Una transmisión manual ( MT ), también conocida como caja de cambios manual , transmisión estándar (en Canadá, Reino Unido y Estados Unidos) o palanca de cambios (en Estados Unidos), es un sistema de transmisión de vehículos de motor de múltiples velocidades , donde Los cambios de marcha requieren que el conductor seleccione manualmente las marchas accionando una palanca de cambios y un embrague (que suele ser un pedal para automóviles o una palanca manual para motocicletas).
Los primeros automóviles utilizaban transmisiones manuales de malla deslizante con hasta tres relaciones de marcha hacia adelante. Desde la década de 1950, las transmisiones manuales de engrane constante se han vuelto cada vez más comunes y el número de relaciones de avance ha aumentado a transmisiones manuales de 5 y 6 velocidades para los vehículos actuales.
La alternativa a una transmisión manual es una transmisión automática ; Los tipos comunes de transmisiones automáticas son la transmisión automática hidráulica (AT) y la transmisión continuamente variable (CVT), mientras que la transmisión manual automatizada (AMT) y la transmisión de doble embrague (DCT) son internamente similares a una transmisión manual convencional, pero son desplazado automáticamente.
Alternativamente, hay transmisiones que facilitan la operación automática del embrague, pero aún se requiere la intervención del conductor para cambiar de marcha manualmente; concretamente transmisiones semiautomáticas . Estos sistemas se basan en el diseño de una transmisión manual convencional, con una palanca de cambios, y son mecánicamente similares a una transmisión manual convencional, donde aún se requiere el control y la entrada del conductor para cambiar de marcha manualmente (como con una transmisión manual estándar), pero El sistema de embrague está completamente automatizado y la conexión mecánica del pedal del embrague se reemplaza completamente por un actuador , servo o solenoide y sensores , que operan el sistema de embrague automáticamente cuando el conductor toca o mueve la palanca de cambios . Esto elimina la necesidad de un pedal de embrague físico.
Una transmisión manual requiere que el conductor opere la palanca de cambios y el embrague para cambiar de marcha (a diferencia de una transmisión automática o semiautomática , donde una (normalmente el embrague) o ambas funciones están automatizadas ). La mayoría de las transmisiones manuales para automóviles permiten al conductor seleccionar cualquier relación de marcha en cualquier momento, por ejemplo, cambiar de segunda a cuarta o de quinta a tercera. Sin embargo, las transmisiones manuales secuenciales , que se utilizan habitualmente en motocicletas y coches de carreras , sólo permiten al conductor seleccionar la siguiente marcha superior o inferior.
En un vehículo con transmisión manual, el volante está unido al cigüeñal del motor , por lo que gira a la velocidad del motor. Un disco de embrague se encuentra entre el volante y la placa de presión de la transmisión que está unida al eje de entrada de la transmisión, controlando si la transmisión está conectada al motor o no. El pedal del embrague controla la placa de presión ( embrague acoplado – el pedal del embrague no está presionado) o no está conectado al motor ( embrague desacoplado – el pedal del embrague está presionado). Cuando el motor está en marcha y el embrague está acoplado (es decir, con el pedal del embrague hacia arriba), el volante hace girar la placa de presión del embrague y, por lo tanto, la transmisión.
El diseño de la mayoría de las transmisiones manuales para automóviles es que las relaciones de transmisión se seleccionan bloqueando pares de engranajes seleccionados al eje de salida dentro de la transmisión. Esta es una diferencia fundamental en comparación con una transmisión automática hidráulica típica , que utiliza un diseño epicíclico (planetario) y un convertidor de par hidráulico . Una transmisión automática que permite al conductor controlar la selección de marchas (como las paletas de cambio o las posiciones "+/-" en el selector de marchas) se denomina transmisión manumática y no se considera transmisión manual. Algunas transmisiones automáticas se basan en la construcción mecánica y el diseño interno de una transmisión manual, pero tienen componentes agregados (como actuadores y sensores controlados por computadora ) que controlan automáticamente la sincronización y la velocidad de los cambios de marcha y el embrague; Este diseño suele denominarse transmisión manual automatizada (o, a veces, transmisión manual sin embrague ).
Las transmisiones manuales contemporáneas para automóviles suelen utilizar cinco o seis relaciones de marcha adelante y una marcha atrás; sin embargo, en ocasiones se han producido transmisiones con entre dos y siete marchas. Las transmisiones para camiones y otros equipos pesados suelen tener entre ocho y veinticinco marchas, [ cita necesaria ] para mantener la velocidad del motor dentro de la banda de potencia óptima para todas las velocidades típicas de la carretera. La operación de tales transmisiones a menudo utiliza el mismo patrón de movimiento de la palanca de cambios con uno o varios interruptores para engranar la siguiente secuencia de marchas.
