Para comprender los síntomas del solenoide de cambio de marchas, es importante entender por qué y cómo las transmisiones automáticas cambiaban ANTES de que existieran los solenoides, y por qué se añadieron los solenoides en primer lugar.
Cómo funcionan los engranajes planetarios
Las transmisiones y los ejes de transmisión que cambian automáticamente de marcha (excluyendo las unidades CVT) tienen uno o más engranajes planetarios en el corazón de la unidad. Estos trenes de engranajes, junto con los elementos de accionamiento y sujeción como frenos y embragues, proporcionan las diferentes relaciones de marcha, incluyendo la marcha atrás.
Un engranaje planetario simple consiste en un engranaje solar, un portasatélites con varios engranajes pequeños que giran alrededor de este engranaje solar y una corona que rodea el exterior de los engranajes planetarios.
Si sostienes el portasatélites y accionas el planetario, la corona es accionada en la dirección opuesta. Eso es la marcha atrás.
Sostener el planetario y accionar la corona hace girar el portasatélites para proporcionar una relación de transmisión, y sostener la corona mientras se acciona el portasatélites hace girar el planetario como salida para proporcionar una relación de transmisión diferente, etc.
La potencia del motor se transfiere a través del convertidor de par, que tiene una turbina integrada en la carcasa del convertidor de par y una turbina con álabes correspondientes fijados al eje que acciona el interior de la transmisión.
Cualquier parte del tren epicíclico puede ser sostenida o accionada. Los embragues de los tambores giratorios se aplican hidráulicamente mediante un pistón en el tambor. Los conjuntos de “embragues de freno” o bandas estáticas fijadas al exterior de la transmisión y aplicados por pistones hidráulicos actúan como elementos de “sujeción”.
También hay embragues unidireccionales que se aplican mecánicamente por la dirección de los elementos giratorios.
La hidráulica de una transmisión
El elemento hidráulico de una transmisión comienza con la succión del fluido del cárter a través del filtro hasta la bomba, que es accionada por la carcasa exterior del convertidor de par. Esta carcasa está atornillada a la “placa flexible” del motor, que, en su centro, está atornillada al cigüeñal.
Se llama “placa flexible” porque a medida que la presión aumenta en el convertidor de par, su carcasa se expande, y como esta carcasa está atornillada a los bordes exteriores de la placa flexible, esta placa debe flexionarse con la expansión del convertidor de par. Por eso los volantes de las transmisiones automáticas a veces se agrietan alrededor del centro.
La presión hidráulica creada por la bomba llena el convertidor de par y está disponible para el “cuerpo de válvulas” como “presión de línea”. Este cuerpo de válvulas generalmente es de aluminio y está atornillado al cárter de la transmisión con una placa intercalada entre dos juntas que tienen muchos agujeros pequeños.
El cuerpo de válvulas está mecanizado con un conjunto complejo de pasajes internos con válvulas de corredera y resortes diseñados para dirigir la presión hidráulica hacia los diferentes elementos de accionamiento o sujeción que interactúan con el o los trenes planetarios que proporcionan las diferentes relaciones de marcha.
Mantén este pensamiento – llegaremos a los solenoides en un minuto.
Cómo cambiaban las transmisiones antiguas
Un “regulador” con una válvula de corredera interna fue diseñado originalmente para girar más rápido a medida que aumentaba la velocidad del vehículo, y este regulador accionaba su válvula de corredera usando fuerza centrífuga.
A medida que la válvula de corredera dentro del regulador cambia de posición con el aumento de la velocidad del vehículo, la presión del fluido que pasa a través del regulador se envía a otras válvulas de corredera dentro del cuerpo de válvulas, moviéndolas contra la presión del resorte y redirigiendo el fluido hacia los elementos de accionamiento o sujeción.
Es necesario mantener cada marcha por más tiempo cuando la transmisión cambia de velocidad bajo una aceleración fuerte o cuando el vehículo arrastra una carga pesada. Esto requiere otro canal de presión que se oponga a la presión del regulador. Esta presión se llama presión del “acelerador”.
En muchas transmisiones más antiguas, hay una válvula “moduladora” con un núcleo móvil fijado a un diafragma de vacío interno dentro de la válvula. El núcleo mueve una simple válvula de corredera con resorte en la transmisión.
El vacío que alimenta esta válvula moduladora proviene directamente del múltiple de admisión. Cuando el motor está bajo carga, el vacío disminuye, el núcleo de la válvula mueve su válvula de corredera en la transmisión para luchar contra la presión del regulador.
Cuando la presión del acelerador aumenta, la presión del regulador no puede causar el siguiente cambio de marcha en el ciclo hasta que la velocidad del vehículo (a través del regulador) aumente la presión del regulador para vencer la presión del acelerador, forzando que el cambio de marcha ocurra, solo más tarde de lo que lo habría hecho con una presión de acelerador más baja.
Casi todas las transmisiones comenzaron a alejarse de los moduladores de vacío para usar la posición del acelerador (a través de una conexión o cable) para controlar la presión del acelerador. Las transmisiones Chrysler nunca usaron moduladores de vacío, a diferencia de la mayoría de las otras plataformas.
Solenoides y síntomas de falla
Los primeros solenoides de transmisión fueron diseñados para controlar el “embrague del convertidor de par”, una característica que comenzó a aparecer a finales de los años 70 con el objetivo de aumentar la economía de combustible.
La mayoría de las transmisiones tenían 3 velocidades y “Overdrive”. En tercera velocidad, el embrague del convertidor de par (TCC) bloquearía la carcasa del convertidor de par a la turbina, causando una conexión directa entre el motor y el eje de la turbina. Cuando pisas el freno, el embrague del convertidor de par se libera.
