Cómo funciona la caja de cambios de una moto

¿Para qué sirve cambiar de marcha?

La transmisión o caja de cambios de un vehículo nos permite modificar la relación de giro entre el cigüeñal del motor y la rueda trasera. Esta relación tiene el nombre de “ratio” y, para entenderlo de una manera sencilla, funciona del mismo modo que el cambio de una bicicleta con marchas: con el plato pequeño y el piñón grande obtenemos mucha fuerza (par) pero poca velocidad, lo que nos permite subir cuestas con poco esfuerzo y, del mismo modo, con un plato grande y un piñón pequeño obtenemos más velocidad por cada giro de los pedales, pero hemos de ejercer más esfuerzo para acelerar (Figura 1).

La caja de Pandora

La caja de cambios nos permite, por lo tanto, adaptar la fuerza del motor (par) y su velocidad (RPM) a las diferentes condiciones de conducción, modificando la relación de cambio, conservando de este modo la potencia.

En las motos de gran cilindrada, el cambio más utilizado es el cambio mecánico de toma constante (sequential constant mesh gearbox). Su activación es manual, generalmente con el pie y es secuencial porque para subir o bajar de marcha hay que pasar siempre por las intermedias (1-N-2-3-4-5-6).

Aunque se trata de uno de los dispositivos de mayor complejidad mecánica de la moto, vamos a intentar explicar su funcionamiento de un modo muy sencillo y simplificado.

Todo se reduce a dos ejes

La caja de cambios consta de 2 ejes: el eje primario, que recibe el movimiento del cigüeñal del motor a través del embrague, y el secundario, que recibe el movimiento del eje primario y lo transmite a la rueda trasera, a través de la correa o cadena secundaria (Figura 2).

Ambos ejes disponen de engranajes (marchas) que van de mayor a menor tamaño (como los piñones de la bicicleta) y que se encuentran enfrentados y engranados constantemente entre ellos (de ahí su nombre de toma constante o constant mesh.

El truco reside en que sólo algunos de estos engranajes giran solidarios con cada eje, los demás van “sueltos” es decir, no giran, aunque el eje sí lo haga. Estos engranajes tienen la particularidad de que se pueden deslizar lateralmente sobre el eje y al hacerlo encajan unos salientes con los engranajes libres, obligándolos de este modo a girar con ellos (y con el eje) (Figura 3).

Cambiando de marcha

Cuando el cambio está en neutral, el eje primario gira, pero al no haber engranajes conectados en el eje secundario, éste no gira. Al introducir la primera velocidad, lo que ocurre es que el engranaje “C” se desplaza hacia el engranaje “B”, insertándose en él. Como el engranaje “B” está movido constantemente por el engranaje “A”, este movimiento se transmite al eje secundario, moviendo la cadena y la rueda (Figura 4).

En otro ejemplo similar, si introducimos la segunda velocidad, el engranaje “C” vuelve a su posición inicial y al mismo tiempo el engranaje “Z” se desplaza y encaja con el engranaje “Y”. Como este engranaje está movido constantemente por el engranaje “X”, el movimiento del motor pasa del eje primario al engranaje “X”, luego al “Y” conectado con el “Z”, que lo transmite al eje secundario y a la rueda. (Figura 5). Es importante que recuerdes que todos los engranajes azules giran libres, sin contacto con el eje, y los engranajes rojos se desplazan lateralmente, pero están unidos constantemente con el eje (Figura 6).

El tambor marca el ritmo

El movimiento de desplazamiento de los engranajes se hace a través del tambor de cambio, que tiene unos canales por los que se desplazan los tetones de las horquillas de cambio, que a su vez mueven los engranajes de color rojo (Figura 7). El tambor de cambio gira a través de un mecanismo de “carraca” accionado por la palanca de cambio, movida por nuestro pie. El tambor dispone de un mecanizado en forma de estrella para que las marchas permanezcan en su lugar ayudado por un muelle. En esta estrella hay una hendidura específica para el punto muerto (Figura 8).

Frank Burguera

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