El sincronizador de una caja de cambios es un subsistema clave, ya que ajustan las velocidades de los ejes y alinean las marchas al cambiar, de modo que el cambio está alineado con la siguiente marcha.
De este modo, los engranajes de una transmisión manual son capaces de alinearse rápida y eficazmente durante el proceso de cambio. El sincronizador de las transmisiones es lo que ayuda a bloquear los engranajes en su posición sin problemas. El objetivo de un sincronizador es asegurarse de que las marchas que se aproximan tengan una velocidad similar a las del buje sincronizado.
Partes del sincronizador
El sincronizador es uno de los elementos más importantes en las cajas de cambios manuales ya que, en gran medida, es el responsable del buen funcionamiento y de la suavidad durante el cambio de marchas. Ten en cuenta que, durante el funcionamiento de la caja de cambios todos los piñones están en continuo giro, pero sólo uno estará enclavado al eje sobre el que gira, el resto girarán sueltos sobre ese eje. Es el sincronizador el encargado de enclavar o soltar los piñones de la caja al eje. Además, el sincronizador se encarga de igualar las velocidades entre piñón y eje y luego realizará el enclave.
Un tipo de sincronizador muy extendido es el Borg Warner, cuyas partes son:
- Piñón: va montado libre en el eje y posee un cono macho de fricción y el dentado del enclave.
- Anillo sincronizador: tiene el cono hembra de fricción y las ranuras para albergar las chavetas o cuñas.
- Desplazable: es el encargado de acoplar el eje al piñón a través del buje.
- Buje: está fijo al eje a través de un dentado interior, y permite el deslizamiento del desplazable sobre éste. También alberga muelles y cuñas.
- Cuñas y muelles: las cuñas son las encargadas de empujar directamente el anillo sincronizador cuando el desplazable actúa. Mientras los muelles ejercen presión en las cuñas para empujarlas sobre el desplazable.
Funcionamiento del sincronizador de la caja de cambios
Un sincronizador ayuda a que una caja de cambios manual funcione con más suavidad, de modo que los cambios de marcha sean más fáciles y la aceleración más rápida. El sincronizador ajusta la velocidad de los ejes y alinea las marchas cuando cambias, para que las palancas de cambio se engranen con la siguiente marcha. El sincronizador ajusta la velocidad de los ejes de salida para que el conjunto de marchas se alinee más rápidamente cuando cambies.
Para el proceso de sincronización, se utiliza un embrague cónico, que tiene hasta tres superficies de fricción, para acelerar o ralentizar un eje de salida y un conjunto de ruedas dentadas, que tienen distintas velocidades de rotación. Los sincronizadores se utilizan para mantener sincronizadas las velocidades de rotación del eje de salida y de las ruedas dentadas, lo que permite un cambio de marcha suave.
Un sincronizador de triple cono tiene otra superficie de fricción cónica en el anillo interior que está en contacto con una superficie cónica en la rueda dentada. El deslizamiento obliga al anillo sincronizador a empujar el cono sincronizador unido al engranaje, y debido a la mayor fricción causada por el cono más ancho, puede acelerar el engranaje hacia arriba o hacia abajo, dependiendo de las velocidades del anillo y del cubo sincronizador. A continuación, se coloca un anillo de bloqueo en los conos del engranaje, y la fricción causada ayuda a nivelar la velocidad de los engranajes.
Una vez que las velocidades están bastante igualadas, los collares pueden seguir deslizándose sobre los anillos de bloqueo, y se engranan directamente en los conos que se ensanchan, y en los engranajes, enlazando todo y enviando energía al eje de transmisión. Cuando las velocidades en el eje son iguales a las del engranaje, la fricción en el anillo de sincronización se relaja, y los dientes exteriores del anillo se alinean con el manguito del anillo de deslizamiento y permiten que se deslice hacia abajo para engranar completamente con los dientes del engranaje de velocidad, terminando tranquilamente el cambio sincronizado.
