MECÁNICA AUTOMOTRIZ

ASPECTOS GENERALES    DEL     VEHÍCULO

EL VEHÍCULO

Se  denomina  vehículo  automotor  al  complejo    mecánico,  capaz  de  desplazarse  por  sí  mismo.  Está compuesto por una serie de sistemas y piezas, que funcionan en forma coordinada y armónica.

Independiente del medio en el cual el vehículo se desplace, como así mismo el destino de servicio para el cual fueron construidos los vehículos automotores todos tienen la misma función a saber; transporte de pasajeros y/o carga.

SEGÚN SU ENERGÍA DE FUNCIONAMIENTO

Vapor.

Motores de combustión interna.

-Gasolina.

-Diesel.
-Gas.

-Híbridos.

Eléctricos.

-Red eléctrica.

-Batería de acumuladores.
-Energía nuclear.

SEGÚN EL MEDIO DE DESPLAZAMIENTO

Terrestres.

Aéreos.

Marítimos o fluviales.

SEGÚN  SU CONSTRUCCIÓN

Livianos.

Pesados.

Maquinarias.

SEGÚN SU USO

Transporte de pasajeros.
Transporte de carga.

Transporte de pasajeros y carga.
Militares.

Especiales (bomberos, unidades de  rescate, aseo, competencia).

VEHÍCULOS EN ESTUDIO:

Basaremos  nuestro  estudio  de  vehículos  en  el  tipo  convencional,  entendiéndose  por  ello  vehículos conformados  por  chasis  y  carrocería  con  encendido  convencional  y  sistema  de  alimentación  por carburador, entregándose conceptos básicos y funcionales de inyección y encendido electrónico.

CHASIS

Estructura base de construcción del vehículo. Tiene por función sustentar sobre su estructura todos los sistemas componentes del vehículo como así mismo pasajeros, carga y otros.

Su estructura se conforma por un bastidor compuesto de perfiles de acero estampado. En su fabricación los perfiles componentes se les conforma con los refuerzos (pliegues) y formas necesarias diseñadas por ingeniería, de acuerdo a las prestaciones que se destinará. Sus perfiles se ensamblan por medio de remaches o tornillos para permitir su desensamblaje para reparación.

CARROCERÍA

Componente del vehículo destinado a contener pasajeros y carga.   Estructura que se instala en el chasis o forma parte de él, (monocasco autoportante).

Se construye de materiales diversos como Latón acerado, madera, plástico P4 y sus combinaciones.   Su construcción queda determinada por el fabricante de acuerdo al tipo de vehículo que este produciendo.
En su diseño se toma en cuenta las diversas consideraciones ya sabidas en cuanto a clasificación de vehículos.

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Historia del automovil

Historia del automóvil by Senra Jose

EL MOTOR

El Motor del Automóvil by Edinson Cordova

Motor Diesel

Motor diésel by Correo Trasnp

MOTOR DE EXPLOSION

MOTOR DE EXPLOSIÓN 4 TIEMPOS by jorgeherga

CARBURAR UN MOTOR

Como carburar un motor?

Todos hemos tenido alguna vez problemas al arrancar nuestro coche. Aquí teneis este completo artículo que va orientado hacia los que se están iniciando en este mundo, pero también para los ya más metidos en el tema. He dividido el artículo en partes. La primera explica el funcionamiento básico del carburador; la segunda analiza las funciones de cada ajuste de éste y la tercera enseña como ajustar, “carburar” elmotor.

1ª PARTE:  El carburador

Rápidamente, dejemos clara su función.

Todos sabemos que para crear fuego se necesitan tres factores: un combustible, un ignitor y oxígeno. En unmotor de explosión, estos tres factores són respectivamente el combustible usado en RC (mezcla de metanol, nitrometano, lubricantes…), la bujía y el aire.

