Tipos de cajas de cambios: Cómo funcionan y posibles averías

Todos los coches tienen una caja de cambios, salvo los coches eléctricos. Prácticamente todos los conductores europeos, y más concretamente los españoles, hemos aprendido a conducir coches con cajas de cambio manuales, pero cada vez son más comunes las cajas automáticas, que hacen la conducción mucho más cómoda, sobre todo en entornos urbanos. Pero, ¿qué es una caja de cambios, qué función tiene y cuántos tipos existen?

¿Qué son las cajas de cambios de los automóviles?

Una caja de cambios es un sistema mecánico que forma parte de la transmisión que se encarga de transmitir el par motor a las ruedas motrices de un vehículo de manera correcta. Esta puntualización es importante, ya que podríamos pensar que un coche sin caja de cambios también podría moverse al transmitir la fuerza del motor a las ruedas, sin más. La cuestión es que un motor de combustión trabaja en regímenes de revoluciones muy limitados.

Si un coche no tuviera caja de cambios, podría moverse tan solo por terreno llano, con dificultad. Frente a una pendiente, la resistencia al desplazamiento aumenta y el motor no va a tener la fuerza suficiente como para mantener la velocidad de giro sobre el cigüeñal. Por eso, llegará un momento en el que el coche se detendrá.

La función de la caja de cambios es, precisamente, conseguir una misma velocidad de giro del motor se traduzca en diferentes velocidades de giro en las ruedas motrices. Además, gracias al punto muerto, podemos arrancar nuestro vehículo sin que comience a rodar sin más.

Cajas de cambios manuales: cómo funcionan y sus componentes

La caja de cambios manual es, aún, la más habitual hoy en día. Aunque esto irá cambiando a medida que se expanda el uso del coche híbrido y del coche eléctrico. Lo más común es la caja de cambios de engranaje constante, que dispone de tres ejes: el de entrada, el intermedio y el eje principal.

Tipos de engranajes utilizados en las cajas de cambios manuales

Las cajas de cambios manuales pueden funcionar con diferentes tipos de engranajes, colocados, como hemos comentado, en tres ejes. Los engranajes pueden ser de dientes rectos, de dientes helicoidales o de trenes epicicloidales.

Funcionamiento de las cajas de cambios manuales

El conductor interactúa con la caja de cambios manual a través del embrague y de la palanca de cambios. El embrague es el encargado de transmitir el par motor del motor a las ruedas. Al pisarlo se desconecta el motor de la transmisión y las ruedas, lo que permite cambiar de marcha sin problemas. Con la palanca de cambios seleccionamos la marcha deseada.

El eje primario o de entrada recibe el par motor (la fuerza producida por el motor) a través del embrague. El eje secundario o principal, por su parte, transmite el par motor al diferencial y a las ruedas. El eje intermedio, como su nombre indica, está entre los otros dos, pero solo está presente en las cajas de cambios longitudinales, y no en las transversales. También es de gran importancia el dispositivo sincronizador, que ayuda a que la caja de cambios funcione con suavidad, ya que protege los cambios de marcha.

Problemas y averías comunes de las cajas de cambios manuales

Los problemas más habituales que podemos encontrarnos en una caja de cambios manual son ruidos o dificultades a la hora de meter una marcha. En muchos casos puede ser debido a un desajuste del embrague que se soluciona tensando el cable, pero puede haber otras causas. Demasiada holgura entre engranajes, por su desgaste, también puede provocar que escuchemos ruidos al cambiar. Un fallo en las varillas del cambio, por su parte, también puede provocar que haya problemas a la hora de meter una marcha.

En el caso de encontrarnos con un bloqueo al intentar cambiar de marcha, la causa puede ser el desgaste en los bolillos de seguridad. En general, el desgaste de piezas, como los sincronizadores o los cojinetes, puede estar detrás de diversos problemas. Si detectamos cualquier irregularidad, lo mejor es la pertinente visita a nuestro taller de confianza.

Cajas de cambios automáticas: cómo funcionan y sus componentes

Como decíamos, poco a poco las cajas de cambios automáticas, con sus ventajas y sus desventajas, son más habituales. A diferencia de las cajas manuales, en este caso el conductor no tiene que pisar el embrague para cambiar de marcha, ni hacer acción alguna, pudiéndose centrar en otros aspectos de la conducción.

