Monday, August 24, 2009

Modificaciones en CAJAS DE CAMBIO (TRANSEJE)




Modificaciones en CAJAS DE CAMBIO (TRANSEJE)

Las modificaciones cajas de cambio de vehículos, busca mejorar sus prestaciones. Para esto debemos tener en cuenta las características de torque y potencia efectiva del motor, es decir a que velocidad el motor entrega el máximo torque, pues lo que se busca es mantener siempre ese máximo torque transmitido a las ruedas a todo régimen de velocidad del vehículo.






Es importante también conocer de que tipo de disposición de motor se trata, pudiendo ser transversal u horizontal, pues la configuración para transmisión de poder del cigüeñal a las ruedas difiere. En tracción delantera, con la disposición longitudinal (ej. VW gol 1.8) el diferencial se coloca entre el embrague y la transmisión y de forma semiperpendicular al eje de la transmisión, en la disposición transversal como el Getz, el Spazio, el motor no esta centrado entre las ruedas y el embrague, donde la transmisión está colocada junto semiparalela.

Se debe conocer el funcionamiento y tipos de elementos de la caja, de los mandos y mecanismos que de algún modo se intenta agilizar. Asegurar que las relaciones de cambio puedan ser adecuadas con mucha mayor precisión en función de las características de las diversas mecánicas; esto representa unas respuestas más vigorosas al acelerador y, al mismo tiempo, una reducción en el consumo.








Mínimas pérdidas por fricción para suministrar la máxima eficacia. Diseño compacto, a través de la utilización de materiales de alta resistencia y de dimensiones mínimas. Peso reducido, a través de la utilización, por ejemplo, de carcasas de magnesio (las de serie son de aluminio o fundición gris).

Objetivos de las modificaciones:

- Prolongar la vida útil de la caja de cambios y el embrague.
- Lograr mejor tracción.
- Mejorar la aceleración y recuperaciones.
- Obtener mayor velocidad punta.

MODIFICACIONES BÁSICAS

- Sustitución de grupo final de salida.
- Acortando desarrollo obtendremos mejores aceleraciones y recuperaciones.
- Alargando desarrollo bajaremos el consumo y nos permitirá un desahogo del motor a menos revoluciones.

SUSTITUCIÓN DE RELACIÓN DE CAMBIO DE MARCHAS.

- Montaje de una combinación de piñones que permiten un salto entre marchas mas corto, por lo tanto mejora las prestaciones, manteniendo siempre el régimen del motor en su zona de mejor aprovechamiento.


SUSTITUCIÓN DEL DIFERENCIAL POR UNO AUTOBLOCANTE.

- Montaje de un diferencial de deslizamiento limitado, que permite no tener pérdidas de tracción, en zonas de curvas, cuando una de las ruedas pierde cierto contacto con el suelo.

SUSTITUCIÓN DEL EMBRAGUE POR OTRO SINTERIZADO O METÁLICO.

- Montaje de un mecanismo de embrague reforzado y un disco de componente no orgánico (serie) para tener las menores perdidas por patinamiento del mismo.



Datos de referencia:
Kit de embrague : 006775 Diámetro 1 [mm] : 180
Diámetro 2 [mm] : 181
Número de dientes : 17
Perfil del cubo : 17x17x19,1
Pieza nueva
Versión : CP
Código de motor : 146A5.000
desde año construccción : 07/1990
hasta año de construcción : 06/1993
Artículo complementario : con desembrague central
Kit 3 piezas (mecanismo & disco & cojinete)
Kit de embrague : 618 0477 06 Diámetro [mm] : 180
Código de motor : 146A5.000
Nº de chasis : 146RA /AW










REFORZADO DE CIERTOS COMPONENTES DE LA CAJA DE CAMBIO.

- Sustitución de rodamientos de giro por otros más resistentes.
- Sustitución de sincronizadores, horquillas o piñones por otros de mejor calidad o diferente diseño.
- Modificación de las carcasas de cambio para evitar su rotura.



Las transmisiones deportivas al parecer tienen una mayor relación de reducción final en alrededor del 5% (eso si se logra unos 10 cv extras, creo porquenoeprobadotodavía); ejemplo, lo normal es 3.5:1 y en deportivos es 4:1 (puesto que el motor alcanza mayores revoluciones) redondeados. En conclusión, ninguna modificación en la caja de un vehículo de competición se debe realizar sin previamente mejorar la relación cono-corona (en este caso de transeje, piñón impulsor y corona) del diferencial.