Muchos de los primeros automóviles tenían motor trasero, con una simple transmisión por correa que funcionaba como una transmisión de una sola velocidad. El Panhard et Levassor de 1891 se considera un avance significativo en las transmisiones automotrices ya que utilizaba una transmisión manual de tres velocidades. [2] [3] Esta transmisión, junto con muchos diseños similares que inspiró, era un diseño no sincrónico (también llamado malla deslizante ) donde los cambios de marcha implicaban deslizar los engranajes a lo largo de sus ejes para que los dientes deseados se engranaran. Por lo tanto, se requería que el conductor utilizara una cuidadosa sincronización y manipulación del acelerador al cambiar, de modo que las marchas giraran aproximadamente a la misma velocidad cuando estuvieran engranadas; de lo contrario, los dientes se negarían a engranar. Esto era difícil de lograr, por lo que los cambios de marcha a menudo iban acompañados de chirridos o crujidos, lo que dio lugar a que las cajas de cambios recibieran el sobrenombre de "cajas de choque". [4] Incluso después de que los turismos cambiaran a transmisiones síncronas (es decir, con sincronizadores), muchas transmisiones de camiones pesados, motocicletas y coches de carreras permanecieron asíncronas para soportar las fuerzas necesarias o acelerar el tiempo de cambio .
El primer automóvil que utilizó una transmisión manual sincronizada fue el Cadillac de 1929 , [5] sin embargo, la mayoría de los automóviles continuaron usando transmisiones no sincronizadas hasta al menos la década de 1950. En 1947, Porsche patentó el sistema de sincronización de anillo dividido , que se convirtió en el diseño más común para los turismos. [6] El Porsche 356 de 1952 fue el primer automóvil en utilizar una transmisión sincronizada en todas las marchas hacia adelante. [7] [8] A principios de la década de 1950, la mayoría de los automóviles solo tenían sincronización para el cambio de tercera a segunda (los manuales de los conductores en los vehículos sugerían que si el conductor necesitaba cambiar de segunda a primera, era mejor llegar a una parada completa previamente).
Hasta finales de la década de 1970, la mayoría de las transmisiones tenían tres o cuatro relaciones de marcha hacia adelante, aunque ocasionalmente se usaban transmisiones manuales de cinco velocidades en autos deportivos como el Ferrari 166 Inter de 1948 y el Alfa Romeo 1900 Super Sprint de 1953 . Las transmisiones de cinco velocidades se generalizaron durante la década de 1980, al igual que el uso de sincronización en todas las marchas de avance.
Las transmisiones manuales de seis velocidades comenzaron a aparecer en vehículos de alto rendimiento a principios de la década de 1990, como el BMW 850i de 1990 y el Ferrari 456 de 1992 . La primera transmisión manual de 6 velocidades se introdujo en el Alfa Romeo 33 Stradale de 1967 . La primera transmisión manual de 7 velocidades se introdujo en el Porsche 911 (991) de 2012 . [9]
En 2008, el 75,2% de los vehículos producidos en Europa Occidental estaban equipados con transmisión manual, frente al 16,1% con transmisión automática y el 8,7% con otras. [10]
Una transmisión manual tiene varios ejes con varios engranajes y otros componentes adjuntos. La mayoría de los turismos modernos utilizan transmisiones de 'engranaje constante' que constan de tres ejes: un eje de entrada , un contraeje (también llamado eje intermedio ) y un eje de salida . [11]
El eje de entrada está conectado al motor y gira a la velocidad del motor cada vez que se activa el embrague. [12] El contraeje tiene engranajes de varios tamaños, que están engranados permanentemente con el engranaje correspondiente en el eje de entrada. [13] Los engranajes del eje de salida también están engranados permanentemente con un engranaje correspondiente en el contraeje; sin embargo, los engranajes del eje de salida pueden girar independientemente del propio eje de salida (mediante el uso de cojinetes ubicados entre los engranajes y el eje). ). [14] Mediante el uso de collares (operados mediante las varillas de cambio ), la velocidad del eje de salida se bloquea temporalmente a la velocidad de la marcha seleccionada. [15] Algunos diseños de transmisión, como en el Volvo 850 y S70, tienen dos contraejes, ambos impulsando un piñón de salida que engrana con la corona dentada del transeje de tracción delantera. Esto permite una transmisión más estrecha ya que la longitud de cada contraeje se reduce a la mitad en comparación con uno que contiene cuatro marchas y dos palancas de cambio.