Los engranajes y los collarines están sincronizados en sus velocidades debido a la fricción entre un cono en el engranaje único y el collarín. Un sincronizador, o sincronizador, permite que el collarín y el engranaje sincronicen sus velocidades cuando ya están en contacto, pero antes de que los dientes del perro se enganchen.
El doble embrague produce algunos de los mismos resultados que el sincronizador, ya que ayuda a que la transición del coche a través de las marchas sea más suave y reduce parte del desgaste de la transmisión. El enfoque de doble embrague es engorroso, y el diseño aumenta significativamente las posibilidades de que la transmisión rompa las marchas, por lo que se desarrolló un sincronizador, que se utiliza hoy en día en todas las transmisiones de cambio estándar actuales.
En décadas pasadas, el método de doble embrague tenía que ser utilizado para cambiar de marcha en los coches equipados con transmisiones manuales; lo que significa que los embragues tenían que ser apretados dos veces, y se requería una cierta habilidad, con el fin de obtener un cambio suave – cada vez. Tanto las transmisiones manuales como las de doble embrague y las automáticas emplean el mecanismo de sincronización, lo que permite un cambio de marchas suave dentro de la transmisión, así como una buena sensación de cambio en la cabina del conductor.
Fallos del sincronizador de la caja de cambios
Entre los fallos del sincronizador más habituales está el desgaste. Esto produce que alguna marcha se desengrane sin motivo aparente. Esta avería suele suceder en coches que llevan recorridos muchos kilómetros, ya que no es una pieza que falle de forma muy prematura. Reparar esta avería de la caja de cambios manual es bastante costoso, no por la pieza en sí, sino porque se debe desmontar la caja de cambios , y eso supone muchas horas de trabajo para un mecánico.
Cómo comprobar si el sincronizador está bien
En este vídeo se puede comprender con imágenes todo lo dicho hasta el momento, además de saber cómo se puede comprobar esta pieza fundamental de las cajas de cambios manuales. Así que, como una imagen vale más que mil palabras, aquí tienes el vídeo…
Precio de un sincronizador de caja de cambios
Sean cuales sean tus necesidades, podrás encontrar un sincronizador de caja de cambios que se adapte cómodamente a tu aplicación. Los sincronizadores de caja de cambios al por mayor están fabricados con materiales resistentes que durarán más tiempo. Los sincronizadores de caja de cambios están disponibles con una variedad de tamaños de eje de salida y tamaños de orificio hueco para adaptarse a sus necesidades. Por tanto, no hay un precio específico establecido. Pero puede ir desde los 100€ hasta varios cientos de euros, dependiendo del tipo elegido.
Las reparaciones de la caja de cambios pueden incluir diferentes piezas, como el sincronizador, los rodamientos y las varillas selectoras. Los sincronizadores se utilizan habitualmente en las cajas de cambios de coches y camiones. Los sincronizadores de engranajes desgastados se utilizan para mantener alineadas las velocidades de dos engranajes en movimiento dentro de las carcasas.
Durante los cambios rápidos (especialmente con velocidades de revolución rápidas), los sincronizadores de engranajes desgastados no sincronizan la rotación del eje y del diente. Para el proceso de sincronización, se utiliza un embrague cónico, que tiene hasta tres superficies de fricción, para acelerar o ralentizar el eje de transmisión y las ruedas dentadas, que tienen velocidades de rotación variables. Un sincronizador de tres conos tiene una superficie de fricción cónica más en un anillo interior que está en contacto con un cono en una rueda dentada.
Para bloquear el engranaje con éxito en el curso de la sincronización, debe cumplirse T F >T Z. El objetivo del presente estudio es describir el comportamiento del sincronizador en los casos en los que éste no es funcional, es decir, en diferentes condiciones de engranaje, con el anillo desacoplado. Los resultados de este diseño del sincronizador no pueden limitarse únicamente a las características del sincronizador y a los cálculos estándar de la vida útil.