Lo que hace el carburador es crear una mezcla equilibrada de carburante y aire. Si sólo entrara uno de los dichos, el motor simplemente no arrancaría. Es por eso que el carburador tiene diversos ajustes: la aguja de“altas”, la aguja de “baja” y la del ralentí, explicados más abajo. El ajuste de la cantidad de aire lo regula el conocido acelerador.

¿Y por qué siempre tengo que ajustarlos cada vez en lugar de dejarlos ya colocados en su correcta posición? Sabed que la temperatura, la humedad, la presión barométrica, la altitud, son factores que influyen en la cantidad de oxígeno que entrará en el motor. Por eso hemos de ajustar cada vez el carburador.

Éste es el ciclo que lleva el combustible desde que entra en el carburador hasta que sale despedido con aire hacia el cigüeñal y, más tarde, la cámara de combustión.

1.- El combustible entra a carburador por este conducto.

2.-  Aquí entra en acción la aguja de altas, que regula el paso en todo momento de combustible.

3.-Aquí entra en el inyector, cuya salida queda regulada por la aguja de baja, a la derecha del esquema. Justo en el momento donde se acaba el inyector, es donde se produce la mezcla. El combustible sale pulverizado debido al aire a presión que entra por el venturi (la parte central superior del esquema).

Las zonas sombreadas en azul representan el combustible.

2ª PARTE: Ajustes

Como he dicho, el carburador tiene tres posibles ajustes. Veamoslos:

- Aguja de altas: regula la proporción de combustible que entra en el carburador en todas las posiciones del acelerador. Aun y así, regula sobretodo la cantidad de combustible en media-altas y altas RPM., de aquí su nombre.

- Ralentí: ajusta la posición del cierre máximo del carburador. Es la que regula las RPM del motor cuando lo dejamos en neutro, es decir, cuando no aceleramos nada. Evita parones repentinos en el motor cuando frenamos. Se identifica por el muelle que lleva debajo de la cabota del tornillo. Es importante tener bien regulado el varillaje para poder regular el ralenti, ya que si al dejar neutra la emisora el servo esta haciendo un poco de fuerza acelerando, parecerá que tiene mas ralenti del real, y cuando frenemos se calará.

- Aguja de baja: regula únicamente la cantidad de mezcla que entrará a bajas y medias RPM del motor.

- Acelerador: lo regulamos nosotros con el mando a distancia. Es el encargado de regular las RPM delmotor. Va unido al servo del acelerador. Hay dos tipos de acelerador: el de deslizamiento y el rotatório. En el esquema de más arriba, el acelerador del dibujo superior es de deslizamiento. El del inferior es rotatório.

El carburador de tu coche debería tener estos ajustes más o menos como en este esquema.

Por lo general, la aguja de altas y el ralentí suelen estar en posición vertical y la de baja está en un lateral. El acelerador está a mano derecha en ambos esquemas, es el tirante que sobresale.

3ªPARTE: Manos a la obra

Muy bien, entonces que hago ahora?

Primeramente debemos dejar el motor y sus conductos limpios totalmente de polvo. Una pequeña motita de polvo podria destrozar el cilindro y la camisa viendonos forzados a cambiar éste conjunto de piezas o, más bien, el motor entero.

Para ello, podemos desenroscar con mucho cuidado la aguja de altas y soplar enérgicamente. No está muy recomendado que desarmemos el motor y el carburador si no sabemos que estamos haciendo exactamente.

Asegurate que la bujía es la correcta para tu motor. Las bujías van numeradas. Calientes, frias,… Una buena y mas o menos universal son de los numeros 6 a 8 (ojo que hay dos tipos, normales y conicas o “turbo”, asegurate de cuales usa tu motor). Comprueba también el combustible.

Llena el depósito y envia gasolina al carburador. Esto se suele hacer mediante un cebador o bomba que suele llevar el depósito. Si no lo lleva, debemos quitar el filtro de aire, taparlo con nuestro dedo y entonces tirar del arrancador o mover el motor un poquillo con la caja de arranque. La gasolina debería ser absorbida al carburador. No os paséis con la gasolina, sino se os ahogará y costará de arrancar. Solo que veamos que algo de gasolina entra al carburador, debemos dejar de mover el motor.

