Caja de Transferencia, Qué es, Cómo Funciona, Tipos y Fallas

Un automóvil es un sistema complejo de componentes que deben funcionar de forma sincrónica como un todo. Uno de estos componentes es la caja de transferencia. Formando parte del sistema de transmisión, la caja de transferencia tiene gran importancia en su función. Sin embargo, no está presente en todos los coches.

Las cajas de transferencia se encuentran en todos los vehículos con tracción en las cuatro ruedas o con tracción total y ayudan a distribuir la energía tanto a las ruedas delanteras como a las traseras.

Las cajas de transferencia para vehículos con tracción en las cuatro ruedas, generalmente vienen con dos configuraciones de marchas diferentes, altas y bajas, para trepar sobre obstáculos a baja velocidad y situaciones donde se necesita más tracción.

Caja de transferencia
Representación de una caja de transferencia
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    ¿Qué Es Una Caja De Transferencia?

    ¿Sabes qué ayuda a tu vehículo con tracción en las cuatro ruedas a ganar tracción en situaciones resbaladizas o le da suficiente torsión para trepar sobre objetos y rocas a baja velocidad? En gran parte, por la caja de transferencia.

    Las cajas de transferencia, a veces denominadas “cajas T”, se pueden encontrar en vehículos con tracción en las cuatro ruedas y son responsables de dividir la potencia entre las cuatro ruedas.

    Sin las cajas de transferencia, la conducción todoterreno sería mucho más difícil. Las cajas de transferencia son las que ayudan a dar más tracción a nuestros equipos, para que podamos salir de una situación complicada.

    Al dividir la potencia de la transmisión a las ruedas delanteras y traseras, la caja de transferencia dispersa la potencia del motor para mejorar la tracción o proporcionar más torque.

    Conectada a la parte trasera de la transmisión, la caja de transferencia recibe energía de esta y dirige esa misma energía a través de los ejes de transmisión a ambos extremos del vehículo.

    Cuando se trata de querer otorgar tracción a las cuatro ruedas de un vehículo, la opción actual es la caja de transferencia. Entre los conductores, simplemente se le llama transfer. Estos dispositivos cumplen con dos funciones principales:

    • Distribuir el par de torque suministrado por la transmisión.
    • Adaptarse automáticamente cuando el sistema lo requiera. Esto por supuesto no lo hacen todas, pero sí la mayoría en la actualidad.

    La caja de transferencia a menudo se instala en vehículos especiales. En este caso, su diseño le permite conectar equipos adicionales. Por ejemplo, existen cajas de transferencia para acoplar sistemas cosechadores o de rastra en tractores.

    Caja de Transferencia Funcionamiento

    Hemos establecido que las cajas de transferencia distribuyen la potencia a los ejes delantero y trasero. Pero, ¿Cómo funcionan las cajas de transferencia? El motor alimenta la transmisión, que a su vez envía esa energía a la caja de transferencia.

    Al enviar potencia desde el eje de salida a través de una cadena o un conjunto de engranajes, el par se envía a los ejes de transmisión delantero y trasero, que luego suministran potencia a los ejes. Las cadenas son el método más común de alimentar una caja de transferencia solo porque son más silenciosas y ligeras que los engranajes.

    Aunque las cadenas se encuentran principalmente en cajas de transferencia modernas, los entusiastas y los todoterrenos de la vieja escuela suelen preferir engranajes solo por su confiabilidad y capacidad para manejar mayores cantidades de torque, en comparación con las cajas de transferencia impulsadas por cadena.

    Cuando la tracción en las cuatro ruedas no está activada para los sistemas 4WD de tiempo parcial, el 100% de la potencia se envía a las ruedas traseras. Sin embargo, cuando se activa la tracción en las cuatro ruedas, la caja de transferencia dividirá esa potencia de manera uniforme entre la parte delantera y trasera, impulsando las cuatro ruedas.

    Las cajas de transferencia funcionan en coordinación con los ejes de transmisión, los diferenciales, los ejes de transmisión, la transmisión y las ruedas para distribuir la potencia de manera uniforme.

    Por lo general, hay dos ajustes de marcha dentro de la caja de transferencia: alta y baja. Las marchas bajas proporcionan más torque a velocidades más lentas y están orientadas a situaciones intensas fuera de la carretera, como trepar obstáculos y la escalada de pendientes.

    Las marchas altas son para situaciones más básicas, como hielo, suciedad, lluvia intensa y otras situaciones en las que realmente solo necesitas tracción adicional. Por lo general, se denominan 4-Hi y 4-Lo, o 4H y 4L.

    Algunas cajas de transferencia tendrán una palanca que deberá activarse manualmente, pero muchos vehículos más nuevos ahora pueden activarse electrónicamente con solo presionar un botón.

