Índice
¿Qué es una transmisión Powershift? ¿Por qué se necesita una transmisión? Bueno, porque un motor por sí solo no es suficiente. El trabajo que realizamos con maquinaria de construcción requiere altas y bajas velocidades, pero suficiente par a cualquier velocidad.
El problema es que un motor realmente sólo produce potencia dentro de un cierto rango de RPM.
Par motor y RPM
Si lo usas a una velocidad inferior a esa, simplemente no tiene potencia. Sería posible construir un motor con mucho par en un amplio rango de revoluciones, pero tendría que ser tan grande que se necesitaría un motor King Kong para operarlo.
Usamos una transmisión para mantener el motor a las RPM adecuadas mientras realizamos trabajos que, de otro modo, serían demasiado lentos o demasiado rápidos para él. La transmisión nos da la flexibilidad de operar a distintas velocidades.
Entonces, ¿qué es una transmisión Powershift?
Es un conjunto de engranajes y ejes que transmiten energía desde el motor a las ruedas motrices de una máquina.
Y esta transmisión te ofrece tres grandes ventajas.
En primer lugar, la máquina no tiene que estar siempre en marcha mientras el motor está en marcha. Al poner la transmisión en punto muerto, el motor puede girar incluso con la máquina parada.
En segundo lugar, cuando se necesita mucha potencia y par motor, como para subir una pendiente pronunciada o empujar un vehículo pesado, la transmisión tiene una relación de transmisión alta. Esta relación de transmisión alta se conoce comúnmente como marcha baja.
Y, cuando necesitas velocidad, tienes una relación de transmisión baja o una marcha alta.
Tipos de transmisión
Existen todo tipo de transmisiones. Están las de engranajes deslizantes y las sincronizadas, que utilizan engranajes deslizantes y un embrague de fricción mecánico.
Y existe la transmisión automática, que utiliza un sistema hidráulico para accionar las bandas de embrague. En esta transmisión, los engranajes no patinan, sino que siempre están engranados. Un regulador detecta la velocidad y la carga, y dirige el aceite hidráulico a las bandas de embrague que proporcionen la mejor relación de transmisión para la tarea.
Para suavizar el proceso, este tipo de transmisión obtiene su potencia de un acoplamiento de fluido.
Discos de embrague
Las transmisiones Powershift de Yantai Prestone son similares a una transmisión automática, ya que los engranajes engranan constantemente y la potencia proviene de un convertidor de par. Sin embargo, en lugar de bandas de embrague, una transmisión Powershift cuenta con discos de embrague que engranan las marchas. Estos embragues, de accionamiento hidráulico, no se activan mediante un regulador mecánico, sino por el propio operador.
Como puede ver, si comprende estos embragues de disco hidráulicos, tendrá una comprensión bastante buena de la transmisión Powershift en general.
Construyamos uno de estos embragues desde cero y descubrirá una ingeniería ingeniosa. Imagine un eje con ranuras en su superficie y un disco con lengüetas que encajan en las ranuras.
Como puede ver, un disco como este podría deslizarse hacia adelante y hacia atrás en las ranuras, pero no podría girar independientemente del eje.
Ahora imaginemos un cilindro con ranuras cortadas en su superficie interior y un disco con lengüetas que se deslizan en estas ranuras.
Una vez más, el disco puede deslizarse hacia adelante y hacia atrás, pero debido a la disposición de lengüeta y ranura, el disco no puede girar independientemente del cilindro.
Si tomaras el eje ranurado y lo colocaras dentro del cilindro ranurado y alternaras los discos, de modo que un disco esté unido al cilindro mientras que el adyacente está unido al eje, tendrías el comienzo de un embrague.
Todos los discos de este mecanismo pueden deslizarse hacia adelante y hacia atrás, pero algunos discos giran solo con el cilindro, mientras que otros giran solo con el eje.
Hidráulica
Si se instala un pistón en un extremo y se proporciona una vía para aceite a alta presión, el mecanismo está completo. Imagine que el cilindro gira y el eje no. Si el aceite presiona el pistón contra los discos, estos se presionan entre sí formando un sándwich de fricción. Los discos de los cilindros, al presionar los discos contra el eje, hacen que todo el mecanismo gire como una sola unidad. Así es como funciona un embrague hidráulico. Yantai Prestone ha perfeccionado este mecanismo básico, y usted debería comprender algunas de estas mejoras. Pero antes de poder comprender estas mejoras, necesita conocer algunos principios básicos de la hidráulica.
Aquí hay dos pistones en un cilindro lleno de aceite. Si se presiona el pistón A, el aceite transmite la presión a todas las superficies interiores, pero la única superficie que cede a esa presión es la parte inferior del otro pistón, el pistón B.
Si ambos pistones son del mismo tamaño, cuando presionas el pistón A, el pistón B se elevará fuera del cilindro tan rápido como se presiona A y con la misma fuerza.
Si el pistón B es más pequeño que el pistón A, al presionar A, el pistón B, más pequeño, saldrá del cilindro más rápido que cuando se presiona A, pero con menos fuerza. Se intercambia velocidad por fuerza.
Si la superficie inferior del pistón B es mayor que la del pistón A, al presionar A, B saldrá del cilindro más lentamente que A, pero con mayor fuerza. Aquí se obtiene fuerza a cambio de velocidad. Se puede observar que la superficie del pistón determina la velocidad y la fuerza con la que se mueve.
Ahora está listo para comprender el pistón escalonado de Yantai Prestone. El pistón interior tiene dos superficies. Cuando el aceite se dirige al pistón, inicialmente actúa solo sobre la pequeña superficie del pistón escalonado. El pistón se mueve rápidamente hacia los discos, pero sin aplicar la fuerza máxima.