Estos pasos que vienen a continuación, los haremos con el motor apagado.

- Ajustar el ralentí: sacad el filtro de aire. La abertura del acelerador en posicion neutro no deberia superar el milímetro. Aún y así, este ajuste se realiza mejor con el motor encendido, fijándonos en que las RPM delmotor sean estables en esta posición. No lo enciendas todavia.

Para cerrar el agujero de ralentí, desenrosca. Para abrirlo (subir el ralenti), enrosca.

- Aguja de altas: Se ajusta a partir de la posición cerrada (girala al tope hacia la derecha, pero nunca la fuerces, podrias doblarla). A partir de aquí, le debes dar entre una vuelta y media y dos y media hacia fuera.

Si es la primera vez que lo enciendes, debes hacer el rodaje del motor. Dale 2 vueltas, o más, evitando, claro está, ahogarlo. Cuanto más carburante le entre en el rodaje, mejor.

AVISO: Cerrar mucho esta aguja significa crear una mezcla pobre, por tanto, más alto será el número máximo de RPM, ya que en la mezcla hay mucha cantidad de aire y poca de combustible. Esto da más potencia, aceleración, y más rapidez de respuesta, pero tiene la grave consecuencia de sobrecalentamiento, ya que apenas le entran agentes lubricantes (que lleva el propio carburante). Si esto ocurre constantemente, la cabeza del cilindro y laterales de la camisa se empezaran a quemar.

Ahora, para ajustar la aguja de bajas, es mejor encender el motor. Veamos estos pasos:

1. Pon gasolina en el depósito.
2. Hazla llegar al carburador.
3. Enciende la emisora, luego el receptor.
4. Pon el chispómetro en la bujía.
5. Dale al tirador o pon el coche encima de la caja de arranque. Con motores con tirador, debería arrancar en no más de 3 tirones. Éstos deben ser enérgicos pero no en exceso.
6. El motor está en marcha.

Escucha ahora las RPM. Deberian ser estables después de 30 segundos de haber encendido el motor. Si no es así, ajusta el ralentí hasta que veas que se estabilizan. Debes equilibrarlo para que el coche estando en neutro ni se cale, ni salga despedido hacia delante. Cuestión de perícia.

Vayamos con la aguja de baja.

Dale un leve toque al acelerador. Si no acelera rápidamente, enroscalo muy poquito y vuelve a probar. Si cuando dejas ir el acelerador, el coche no desacelera, desenroscalo. Es un ajuste un poco dificil de calibrar. En cambio, puede servir como una herramienta a parte para ajustar el ralentí. Es menos preciso que ajustar el ralentí directamente.

Eso es todo. El motor debería funcionar perfectamente ahora en todas sus RPM.

He hecho dos tablas: una indica una carburación típica para hacer el rodaje y correr normal. Otra sintetiza losproblemas que podemos tener con el motor y sus soluciones.

Carburación típica
Rodaje	Carburante: contenido 10% de nitrometano. Aguja de altas: 2 o más vueltas Ralentí: ajustar. Aguja de bajas: evitar que esté muy revolucionado cuando aceleremos poco. No sobrepasar nunca de medio gas. Hacer unos 7 depósitos.
Correr normal	Carburante: contenido de entre 10% y 25% de nitrometano. Aguja de altas: mínimo 1 ¼ de vuelta. Ralentí: ajustar. Aguja de bajas: evitar que esté muy revolucionado cuando aceleremos poco. Disfrutar.

