velocidades tendrá, por ejemplo, tres embragues de garras, uno para la tercera y la cuarta marcha, otro para la primera y la segunda y el tercero para engranar la marcha atrás.

Hay tres partes distintas en un mecanismo de cambio de marchas: la palanca en sí y sus conexiones a la caja de cambios, las horquillas deslizantes que mueven los embragues de garras dentro y fuera del engrane (y, en el medio, el mecanismo de selección de horquillas).

¿Para qué sirve la palanca dentro de un mecanismo de cambio de marcha?

El mecanismo de cambio de marchas comienza, obviamente, con la palanca de cambios. ¿Para qué sirve la palanca? En los primeros automóviles, la palanca bajaba directamente hacia la caja de cambios porque el motor y la caja de cambios estaban separados por un eje corto y esto colocaba la caja de cambios en una posición conveniente para una palanca de acción directa.

La práctica moderna es unir estos dos componentes principales, en lo que se conoce como "construcción de unidades". Esto le dio mayor rigidez a la transmisión, además de reducir los costos de fabricación. Sin embargo, significaba que la caja de cambios estaba montada más adelante de lo que solía estar y esto, a su vez, significaba que una palanca montada en el piso no podía acoplarse directamente a la caja de cambios. Si lo fuera, habría sido extremadamente incómodo para el conductor, ya que estaría demasiado adelantado o tan largo que sería difícil lograr cambios eficientes y precisos.

La respuesta fue incorporar un mecanismo de control remoto entre la palanca y la caja de cambios. La mayoría de los mecanismos de control remoto montados en el piso se basan en una varilla, aunque se han utilizado cables, la varilla va hacia adelante desde la palanca de cambios hasta el brazo percutor en la caja de cambios. Esto puede sonar bastante simple, pero hay problemas involucrados en este tipo de vinculación.

La mayoría se debe al hecho de que una palanca de cambios debe moverse en dos planos, hacia adelante y hacia atrás y luego de lado a lado para moverse a través de la "puerta" de cambios. La biela obviamente debe poder duplicar estos movimientos. Una biela simplemente atornillada a la palanca de cambios y al percutor podría moverse en ambos sentidos, pero su acción sin duda sería dura. Además, la distancia entre la palanca y el percutor suele ser de unos 70 cm (2 pies) y una barra de esta longitud debe estar apoyada en cojines para transmitir los movimientos de la palanca de cambios con suavidad y sin flexión. La incorporación de cojines lisos o casquillos no afectaría el movimiento de ida y vuelta de una barra simple, pero prohibiría claramente la acción de lado a lado. La respuesta al problema es simple. La mayoría de las varillas de control remoto se giran en el extremo de la palanca de cambios. Esto significa que la acción lateral de la palanca se convierte en rotación de la varilla, acción en la que no interfieren los cojinetes simples.

Horquillas selectoras

¿Para qué sirve la palanca? El trabajo de la palanca de cambios es mover las horquillas selectoras, que son los componentes que realmente deslizan los embragues de garras dentro y fuera del engranaje. Las horquillas, una para cada embrague de perro, se ubican en ranuras en el perro y están en contacto constante. El desgaste de las horquillas se minimiza al fabricarlas con acero extremadamente duro.

El funcionamiento de las horquillas es muy sencillo. Se transportan sobre varillas que corren paralelas a los ejes de la caja de cambios y cuando se requiere un cambio de marcha se desplaza la correspondiente horquilla a lo largo de su eje. Su ubicación en la ranura hace que lleve consigo el embrague de garras, poniéndolo en contacto con el piñón a engranar. De manera similar, cuando este piñón tiene que ser desacoplado, la horquilla simplemente se desliza hacia abajo por la varilla, alejando el embrague de garras del piñón.

¿Para qué sirve la palanca? El Cambio de marcha

Muchos conductores piensan que el cambio de marchas es una simple acción. Esto es más un tributo al diseño de los mecanismos de cambio de marchas que una realidad, porque un cambio de marchas, de hecho, comprende cuatro etapas separadas.

Para tomar la secuencia por turnos, primero se debe mover la palanca de cambios para seleccionar la horquilla correcta y luego se usa para moverla en la dirección adecuada.

A continuación, se debe engranar el embrague de garras con el piñón y, por último, se debe bloquear la garra en su posición.

La tercera de estas tareas, la de engranar el embrague de garras con el piñón, es realmente la tarea de sincronizar, pero todas las demás caen firmemente en el ámbito del mecanismo selector de marchas. Hay dos mecanismos selectores de marchas comunes que preocupan a los entusiastas de los coches clásicos, el selector deslizante y el tipo de bola, aunque estos fueron modificados y mejorados en gran medida por los fabricantes individuales.

El mecanismo selector deslizante

El mecanismo selector deslizante tiene cuatro varillas y tres de ellas corren a lo largo de la caja de cambios paralelas al eje principal, mientras que la cuarta varilla corre en ángulo recto con ellas.

Cuando se emplea este tipo de mecanismo en una caja de cambios de cuatro velocidades, también hay tres horquillas selectoras, todas equipadas con manguitos. Dos de las horquillas encajan directamente en las varillas más largas, mientras que la tercera, para la marcha atrás, se conecta al manguito de la otra varilla larga por medio de una palanca. Las mangas de las horquillas tienen dos características distintas.

En primer lugar, están ranurados y, en segundo lugar, están equipados con cojinetes de bolas accionados por resorte que se ubican en huecos en las varillas. Cuando la caja de cambios está en punto muerto, estas ranuras están alineadas a lo largo de la caja de cambios. La cuarta barra lleva un protector y tiene un par de dedos uno frente al otro pero con un espacio estrecho entre ellos.