    Para comprender cómo funciona la caja de transferencia, es necesario considerar el dispositivo en detalle. Pero necesitamos hacer una pequeña aclaración. Los diseñadores de automóviles crean diferentes diseños que, sobre todo, se adaptan a tareas técnicas específicas. A pesar de esto, su objetivo sigue siendo el mismo.

    Por lo tanto, podemos distinguir una base determinada, característica de casi todas las cajas de transferencia:

    • El eje principal.
    • El Bloqueador diferencial.
    • El eje de transmisión.
    • La Reducción y Marcha.

    Todos estos elementos están en la carcasa. Son la base sobre la que se llevan a cabo manipulaciones estructurales más complejas. El fluido lubricante juega un papel importante en este sistema, evita el desgaste prematuro de las piezas.

    El aceite de transmisión se encuentra en todos los componentes de la caja y asegura una lubricación interna estable. Así evita el desgaste y el sobrecalentamiento.

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    Tipos de Cajas de Transferencia

    Podemos clasificar las cajas de transferencia, según el tipo de cambio que puedas hacer a su transmisión interna. De este modo podemos clasificarlas en cuatro tipos de transfer.

    Transfer Completamente Automática

    Los accionamientos de conmutación ocurren con la ayuda de servoaccionamientos o un interruptor hidráulico, las decisiones de conmutación se toman mediante sistemas electrónicos de control de la máquina. En el lenguaje común, esto se llama tracción total electrónica.

    Una gran ventaja es la distribución correcta de la tracción en diversas situaciones de carretera y todoterreno. La desventaja es la dependencia de la electrónica, la electricidad y la hidráulica, así como el peso de la máquina.

    Los ejemplos más interesantes son los sistemas “4-matic”, “Quattro” y “X-drive”. Los transfers electrónicos son relevantes no tanto en el exterior como en la carretera, especialment2e si se combinan con sistemas electrónicos de distribución de la fuerza de frenado.

    Por ejemplo, al frenar desde una velocidad alta, la caja de transferencia electrónica es capaz de desactivar la tracción trasera, pasándole la fuerza de frenado, mientras que la tracción delantera continúa tirando del automóvil, manteniendo así la rectitud incluso en hielo.

    Al mismo tiempo, dicha caja de transferencia puede rechazar, por ejemplo, como resultado del remojo, por lo que no es particularmente adecuada para superar vados y condiciones similares.

    Transfer Semiautomático

    La caja de transferencia semiautomática se diferencia en que el conductor puede intervenir en la gestión de las unidades mediante botones. Por un lado, esto permite encender o apagar a la fuerza una conducción necesaria o innecesaria, por otro lado, puede distraer al conductor en un momento innecesario, lo que puede conllevar un accidente.

    Los ejemplos más interesantes de tipos similares de sistemas semiautomáticos en coches Kia y Jeep modernos, y varias otras marcas.

    Transfer Manual

    El órgano rector de dicha caja de transferencia es una palanca adicional, generalmente ubicada entre el asiento del conductor y el del pasajero. Una gran ventaja de esta caja de transferencia es la confiabilidad casi total y la independencia de la electrónica.

    En el mundo todoterreno hay muchos casos en los que es necesario un transfer manual, pero la desventaja es la incapacidad casi total de encender sobre la marcha. Además, no es conveniente cambiar el apalancamiento.

    Este tipo de transfer lo podrás ver en la mayoría de vehículos de carga pesada y carga media, para darle al conductor la opción de cuando usar un tipo u otro de transmisión.

    Transfer Simple

    También conocida como "tracción permanente a las cuatro ruedas", es decir, una caja de transferencia, en la que no hay cambio al eje delantero o trasero. Muchos la conocen como transfer no conmutable.

    Una gran ventaja de dicha caja de transferencia es su total confiabilidad, la ausencia de orificios adicionales en la carrocería para los controles, es decir, la menor probabilidad de inundación interior al superar un vado.

    Una clara desventaja de dicha caja de transferencia es la incapacidad de apagar las unidades adicionales en condiciones normales de la carretera, lo que crea una carga adicional en el consumo de combustible del motor y complica un poco la conducción en la carretera.

    Tipos de Tracción en las Cajas de Transferencia

    También podemos clasificar las cajas de transferencia según el tipo de tracción. Hay dos tipos principales de sistemas de tracción en las cuatro ruedas: tiempo parcial y tiempo completo.

    Tracción a tiempo parcial

    Como era de esperar, la tracción en las cuatro ruedas a tiempo parcial indica que el vehículo permanece en tracción en dos ruedas, típicamente con tracción trasera, para condiciones normales de conducción.