Problemas de arranque
PROBLEMA	CAUSA	REMEDIO
El motor no arranca de ninguna de las formas	No hay gasolina en el carburador.	*Pulsa varias veces el cebador y haz llegar gasolina al carburador.
	La bujía no está caliente.	*Comprueba que el chispómetro está correctamente conectado. *Recarga el chispómetro.
	La bujía está fundida	*Cambia la bujía.
Al motor le cuesta girar cuando le damos al arrancador o ponemos el coche en la caja de arranque	Motor ahogado (el cilindro está lleno de carburante).	*Desenrosca la bujía, sácala, y haz girar el motor para vaciar el exceso de carburante. Vuelve a montar después la bujía.
	El tirador está arrancado (solo para motores con tirador)	*Cambia el tirador.
El motor arranca, pero inmediatamente se “cala”.	No queda gasolina.	*Llena el depósito.
	El filtro de gasolina/aire están sucios	*Reemplazalos o limpialos.
	Sobrecalentado	*Deja el coche en reposo en la sombra durante un rato. Luego desenrosca unos 30º la aguja de altas y prueba otra vez.
	La bujía está defectuosa	*Cambiala
	Ajuste incorrecto del ralentí y/o aguja de baja.	*Vuelve a leer la segunda  y tercera parte del artículo.

Teneis una segunda parte con mas informacion sobre carburacion en otro articulo de Papo sobre este tema y como regular un carburador de 3 agujas,…

SISTEMA DE TRANSMISION

Introducción
La caja de cambios es un elemento de transmisión que se interpone entre el motor y las ruedas para modificar el numero de revoluciones de las mismas e invertir el sentido de giro cuando las necesidades de la marcha así lo requieran. Actúa, por tanto, como transformador de velocidad y convertidor mecánico de par.
Si un motor de explosión transmitiera directamente el par a las ruedas, probablemente seria suficiente para que el vehículo se moviese en terreno llano. Pero al subir una pendiente, el par resistente aumentaría, entonces el motor no tendría suficiente fuerza para continuar a la misma velocidad, disminuyendo esta gradualmente, el motor perdería potencia y llegaría a pararse; para evitar esto y poder superar el par resistente, es necesario colocar un órgano que permita hacer variar el par motor, según las necesidades de la marcha. En resumen, con la caja de cambios se "disminuye" o "aumenta" la velocidad del vehículo y de igual forma se "aumenta" o "disminuye" la fuerza del vehículo.
Como el par motor se transmite a las ruedas y origina en ellas una fuerza de impulsión que vence las resistencia que se opone al movimiento, la potencia transmitida (Wf) debe ser igual, en todo momento, a la potencia absorbida en llanta; es decir:

Cm.- par desarrollado por el motor
Cr.- par resistente en las ruedas
n.- número de revoluciones en el motor
n1.- número de revoluciones en las ruedas
Si no existiera la caja de cambios el número de revoluciones del motor (n) se transmitiría íntegramente a la ruedas (n = n1), con lo cual el par a desarrollar por el motor (Cm) sería igual al par resistente en las ruedas (Cr).
Según esto si en algún momento el par resistente (Cr) aumentara, habría que aumentar igualmente la potencia del motor para mantener la igualdad Cr = Cm. En tal caso, se debería contar con un motor de una potencia exagerada, capaz de absorber en cualquier circunstancia los diferentes regímenes de carga que se originan en la ruedas durante un desplazamiento.
La caja de cambios, por tanto, se dispone en los vehículos para obtener, por medio de engranajes, el par motor necesario en las diferentes condiciones de marcha, aumentado el par de salida a cambio de reducir el número de revoluciones en las ruedas. Con la caja de cambios se logra mantener, dentro de unas condiciones óptimas, la potencia desarrollada por el motor.


Relación de transmisión (Rc)
Según la formula expresada anteriormente, los pares de transmisión son inversamente proporcionales al numero de revoluciones:Por tanto, la relación (n/n1) es la desmultiplicación que hay que aplicar en la caja de cambios para obtener el aumento de par necesario en las ruedas, que esta en función de los diámetros de las ruedas dentadas que engranan entre sí o del número de dientes de las mismas.