Los engranajes fijos y libres se pueden montar en el eje de entrada, en el de salida o en ambos. Por ejemplo, una transmisión de cinco velocidades podría tener los selectores del primero al segundo en el contraeje, pero el selector del tercero al cuarto y el quinto selector en el eje principal. Esto significa que cuando el vehículo está detenido y en ralentí en punto muerto con el embrague acoplado y el eje de entrada girando, los pares de velocidades tercera, cuarta y quinta no giran.
Cuando se selecciona punto muerto , ninguno de los engranajes del eje de salida está bloqueado al eje, lo que permite que los ejes de entrada y salida giren de forma independiente. Para la marcha atrás, se utiliza un engranaje loco para invertir la dirección en la que gira el eje de salida. En muchas transmisiones, los ejes de entrada y salida se pueden bloquear directamente (sin pasar por el contraeje) para crear una relación de transmisión de 1:1 que se conoce como transmisión directa .
En una transmisión para vehículos con motor longitudinal (por ejemplo, la mayoría de los automóviles con tracción trasera), es común que el eje de entrada y el eje de salida estén ubicados en el mismo eje, ya que esto reduce las fuerzas de torsión que debe soportar la carcasa de la transmisión. El conjunto que consta de los ejes de entrada y salida se denomina eje principal (aunque a veces este término se refiere solo al eje de entrada o al eje de salida). La rotación independiente de los ejes de entrada y salida es posible gracias a que un eje está ubicado dentro del orificio hueco del otro eje, con un cojinete ubicado entre los dos ejes.
En una transmisión para vehículos con motor transversal (por ejemplo, automóviles con tracción delantera), normalmente hay sólo dos ejes: el de entrada y el contraeje (a veces llamados de entrada y de salida). El eje de entrada recorre toda la longitud de la caja de cambios y no hay un piñón de entrada separado. Estas transmisiones también tienen una unidad diferencial integral , que está conectada mediante un piñón en el extremo del eje contador/de salida.
En una transmisión manual moderna de engrane constante , los dientes de los engranajes están permanentemente en contacto entre sí y se utilizan embragues de garras (a veces llamados dientes de garras ) para seleccionar la relación de transmisión de la transmisión. Cuando los embragues de garras de todos los engranajes están desacoplados (es decir, cuando la transmisión está en punto muerto), todos los engranajes pueden girar libremente alrededor del eje de salida. Cuando el conductor selecciona una marcha, el embrague de garras para esa marcha se activa (a través de las varillas del selector de marchas), bloqueando el eje de salida de la transmisión a un conjunto de marchas particular. Esto significa que el eje de salida gira a la misma velocidad que la marcha seleccionada, determinando así la relación de transmisión de la transmisión. [dieciséis]
El embrague de garras es un mecanismo selector deslizante que se encuentra alrededor del eje de salida. Tiene dientes para encajar en las estrías del eje, lo que obliga a ese eje a girar a la misma velocidad que el cubo del engranaje. Sin embargo, el embrague puede moverse hacia adelante y hacia atrás en el eje, ya sea para acoplar o desacoplar las estrías. Este movimiento está controlado por una horquilla selectora que está vinculada a la palanca de cambios. La horquilla no gira, por lo que está unida a un collarín que se apoya en el selector. El selector suele ser simétrico: se desliza entre dos engranajes y tiene un sincronizador y dientes en cada lado para bloquear cualquiera de los engranajes al eje. A diferencia de otros tipos de embragues (como el embrague accionado con el pie de un automóvil con transmisión manual), un embrague de garras proporciona un acoplamiento antideslizante y no es adecuado para el deslizamiento intencional.