    Esto no solo ayuda a mejorar la economía de combustible en comparación con los vehículos 4WD de tiempo completo, sino que también ayuda a poner menos estrés en el tren motriz. Cuando se necesita tracción en las cuatro ruedas, simplemente tienes que activarla.

    La mayoría de los sistemas de tracción en las cuatro ruedas vendrán con varios modos para elegir, siendo los más comunes automático, 4-Hi y 4-Lo. Algunos tendrán modos de terreno, por lo que puedes seleccionar el cambio adecuado para las condiciones de la carretera correspondientes.

    Otros sistemas de tiempo parcial son automáticos y activan las cuatro ruedas cuando el sistema detecta una pérdida de tracción.

    Tracción a tiempo completo

    Los sistemas de tracción en las cuatro ruedas de tiempo completo funcionan con las cuatro ruedas en todo momento, incluso en la carretera de asfalto y en carreteras pavimentadas.

    La tracción en cuatro ruedas a tiempo completo también tiene las configuraciones de velocidad baja y alta, pero generalmente no puedes cambiarla a tracción en dos ruedas ya que es un sistema 4WD de tiempo completo.

    Las marchas altas y bajas son extremadamente útiles en situaciones todoterreno en las que es posible que necesites la marcha más baja para trepar obstáculos o superar una colina empinada, además de la configuración de marcha más alta que te dará esa tracción adicional cuando sea necesario.

    Los diferenciales de bloqueo también ayudan a distribuir la potencia de manera uniforme a las ruedas y mejoran el rendimiento todoterreno.

    Caja de transferencia
    Caja de transferencia

    Señales de Problemas en la Caja de Transferencia

    Desafortunadamente, muchas personas no comprenden la importancia de su caja de transferencia. Como resultado, las señales de problemas en las cajas de transferencia a menudo pasan desapercibidas.

    Si deseas mejorar tu conocimiento de este componente vital de la transmisión en muchos automóviles, aquí están tres señales frecuentes de problemas de caja de transferencia de transmisión.

    1. Problemas para cambiar de marcha

    Uno de los signos más inmediatos y preocupantes de un problema en la caja de transferencia, implica la dificultad para cambiar de marcha. Es posible que notes una vacilación para conectarte con engranajes particulares. En algunos casos, este problema solo se manifiesta cuando se viaja a ciertas velocidades, y este problema puede deberse a una simple falta de lubricación.

    En otros casos, el problema tiene que ver con un sello del eje de salida de la caja de transferencia dañado o con fugas. Como su propia transmisión, la caja de transferencia funciona mediante energía hidráulica.

    Para traducir efectivamente la fuerza hidráulica en fuerza mecánica, la caja de transferencia debe permanecer sellada herméticamente. El sello del eje de salida asegura que el fluido permanezca dentro de la caja de transferencia.

    Desafortunadamente, el sello del eje de salida tiene una tendencia a desarrollar fugas con el paso de los años. Una fuga compromete la capacidad de tu caja de transferencia para cambiar de marcha al evitar que administre la presión hidráulica correctamente.

    Puedes verificar los problemas de los sellos buscando fugas de líquido debajo de tu coche.

    2. Sonidos y ruidos inusuales

    El sello del eje de salida no solo mantiene el líquido dentro de tu caja de transferencia, sino que también actúa como un sello para los sonidos producidos por los engranajes en movimiento dentro de la caja de transferencia.

    Cuando un sello se daña, estos sonidos a menudo se escapan y se manifiestan como un chirrido inusual debajo de tu vehículo.

    Estos sonidos tienden a empeorar progresivamente a medida que pasa el tiempo y la caja de transferencia pierde cada vez más líquido hidráulico. El fluido hidráulico, que técnicamente es un aceite, hace más que simplemente transferir fuerza, también asegura que todas las partes móviles de tu caja de transferencia permanezcan debidamente lubricadas.

    A medida que el líquido de la transmisión se escapa y los niveles generales de líquido disminuyen, la caja de transferencia termina sin la lubricación que necesita.

    Esta pérdida de lubricante aumenta el contacto metal con metal, aumentando así el volumen de los sonidos producidos por la caja de transferencia. Debes corregir de inmediato, si no quieres tener una falla más costosa luego.

    3. Desempeño errático de la tracción en las cuatro ruedas

    Los sistemas de tracción en las cuatro ruedas se dividen en dos categorías: tiempo parcial y tiempo completo. La tracción en cuatro ruedas a tiempo parcial permite que la transmisión funcione en dos o cuatro ruedas.

    Con un sistema de tiempo parcial, el conductor realiza manualmente el cambio entre estas dos opciones, mientras que en una conducción activa, una computadora cambia automáticamente a la tracción en las cuatro ruedas en los momentos apropiados.

