La Caja de Cambios Automática
La transmisión automática ha presentado, durante años, discusiones entre sus adeptos y detractores. Lógico es resumir una conclusión: las complicaciones de reparación de una caja automática, por la falta de especialistas, repuestos, etc., durante años alejaron a muchos compradores, al menos en países como los nuestros.
Hoy ya, este tipo de transmisión no plantea tantos problemas y más: de alguna manera por la variedad de la oferta se adaptan a los gustos y formas de conducir personalizada.
Evidentemente, los acostumbrados a las cajas manuales, cuando conducen un automóvil con transmisión automática se dan cuenta de las ventajas y confort que brindan.
El conductor solamente usa su pie derecho tanto para frenar como para acelerar, mientras su otro pie simplemente descansa. Pero además de ser más cómodo su manejo, evita que los cambios sean realizados a destiempo; es decir que la caja por si sola se cuida y hace lo propio con el motor.
Obviamente cualquier conductor puede dañar un sistema ya sea automático o mecánico, ya que si una caja automática se maneja incorrectamente es fácil dañarla, si se engancha, por ejemplo, la reversa con el vehículo en marcha.
Orígenes de la transmisión automática
El convertidor hidráulico del par motor y el dispositivo de cambio de velocidades epicíclico son los sistemas básicos de control de todas las cajas automáticas actuales. Estos dos elementos principales, no se fraguaron precisamente para el caso de las cajas automáticas sino fueron desarrollados por separado y no se encontraron juntos sino muchos años después.
En 1889, Fred Lanchester, cuyas teorías sobre aerodinámica han ayudado a la evolución del automóvil, comenzó a investigar el tema de los engranajes epicíclicos y en 1902 lo utilizó en su primer auto.
Utilizó este sistema por encontrarle ventajas con respecto al tipo de cambio con eje intermedio convencional, dado que para este tipo de engranajes trabados en forma regular y constante, no era necesario dispositivo alguno para el desplazamiento entre un engranaje y otro y tampoco embrague de uñas para el cambio de velocidad. La transmisión del par motor puede continuar su movimiento durante el cambio de piñón, ya que los dientes quedan distribuidos sobre varios piñones, y no solamente sobre un par, realizando un movimiento rotativo gradual que minimiza el ruido producido por el cambio de tamaño de piñón y evita el desgaste de los mismos por fricciones inadecuadas.
Utilizó este sistema por encontrarle ventajas con respecto al tipo de cambio con eje intermedio convencional, dado que para este tipo de engranajes trabados en forma regular y constante, no era necesario dispositivo alguno para el desplazamiento entre un engranaje y otro y tampoco embrague de uñas para el cambio de velocidad. La transmisión del par motor puede continuar su movimiento durante el cambio de piñón, ya que los dientes quedan distribuidos sobre varios piñones, y no solamente sobre un par, realizando un movimiento rotativo gradual que minimiza el ruido producido por el cambio de tamaño de piñón y evita el desgaste de los mismos por fricciones inadecuadas.
Una vez introducido este sistema por Lanchester, otros se atrevieron a probar. Fue así, como Henry Ford lo utilizó para su Modelo «T»: de dos cambios y marcha atrás entre 1908 y 1927. El sistema mostró sus bondades en más de 15 millones de unidades de su célebre modelo T.
Pero quién realmente estudió el tema y lo introdujo definitivamente en el campo de los vehículos, fue Walter G. Wilson quien desarrolló una transmisión epicíclica y fue el origen de la primera caja de cambios con palanca preselectora, movida manualmente, que variaba las marchas al oprimir un pedal.
Este hombre que nació en 1874, trabajó a principios de siglo en los autos Wilson-Pilcher y Armstrong Withworth, el camión Hollford y el tanque WWI.
Este hombre que nació en 1874, trabajó a principios de siglo en los autos Wilson-Pilcher y Armstrong Withworth, el camión Hollford y el tanque WWI.
Wilson empezó a desarrollar un sistema en base a transmisiones epicíclicas, hasta llegar a caracterizar el sistema de engranajes, del Wilson-Pilcher en 1904.
En 1919, después de dejar el ejercito ingresó a la Beardmore, donde desarrolló el sistema epicíclico compuesto, que consiste en el uso de más de un tren de engranajes y el acople de varios elementos adyacentes. Esto ayudó a Wilson a dar el siguiente paso, que fue la caja de cambios que lleva su nombre, una unidad de tres velocidades para adelante y marcha atrás, construida con cuatro conjuntos epicíclicos y operación mecánica de los frenos de cinta sobre los engranajes anulares.
En 1928, Wilson muestro al mundo su trabajo, presentando su mecanismo preselector, que consistía en una palanca ubicada bajo el volante, mediante la cual el conductor podía seleccionar la marcha siguiente, pero que no engranaba sino hasta que se presionaba un pedal que era parecido al sistema de embrague utilizado hoy por los vehículos.