¿Para qué sirve la palanca de cambios en su parte inferior?

La parte inferior de la palanca de cambios, llamada barra de percusión, encaja entre estos dedos y su punta se acopla con una de las ranuras. En esta posición, los dedos del protector están ubicados en las ranuras de las horquillas que no están engranadas, por lo tanto, se evita que la varilla del percutor enganche dos horquillas a la vez. Ahora, para cambiar a otro selector, la varilla del percutor claramente debe moverse a través de la caja de cambios. Este movimiento lo proporciona el conductor cuando mueve la palanca a través de la puerta del cambio. En su recorrido, la barra de impacto empuja la protección frente a ella, dejando al descubierto la ranura en la horquilla deseada. El segundo dedo de la protección se mueve detrás de la varilla del percutor, cerrando la ranura que acaba de dejar la varilla del percutor, evitando de nuevo la posibilidad de enganchar inadvertidamente dos ranuras a la vez.

Con la varilla del percutor firmemente encajada en la ranura, se puede mover la horquilla. Esto ocurre cuando la palanca de cambios se mueve hacia adelante o hacia atrás. La presión ejercida sobre la palanca de cambios debe ser suficiente para vencer la fuerza del resorte del cojinete de bolas, pero un movimiento firme de la palanca de cambios por parte del conductor lo proporciona. Una vez que sube por el eje, la horquilla continúa su recorrido hacia adelante hasta que el embrague de garras hace contacto con los dientes del lado del engranaje que se va a engranar.

El mecanismo sincronizado permite que los dientes se muevan hasta el enganche completo, pero el perro aún debe bloquearse en su posición. Esto lo hace la bola con resorte en el cuello de la horquilla. La varilla que lleva la horquilla tiene otro rebaje en el punto alcanzado por el collar cuando el perro está completamente enganchado. El resorte, por lo tanto, empuja la bola hacia el interior del rebaje, bloqueando efectivamente la horquilla en la varilla y, si la horquilla no puede moverse, resistirá cualquier tendencia del perro a desengancharse del piñón.

La desconexión es el reverso de este proceso. Si la marcha a engranar está accionada por el mismo embrague de garras que el que ya está en uso, como sería el caso en un cambio de cuarta a tercera, por ejemplo, el conductor, al mover la palanca de cambios, fuerza la bola suspendida hacia atrás en su casquillo en el collar de la horquilla, la horquilla sube por el eje, se acopla con el otro piñón y se vuelve a bloquear en otra ranura de la varilla.

El proceso es un poco más complejo si el cambio de marcha se va a realizar a través de la puerta, de tercera a segunda, por ejemplo. En este caso, la horquilla vuelve a deslizarse a su posición original. Luego, el conductor mueve la palanca hacia los lados y este movimiento también fuerza la varilla del percutor hacia los lados. Esta acción vuelve a mover el protector, dejando al descubierto una ranura de la horquilla y cerrando la que ocupaba anteriormente. Con la horquilla seleccionada, la palanca del percutor se mueve hacia adelante o hacia atrás, deslizando el nuevo embrague de garras hacia arriba por las estrías del eje principal y bloqueándolo en su posición.

Cambio de tipo bola

Al igual que el mecanismo selector deslizante descrito anteriormente, las horquillas del selector de cambio de tipo bola están montadas cada una sobre varillas en la sección superior de la caja de cambios. Estas varillas atraviesan los manguitos de las horquillas, cada una de las cuales tiene una ranura profunda cortada en un lado para recibir la varilla del percutor. La varilla del percutor sobresale entre los manguitos de la horquilla, de modo que cualquier movimiento lateral enganchará la varilla en una ranura.

¿Para qué sirve la palanca de cambios? Al mover la palanca de cambios hacia adelante o hacia atrás, la horquilla se moverá a lo largo de la biela, deslizando el embrague de garras a lo largo del eje principal de la caja de cambios. Sin embargo, los manguitos están bloqueados en las varillas para evitar el enganche accidental de más de un manguito de horquilla. El dispositivo de bloqueo que se utiliza se centra en un émbolo accionado por resorte, habiéndose instalado un émbolo para cada horquilla selectora.

El resorte está ubicado en la carcasa de la caja de cambios y empuja un pequeño émbolo hacia un hueco en el manguito de la horquilla. Por lo tanto, para acoplar completamente la horquilla, la barra de percusión primero debe comprimir el émbolo. El movimiento adicional de la barra de percusión que esto implica aleja la barra de percusión de la otra horquilla, que, en cualquier caso, está bloqueada por un émbolo.

Cuando la horquilla ha acoplado el embrague de garras y el piñón, el mismo émbolo la bloquea en su varilla. El resorte fuerza esto lejos de la carcasa de la caja de cambios y lo desliza dentro de otro hueco en el manguito de la horquilla. Ambos mecanismos selectores son relativamente complejos. Se basan en un gran número de piezas móviles y, en consecuencia, son susceptibles de desarrollar fallos, además de ser costosos de fabricar. Por lo tanto, no sorprende que los fabricantes de automóviles menos costosos hayan buscado simplificar sus mecanismos selectores en la medida de lo posible. Dos ejemplos, el Vauxhall Viva y el Ford Escort, muestran avances significativos en este sentido sobre los sistemas recién descritos.

Ahora que ya sabes para qué sirve la palanca de cambios de tu auto, podrás manejar con mayor conocimiento de tu vehículo.

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