Cómo funciona una caja de cambios automática

El 49,3% de los coches de segunda mano y km 0 a la venta en España en el portal de compra-venta más popular, disponen de un algún tipo de caja de cambios automática. Esta maravilla de la ingeniería es cada vez más popular y simplifica considerablemente la conducción. Elimina la necesidad de cambiar de marcha manualmente y aporta una conducción mucho más suave.

Con una caja de cambios manual, es el conductor quién elige qué marcha se pone. Constantemente evaluando la velocidad del vehículo y las revoluciones del motor en previsión del próximo movimiento, ya sea bajando una marcha para entrar en una curva cerrada o acelerando en una recta. Pero, y en un cambio automático, ¿cómo decide qué marcha es la mejor para la situación? 

¿Cómo funciona la caja de cambios automática?

La gracia de una caja de cambios automática es que cambia de marchas sola, sin la necesidad de que el conductor intervenga. Existen diversos tipos de cambios automáticos, algunos siendo en realidad una caja de cambios manual con un embrague, o dos, accionados por un sistema electromecánico. Actualmente, la electrónica facilita mucho esa operación. Pero el cambio automático de toda la vida funciona incluso sin electrónica. ¿Cómo puede entonces decidir cuándo cambiar de marcha de forma mecánica o analógica?

Cambio automático por convertidor de par

Dentro de una transmisión automática, al menos una antigua de accionamiento hidráulico, hay un convertidor de par, engranajes planetarios, las bandas y embragues que accionan esos engranajes, y una serie de válvulas que dirigen la presión hidráulica para activar las bandas/embragues.

Cambio automático por convertidor de par.

Su funcionamiento es relativamente sencillo: un convertidor hidráulico sustituye al embrague de disco de la caja manual. El convertidor hidráulico está compuesto por dos turbinas que giran una frente a otra en un baño de aceite específico y garantizan la transmisión del par. Digamos que el fluido es como el embrague. Una de las turbinas está conectada al motor y la otra a la caja de cambios. El cambio automático de marchas se realiza mediante engranajes planetarios.

La transmisión, por su parte, sabe qué relación seleccionar basándose en la información sobre la velocidad del vehículo, la presión del acelerador y la posición en la que se encuentra la palanca de cambios (D o R, por ejemplo). La palanca de cambios le indica a la transmisión qué válvulas de cambio puede y no puede accionar. La presión en el sistema aumenta a medida que el regulador detecta que el eje de salida se mueve más rápido, y activará una válvula de cambio para acoplar una marcha más alta. Si disminuye la presión, bajara de marchas.

El cambio robotizado con embrague

Se trata de una caja de cambios manual a la que se le añade un sistema electrohidráulico que accionará el embrague y cambiará de marchas por el conductor en función de la velocidad y de las revoluciones del motor. El inconveniente de este añadido es una sensación de lentitud entre los cambios de marcha e incluso una fuerte desaceleración entre cada cambio de marcha si no se levanta el pie del acelerador. Todo ello está controlado por un sistema electrónico, cada vez más sofisticado con el paso de los años.

Cambio automático de doble embrague

Cambio DSG de doble embrague.

El cambio automático de doble embrague utiliza, como su nombre indica, dos embragues separados para los conjuntos de marchas pares e impares. Básicamente, se puede describir como dos cambios manuales independientes con sus respectivos embragues contenidos en una sola carcasa y que funcionan como una sola unidad.

Cuando entra en funcionamiento la primera marcha, la segunda se preengrana, lo que permite un cambio de marcha extremadamente rápido, de unos milisegundos, eliminando la lentitud de los cambios robotizados de embrague simple. La electrónica calcula, en función de la conducción, qué marcha debe preseleccionar. 

La transmisión del par se realiza, a efectos prácticos, de forma continua, lo que evita las sacudidas que pueden producirse con una caja de cambios robotizada de embrague simple. El conductor puede pasar al modo manual, lo que le permite cambiar de marcha a su antojo.

Cambio CVT (variación continua)

La velocidad varía de forma progresiva, sin cambios de marcha. La CVT, o transmisión variable continua, no tiene engranajes. Está compuesta por dos poleas cónicas que están conectadas entre sí por una correa de metal. 

Si bien en un caja de cambios convencional, ya sea manual o automática, las marchas se definen por una combinación de engranajes de diferentes diámetros (como en los platos y piñones de una bici de marchas), en el cambio CVT son las dos poleas cónicas que permiten una variabilidad infinita entre las marchas más altas y más bajas de forma continua. 

El diámetro sobre el que gira la correa varía automáticamente en función del régimen del motor creando así en continuo una relación similar entre un piñón grande o pequeño y un plato, grande o pequeño. ¿Un defecto? El deslizamiento durante una aceleración brusca, en el que la caja de cambios tenderá a patinar dando la sensación que el motor se revoluciona más de la cuenta.

Imágenes | Volkswagen, ZF, Motorpasión

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