El sistema de Wilson fue adoptado ese mismo año para el Armstrong Siddeley. Pero no se tuvo en cuenta que el sistema era auxiliado por la acción de los frenos de cinta sobre los engranajes anulares, y el inicio de la marcha desde cero, tanto en primera velocidad como en reversa, producía un sobresalto del vehículo y un consecuente desgaste acelerado de las cintas.
La única solución posible, en el momento fue la utilización de la combinación del cambio mecánico e hidráulico.
Hermann Fottinger, en 1905, ya había fabricado la primera transmisión con dispositivo hidrocinético donde el fluido se mueve para realizar su función. Para ese momento, Fottinger trabajaba para la compañía Vulcan, en donde desarrollo su diseño de anillos huecos de sección semicircular, dentro de los cuales, el fluido circula a modo de sacacorchos, en un movimiento espiral. Los embragues hidráulicos se utilizaron muchos años, solamente para la industria, especialmente cuando se requería el arranque suave de una máquina.
Hermann Fottinger, en 1905, ya había fabricado la primera transmisión con dispositivo hidrocinético donde el fluido se mueve para realizar su función. Para ese momento, Fottinger trabajaba para la compañía Vulcan, en donde desarrollo su diseño de anillos huecos de sección semicircular, dentro de los cuales, el fluido circula a modo de sacacorchos, en un movimiento espiral. Los embragues hidráulicos se utilizaron muchos años, solamente para la industria, especialmente cuando se requería el arranque suave de una máquina.
Para 1926, Harold Sinclair empezó a experimentar con este acoplamiento en cajas de cambios de autobuses, buscando procurar a los pasajeros un viaje más agradable.
Sus resultados fueron muy satisfactorios y conocidos por la compañía Daimler.
Fue que la Daimler, bajo la supervisión del Ingeniero Percy Martin, quien combinó los conceptos de la caja de cambios de Wilson con el dispositivo hidráulico de Fottinger, dando un excelente resultado que fue presentado en 1930: el Double Six, dotado de caja de cambios con preselector y embrague hidráulico para transmitir la tracción.
Daimler llamó a este sistema “volante de fluido”.
Sus resultados fueron muy satisfactorios y conocidos por la compañía Daimler.
Fue que la Daimler, bajo la supervisión del Ingeniero Percy Martin, quien combinó los conceptos de la caja de cambios de Wilson con el dispositivo hidráulico de Fottinger, dando un excelente resultado que fue presentado en 1930: el Double Six, dotado de caja de cambios con preselector y embrague hidráulico para transmitir la tracción.
Daimler llamó a este sistema “volante de fluido”.
Pronto se extendió su uso en toda la gama Daimler y en los modelos fabricados por las subsidiarias de Lanchester y BSA. Posteriormente, las investigaciones llevaron al descubrimiento de un tercer elemento: el reactor, que aunque ya se había experimentado con el desde los años 20, Allan Coates propuso en 1924 uno que funcionara como dispositivo multiplicador o convertidor de par y como acoplamiento hidráulico. Fottinger también dedicó mucho tiempo a la investigación de convertidores de par y en 1927 diseño una caja de cambios muy avanzada, proyecto que no tuvo seguidores.
Pero las investigaciones continuaron y a finales de la década de los 30 tras las investigaciones al respecto, General Motors, en EE.UU, presento su sistema de “cambio rápido”, introducido en el Oldsmobile de 1938 y algún tiempo después en los modelos Buick y Cadillac.
Posteriormente, en 1940, vino el primer cambio automático Hydramatic, instalado en los Oldsmobile. Tenía acoplamiento hidráulico, sin convertidor de par y 4 velocidades. En los años posteriores este sistema se siguió utilizando y sus variaciones fueron escasas.
A finales de la segunda Guerra Mundial, tras la demanda de vehículos de gran potencia, se llegaron a fabricar convertidores de gran tecnología, que a la larga mostraron una eficacia mermada, que llevó a buscar más eficiencia y menos complejidad.
Aunque los progresos al respecto, hasta hoy son considerables, en el fondo técnicamente han sido solamente de carácter evolutivo, es decir, que hasta el momento, los fabricantes han pasado del acoplamiento hidráulico a los convertidores.
En la actualidad, gracias a los desarrollos en la electrónica, se puede contar con cajas automáticas secuenciales, que permiten realizar con gran facilidad múltiples variaciones entre las marchas (hasta 7 en algunos modelos), logrando un comportamiento muy destacado en cualquier vehículo y muy cercano al de un modelo dotado de transmisión manual.
Con la opción secuencial, el auto se adapta a las exigencias de cualquier conductor ya que brinda confort, comodidad y la posibilidad de conducir, a los amantes de las cajas manuales.
No por nada muchas personas, después de probar las bondades de una caja automática, eligen esta opción, al fin y al cabo todo, aire acondicionado, direcciones hidráulicas, etc. etc. etc. son el producto de la tecnología para mejorar la calidad de vida de los conductores.