Si has llegado hasta aquí buscando información sobre cómo funcionan las marchas en un coche automático, te alegrará saber que ya le hemos dedicado un artículo al tema. También dedicamos otro a explicar con detalle qué es la transmisión automática y mencionamos que una caja de cambios automática “suele incluir una transmisión, un eje y un diferencial en un conjunto integrado”.

Tipos de cajas de cambios automáticas

Vamos a hablar de varios tipos de cajas de cambios automáticas. Por un lado, tenemos la caja de cambios pilotizada o robotizada, que podríamos considerar semiautomática. Y por otro, la caja de cambios automática con convertidor par. Aparte, hablaremos de la caja de cambios CVT, más habitual en ciclomotores.

Funcionamiento de las cajas de cambios automáticas

• Caja de cambios pilotada o robotizada. Se trata de un tipo especial de caja de cambios manual que no necesitan de la actuación del conductor a la hora de cambiar de marcha. Al ser un tipo de “caja manual”, el conductor puede seleccionar la marcha deseada mediante levas de cambio en el volante, o con la propia palanca. El uso normal de este tipo de caja, no obstante, es el “automático”: el conductor solo ha de preocuparse de acelerar y frenar. No existe pedal de embrague y la caja robotizada elegirá la marcha más adecuada en función de las circunstancias. Es más asequible que las demás cajas automáticas.
• Caja de cambios automática con convertidor par. Es un sistema en el que la unión entre mecánica y transmisión se realiza de manera hidráulica. En esta caja, el disco de embrague se sustituye por el convertidor de par, que provoca que los cambios de velocidad sean mucho más suaves. En la actualidad, ofrecen una eficacia similar a los cambios de doble embrague y es un tipo de caja de cambios que tiene mucho futuro en la industria.

Problemas y averías comunes de las cajas de cambios automáticas

La forma más segura de evitar cualquier tipo de problemas con una caja de cambio automática es la misma que con otros componentes de un vehículo: buen uso (especialmente en la que, aun siendo automáticas, permiten al conductor cambiar de marcha), mantenimiento y revisiones.

Hay que tener un especial cuidado con los niveles de aceite, pero, en esencia, no hay nada que no esté cubierto por las revisiones periódicas. De forma regular hay que comprobar tanto el nivel de aceite como el estado el filtro de la caja de cambios. Si se percibe algún otro tipo de problema como tirones, saltos de marcha o falta de respuesta, hay que acudir con presteza a un taller de confianza. Detrás de esto puede haber una avería en el convertidor o un fallo electrónico. Pero como decíamos, muchos problemas están relacionados con la falta de un flujo adecuado de aceite, por una fuga u otra causa.

Cajas de cambios CVT: cómo funcionan y sus componentes

También son conocidas como cajas de cambios con variación continua. Es propia de los ciclomotores, pero en el caso de los coches son muy pocos los que montan una caja CVT. El cambio CVT se conoce también como “transmisión continuamente variable”, o “de variador continuo”.

Funcionamiento de las cajas de cambios CVT

Al hablar de una transmisión continuamente variable, no hay diferentes ruedas dentadas ni se cambia de una rueda dentada a otra para cambiar la relación de cambio, sino que esta se consigue a través de un juego de poleas que varían de manera dinámica.

Problemas y averías comunes de las cajas de cambios CVT

Igual que con el resto de las cajas de cambio automáticas, con las CVT hay que cuidar el mantenimiento y los niveles de aceite. Las reparaciones son costosas, hasta el punto que es más habitual cambiarlas que repararlas.

¿Qué tipo de caja de cambios es mejor para mi automóvil?

A tenor de lo expuesto podríamos concluir que las cajas de cambios automáticas con convertidor hidráulico de par son las que tienen un futuro más interesante. De hecho, la gama de turismos de Volvo Cars, tanto los de motor de combustión interna de gasolina, como los híbridos, llevan este tipo de caja de cambios.

Pero tenemos que tener en cuenta que este debate, poco a poco, se va a ver relegado por un hecho: los coches eléctricos no necesitan caja de cambios. Y aunque en algunos casos puedan tenerla, tendrá poco que ver con lo que a día de hoy consideramos una auténtica caja de cambios.

Las cajas de cambio manuales tenderán a desaparecer, y con ellas lo que algunos consideran el arte de cambiar de marcha, como parte del disfrute de la conducción. En los coches eléctricos, el concepto de marcha ya no tiene sentido.