Con los datos de fabricante se puede encontrar primero las velocidades en la caja de cambios, a máximo rendimiento (esto es a mayor torque y máxima potencia). La velocidad del motor y la de las ruedas en cada marcha (multiplicando la relación de transmisión de cada marcha por la relación final del diferencial) ej:




FIAT DUNA. 82CV (DIN) a 5500rpm y 12 mkg a 3000 rpm (3000/12=250 Nm), que indica el MÁXIMO RENDIMIENTO entre 3000 y 5500 revoluciones del motor.



Para encontrar la velocidad en las ruedas multiplicamos:
Relación a 1ra: 4.091:1; relación diferencial: 3.764:1(17/64)
0.2444 x 0.2657 = 0.064940.06494 x 7000 = 454.598
454.598 x 1.763 m = 801.49 m/min
801.49 x 60/1000 = 48 km/h


Aclaración: 1.763m es el pie de rueda 165-70-13 (revisar el artículo sobre neumáticos)
perímetro de la rueda =3.1416 x 56.12perímetro de la rueda = 176.3 cm


Nota:
La velocidad tomado en prueba de en pista resulto vel max. 1ra: 43 km/h a 7000 rpm (errores de velocímetro o presión de aire en neumáticos que dan pisada de 1.723)

Ahora el cálculo forzando datos:

Cambiando llantas a 175-70-13



relación a 1ra: 4.091:1; relación diferencial: 3.764:1(17/64)
(0.2444 x 0.2657 x 7000) = 454.598
454.598 x 1.80705 cm = 818.2769 m/min
818.3 x 60/1000 = 49.09662
vel max. 1ra: 49 km/h a 7000 rpm
perímetro de la circunferencia =3.1416 x 57.52
perímetro de la circunferencia = 180.705 cm


Cambiando el piñón corona por una de 68 dientes


relación a 1ra: 4.091:1; relación diferencial:4:1(17/68)
(0.2444 x 0.25 x 7000) = 427.7
427.7 x 1.80705 cm = 772.88m/min
772.88x 60/1000 = 46.37 km/h a 7000 rpm


perímetro de la rueda = 180.705 cm

Ahora debemos realizar los cálculos para todas las marchas (cambios). Para facilitar los cálculos recomiendo cargarlos a Office Excel y realizar gráficas.

Luego de calcular la velocidad a máxima potencia se debe calcular el par motor transformado por la transmisión hacia las ruedas.

El par que resiste a las ruedas en su avance es igual al torque del motor dividido para la relación de transmisión total (caja y diferencial)ej:


FIAT DUNA: 82CV (DIN) a 5500rpm y 12 mkg a 3000 rpm (3000/12=250 Nm), que indica el MÁXIMO RENDIMIENTO entre 3000 y 5500 revoluciones del motor.

Relación a 1ra: 4.091:1; relación diferencial: 3.764:1(17/64)
0.2444 x 0.2657 = 0.06494

entonces:12 mkg / 0.06494 = 184.79 mfg-rueda

Relación a 2da: 2.235:1;
relación diferencial: 3.764:1(17/64)0.4474 x 0.2657 = 0.118
entonces:12 mkg / 0.1189 = 100 mkg-rueda
Relación a 3ra: 1.469:1;
relación diferencial: 3.764:1(17/64)0.6807 x 0.2657 = 0.1809
entonces:12 mkg / 0.1809 = 66.33 mkg-rueda


Y así sucesivamente, puedes incluso diseñar programas de cálculo o programar microcontroladores para que actúen como computador de a bordo jeje; recuerdo que una vez hice un tacómetro digital en cuya pantalla display recomendaba las marchas y el cambio que debes aplicar.




Por otro lado se dice que al corsa 1.6 le cae bien la caja del 1.3 para trepar montaña ¿será o és? Buscar también:hipérbola de fuerza tractora+cambio de 5 marchas+característica de búfalorelación de transmisión+llano+pendiente+carga+arranque


