La caja de cambios - Funcionamiento

Elementos del cambio

Mostramos primero una vista de los tres ejes principales del cambio, puestos en una superfície plana, para entender su funcionamiento. Estos ejes están dispuestos de forma que la parte izquierda de la foto es la parte delantera de la moto, y la parte derecha la parte trasera.



El eje A es el eje de entrada al cambio. En la parte izquierda del mismo es donde se coloca el piñón central del embrague. Vemos que este eje conecta el embrague con el eje primario del cambio (B) mediante un piñón que engrana con el piñón de 3ª velocidad del primario. Éste piñón giraría libre alrededor del eje, pero está conectado a un casquillo en rampa solidario al eje, que es empujado por un muelle contra el piñón de transmisión, impidiéndolo girar y transmitiendo así la fuerza del motor a la transmisión. Este muelle tiene la función de actuar como amortiguador de transmisión.

El eje B es el primario del cambio. Tiene cuatro piñones unidos a él, y un quinto (el de la 5ª velocidad) que gira libremente alrededor del eje, pero no puede desplazarse a lo largo de él. En el extremo del primario nos encontramos con el manguito de engranaje de la 5ª velocidad. Éste elemento gira solidario con el eje del primario, pero se desplaza a lo largo de su eje, de forma que cuando retrocede y engarza sus muescas laterales con las existentes en el piñón de 5ª velocidad, éste último empieza a girar solidario con el eje primario.

El Eje C es el árbol secundario del cambio. En el encontramos los engranajes de las marchas 1ª a 4ª, que giran locos sobre el eje. Entre los engranajes de 1ª y 2ª y los de 3ª y 4ª respectivamente, hallamos sendos manguitos desplazables, que giran solidarios con el eje. Cuando se desplazan y se engarzan con un piñón (de 1ª a 4ª), hace que el eje del secundario gire con ellos. El piñón de 5ª marcha está fijo en el secundario.


Para desplazar los manguitos existen lo que se llaman las horquillas del cambio. Éstas engrazan en los desplazables y se desplazan a lo largo de un eje, mediante la acción del tambor del selector, el cual tiene unas acanaladuras que marcan el "camino" que debe seguir cada horquilla (alante-atrás) para cada posición de la rotación del tambor, engranando las sucesivas marchas.




Ahora identificaremos los elementos en la posición natural. Para ello se han montado todos los componentes en la tapa del cárter del cambio, de forma que se pueden hacer fotos del conjunto.

A: Eje de entrada al cambio (vemos en primer término el piñón central del embrague)
B: Eje primario del cambio
C: Eje secundario del cambio (salida del cambio hacia la transmisión secundaria).
D: Tambor de selección
E: Horquillas desplazables
F: Selector

Vista Frontal. En la foto siguiente, tenemos una vista de los elementos del cambio vistos desde el frontal de la moto, como si estuviéramos situados en el motor. En el eje de entrada al cambio (A) vemos instalado el piñón central del embrague.



Vista desde el lateral izquierdo. Podemos observar en primer término el tambor del selector (D) con las acanaladuras practicadas para guiar a cada una de las tres horquillas del cambio.



Lateral derecho. Se aprecian perfectaamente los manguitos desplazables de 1ª a 2ª y de 3ª a 4ª con sus correspondientes horquillas engarzadas.



Vista inferior. Aquí apreciamos los tres ejes del cambio con sus piñones engranados entre sí. El manguito desplazable de engarce de la 5ª velocidad en el primario está escondido dentro de la tapa del cárter.



Vista superior.




Funcionamiento del cambio


En el siguiente diagrama podemos pareciar la disposición y conexiones entre los diferentes elementos del cambio. Los ejes están grafiados rayados en negro, así como los piñones que se hallan unidos solidariamente a los mismos. Los piñones dibujados en rojo son aquellos que están fijos en su posición, pero que giran libremente alrededor del eje, mientras que en verde se grafían los elementos que giran solidarios al eje correspondiente, pero que pueden desplazarse a lo largo del mismo.



Así pues podemos apreciar con facilidad lo expuesto hasta ahora, además de constatar que los piñones de todas las velocidades en ambos ejes siempre están engranados entre ellos.

Punto Muerto



El eje de entrada al cambio imprime su rotación al casquillo con conexión elástica al piñón de transferencia, el cual actúa sobre el tercer engranaje del primario. De esta froma se entiende que el eje primario siempre está girando, independientemente de la marcha engranada, de manera proporcional a las revoluciones del motor.



Los piñones de las cuatro primeras velocidades del primario hacen girar a sus cuatro homólogos en el secundario, los cuales, al no conectarse con los manguitos de conexión en el secundario, hacen que éstos y su eje se mantengan sin rotación. En este caso, los piñones de 5ª velocidad tampoco giran.


Primera velocidad



Al engranar la primera velocidad, el tambor del selector gira y hace desplazarse la horquilla de 1ª a 2ª, desplazando el manguito, el cual engrana con el piñón de 1ª velocidad en el secundario. De esta forma, la rotación del engranaje de primera velocidad se transmite a su manguito, y por consiguiente al eje de salida del cambio.




Segunda velocidad



El tambor del selector gira en sentido inverso (pasando por el punto muerto) y desplaza ahora el manguito para engranarlo con el piñón de segunda velocidad en el secundario, que es el que imprime ahora rotación al mismo.




Tercera velocidad



Siguiendo con la rotación del tambor, se engranan de forma análoga la 3ª y 4ª velocidad.




Cuarta velocidad






Quinta velocidad



La quinta velocidad se engrana de forma diferente, pues en este caso el piñón fijo se halla en el secundario, y el manguito y el piñón de rotación libre en el primario.




El tambor del selector

Una vez comprendido cómo se engranan las diferentes velocidades, sñolo nos resta comentar cómo se imprime la rotación al tambor. Esto se consigue mediante el selector (F), que va conectado al reenvío de la palanca del cambio de marchas.



En cada movimiento del selector, se engancha una uña del mismo en un tetón del tambor, haciéndolo girar lo suficiente como para engranar las sucesivas velocidades.

Existe un pitón de retención que se engarza, mediante presión de un muelle, en 6 rebajes practicados en el tambor, correspondientes a cada una de las 6 posiciones (5 velocidades y Punto Muerto) del cambio, para evitar que el tambor se mueva de forma involuntaria y asegurar que se engranen las velocidades con exactitud.



Tenemos de igual forma una protuberancia en el tambor, que sirve para que en posición de punto muerto, ésta tome contacto con una lengüeta, derivando a masa y por lo tanto encendiendo la luz del testigo de punto muerto en el tablero de instrumentos.