A medida que los discos comprimidos oponen resistencia al movimiento del pistón, el aceite se desplaza por los bordes de la pequeña superficie del pistón y comienza a actuar sobre la superficie adicional, generando una fuerza muy elevada. Observará que algunos embragues utilizan un pistón elevador y otros, uno reductor. En ambos casos, se aplica el mismo principio: a mayor superficie, mayor fuerza.
El diseño de pistón escalonado, patentado por Yantai Preston, funciona con la resistencia del disco de embrague para proporcionar una aplicación de fuerza rápida, suave y potente. Hasta ahora solo hemos hablado de la aplicación del embrague. Veamos cómo se libera.
Primero, hay que liberar la presión de aceite detrás del pistón. Esto permite que los resortes de retorno del pistón, comprimidos por el movimiento del pistón, lo empujen lejos de los discos. Sin embargo, liberar la presión de aceite no soluciona todo el problema. Parte del aceite puede escapar por el conducto de entrada.
Fuerza centrífuga
Pero debido a que el tambor gira rápidamente, el aceite fluye con fuerza centrífuga hacia el exterior, lo que dificulta el escape por el conducto de entrada central. Si la fuerza centrífuga causa el problema, esta puede solucionarlo.
Hay una bola de retención, instalada en una rampa en el borde exterior del tambor.
La bola asciende por la rampa gracias a la fuerza centrífuga, revelando un conducto de escape para el aceite. Esta bola permite soltar rápidamente el embrague.
Cuando se vuelve a aplicar el embrague, la alta presión del aceite fuerza la bola de retención hacia el cuello del conducto de escape, lo que evita una pérdida de presión.
Componentes
Ahora ya conoce un par de mejoras que Yantai-Prestone ha implementado en el embrague hidráulico de una transmisión Powershift: el pistón escalonado y la válvula de retención de bola. Hasta ahora, ha visto un diagrama muy simplificado del embrague.
Aquí hay un diagrama para darle una mejor idea de cómo se ve la cosa real.
Las superficies pequeñas y grandes del pistón escalonado.
Los discos –
Los resortes de retorno del pistón –
El paso de entrada –
Y el paso de escape de la bola de control.
Aquí se muestra un análisis de cómo el aceite activa el embrague. Se envía aceite a alta presión por el conducto de entrada, forzando el pistón a entrar en los discos y comprimiendo los resortes de retorno del pistón.
Cuando se libera la presión, el aceite vuelve a escapar por el paso de entrada, pero también a través de la válvula de bola de retención operada centrífugamente.
¿Qué es una transmisión Powershift?
Una transmisión Powershift no es más que una serie de embragues que bloquean los engranajes y los ejes para seleccionar diversas relaciones de transmisión o punto muerto. Esta transmisión Powershift tiene un embrague para cada una de las cuatro velocidades, además de un embrague para el modo de avance y otro para el de reversa. Por lo tanto, una transmisión de cuatro velocidades tiene un total de seis embragues hidráulicos. Y siempre que el vehículo esté en movimiento, se activarán dos de los embragues: uno de avance o uno de reversa y uno de los embragues de cuatro velocidades.
Estos embragues se activan mediante un dispositivo llamado válvula de control de la transmisión, ubicado en la parte superior de la caja de la transmisión. Esta válvula de control cumple dos funciones: controla la presión de aceite que llega a los embragues y permite o impide el flujo de aceite a los distintos embragues.
Es como un agente de tráfico que envía aceite por un camino y lo impide por otro. Primero, hablemos de cómo la válvula regula la presión.
El aceite se bombea a la válvula mediante una bomba de engranajes, a veces llamada bomba de carga del convertidor. Sin embargo, los embragues funcionan mejor solo dentro de un rango de presión limitado.
La válvula reguladora de presión consiste en un carrete de válvula endurecido que opera en un orificio ajustado. El aceite que entra a la transmisión desde la bomba de carga debe pasar por la válvula reguladora. Tras pasar por la válvula, aplica un embrague de velocidad y se detiene. Cuando se detiene el flujo de aceite en el embrague, se genera presión y el aceite fluye por un conducto detrás del carrete, forzándolo a moverse contra el resorte. Al desplazarse, el carrete abre un puerto que permite que el exceso de aceite cargue el convertidor de par. Todo esto ocurre en una fracción de segundo.
El resorte que mantiene la tensión contra el carrete es lo que regula la presión del embrague en la transmisión.
Se utilizan dispositivos muy similares para activar los distintos embragues.
Tras pasar el aceite por el carrete del regulador de presión, fluye hacia el carrete de avance/retroceso. Cuando el carrete está en esta posición, se activa el embrague de avance.
En esta posición se activa el embrague de marcha atrás.
Esta posición te proporciona neutralidad.
Justo al lado está el carrete que te da el primero, segundo, tercero o cuarto.
Primero….
Segundo….
Tercero…..
O cuarto… Y como el carrete de avance y retroceso es independiente del carrete de selección de velocidad, puedes tener cualquiera de estas velocidades tanto en retroceso como en avance.
Entonces puedes ver que básicamente hay tres carretes involucrados en la válvula de control de transmisión:
Primero el carrete que regula la presión,
El que te da marcha adelante o marcha atrás,
Y el que te da selección de velocidad.
Encontrará diagramas de flujo de potencia más detallados para cada transmisión Powershift en su manual.
Bueno... eso es todo. ¿Qué es una transmisión Powershift? Una transmisión Powershift no es más que una serie de embragues que bloquean engranajes y ejes para seleccionar diversas relaciones de transmisión y el modo de avance o retroceso. Esta selección se realiza mediante la válvula de control de la transmisión, que envía aceite a los embragues seleccionados por el operador.