    Los sistemas de tiempo completo, por el contrario, funcionan con la capacidad de tracción en las cuatro ruedas en todo momento. En otras palabras, los ejes delantero y trasero reciben potencia cada vez que tu automóvil está en marcha.

    Los sistemas activos y de tiempo parcial a menudo facilitan el diagnóstico de problemas con tu caja de transferencia. Las fugas y otras formas de daño a menudo resultan en la imposibilidad de permanecer en la tracción en las cuatro ruedas.

    En otras palabras, tu vehículo puede entrar y salir de la tracción en las cuatro ruedas de forma errática y aparentemente sin motivo. Si has estado experimentando este problema, tu caja de transferencia necesita reparaciones.

    Fallas Comunes en el Transfer

    Viendo las señales que te puedes encontrar de problemas en la caja de transferencia, al realizar los peritajes se logra comprobar que existen fallas que se repiten a lo largo del tiempo. Vamos a verlas.

    1. Fuga de Aceite

    Puede ser tanto a través de las estoperas como a lo largo de las juntas del casco. En el caso de las estoperas, no solo debes reemplazarlas, sino también verificar la integridad de los asientos debajo de ellas. Pueden tener cavidades o grietas, a través de las cuales también puede pasar el aceite.

    También debes inspeccionar la superficie, que se ajusta a las estoperas; si está en el desarrollo o en las ranuras, el nuevo sello también quedará inutilizable. Los cojinetes, ejes o bridas de juego también conducen al hecho de que el labio del prensaestopas se deforma y se vuelve incapaz de mantener la estanqueidad.

    Si la fuga pasa a través de las juntas del cuerpo, la caja de transferencia debe desmontarse hasta el lugar de la fuga, limpiarse, desengrasarse y luego aplicar un sellador de alta calidad siguiendo las instrucciones de uso.

    2. Daño en los cojinetes

    El daño en los cojinetes se manifiesta mediante un ruido no común, constante, indicando desgaste y posible trancamiento. En este caso, el cambio de los cojinetes es inevitable.

    3. Cadena de transmisión par estirada

    Las cajas de transferencia típicas tienen un eje recto desde la caja de cambios hasta la junta universal trasera, y aproximadamente en el medio del eje, el par se transmite a través de una cadena Morse a un eje paralelo que conduce a la junta universal delantera.

    La cadena estirada hace que se deslice en relación con los dientes del engranaje sobre los que se asienta. Lo mejor de todo es que esto se puede comprobar verificando la continuidad del movimiento entre uno y otro eje.

    En los casos más extremos, la cadena se desgasta tanto que muele los dientes del engranaje y también comienza a limpiar la carcasa de la caja de transferencia. En estos casos debes cambiar la cadena y el juego de engranajes transmisor-transmitido.

    4. Diferencial central desgastado

    Las superficies del diferencial están constantemente sometidas a fricción, y el lubricante de mala calidad o su ausencia, además de las partículas extrañas sólidas como arena o migajas de metal, dañan el diferencial.

    Para atrapar el abrasivo de acero en las cajas de transferencia, estas vienen diseñadas con un revestimiento magnético, que generalmente se encuentra en la parte inferior de la caja de transferencia, cerca del tubo de entrada de aceite.

    Pero si se satura, deja de cumplir su función y no protegerá el diferencial. Es por ello que es recomendable revisar el estado del aceite de forma periódica y cambiarlo.

    Si el diferencial se encuentra muy desgastado, no podrás hacer mucho, salvo realizar el cambio completo del diferencial. Recuerda que este ajuste es bastante preciso, y realizar una reconstrucción te puede salir más costosa que hacer el cambio del conjunto.

    5. Embrague electromagnético desgastado

    Algunas cajas de transferencia para comodidad del usuario están equipadas con un electroimán que, cuando se enciende, activa un circuito de transmisión de par abierto y aparece la tracción total.

    La trenza de cobre de los electroimanes es sensible a cargas abruptas, lo que a menudo conduce a fallas en el mecanismo de conexión de tracción total. Este tipo de falla no es tan común, pero cuando sucede son difíciles de diagnosticar y costosas.

    Para Cerrar

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    Si llegaste hasta aquí, habrás notado que la caja de transferencia es un componente algo complejo, que debe ser revisado por personal capacitado. Solo debes tener en cuenta que una falla pequeña detectada a tiempo, puede ahorrarte una buena cantidad de dinero, por lo que es mejor revisar periódicamente.

    Y en caso de algún ruido extraño, charcos de aceite o problemas en la ejecución de la transmisión, debes acudir de inmediato a tu técnico mecánico de confianza.

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