Para proporcionar cambios de marcha suaves sin necesidad de que el conductor haga coincidir manualmente las revoluciones del motor para cada cambio de marcha, la mayoría de las transmisiones de automóviles de pasajeros modernos utilizan "sincronizadores" (también llamados "anillos sincronizadores") en las marchas de avance. Estos dispositivos hacen coincidir automáticamente la velocidad del eje de entrada con la de la marcha que se selecciona, eliminando así la necesidad de que el conductor utilice técnicas como el doble embrague . La transmisión sincronizada fue inventada en 1919 por Earl Avery Thompson y Cadillac la utilizó por primera vez en automóviles de producción en 1928. [17]
La necesidad de sincronización en una transmisión de engrane constante es que los embragues de garras requieren que la velocidad del eje de entrada coincida con la de la marcha que se selecciona; de lo contrario, los dientes del perro no encajarán y se escuchará un fuerte chirrido mientras chocan entre sí. Por lo tanto, para acelerar o desacelerar el eje de entrada según sea necesario, se colocan anillos sincronizadores de latón en forma de cono en cada engranaje. Cuando el conductor mueve la palanca de cambios hacia la siguiente marcha, estos anillos sincronizadores presionan el manguito en forma de cono del collar para perros para que las fuerzas de fricción puedan reducir la diferencia en las velocidades de rotación. [18] Una vez que se igualan estas velocidades, el embrague de garras puede acoplarse y, por lo tanto, la nueva marcha ahora está en uso. En una caja de cambios moderna, la acción de todos estos componentes es tan suave y rápida que apenas se nota. Muchas transmisiones no incluyen sincronización en la marcha atrás (consulte la sección Marcha atrás a continuación). [ cita necesaria ]
El sistema de sincronización también debe evitar que el collar puentee los anillos de bloqueo mientras las velocidades aún están sincronizadas. Esto se logra mediante 'anillos bloqueadores' (también llamados 'anillos de bloqueo'). El anillo sincronizador gira ligeramente debido al par de fricción del embrague cónico. En esta posición, se impide que se engrane el embrague de garras. Una vez que las velocidades están sincronizadas, se alivia la fricción en el anillo bloqueador y el anillo bloqueador gira ligeramente, alineando ciertas ranuras o muescas que permiten que el embrague de garras encaje. [ cita necesaria ]
Los metales comunes para los anillos sincronizadores son el latón y el acero , y se producen mediante forja o conformado de chapa. Este último consiste en estampar la pieza a partir de una tira de chapa y luego mecanizarla hasta obtener la forma exacta requerida. Los anillos a veces están recubiertos con revestimientos antidesgaste (también llamados 'revestimientos de fricción') fabricados de molibdeno , hierro , bronce o carbono (este último suele reservarse para transmisiones de alto rendimiento debido a su elevado coste). [19]
El desgaste mecánico de los anillos y manguitos sincronizadores puede hacer que el sistema sincronizador se vuelva ineficaz con el tiempo. Estos anillos y manguitos tienen que superar el impulso de todo el eje de entrada y el disco del embrague durante cada cambio de marcha (y también el impulso y la potencia del motor, si el conductor intenta cambiar de marcha sin desacoplar completamente el embrague). Las mayores diferencias de velocidad entre el eje de entrada y el engranaje requieren mayores fuerzas de fricción de los componentes sincronizados, lo que potencialmente aumenta su tasa de desgaste. [ cita necesaria ]
Incluso en las transmisiones modernas donde todas las marchas de avance están en una configuración de engrane constante, a menudo la marcha atrás utiliza la configuración más antigua de engrane deslizante ("caja de choque"). Esto significa que mover la palanca de cambios a marcha atrás hace que los engranajes se engranen. Otro aspecto único del engranaje de marcha atrás es que consta de dos engranajes (un engranaje loco en el contraeje y otro engranaje en el eje de salida) y ambos están fijados directamente al eje (es decir, siempre giran a la misma velocidad que el eje). Estos engranajes suelen ser engranajes rectos con dientes de corte recto que, a diferencia de los dientes helicoidales utilizados para la marcha de avance, producen un chirrido cuando el vehículo se mueve en reversa.
Cuando se selecciona la marcha atrás, el engranaje loco se mueve físicamente para engranar con los engranajes correspondientes en los ejes de entrada y salida. Para evitar chirridos cuando los engranajes comienzan a engranar, deben estar estacionarios. Dado que el eje de entrada a menudo sigue girando debido al impulso (incluso después de que el automóvil se haya detenido), se necesita un mecanismo para detener el eje de entrada, como el uso de anillos sincronizadores para la quinta marcha. Sin embargo, algunos vehículos emplean un sistema sincronizado para la marcha atrás, evitando así posibles crujidos si se selecciona la marcha atrás mientras el eje de entrada todavía está girando. [20]
La mayoría de las transmisiones incluyen un mecanismo de bloqueo para evitar que se seleccione accidentalmente la marcha atrás mientras el automóvil avanza. Esto puede tomar la forma de un collar debajo de la perilla de la palanca de cambios que debe levantarse o requerir fuerza adicional para empujar la palanca de cambios al plano de marcha atrás.