Cuando el motor está frío, algunos vehículos no permiten el bloqueo del convertidor de par, ya que este genera calor mientras corta el fluido cuando el TCC está desbloqueado, y el fluido de la transmisión debe calentarse rápidamente para un funcionamiento óptimo de la transmisión.
Estos solenoides TCC pueden atascarse, manteniendo el convertidor de par engranado cuando el vehículo se detiene, haciendo que el motor se cale. Este es el primer síntoma que mencionaremos y que puede ser causado por un solenoide defectuoso.
Si el solenoide no logra bloquear el TCC, la economía de combustible sufrirá y el conductor puede no darse cuenta de que el TCC no se bloquea, a menos que esté pendiente de monitorear el tacómetro.
Solenoides y computadoras de vehículos
A medida que las computadoras se volvieron comunes en los vehículos a finales de los años 70 y principios de los 80, los ingenieros comenzaron a confiar el control de más y más componentes a las computadoras.
Aunque el cuerpo de válvulas seguía funcionando de la misma manera, se añadieron entradas y salidas computarizadas. Los interruptores de presión informaban la presión del fluido en varias partes del cuerpo de válvulas. Estos primeros interruptores eran de encendido/apagado, pero pronto fueron reemplazados por uno o más transductores que indicaban la presión.
La presión del acelerador y lo que antes era la presión del regulador se convirtieron en elementos de la transmisión controlados por computadora mediante la aplicación pulsada de un solenoide especial. Los solenoides de cambio de marchas podrían aplicarse para forzar el aumento de la presión del fluido en ciertas partes del cuerpo de válvulas.
La carga del motor, la velocidad del vehículo, las velocidades del eje de entrada y salida de la transmisión y la posición del acelerador se convirtieron repentinamente en los datos que determinaban las presiones de la transmisión, los puntos de cambio de marcha e incluso la sensación y calidad del cambio de marcha. Muchas transmisiones “desacoplan” momentáneamente el motor en el momento en que la transmisión cambia de marcha para suavizar la sensación del cambio.
Algunos vehículos asiáticos usaban una “lógica difusa” para evitar que la transmisión redujera marchas al subir pendientes suaves con el control de crucero activado. Los conjuntos de rendimiento comenzaron a aparecer con interruptores en el tablero o en la palanca de cambios para modificar la sensación del cambio de marcha para aquellos que preferían cambios bruscos y duros entre las velocidades.
Funcionamiento y problemas del solenoide de cambio de marchas
Diferentes transmisiones tienen un número diferente de solenoides y no siempre funcionan en el orden que podríamos pensar. Las personas que piensan secuencialmente podrían creer lógicamente que si una transmisión tiene un solenoide A, un solenoide B y un solenoide C, el solenoide A activaría el cambio 1-2, el solenoide B el cambio 2-3 y el solenoide C activaría el cambio 3-4.
No es así como funciona.
Puedes consultar una tabla simple del solenoide de cambio de marchas y ver cuán complicado es el funcionamiento del solenoide entre las velocidades:
Cuando los solenoides fallan, depende de QUÉ solenoide falle en cuanto a lo que resulta. Un solenoide de cambio de marchas puede fallar y afectar múltiples rangos de velocidad (ver tabla arriba). Y no todos los síntomas están relacionados con el solenoide.
Los DTC relacionados con el solenoide indicarán el circuito eléctrico del solenoide o una condición en la que no hay nada malo con el circuito pero el PCM o TCM ha ordenado al solenoide actuar pero determina a partir de las entradas de velocidad de entrada y salida que el cambio ordenado no ocurrió como se ordenó. Esto se clasifica como una “falla de rendimiento”.
Normalmente, cuando un solenoide falla, notarás una diferencia en la sensación o calidad del cambio de marcha. La transmisión puede saltarse una marcha, cambiar bruscamente, etc.
Si se pierde potencia en los solenoides de transmisión en vehículos más nuevos, el solenoide de control de presión volverá por defecto a una presión alta para evitar que los embragues patinen y se destruyan, y la transmisión volverá por defecto a una relación superior a la primera marcha.
Pero en transmisiones anteriores, los solenoides de la transmisión eran alimentados por un fusible, y si este fusible se retira o se funde por alguna razón, la transmisión arrancará en primera marcha y nunca cambiará.
¿Dónde se encuentran los solenoides de cambio de marchas?
Inicialmente, los solenoides se montaban en el cuerpo de válvulas como componentes separados y la mayoría de los talleres de transmisión reemplazaban todos los solenoides al revisar la transmisión (lo cual es bueno) para evitar que los solenoides causaran problemas, como suele ser el caso.
Muchas transmisiones y ejes de transmisión todavía tienen solenoides de cambio de marchas montados directamente en el cuerpo de válvulas, pero a menudo se venden en grupos.
Pero en transmisiones más nuevas, los solenoides generalmente están contenidos en un solo “paquete” de solenoides que contiene todos los solenoides. Este paquete de solenoides en algunos ejes de transmisión Chrysler es externo y puede reemplazarse sin siquiera quitar el cárter de aceite de la transmisión, pero la mayoría de los paquetes de solenoides requieren drenar el fluido para reemplazar el paquete y, en algunos casos, puede ser necesaria una programación o aprendizaje.
Algunos ejes de transmisión Honda generalmente tienen solenoides simples montados en el exterior.
Los ejes de transmisión asiáticos (como los Nissan) generalmente conectan a tierra sus solenoides de transmisión y conmutan la alimentación del solenoide desde el PCM/TCM, pero la mayoría de las otras plataformas alimentan los solenoides siempre que la llave está encendida y los controlan conmutando la alimentación a tierra.