Cálculo de velocidades para una caja de cambios
Para calcular las distintas relaciones de desmultiplicación que se deben acoplar en una caja de cambios, hay que establecer las mismas en función del par máximo transmitido por el motor, ya que dentro de este régimen es donde se obtiene la mayor fuerza de impulsión en las ruedas. Para ello, basta representar en un sistema de ejes coordenados las revoluciones máximas del motor, que están relacionadas directamente con la velocidad obtenida en las ruedas en función de su diámetro y la reducción efectuada en el puente.
Siendo "n" el número de revoluciones máximas del motor y "n1" el numero de revoluciones al cual se obtiene el par de transmisión máximo del motor (par motor máximo), dentro de ese régimen deben establecerse las sucesivas desmultiplicaciones en la caja de cambios. Entre estos dos limites (n y n1) se obtiene el régimen máximo y mínimo en cada desmultiplicación para un funcionamiento del motor a pleno rendimiento.





Cambios manuales

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.



Cajas de cambio manuales
El sistema de cambio de marchas manual ha evolucionado notablemente desde los primeros mecanismos de caja de cambios de marchas manuales sin dispositivos de sincronización hasta las actuales cajas de cambio sincronizadas de dos ejes.
Independientemente de la disposición transversal o longitudinal y delantera o trasera, las actuales cajas de cambios manuales son principalmente de dos tipos:

• De tres ejes: un eje primario recibe el par del motor a través del embrague y lo transmite a un eje intermediario. Éste a su vez lo transmite a un eje secundario de salida, coaxial con el eje primario, que acciona el grupo diferencial.
• De dos ejes: un eje primario recibe el par del motor y lo transmite de forma directa a uno secundario de salida de par que acciona el grupo diferencial.

En ambos tipos de cajas manuales los piñones utilizados actualmente en los ejes son de dentado helicoidal, el cual 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.
En la actualidad el engrane de las distintas marchas se realiza mediante dispositivos de sincronización o "sincronizadores" que igualan la velocidad periférica de los ejes con la velocidad interna de los piñones de forma que se consiga un perfecto engrane de la marcha sin ruido y sin peligro de posibles roturas de dentado. Es decir, las ruedas o piñones están permanentemente engranadas entre sí de forma que una gira loca sobre uno de los ejes que es el que tiene que engranar y la otra es solidaria en su movimiento al otro eje. El sincronizador tiene, por tanto, la función de un embrague de fricción progresivo entre el eje y el piñón que gira libremente sobre él. Los sincronizadores suelen ir dispuestos en cualquiera de los ejes de forma que el volumen total ocupado por la caja de cambios sea el más reducido posible. Existen varios tipos de sincronizadores de los cuales destacan: sincronizadores con cono y esfera de sincronización, sincronizadores con cono y cerrojo de sincronismo, sincronizadores con anillo elástico, etc.
El accionamiento de los sincronizadores se efectúa mediante un varillaje de cambio que actúa mediante horquillas sobre los sincronizadores desplazándolos axialmente a través del eje y embragando en cada momento la marcha correspondiente. Los dispositivos de accionamiento de las distintas marchas dependen del tipo de cambio y de la ubicación de la palanca de cambio.
A continuación se van a estudiar los dos tipos de cajas de cambios. La primera caja de cambios es una caja manual de tres ejes con disposición longitudinal de un vehículo de propulsión trasera. La segunda, es una caja manual de dos ejes con disposición transversal, de un vehículo con tracción delantera con tracción delantera por lo que el grupo cónico-diferencial va acoplado en la salida de la propia caja de cambios.
La situación de la caja de cambios en el vehículo dependera de la colocacion del motor y del tipo de transmisión ya sea está delantera o trasera.

Estas dos disposiciones de la caja de cambios en el vehículo son las mas utilizadas, aunque existe alguna mas, como la de motor delantero longitudinal y tracción a las ruedas delanteras.