Otro diseño de transmisión que se utiliza en automóviles , camiones y tractores más antiguos es una transmisión no síncrona (también conocida como caja de cambios de choque). Las transmisiones no síncronas utilizan un diseño de malla deslizante (o malla constante, en años posteriores) y tienen el sobrenombre de "choque" porque la dificultad para cambiar de marcha puede provocar cambios de marcha acompañados de ruidos de choque o crujido.
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Los vehículos con transmisión manual utilizan un embrague para gestionar el enlace entre el motor y la transmisión, y desacoplar la transmisión del motor durante los cambios de marcha y cuando el vehículo está parado. Sin un embrague, el motor se pararía cada vez que el vehículo se detuviera, y cambiar de marcha sería difícil (deseleccionar una marcha mientras la transmisión requiere que el conductor ajuste el acelerador para que la transmisión no esté bajo carga, y seleccionar una marcha requiere que el motor RPM para estar a la velocidad exacta que coincida con la velocidad de la carretera para la marcha seleccionada).
La mayoría de los vehículos de motor utilizan un pedal para accionar el embrague; a excepción de las motos, que suelen tener una palanca de embrague en el manillar izquierdo .
En la mayoría de los vehículos con transmisión manual, el conductor selecciona las marchas manipulando una palanca llamada palanca de cambios (también llamada palanca de cambios , palanca de cambios o palanca de cambios ). En la mayoría de los automóviles, la palanca de cambios está ubicada en el piso entre el conductor y el pasajero delantero, pero algunos automóviles tienen una palanca de cambios montada en la columna de dirección o en la consola central.
El movimiento de la palanca de cambios se transfiere (a través de enlaces sólidos o cables) a las horquillas selectoras dentro de la transmisión.
Las motocicletas suelen emplear transmisiones manuales secuenciales , aunque el patrón de cambios se modifica ligeramente por razones de seguridad. La selección de marcha suele realizarse a través de la palanca de cambios del pie izquierdo (o, en motocicletas más antiguas, del pie derecho) con un diseño de 1–N–2–3–4–5–6.
Durante el período en que los vehículos estadounidenses generalmente tenían sólo tres velocidades de avance, la ubicación más común de la palanca de cambios era en la columna de dirección, un diseño que a veces se llamaba "tres en el árbol". Por el contrario, los automóviles de alto rendimiento, y los vehículos europeos en general, utilizaban principalmente una transmisión de cuatro velocidades con palancas de cambio montadas en el piso. Esa disposición se denominó "cuatro en el suelo".
La mayoría de los vehículos FR (motor delantero y tracción trasera) tienen una transmisión que se ubica entre el asiento del conductor y el del pasajero delantero. Las palancas de cambio montadas en el piso suelen estar conectadas directamente a la transmisión. Los vehículos FF (motor delantero, tracción delantera) , vehículos RR (motor trasero, tracción trasera) y vehículos con motor delantero y cajas de cambios montadas en la parte trasera a menudo requieren un enlace mecánico para conectar la palanca de cambios a la transmisión.
Algunos vehículos tienen una palanca de cambios montada en la columna de dirección. Una palanca de cambios de columna de 3 velocidades, que llegó a ser conocida popularmente como "tres en el árbol", comenzó a aparecer en Estados Unidos a fines de la década de 1930 y se volvió común durante las décadas de 1940 y 1950. Si un vehículo estadounidense estaba equipado con sobremarcha , era muy probable que fuera del tipo Borg-Warner , que se operaba retirando brevemente el pedal del acelerador cuando estaba por encima de 28 mph (45 km/h) para habilitarlo, y pisando momentáneamente el mismo pedal para regresar. a la marcha normal. El control simplemente desactiva la sobremarcha para situaciones como estacionar en una colina o evitar cambios no deseados a sobremarcha. [ cita necesaria ]
Posteriormente, los modelos europeos y japoneses comenzaron a tener palancas de cambio de columna de 4 velocidades con este patrón de cambios:
La mayoría de los vehículos con especificaciones estadounidenses vendidos en EE. UU. y Canadá tenían una palanca de cambios montada en una columna de 3 velocidades; las camionetas Chevrolet/GMC de primera generación de la época 1964-1970 tenían una palanca de cambios de columna de 4 velocidades ultra poco común. La palanca de cambios manual montada en columna desapareció en América del Norte a mediados de la década de 1980 y apareció por última vez en la camioneta Chevrolet de 1987 . Antes de 1980, los compactos de plataforma GM X (Chevrolet Nova y sus clones corporativos rebautizados) fueron los últimos automóviles de pasajeros en tener una palanca de cambios manual montada en una columna. Fuera de Norteamérica, la palanca de cambios montada en columna siguió en producción. Todos los taxis Toyota Crown y Nissan Cedric en Hong Kong tenían el cambio de columna de 4 velocidades hasta 1999, cuando se ofrecieron por primera vez las transmisiones automáticas. Desde finales de los años 1980 o principios de los años 1990, [ vago ] se ha ofrecido una palanca de cambios de columna de 5 velocidades en algunas furgonetas vendidas en Asia y Europa, como Toyota Hiace , Mitsubishi L400 y la primera generación de Fiat Ducato .
