¿Reprogramación de cajas de cambios automática?
Hola compañero Petrolhead, mi nombre es José M. De La Iglesia, ingeniero mecánico que lleva toda la vida enredado con los motores y los coches.
Como buen “Amigo PetrolheadGarage”, esta panda de pirados me ha invitado a compartir mis conocimientos contigo, por lo que te voy a hablar de un “arte” que hoy en día, con la hegemonía del control electrónico de las cosas, está poco a poco desapareciendo; las cajas de correderas en las cajas de cambio automáticas.
Estoy hablando de un componente que ya desde los años 40, en USA, empezó su montaje en los coches (como la «Hydra-Matic Drive«). Fíjate si ha llovido.
En este tipo de cajas de cambio, en todas ellas, debe existir una pieza en su interior que es fundamental para su funcionamiento; es conocido con el nombre de “caja de correderas”, «cuerpo de válvulas» o “valve body«, para usar el argot “yanqui”.
Antes de entrar en materia, si me lo permites, te voy a dar unas pinceladas sobre la historia de las cajas de cambio automáticas. Además, resumiré brevemente cómo funcionan.
Introducción a las cajas de cambio automáticas
Quiero destacar que no se trata de una de las actuales (y muy de moda) cajas manuales asistidas, pues la gente suele confundir habitualmente estas con una auténtica y original caja automática.
Los inventores de este tipo de cajas de cambio automáticas, tal y como la conocemos hoy en día fueron por un lado Oscar H. Banker, americano de origen armenio, y Alfred Horner Munro, ingeniero de máquinas de vapor canadiense.
La patente y la idea original fue del señor Horner, pero su diseño usando como fluido el aire en vez del aceite no llegó a cuajar mucho. Tras esto llegó el señor Banker y mejoró esto empleando aceite en vez de aire comprimido.
Tras varios años finalmente fue la poderosa GM, en USA, la primera en montar una caja automática fiable y práctica en sus vehículos, allá por los años 40.
Componentes y funcionamiento de una caja automática
Para poder meternos en materia os puedo decir que, básicamente y de manera muy resumida, una caja de cambios automática es una carcasa con un conjunto de engranajes epicicloidales y embragues de fricción en su interior. Son estos los que realizan las distintas relaciones y cambios de marchas.
Toda caja de cambios automática debe llevar otra pieza muy importante llamada convertidor de par, que es la que hace las veces de embrague, además de realizar una primera desmultiplicación variable.
Como este tema da para mucho y no es el objeto de este artículo, al final os dejaré unos vídeos muy interesantes sobre los componentes y funcionamiento de las cajas de cambio automáticas.
¿Qué son las cajas de correderas o cuerpo de válvulas?
Después de esta breve introducción llegamos a lo que nos interesa hoy, las cajas de correderas o “valve body”. Quédate con la copla: Toda caja de cambios automática debe de llevar una en su interior. Pero, ¿qué son las cajas de correderas? Pues básicamente no es más que un procesador hidráulico.
Sí, como lo oyes. Una caja de correderas no es más que un procesador o autómata. Pero a diferencia de los que estamos acostumbrados a ver hoy en día estos son hidráulicos, están completamente accionados por un líquido.
La forma de procesar las distintas señales, en vez de hacerlo mediante una corriente eléctrica y componentes electrónicos, es a través de un fluido hidráulico (aceite).
Es este aceite hidráulico el que hace de “corriente conductora” entre las distintas correderas. Estas correderas, o válvulas, son las que hacen las veces de los componentes electrónicos en las unidades de mando de hoy en día. Son con estas correderas, muellecitos, valvulitas, bolitas y pases calibrados los que nos interesan.
Para ponernos en antecedentes sobre esto quiero que sepas que existen unas ramas específicas de la ingeniería conocidas como “Mecánica de Fluidos” y “Automática” que se conjuntan para conseguir, mediante una serie de funciones lógicas, obrar la “magia” dentro de esta especie de procesador o pequeño autómata hidráulico. Aquí no usamos electricidad* o componentes electrónicos, aquí usamos presiones sobre líquido hidráulico para conseguir nuestro propósito.
