Caja de transferencia

Una caja de transferencia es una caja de cambios intermedia que transfiere potencia desde la transmisión de un vehículo de motor a los ejes motrices de vehículos con tracción en las cuatro ruedas , tracción total y otras máquinas de varios ejes para uso en carretera y todoterreno. Como parte del tren de transmisión del vehículo , utiliza ejes de transmisión para entregar mecánicamente la potencia motriz. La caja de transferencia también sincroniza la diferencia entre la rotación de las ruedas delanteras y traseras (solo sistemas 4x4-Awd de alta velocidad) y puede contener uno o más juegos de marchas de rango bajo para uso todoterreno.

La caja de transferencia (un sistema de transmisión secundario) recibe potencia de la transmisión y la envía a los ejes delantero y trasero, o solo a uno (generalmente el trasero). Esto se puede hacer con engranajes, sistema hidráulico o transmisión por cadena. En algunos vehículos, como camiones con tracción en las cuatro ruedas o vehículos destinados a uso todoterreno, esta función la controla el conductor. El conductor puede poner la caja de transferencia en modo de "tracción en dos ruedas" o "tracción en las cuatro ruedas". Esto se lograba tradicionalmente por medio de una palanca de cambios , similar a la de una transmisión manual . Cada vez más, se opera electrónicamente mediante un tablero de instrumentos, una consola central o un interruptor de palanca de cambios.

Una caja de transferencia que permite alternar entre los modos de tracción en 2 ruedas y tracción en las 4 ruedas pero que carece de un diferencial central para coordinar las velocidades de los ejes se conoce como " de tiempo parcial ". Algunos vehículos, como los deportivos con tracción en las cuatro ruedas (AWD), tienen cajas de transferencia que no son seleccionables, conocidas como "de tiempo completo". Una caja de transferencia de este tipo está "bloqueada" permanentemente en el modo AWD. En las últimas décadas se han desarrollado híbridos que comparten propiedades de cada uno. ^[1]

Las cajas de transferencia también cumplen otras funciones. Algunas son comunes a todos los tipos, otras varían según el tipo:

• La caja de transferencia puede contener uno o más juegos de marchas de rango bajo para uso todoterreno. Las marchas de rango bajo se activan con una palanca de cambios o un interruptor electrónico. En muchas cajas de transferencia, esta palanca de cambios es la misma que selecciona el funcionamiento 2WD o 4WD. Las marchas de rango bajo permiten que el vehículo se desplace a velocidades mucho más lentas mientras sigue funcionando dentro de la banda de potencia utilizable / rango de RPM del motor. Esto también aumenta el torque disponible en los ejes. Las marchas de rango bajo se utilizan para condiciones de camino muy inclementes, remolcar una carga pesada lentamente, conducir en caminos irregulares y sin mejorar lentamente y maniobras todoterreno extremas como trepar rocas . Esta característica a menudo está ausente en los autos con tracción en las cuatro ruedas. Algunos vehículos muy grandes, como equipos pesados ​​o camiones militares, pueden tener más de un juego de marchas de rango bajo.
• Es posible que sea necesario detener la caja de transferencia por completo para activar la tracción en las cuatro ruedas (o solo la tracción en las cuatro ruedas de rango bajo), reducir la velocidad a una velocidad designada para activar o desactivar un eje adicional, o puede permitir el cambio total "sobre la marcha" de la tracción en las cuatro ruedas de rango alto a cualquier velocidad.
• Las cajas de transferencia que están diseñadas para permitir el uso normal en la carretera sincronizan la diferencia entre la rotación de las ruedas delanteras y traseras, ^[2] de la misma manera que el diferencial actúa sobre un eje determinado. Esto es necesario porque los neumáticos delanteros y traseros nunca giran a la misma velocidad. Las diferentes velocidades de rotación de los neumáticos generalmente se deben a diferentes diámetros de neumáticos (ya que los neumáticos delanteros y traseros inevitablemente se desgastan a diferentes velocidades) y diferentes relaciones de transmisión en los diferenciales delantero y trasero, ya que los fabricantes a menudo tendrán una relación ligeramente menor en la parte delantera frente a la trasera para ayudar con el control (como 3,55:1 en el diferencial trasero y 3,54:1 en el diferencial delantero). Si la caja de transferencia no compensara la diferencia entre las dos velocidades de rotación diferentes, se produciría un atasco y la caja de transferencia podría dañarse. Esta es también la razón por la que una caja de transferencia que no está diseñada para uso en carretera causará problemas con el enrollamiento de la transmisión si se conduce sobre pavimento seco.
• La mayoría de las cajas de transferencia tradicionales diseñadas para todoterreno incluyen la capacidad de bloquear mecánicamente los ejes de transmisión delantero y trasero para distribuir uniformemente el torque del motor entre ellos. ^[1] Esto es similar a la capacidad del bloqueo del diferencial de forzar a ambas ruedas de un eje a girar simultáneamente bloqueándolas juntas, solo que entre ejes en lugar de ruedas.
• Una caja de transferencia híbrida de tiempo completo/parcial permite que un vehículo funcione con tracción en dos ruedas, tracción en las cuatro ruedas de tiempo completo (con el diferencial central abierto) y tracción en las cuatro ruedas de tiempo parcial (con el diferencial central bloqueado) tanto en rangos altos como bajos. ^[1]