Los desplazadores de columna son mecánicamente similares a los desplazadores de piso, aunque el desplazamiento se produce en un plano vertical en lugar de horizontal. Debido a que la palanca de cambios está más alejada de la transmisión y los movimientos en la palanca de cambios y en la transmisión están en planos diferentes, las palancas de cambio de columna requieren un varillaje más complicado que las palancas de cambio de piso. Las ventajas de una palanca de cambios de columna son la capacidad de cambiar entre las dos marchas más utilizadas (segunda y tercera) sin soltar el volante y la falta de interferencia con el espacio para los asientos de los pasajeros en vehículos equipados con un banco .
Algunos coches más pequeños de las décadas de 1950 y 1960, como el Citroën 2CV , el Renault 4 y los primeros Renault 5 , cuentan con una palanca de cambios en el panel de instrumentos. Era más barato de fabricar que una palanca de cambios de columna y más práctico, ya que la caja de cambios estaba montada delante del motor. Luego, el varillaje de la palanca de cambios podría colocarse encima del motor. La desventaja es que el cambio es menos cómodo y normalmente más lento de operar.
Los autos pequeños y monovolúmenes más nuevos , como el Suzuki MR Wagon , el Fiat Multipla , el Toyota Matrix , el Pontiac Vibe , los autos con plataforma Chrysler RT , el Honda Element , el Honda Civic , el Daihatsu Sigra y el Honda Avancier , pueden presentar un Palanca de cambios de transmisión manual o automática ubicada en el panel de instrumentos del vehículo, similar a los Chryslers y Powerglide Corvairs de mediados de la década de 1950 . Las palancas de cambios montadas en la consola son similares a las palancas de cambios montadas en el piso en que la mayoría de las que se usan en los vehículos modernos operan en un plano horizontal y pueden montarse en la transmisión del vehículo de la misma manera que lo hace una palanca de cambios montada en el piso. Sin embargo, debido a la ubicación de la palanca de cambios en comparación con las ubicaciones de la palanca de cambios de columna y la palanca de cambios de piso, así como el posicionamiento de la palanca de cambios con respecto al resto de los controles en el panel, a menudo se requiere que la palanca de cambios se monte en una espacio que no cuenta con muchos controles integrales para el funcionamiento del vehículo, o controles de uso frecuente, como los del sistema estéreo o el sistema HVAC , para ayudar a evitar la activación accidental o la confusión del conductor.
Cada vez más automóviles y camionetas pequeños de fabricantes como Suzuki , Honda y Volkswagen cuentan con palancas de cambio en la consola, ya que liberan espacio en el piso para otras funciones, como compartimentos de almacenamiento, sin necesidad de que la palanca de cambios esté montada en la columna de dirección. Además, la ubicación básica de la palanca de cambios en comparación con la palanca de cambios de columna hace que las palancas de cambio de consola sean más fáciles de operar que las de columna.
En las décadas de 1950, 1960 y 1970, en algunos casos se permitía circular por carretera con bajo consumo de combustible y baja velocidad del motor en vehículos equipados con transmisiones de 3 o 4 velocidades por medio de una unidad de sobremarcha separada dentro o detrás de la carcasa trasera de la transmisión. . Esto se activaba manualmente mientras estaba en marcha alta accionando un interruptor o presionando un botón en la perilla de la palanca de cambios o en la columna de dirección, o automáticamente levantando momentáneamente el pie del acelerador con el vehículo viajando por encima de una determinada velocidad. Las sobremarchas automáticas se desactivaban pisando el acelerador y se proporcionaba un control de bloqueo para permitir al conductor desactivar la sobremarcha y operar la transmisión como una transmisión normal (sin sobremarcha). [21]
El término "sobremarcha" también se utiliza para describir una marcha con una relación inferior a uno (por ejemplo, si la marcha superior de la transmisión tiene una relación de 0,8:1).
Los vehículos con transmisión manual a menudo se pueden arrancar cuando el motor de arranque no está operativo, como cuando el automóvil tiene la batería agotada o cuando el motor de arranque no funciona correctamente y no puede entregar suficiente energía de rotación para hacer girar el motor.