Caja de cambios manual de tres ejes.
Este tipo de cajas es el más tradicional de los usados en los vehículos actuales y tiene la ventaja principal de que al transmitir el par a través de tres ejes, los esfuerzos en los piñones son menores, por lo que el diseño de éstos puede realizarse en materiales de calidad media.
En la figura inferior se muestra un corte longitudinal de una caja de cambios manual de cuatro velocidades dispuesta longitudinalmente. El par motor se transmite desde el cigüeñal del motor hasta la caja de cambios a través del embrague (Q). A la salida del embrague va conectado el eje primario (A) girando ambos de forma solidaria. De forma coaxial al eje primario, y apoyándose en éste a través de rodamiento de agujas, gira el eje secundario (M) transmitiendo el par desmultiplicado hacia el grupo cónico diferencial. La transmisión y desmultiplicación del par se realiza entre ambos ejes a través del eje intermediario (D).

El eje primario (A) del que forma parte el piñón de arrastre (B), que engrana en toma constante con el piñón (C) del árbol intermediario (D), en el que están labrados, además, los piñones (E, F y G), que por ello son solidarios del árbol intermediario (D). Con estos piñones engranan los piñones (H, I y J), montados locos sobre el árbol secundario (M), con interposición de cojinetes de agujas, de manera que giran libremente sobre el eje arrastrados por los respectivos pares del tren intermediario.
El eje primario recibe movimiento del motor, con interposición del embrague (Q) y el secundario da movimiento a la transmisión, diferencial y, por tanto, a las ruedas. Todos los ejes se apoyan en la carcasa del cambio por medio de cojinetes de bolas, haciéndolo la punta del eje secundario en el interior del piñón (B) del primario, con interposición de un cojinete de agujas.
Para transmitir el movimiento que llega desde el primario al árbol secundario, es necesario hacer solidario de este eje a cualquiera de los piñones montados locos sobre él. De esta manera, el giro se transmite desde el primario hasta el tren fijo o intermediario, por medio de los piñones de toma constante (B y C), obteniéndose el arrastre de los piñones del secundario engranados con ellos, que giran locos sobre este eje. Si cualquiera de ellos se hace solidario del eje, se obtendrá el giro de éste.
La toma de velocidad se consigue por medio de sincronizadores (O y M), compuestos esencialmente por un conjunto montado en un estriado sobre el eje secundario, pudiéndose desplazar lateralmente un cierto recorrido. En este desplazamiento sobre el estriado el sincronizador se acopla con los piñones que giran locos sobre el árbol secundario.
En la figura inferior se muestra el despiece de una caja de cambios de engranajes helicoidales, con sincronizadores, similar a la descrita anteriormente. El eje primario 5 forma en uno de sus extremos el piñón de toma constante (de dientes helicoidales). Sobre el eje se monta el cojinete de bolas 4, en el que apoya sobre la carcasa de la caja de cambios, mientras que la punta del eje se aloja en el casquillo de bronce 1, emplazado en el volante motor.
En el interior del piñón del primario se apoya, a su vez, el eje secundario 19, con interposición del cojinete de agujas 6. Por su otro extremo acopla en la carcasa de la caja de cambios por medio del cojinete de bolas 28. Sobre este eje se montan estriados los cubos sincronizadores, y "locos" los piñones. Así, el cubo sincronizador 10, perteneciente a tercera y cuarta velocidades, va estriado sobre el eje secundario, sobre el que permanece en posición por los anclajes que suponen las arandelas de fijación 9, 13 y 14. En su alojamiento interno se disponen los anillos sincronizadores 7 (uno a cada lado), cuyo dentado engrana en el interior de la corona desplazable del cubo sincronizador 10. Estos anillos acoplan interiormente, a su vez, en las superficies cónicas de los piñones del primario por un lado y del secundario 11 por otro.
Cuando la corona del cubo sincronizador 10 se desplaza lateralmente a uno u otro lado, se produce el engrane de su estriado interior, con el dentado de los anillos sincronizadores 7 y, posteriormente, con el piñón correspondiente en su dentado recto (si se desplaza a la izquierda, con el piñón del primario y a la derecha con el 11 del secundario). En esta acción, y antes de lograrse el engrane total, se produce un frotamiento del anillo sincronizador con el cono del piñón, que iguala las velocidades de ambos ejes, lo que resulta necesario para conseguir el engrane. Una vez logrado éste, el movimiento es transmitido desde el piñón al cubo sincronizador y de éste al eje secundario.
En el secundario se montan locos los piñones 15 (de segunda velocidad) y 26 (de primera velocidad), con los correspondientes anillos sincronizadores 17 y cubo sincronizador. Cada uno de los piñones del secundario engrana en toma constante con su correspondiente par del tren intermediario 20, quedando acoplados como se ve en la figura superior.
En el tren intermediario se dispone un piñón de dentado recto, que juntamente con el de reenvío 23 y el formado en el cubo sincronizador de primera y segunda velocidades, constituyen el dispositivo de marcha atrás.