Con estas dos ramas de la ingeniera son con las que juegan los ingenieros que desarrollan, modifican y construyen esta parte tan importante de las cajas automáticas, la famosa caja de correderas.
Este “cerebro” o ECU hidráulica es la que tenemos que manipular o “reprogramar” para conseguir que nuestra caja automática se comporte de forma diferente a como fue diseñada cuando salió de fábrica.
Este concepto es lo que hoy en día se conocería como “reprogramar” o modificar un programa informático, pero en vez de hacerlo en una centralita lo vamos a hacer en un mecanismo hidráulico y mecánico.
¿Y en qué consiste reprogramar una caja de correderas en un cambio automático?
Básicamente se trata de manipular las distintas presiones, caudales, superficies de trabajo, presión de los muelles, etc. de la valve body para que el cambio automático tenga un comportamiento diferente al original. Se trata de sacar el máximo rendimiento a nuestra caja AT, se trata de “tunear” nuestro cambio, sobre todo cuando modificamos un vehículo para alto rendimiento o competición.
Para poneros un ejemplo. Una caja automática de serie se diseña para que los cambios de marcha se realicen de la forma más suave e imperceptible que sea posible. Esto ocasiona que los tiempos de deslizamiento entre los embragues de fricción que realizan los distintos cambios de marcha se alarguen, generando pérdidas de tiempo, tracción, generando más calor y como consecuencia más desgastes.
Al “reprogramar la caja de correderas” cambiamos el funcionamiento de la caja de correderas, disminuimos esos tiempos de deslizamiento.
¿Cómo conseguimos eso? Al reprogramar la caja de correderas lo que haríamos sería modificar pasajes hidráulicos, agrandándolos o reduciéndolos, cambiaremos la tensión de muelles y modificaríamos con todo esto presiones.
Para entender esto mejor te muestro la siguiente imagen. En ella podemos ver el momento de cambio de marcha entre primera y segunda velocidad en un cambio automático. La zona negra, entre los puntos A y B, muestra el tiempo de deslizamiento entre la 1º y 2º velocidad, es decir, cuánto tiempo tarda en cambiar de una a otra. Un mayor tiempo de deslizamiento de los paquetes de embrague, como he dicho antes, daría como resultado un cambio de marchas más suave, pero también más lento.
¿Qué pasa si queremos reducir ese tiempo entre los cambios de marcha en una caja automática? Pues efectivamente, tendremos que reprogramarla.
Fíjate en la siguiente figura. La parte en negro se ha hecho más estrecha en comparación con la imagen anterior. El tiempo necesario para el cambio de 1º a 2º se ha reducido.
Para hacer un cambio más rápido también tenemos otra opción: Podemos reducir el tiempo de solapamiento o “cruce marchas”, es decir, reducir el tiempo existente entre el desacoplamiento del embrague que acciona una marcha y el de accionamiento de la siguiente. Ese es el concepto que muestra la siguiente imagen.
¿Se entiende lo que buscamos al reprogramar la caja de correderas? Cambios más rápidos, con otro comportamiento. Concepto simple, pero con un estudio y ejecución que tienen mucha miga.
¿Quieres ver un ejemplo práctico? Échale un vistazo a este vídeo. En él vas a ver cómo haríamos todo este proceso de reprogramación empleando un kit de un fabricante especializado en estos asuntos (en inglés):
Por último, y como prometí, te dejo unos vídeos sobre los componentes y el funcionamiento de las cajas de cambio automáticas. ¡Que los disfrutes!
Vídeo nº1: ¿Cómo Funciona La Transmisión Automática?
Vídeo nº2: Funcionamiento de los cuerpos de válvulas. (parte UNO)
Vídeo nº3: Ejecución de los cambios en una transmisión automática
José M. De La Iglesia
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