Al arrancar con fuerza, la energía generada por las ruedas que se mueven en la carretera se transfiere al eje de transmisión, luego a la transmisión y, finalmente, al cigüeñal. Cuando el cigüeñal gira como resultado de la energía generada por el balanceo del vehículo, el motor gira. Esto simula la función del motor de arranque y funciona de manera similar a las manivelas de los automóviles muy antiguos de principios del siglo XX, reemplazando el movimiento de arranque por el empuje del automóvil.
Recientemente, muchas transmisiones automáticas han incluido más relaciones de transmisión que sus contrapartes manuales. [22] [23]
En algunos países, una licencia de conducir emitida para vehículos con transmisión automática no es válida para conducir vehículos con transmisión manual, pero una licencia para transmisiones manuales cubre ambas. [24]
Arrancar desde una posición estacionaria en un vehículo de transmisión manual requiere un torque adicional para acelerar el vehículo cuesta arriba, con la posibilidad de que el vehículo ruede hacia atrás en el tiempo que lleva mover el pie del conductor desde el pedal del freno al pedal del acelerador (para aumentar las RPM del motor antes de soltar el embrague). Un método tradicional de arranque en pendiente en un automóvil con transmisión manual es usar el freno de mano (también llamado "freno de mano", " freno de emergencia " o "freno electrónico") para mantener el vehículo estacionario. Esto significa que no es necesario el pie derecho del conductor para accionar el pedal del freno, lo que lo deja libre para utilizarlo en el pedal del acelerador. Una vez que se obtienen las RPM requeridas del motor, el conductor puede soltar el embrague y también soltar el freno de estacionamiento cuando se activa el embrague.
En el Studebaker de 1936 se introdujo un dispositivo llamado soporte de colinas . Muchos vehículos modernos utilizan un freno de estacionamiento accionado electrónicamente, que a menudo incluye una función de retención en pendiente mediante la cual el freno de estacionamiento se libera automáticamente cuando las ruedas motrices comienzan a recibir potencia del motor. [25]
En muchos vehículos livianos, los conductores expertos pueden deslizar el embrague apenas lo suficiente para evitar que el vehículo retroceda mucho durante el segundo mientras el pie derecho se mueve del pedal del freno al pedal del acelerador; Este método resuelve eficazmente el problema de mantenimiento en pendientes sin necesidad de utilizar el freno de mano y con una reducción insignificante de la vida útil del embrague, aunque requiere cierta habilidad.
El sistema sincronizado de ajuste de revoluciones para cambios descendentes es una tecnología controlada por computadora que imita la técnica de ajuste de revoluciones manual.
Algunas camionetas tienen transmisiones que se ven y se comportan como transmisiones de vehículos de consumo comunes [ se necesita aclaración ] ; estas transmisiones se usan en camionetas más livianas, generalmente tienen hasta 6 marchas y generalmente tienen sincronización.
Para los camiones que necesitan más marchas, el patrón estándar "H" puede resultar complicado para algunos conductores de camiones, por lo que se utilizan controles adicionales para seleccionar marchas adicionales. Se conserva el patrón "H", luego un control adicional selecciona entre alternativas. En los camiones más antiguos, el control suele ser una palanca separada montada en el piso o, más recientemente, un interruptor neumático montado en la palanca "H"; En los camiones más nuevos, el control suele ser un interruptor eléctrico montado en la palanca "H". Las transmisiones multicontrol están construidas con potencias nominales mucho más altas, pero rara vez utilizan sincronización.
Existen varias alternativas comunes para el patrón de cambio. Los tipos estándar son:
Aunque hay muchas posiciones de marcha, el cambio de marcha suele seguir un patrón regular. Por ejemplo, una serie de cambios ascendentes podría usar "mover al splitter directo; mover al splitter sobremarcha; mover la palanca de cambios al No. 2 y mover el splitter a submarcha; mover el splitter a directo; mover el splitter a sobremarcha; mover la palanca de cambios a No .3 y mueva el divisor a marcha baja"; etcétera. En los camiones más antiguos que utilizan palancas montadas en el piso, un problema mayor es que los cambios de marcha comunes requieren que los conductores muevan sus manos entre las palancas de cambio en un solo cambio, y sin sincronización, los cambios deben sincronizarse cuidadosamente o la transmisión no se activará. Por esta razón, algunas transmisiones con divisor tienen un rango adicional "por debajo", de modo que cuando el divisor ya está en "por debajo", se puede reducir de nuevo rápidamente, sin la demora de un doble cambio.