Funcionamiento
Constituida una caja de cambios como se ha explicado, las distintas relaciones se obtienen por la combinación de los diferentes piñones, en consecuencia con sus dimensiones.
En las cajas de cambio de tres ejes, el sistema de engranajes de doble reducción es el utilizado generalmente en las cajas de cambio, pues resulta mas compacto y presenta la ventaja sustancial de tener alineados entre si los ejes de entrada y salida. Para la obtención de las distintas relaciones o velocidades, el conductor acciona una palanca de cambios, mediante la cual, se produce el desplazamiento de los distintos cubos de sincronización (sincronizadores), que engranan con los piñones que transmiten el movimiento.

En esta caja de cambios (figura superior) se produce una doble reducción cuando los piñones de "toma constante" (B y C) son de distintas dimensiones (nº de dientes). Por eso para calcular la reducción, tendremos utilizar la siguiente formula para la saber el valor de reducción. Por ejemplo en 1ª velocidad tendremos:

rt = relación de transmisión
B, C, G, J = nº de dientes de los respectivos piñones
1ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª (N) hacia la derecha, produce el enclavamiento del correspondiente piñón loco (I) del eje secundario, que se hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta velocidad se obtiene la máxima reducción de giro, y por ello la mínima velocidad y el máximo par.

2ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 1ª/2ª (N) hacia la izquierda, produce el enclavamiento del correspondiente piñón loco (J) del eje secundario, que se hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la velocidad y el par disminuye.

3ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 3ª/4ª (O) hacia la derecha, produce el enclavamiento del correspondiente piñón loco (H) del eje secundario, que se hace solidario de este eje. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniendose la oportuna reducción. En esta velocidad se obtiene una reducción de giro menor que en el caso anterior, por ello aumenta la velocidad y el par disminuye.

4ª velocidad
El desplazamiento del sincronizador de 3ª/4ª (O) hacia la izquierda, produce el enclavamiento del correspondiente piñón de arrastre o toma constante (B) del eje primario, que se hace solidario con el eje secundario, sin intervención del eje intermediario en este caso. Con ello, el giro es transmitido desde el eje primario como muestra la figura inferior, obteniendose una conexión directa sin reducción de velocidad. En esta velocidad se obtiene una transmisión de giro sin reducción de la velocidad. La velocidad del motor es igual a la que sale de la caja de cambios, por ello aumenta la velocidad y el par disminuye.