Las cajas de transferencia que se utilizan en vehículos todoterreno con tracción en las cuatro ruedas "a tiempo parcial" , como camiones y algunos vehículos militares especiales, generalmente permiten al conductor seleccionar la tracción en dos o cuatro ruedas, así como los rangos de marchas altos o bajos. Las versiones automatizadas que se utilizan en los autos deportivos y los sedanes de alto rendimiento suelen ser "transparentes" para el conductor; no hay palanca de cambios ni de selección. ^{[ cita requerida ]}

Existen dos tipos diferentes de mecanismos internos de transferencia de potencia que se encuentran en la mayoría de las cajas de transferencia. Las cajas de transferencia accionadas por engranajes utilizan conjuntos de engranajes para accionar el eje de transmisión delantero o ambos, delantero y trasero. Por lo general, son unidades fuertes y pesadas que se utilizan en camiones grandes, pero actualmente hay varias cajas de transmisión por engranajes en producción para automóviles de pasajeros. ^{[ cita requerida ]}

Las cajas de transferencia accionadas por cadena utilizan una cadena para accionar, en la mayoría de los casos, solo un eje, pero pueden accionar ambos ejes. Las cajas de transferencia accionadas por cadena son más silenciosas y ligeras que las accionadas por engranajes. Se utilizan en vehículos como camionetas compactas, camionetas de tamaño completo, Jeeps y SUV . Algunos entusiastas de la conducción todoterreno modifican sus vehículos para utilizar cajas de transferencia accionadas por engranajes, aceptando el peso y el ruido adicionales para ganar la resistencia adicional que generalmente proporcionan. ^{[ cita requerida ]}

Las cajas de transferencia también se clasifican como "divorciadas"/independientes o "casadas". Las cajas de transferencia casadas se atornillan directamente a la transmisión, generalmente entre el eje de salida de la transmisión y el eje de transmisión trasero o principal. A veces, una caja de transferencia casada es una parte integral de la transmisión y los dos componentes comparten la misma carcasa o "caja", como se encuentra comúnmente en los productos recientes de Subaru y algunos otros automóviles con tracción en las cuatro ruedas . ^{[ cita requerida ]}

Una caja de transferencia divorciada o independiente está completamente separada de la transmisión. Está ubicada más abajo en la línea de transmisión que una caja de transferencia casada y conectada al eje de salida de la transmisión mediante un eje de transmisión corto. Las cajas de transferencia independientes se utilizan en vehículos con una distancia entre ejes muy larga, como camiones comerciales o camiones militares. Esta configuración también es óptima para vehículos 4x4 modificados porque es más fácil cambiar el motor y las transmisiones, lo que preserva el sistema 4WD original.

Las cajas de transferencia con cambio manual sobre la marcha tienen una palanca selectora en el piso del lado del conductor y también pueden tener dos cubos de bloqueo automáticos sellados del eje delantero o dos selectores manuales del cubo del eje delantero de "LOCK" y "UNLOCK" o "FREE". Para activar el sistema de tracción en las cuatro ruedas, el vehículo debe estar en movimiento a baja velocidad. La velocidad a la que se puede activar la tracción en las cuatro ruedas depende del vehículo. Esto es solo para la configuración alta de tracción en las cuatro ruedas . Para activar la configuración baja de tracción en las cuatro ruedas , el vehículo debe estar detenido y la transmisión debe cambiarse a punto muerto, luego se puede seleccionar la tracción en las cuatro ruedas baja.

Las cajas de transferencia con cambio electrónico sobre la marcha (ESOF) tienen un interruptor selector montado en el tablero o botones con cubos de eje o bridas de transmisión con bloqueo automático sellados en la parte delantera. A diferencia de la caja de transferencia manual, este sistema tiene un motor de caja de transferencia. Para activar el sistema de tracción en las cuatro ruedas, el vehículo debe estar moviéndose a una velocidad menor. La velocidad a la que se puede activar la tracción en las cuatro ruedas depende del vehículo. Esto es solo para la configuración alta de tracción en las cuatro ruedas . Para activar la configuración baja de tracción en las cuatro ruedas , el vehículo debe estar detenido y la transmisión debe cambiarse a punto muerto, luego se puede seleccionar la tracción en las cuatro ruedas baja.