Las transmisiones de camiones modernas suelen ser "divisoras de alcance". El de 13 velocidades más común tiene un patrón H estándar, y el patrón desde la esquina superior izquierda es el siguiente: R, abajo a L, arriba y arriba hasta 1, abajo hasta 2, arriba y arriba hasta 3, hasta 4. La palanca de rango de "mariposa" en el frente central de la perilla se gira hacia arriba mientras está en 4ta, luego se cambia nuevamente a 1. Se repiten las posiciones 1 a 4 de la perilla. Además, cada uno se puede dividir usando la palanca de sobremarcha accionada con el pulgar en el lado izquierdo de la perilla mientras está en rango alto. La palanca de "pulgar" no está disponible en la gama baja, excepto en 18 velocidades; Del 1 al 4 en el rango bajo se puede dividir usando la palanca del pulgar y L se puede dividir con la palanca "Mariposa". L no se puede dividir usando la palanca del pulgar ni en la velocidad 13 ni en la 18. La transmisión de 9 velocidades es como una de 13 velocidades sin la palanca de sobremarcha.
Las transmisiones de camiones utilizan muchos diseños físicos. Por ejemplo, la salida de una transmisión de N velocidades puede impulsar una transmisión secundaria de M velocidades, dando un total de N*M combinaciones de engranajes. Las transmisiones pueden realizarse en cajas separadas con un eje en el medio; en casos separados atornillados entre sí; o todo en un solo estuche, utilizando el mismo aceite lubricante. La segunda transmisión a menudo se llama "Brownie" o "caja Brownie" en honor a una marca popular. Con una tercera transmisión, las marchas se multiplican una vez más, dando mayor alcance o menor espaciamiento. Por tanto, algunos camiones tienen decenas de posiciones de marcha, aunque la mayoría son duplicados. A veces, se integra una transmisión secundaria con el diferencial en el eje trasero, lo que se denomina "extremo trasero de dos velocidades". Los diferenciales de dos velocidades son siempre divisores. En las transmisiones más nuevas, puede haber dos contraejes, por lo que cada engranaje del eje principal puede ser impulsado desde uno u otro contraeje; esto permite la construcción con contraejes cortos y robustos, al mismo tiempo que permite muchas combinaciones de engranajes dentro de una sola caja de engranajes.
Las transmisiones de servicio pesado en su mayoría no están sincronizadas . A veces, la sincronización agrega peso que podría ser una carga útil, y es una cosa más que falla, y los conductores pasan miles de horas conduciendo, por lo que pueden tomarse el tiempo para aprender a conducir de manera eficiente con una transmisión no sincronizada. El cambio flotante (también llamado "engranajes flotantes") consiste en cambiar de marcha sin desacoplar el embrague, generalmente en una transmisión no sincronizada utilizada por camiones grandes. Dado que no se utiliza el embrague, es fácil que las velocidades de las marchas no coincidan y el conductor puede causar rápidamente daños importantes (y costosos) a las marchas y a la transmisión.
Los camiones pesados suelen funcionar con motores diésel . Los motores de camiones diésel de la década de 1970 y anteriores tienden a tener una banda de potencia estrecha, por lo que necesitan muchas marchas muy espaciadas. A partir del Maxidyne de 1968 , los motores de camiones diésel han utilizado cada vez más turbocompresores y controles electrónicos que amplían la banda de potencia, permitiendo cada vez menos relaciones de transmisión. A partir de 2021, los operadores de flotas suelen utilizar transmisiones de 9, 10, 13 o 18 velocidades, pero las transmisiones manuales automatizadas se están volviendo más comunes en los vehículos pesados, ya que pueden mejorar la eficiencia y la capacidad de conducción, reducir la barrera de entrada para nuevos conductores y puede mejorar la seguridad al permitir que el conductor se concentre en las condiciones de la carretera. [ cita necesaria ]
Las transmisiones manuales están lubricadas con aceite para engranajes (o aceite de motor en algunos vehículos) que debe cambiarse periódicamente en algunos vehículos, aunque no con tanta frecuencia como el líquido de una transmisión automática. El aceite para engranajes tiene un aroma característico porque contiene compuestos antidesgaste que contienen azufre. Estos compuestos se utilizan para reducir la alta fricción de deslizamiento por el corte helicoidal de los dientes (este corte elimina el chirrido característico de los engranajes rectos de corte recto ). En las motos con embragues "húmedos" (el embrague va bañado en aceite de motor), no suele haber nada que separe la parte inferior del motor de la transmisión , por lo que el mismo aceite lubrica tanto el motor como la transmisión.