Marcha atrás (M.A.)
Cuando se selecciona esta velocidad, se produce el desplazamiento del piñón de reenvio (T), empujado por un manguito. Al moverse el piñón de reenvio, engrana con otros dos piñones cuya particularidad es que tienen los dientes rectos en vez de inclinados como los demás piñones de la caja de cambios. Estos piñones pertenecen a los ejes intermediario y secundario respectivamente. Con esto se consigue una nueva relación, e invertir el giro del tren secundario con respecto al primario. La reducción de giro depende de los piñones situados en el eje intermediario y secundario por que el piñón de reenvio actúa únicamente como inversor de giro. La reducción de giro suele ser parecida a la de 1ª velocidad. Hay que reseñar que el piñón del eje secundario perteneciente a esta velocidad es solidario al eje, al contrario de lo que ocurre con los restantes de este mismo eje que son "locos".

Sincronizadores
Las cajas de cambio desde hace muchos años utilizan para seleccionar las distintas velocidades unos dispositivos llamados: sincronizadores, cuya constitución hace que un dentado interno ha de engranar con el piñón loco del eje secundario correspondiente a la velocidad seleccionada. Para poder hacer el acoplamiento del sincronizador con el piñón correspondiente, se comprende que es necesario igualar las velocidades del eje secundario (con el que gira solidario el sincronizador) y del piñón a enclavar, que es arrastrado por el tren intermediario, que gira a su vez movido por el motor desde el primario.
Con el vehículo en movimiento, al activar el conductor la palanca del cambio para seleccionar una nueva relación, se produce de inmediato el desenclavamiento del piñón correspondiente a la velocidad con que se iba circulando, quedando la caja en posición de punto muerto. Esta operación es sencilla de lograr, puesto que solamente se requiere el desplazamiento de la corona del sincronizador, con el que se produce el desengrane del piñón. Sin embargo, para lograr un nuevo enclavamiento, resulta imprescindible igualar las velocidades de las piezas a engranar (piñón loco del secundario y eje), es decir, sincronizar su movimiento, pues de lo contrario, se producirían golpes en el dentado, que pueden llegar a ocasionar roturas y ruidos en la maniobra.
Como el eje secundario gira arrastrado por las ruedas en la posición de punto muerto de la caja, y el piñón loco es arrastrado desde el motor a través del primario y tren intermediario, para conseguir la sincronización se hace necesario el desembrague, mediante el cual, el eje primario queda en libertad sin ser arrastrado por el motor y su giro debido a la inercia puede ser sincronizado con el del eje secundario. Por esta causa, las maniobras del cambio de velocidad deben ser realizadas desembragando el motor, para volver a embragar progresivamente una vez lograda la selección de la nueva relación deseada.

En la figura inferior tenemos un sincronizador con "fiador de bola", donde puede verse el dentado exterior o auxiliar (1) del piñón loco del eje secundario (correspondiente a una velocidad cualquiera) y el cono macho (2) formado en el. El cubo deslizante (7) va montado sobre estrías sobre el eje secundario (8), pudiendose deslizarse en él un cierto recorrido, limitado por topes adecuados. La superficie externa del cubo está estriada también y recibe a la corona interna del manguito deslizante (3), que es mantenida centrada en la posición representada en la figura, por medio de un fiador de bola y muelle (6).

Para realizar una maniobra de cambio de velocidad, el conductor lleva la palanca a la posición deseada y, con esta acción, se produce el desplazamiento del manguito deslizante, que por medio del fiador de bola (6), desplaza consigo el cubo deslizante (7), cuya superficie cónica interna empieza a frotar contra el cono del piñón loco que, debido a ello, tiende a igualar su velocidad de giro con la del cubo sincronizador (que gira solidario con el eje secundario). Instantes después, al continuar desplazandose el manguito deslizante venciendo la acción del fiador, se produce el engrane de la misma con el dentado auxiliar del piñón loco sin ocasionar golpes ni ruidos en esta operación, dado que las velocidades de ambas piezas ya están sincronizadas. En estas condiciones, el piñón loco queda solidario del eje secundario, por lo que al producirse la acción de embragado, será arrastrado por el giro del motor con la relación seleccionada.