Preparaciones costosas:
CAJA DE CAMBIOS 6V. SECUENCIAL. RELACIÓN CERRADA- Hasta 610Nm par motor (400 CV para motores bridados y 600CV para libres, apróx.)- Disponibles en grupo corto o largo. Dientes rectos- Relación cerrada. Gran número de relaciones disponibles. También bajo pedido.- Fabricadas en los aceros de aleación de máxima resistencia utilizados en la Fórmula 1- Rodamientos de máxima capacidad de carga para mayor fiabilidad- Completamente mecanizada, incluidas horquillas: sin posibilidad de defectos de fundición.El kit secuencial se suministra completo con cubierta de carbono e indicador digital de marcha engranada. Según la mayoría, el componente más importante en un coche de carreras.Se dispone de cajas de cambio de dientes rectos para cualquier aplicación de competición del motor Mitsubishi EVO.1.- RALLY, Grupo N. - Homologadas FIA según las relaciones de cambio apropiadas al modelo.- Dientes rectos.- Fabricadas en los aceros de aleación de máxima resistencia utilizados en la Fórmula 1.- Rodamientos de máxima capacidad de carga para mayor fiabilidad.- Completamente mecanizada, incluidas horquillas: sin posibilidad de defectos de fundición2.- 5Vel. EN H. RELACIÓN CERRADA.- Disponibles en grupo corto o largo. Dientes rectos- Relación cerrada. Gran número de relaciones disponibles. También bajo pedido.- Fabricadas en los aceros de aleación de máxima resistencia utilizados en la Fórmula 1- Rodamientos de máxima capacidad de carga para mayor fiabilidad- Completamente mecanizada, incluidas horquillas: sin posibilidad de defectos de fundición. Cajas comunes: Cajas de cambio de engranajes paralelos Esta caja de cambio es la mas utilizada en la actualidad para vehículos de serie, por su sencillo funcionamiento. Esta constituida por una serie de piñones de acero al carbono, que se obtienen por estampación en forja y sus dientes tallados en maquinas especiales, con un posterior tratamiento de temple y cementación para obtener la máxima dureza y resistencia al desgaste. Estos piñones, acoplados en pares de transmisión, van montados sobre unos árboles paralelos que se apoyan sobre cojinetes en el interior de una carcasa, que suele ser de fundición gris o aluminio y sirve de alojamiento a los piñones y demás dispositivos de accionamiento, así como de recipiente para el aceite de lubricación de los mismos. Los piñones, engranados en toma constante para cada par de transmisión, son de dientes helicoidales, que permiten un funcionamiento mas silencioso y una mayor superficie de contacto, con lo cual, al ser menor la presión que sobre ellos actúa, se reduce el desgaste en los mismos. Los números de dientes del piñón conductor y del conducido son primos entre sí, para repartir el desgaste por igual entre ellos y evitar vibraciones en su funcionamiento. El dentado helicoidal, presenta la ventaja de que la transmisión de par se realiza a través de dos dientes simultáneamente en lugar de uno como ocurre con el dentado recto tradicional siendo además la longitud de engrane y la capacidad de carga mayor. Esta mayor suavidad en la transmisión de esfuerzo entre piñones se traduce en un menor ruido global de la caja de cambios. En la marcha atrás se pueden utilizar piñones de dentado recto ya que a pesar de soportar peor la carga su utilización es menor y además tienen un coste más reducido.

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Si alguien tiene los datos del Abarth les agradecería que me lo crucen para revizarlos.



(1) La masa suspendida comprende todos los mecanismos cuyo peso es el soportado por el chasis o bastidor (motor, carrocería autoportante,...). La masa no suspendida, la parte del vehículo que está permanentemente en contacto con el suelo (ruedas, elementos de la suspensión como muelles, amortiguadores, brazos, estabilizadoras,...).
(2) Barra estabilizadora o antibalanceo (brinda estabilidad y equilibrio dinámico en curvas), es una barra de acero unida en el centro a la carrocería y sus extremos se anclan a los elementos de la suspensión derecha e izquierda de cada eje y cuando el vehículo entra en una curva transfiere peso de la parte interior a la exterior a la curva, es decir limita el balanceo (giro horizontal del vehículo), aumenta la adherencia transversal de la rueda exterior
(3) Si, por la arquitectura del coche, la parte delantera tiene mayor carga en el reparto de pesos, aunque no sea un puro «todo delante» (motor delantero tracción trasera) estamos consiguiendo un vehículo mas estable (recta y frenada su estabilidad será muy superior). En competición, la principal virtud de un «todo delante» en conducción normal, se convierte, en su principal defecto que le hace más lento; clavará la parte delantera y subvirará (tendencia a salirse de la tangente de la curva por la parte delantera del vehículo) excesivamente en curvas cerradas y medias.
(4) Los neumáticos de perfil bajo son aquellos que presentan una Relación de Aspecto baja, usualmente en el rango 60, 55, 50, 45, 40.



Bibliografía:
www.fenacor.org
Revista Carburando, 07-02-04 pag. 06
TIPS4ALLS.blogspot.com

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