Electromecánica | El futuro del cambio es automático

Les costó hacerse un hueco, pero las cajas de cambios automáticas están cada vez más presentes en los vehículos europeos. Se trata de una tecnología algo más sofisticada que la del cambio manual y con la que muchos talleres deberán familiarizarse.

Los cambios automáticos se han vuelto muy populares en Europa
Los cambios automáticos se han vuelto muy populares en Europa

Lo advierte uno de los constructores de coches más populares: las ventas de sus vehículos con cambio automático se han triplicado en solo tres años. La marca es Ford y se refiere así al volumen de ventas de sus coches y monovolúmenes con cajas de cambios electrificadas, que han pasado de suponer el 10% en 2017 a más del 31% durante el año 2020.

Razones no faltan para que estos cambios de marchas hayan logrado, por fin, vencer la tradicional resistencia de los conductores europeos a soltar sus palancas de cambios manuales. No solo son cada vez más eficientes, sino que simplifican mucho la conducción. Además, los vehículos eléctricos equipan estas transmisiones, por lo que en el futuro se verán mucho más a menudo.

Eso sí, se trata de sistemas más complejos que los manuales, por lo que muchos talleres tendrán que prepararse para reparar y mantener correctamente estos dispositivos.

MÁS ELECTRÓNICA. Mientras que en el cambio manual el conductor selecciona la marcha mediante la palanca de cambios y el embrague, en el automático controlado mediante electricidad son los sensores los que permiten al vehículo calibrar cuándo debe producirse ese cambio.

Concretamente, tal y como explica Autodata, los sensores alimentan los datos del módulo de control del tren de transmisión (PCM, por sus siglas en inglés), así como del módulo de control de la transmisión. Al mismo tiempo, crean una imagen global que el módulo de control del tren de transmisión utiliza para calcular cuándo hay que cambiar de marcha.

Esa presencia de elementos electrónicos es uno de los factores que más diferencia la reparación y mantenimiento entre cajas de cambios manuales y automáticas. También es la que más complica los trabajos en el taller. Estos establecimientos deberán familiarizarse tanto con los distintos sensores que emplea el sistema para decidir cuándo es el momento de cambiar la marcha, como con los códigos de avería relacionados ellos. 

SENSOR DE VELOCIDAD. Dos sensores de velocidad, uno en el eje de entrada y otro en el de salida, se encargan de medir las revoluciones por minuto que se dan en ambos ejes. Trabajan juntos para que el módulo de control del tren de transmisión pueda calcular la diferencia de velocidad del cigüeñal del motor y, por tanto, la relación de transmisión.

Debido a su importancia, la norma EOBD contiene códigos de avería para ambos sensores de eje. Por ejemplo, P0723 indica un circuito intermitente para el sensor de velocidad del eje de salida. La causa probable es un fallo de cableado o una mala conexión con el módulo de control del tren de transmisión.

SENSOR DE POSICIÓN DEL ACELERADOR. El sensor de posición del acelerador (TPS) se encuentra habitualmente en el eje de la válvula de mariposa. Se encarga de controlar directamente la posición del acelerador. En los coches modernos se trata de un sensor sin contacto, que puede utilizar el efecto Hall o la inducción para controlar la resistencia entre el imán en movimiento y un sensor montado en el interior de la cubierta de la caja de cambios.

SENSOR DE VELOCIDAD DEL EJE DE LA TURBINA. Una bobina envuelta en un imán permanente: así suele ser el sensor de velocidad del eje de la turbina que utilizan los cambios automáticos. Cuando un material magnético se mueve a través del campo creado por el imán permanente, cambia las líneas del campo para inducir corriente en la bobina e invertir la dirección a medida que el material se desplaza hacia los campos y luego se aleja.

De esta manera es como el dispositivo genera tensión alterna. La amplitud y la frecuencia de la tensión generada corresponden tanto a la velocidad de la turbina como a la distancia entre el sensor y la turbina.

Los coches eléctricos equipan cambios de marchas automáticos
Los coches eléctricos equipan cambios de marchas automáticos

SENSOR DE TEMPERATURA DEL AIRE DE ADMISIÓN. Para medir la resistencia eléctrica, el sistema emplea los sensores de temperatura del aire de admisión (IAT). Esto se debe a que, cuanto mayor es la temperatura en el tubo de aspiración, menor es la resistencia, lo que reduce la tensión en el sensor y viceversa.

Como la unidad de control del motor suele utilizar estos sensores para ajustar la mezcla de combustible, puede que los fallos se almacenen en el módulo de códigos de avería. Por ejemplo, el código de avería P0095 indica un mal funcionamiento del circuito en el segundo sensor de temperatura del aire de admisión. En este caso, es muy probable que el fallo se deba a una mala conexión. 

SENSOR DE TEMPERATURA DEL LÍQUIDO REFRIGERANTE. El sistema de gestión del combustible utiliza el sensor de temperatura del líquido refrigerante para detectar la temperatura de funcionamiento del motor. También el módulo de control del tren de la transmisión (PCM) utiliza este sensor para regular tanto la mezcla de aire y combustible como el embrague. Al igual que el IAT, el sensor de temperatura del líquido refrigerante se encarga de medir la tensión. Así, la resistencia del sensor cambia en función de la temperatura.

SENSOR DEL FLUJO DEL AIRE. El PCM emplea las lecturas del sensor del flujo de aire para determinar la velocidad a la que el aire se mueve en la admisión del motor. Los caudalímetros por hilo caliente son los más habituales en los vehículos modernos y constan tanto de un filamento que se calienta como de un sensor de temperatura.

Los problemas con el sensor de flujo de aire pueden registrarse como un código de avería del tren de transmisión; por ejemplo, P0102 indica una entrada baja de una MAF o VAF cuya causa probable es un cortocircuito del cableado a tierra.

El uso de maquinaria de diagnosis será cada vez más habitual para reparar cambios de marchas
El uso de maquinaria de diagnosis será cada vez más habitual para reparar cambios de marchas

CONECTOR DE PAR DE APRIETE. Una vez que el módulo de control del tren de transmisión ha determinado que es necesario cambiar de marcha, entra en juego el conector de par de apriete. Este elemento consiste en un impulsor unido al cigüeñal, más una turbina unida al eje de entrada de la transmisión.

El convertidor de par de apriete está lleno de líquido de la transmisión. Cuando el impulsor gira, mueve el líquido de la transmisión que, a su vez, mueve la turbina. El estator se encuentra en el centro del conector y regula el movimiento del líquido de la transmisión. A altas velocidades, un convertidor de bloqueo conecta mecánicamente el motor con el eje de entrada de la transmisión, lo que da lugar a una relación de transmisión de 1:1. Al cambiar de marcha se desconecta, desacoplando el motor.

Una vez que la potencia se ha transferido al eje de entrada, el conjunto de engranajes planetarios recrea la combinación correcta de marchas mediante pequeños acoplamientos de fricción, accionados por la presión del líquido de la transmisión.

Reportaje incluido en el Manual del Taller de Electromecánica y Diagnosis 2021 de Infocap.

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