Viendo hace un par de semanas una retransmisión de los V8 Supercars australianos me fijé en la curiosa circunstancia de que para subir marchas el piloto no desembraga, sino que metía marchas de golpe. Me quedé intrigado, pero ahí deje el tema.
Un par de días después observé la misma situación en una de las carreras del mundial de turismos y bueno, ante mi asombro me propuse intentar comprender el funcionamiento de aquello.
Y aquí tenéis los resultados. Ni tan siquiera sé si yo lo he llegado a comprender del todo, pero bueno, al menos lo he intentado, así que ruego me disculpéis cualquier incorrección o “errorcillo”, que si alguien tiene a bien subsanar se lo agradeceré enormemente, especialmente porque prácticamente toda la información que se puede encontrar está en el idioma de Shakespeare y digamos que la relación personal con dicha lengua sería comparable a la relación entre Fernando Alonso y Ron Dennis allá por el 2007.
Para empezar mi investigación me dirigí a la página de los v8 Supercars y extraje de su reglamento que las cajas de cambio que tienen permitidos montar en los coches son las Holinger RD6H o RD6S. La primera con cambio en H y la segunda con cambio secuencial, por lo que obvia decir que todos montan la segunda. Bien, a partir de ahí extraje información de la propia página web del fabricante. Para no extenderme mucho iré al punto clave, y es que este tipo de cajas de cambio se conocen con el nombre de “crash boxes” o “dog boxes”
Pues bien, investigando acerca de este tipo de cajas de cambios además de comprobar que se usan para equipar motocicletas de calle comprobé que se utilizan en coches de competición y se caracterizan porque usan un tipo de engranaje distinto al de las cajas sincronizadas, que podríamos llamar, las cajas “convencionales”. Éste tipo de cajas de cambios se empezaron a usar en el mundo de la competición porque era, y es, mucho más sencillo modificar la relación de transmisión que en una caja sincronizada, por lo que se ahorra mucho tiempo, algo valiosísimo en el mundo de la competición a la hora de confeccionar los reglajes para cada una de las pistas. Además, los dientes de estos engranajes son rectos, al contrario que en la mayoría de automóviles de calle, que portan dientes helicoidales, lo que presenta una serie de ventajas, para el mundo de la alta competición, que a continuación intentaremos desvelar.
Ha de quedar claro que los engranajes ruedan unos sobre otros, la diferencia es que mientras que en los helicoidales hay tres dientes engranados a la vez, lo que deviene en que la potencia que llega a cada diente es menor, en los rectos esto no es así y por tanto la potencia que llega a cada uno es mayor, y por ende los engranajes de dientes rectos tienen un mayor aguante a fuerzas aplicadas sobre ellos. Además se ha de tener en cuenta la mayor aplicación direccional, por lo que se pierden menos CV, puesto que en los helicoidales la tendencia es que estos sufran empujes laterales al estar los engranajes de lado, por lo que pierden velocidad, debido a la fricción lateral a la que están sometidos. Los engranajes de dientes rectos no sufren esas pérdidas.
También se ha de tener en cuenta que en las “dog boxes” el número de dientes es menor que en una caja sincronizada, y los dientes están más espaciados. Así este tipo de dientes en vez de tener una correspondencia entre diente y hendidura de 1 a 1 pueden tener hasta una separación de 60 grados entre ellos. Esto deviene en que incluso necesitando un partido exacto de 1 a 1 para encajar los dientes, necesitas una rotación de un sexto para conseguir que el diente presione conjuntamente antes de que toque al siguiente engranaje.
Esta combinación de dientes más grandes y más espaciados dimanan en un cambio con un giro más lento, lo que supuestamente hace que el engranar marchas sea más sencillo, pero esto no es del todo correcto, puesto que para engranar las mismas se necesita un número exacto de revoluciones pues de lo contrario los dientes no encajarían correctamente.
Pese a estas complicaciones, en la alta competición es usado porque presenta una mayor fiabilidad, al ser capaz de tratar con mucha más potencia y se consigue un par motor mucho más alto.
Bien, pues en esencia, este tipo de cajas de cambios se basan en la pericia del conductor en cambiar de marcha en el momento apropiado. A medida que se van produciendo los cambios de marcha el motor corta el encendido, durante milisegundos, ya que llevan conectados interruptores de ignición, por ello para subir y bajar marchas, especialmente para el primero de los casos, es posible no usar el embrague, salvo para salir de parado. Incluso lo que se ha conseguida ya, es ajustar la velocidad del motor junto con la potencia del acelerador para que el cambio de marcha se produzca con la cantidad de revoluciones justa, lo que perfecciona todavía más el sistema, y lo que es más importante, agiliza todo el procedimiento, algo básico en el mundo de la competición. Evidentemente todo ello comporta un estrés desmesurado para todos estos componentes, pero como sabemos en este mundo esto es lo de menos, pues las cajas de cambios son continuamente sustituidas.
El dilema, con los dientes helicoidales, se produce en que este tipo de engranajes soportan muy mal los pulsos del par ya que la entrada descentrada del diente con respecto al axial, que así mismo, lo hace más suave, lo hace más débil en esas situaciones. Y, ¿qué queremos decir con esto?, pues que en competición los volantes motor son aligerados y los motores aumentan y disminuyen de revoluciones a una velocidad pasmosa, y esas repentinas variaciones de giro hacen que se produzcan pulsos de par irregulares y las cajas de cambio helicoidales se resientan y tiendan a la rotura de dientes. Los dientes rectos son más ruidosos, pero soportan mejor estos pulsos de par que se dan en la competición.
Otro punto importante es el deslizamiento que se produce en el helicoidal, por el desgaste, y que el aceite debe soportar, en situaciones extremas la caja helicoidal se calienta más que la de engranes rectos.
Y una vez planteado el tema, para aclarar un poco las ventajas que aportan al mundo de la competición éste tipo de cajas de cambios diremos:
Los engranajes de piñones rectos son montados en cajas sin sincronizar, tienen un funcionamiento tosco y sin “suavidad”, perfecto para cajas secuenciales como las de los automóviles de competición, pues tienen un funcionamiento mucho más rápido, ya que al no portar sincronizador y con el diente recto, basta con un golpe seco para engranar la marcha. Evidentemente porta unos piñones más resistentes, si bien generan un ruido elevado ya que las fuerzas de transmisión se concentran en un solo diente y de ahí el típico sonido de silbido.
Y por último, de cara a la competición, con una caja secuencial es imposible equivocarte de marcha con lo que romper el motor por una pasada de revoluciones al errar la marcha no es posible.
Bueno, pues espero haber aclarado un poco el tema, si tenéis cualquier duda o sugerencia ya sabéis...
Sergio
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