Por el Ing. Jorge Baez
A efectos de entender el funcionamiento de la caja de cambios del Ford T, deberíamos en primer lugar visualizar el conjunto Caja Epicicloidal aplicada al Ford T.
 Imagen A Imagen A2 |
 Imagen B Imagen C |
 Imagen D |
 Imagen D1-1 Imagen D1-2 |
 Imagen D2-1 Imagen D2-2 |
 Imagen D3-1 Imagen D3-2 |
 Imagen 01 |
 Imagen 02 |
 Imagen 03 |
 Imagen 04 |
 Imagen 05 |
 Imagen 06 |
 Imagen 07 |
El mismo es un mecanismo compuesto por los siguientes subconjuntos:
1°) El subconjunto volante (Imagen A), que forma una unidad de movimiento junto al cigüeñal, al eje de prolongación y los pernos de sujeción de los piñones triples, piezas fundamentales para el funcionamiento de la caja epicicloidal.
2°) Los tres piñones triples, así llamados porque están formados por tres ruedas dentadas unidas entre sí (Imagen C): la primera de 27 dientes, la intermedia y a su vez la mayor, de 33 dientes, y la última y a su vez menor de solo 24 dientes.
3°) El tercer subconjunto es el más complejo ya que está formado por tres unidades de movimientos separados (Imagen D):
a) La unidad rueda central, acoplada al extremo delantero del eje concéntrico con el eje de prolongación que en el otro extremo lleva el tambor de freno que a su vez es el sostén de los discos de embrague grandes. La rueda central se acopla a las ruedas de 27 dientes de los engranajes triples (Imagen D1).
b) Esta unidad está formada por un eje, también concéntrico con los anteriores, de mayor diámetro y más corto que el anterior. Este eje lleva en el extremo delantero una rueda de 21 dientes que engrana con las tres ruedas intermedias de 33 dientes de los piñones triples y en su extremo posterior, el tambor de primera (Imagen D2).
c) La tercera unidad está formada por un eje mucho más corto que los anteriores, de mayor diámetro porque siendo también concéntrico con los anteriores es el más externo y que lleva en la parte delantera una rueda dentada de 30 dientes que también engrana con los engranajes triples, en este caso con las rueditas más pequeñas de 24 dientes (Imagen D3).
Es importante que el lector tenga bien clara la anatomía de la caja epicicloidal antes de proseguir con la explicación siguiente.
A diferencia de la caja convencional de trenes desplazables en donde la transformación de cupla y velocidad angular se realiza exclusivamente mediante movimientos de rotación de los engranajes que interconectan el eje primario con el secundario, en el caso de la caja epicicloidal del Ford T, la transformación de velocidades está dada por una combinación de movimientos rotativos y traslativos de trayectoria circular de los tres piñones triples, que separados 120° entre sí, van montados sobre el volante del Ford T (Imagen 01).
Para comprender cómo estos engranajes combinan sus movimientos rotativos y traslativos, supongamos que tenemos dos ruedas dentadas con igual número de dientes cada una y que la rueda motriz tenga un movimiento rotativo en sentido antihorario (Imagen 02). Obviamente la rueda arrastrada girará en sentido horario y con igual velocidad de rotación.
Ahora supongamos que esta misma rueda motriz ejerza un movimiento de traslación de trayectoria circular en el sentido antihorario y con centro de giro en el centro de la rueda accionada (Imagen 03). En este caso, la primera de las ruedas arrastrará a la segunda en un efecto similar a la vuelta de la noria, obligándola a efectuar un giro en el sentido antihorario.
Si combinamos el movimiento puramente rotativo con el traslativo de trayectoria circular (Imagen 04), el efecto resultante será el de la rueda motriz rodando sobre la periferia de la rueda accionada, que permanecerá inmóvil en razón de que la superposición de ambos movimientos anulará los efectos contrarios.
Cómo se produce el punto muerto
Si ahora en lugar de una rueda motriz tenemos tres ruedas motrices dentadas e idénticas, desplazadas 120° entre sí, que engranan sobre una rueda accionada (Imagen 05) realizando este movimiento combinado de rotación y traslación, estamos en presencia del volante del motor del Ford T con sus tres engranajes triples.
Lo que acabamos de describir es lo que ocurre cuando el motor del Ford T está en marcha pero la caja en punto muerto: el vehículo permanece inmóvil. El volante está vinculado al motor y por lo tanto gira a la velocidad del mismo, mientras que la rueda central está directamente vinculada a la transmisión y por lo tanto a las ruedas motrices del Ford T.
Cómo se produce la primera
Para lograr una desmultiplicación, debemos hacer que la rueda central dé menos de un giro cuando el volante da una vuelta completa. Para ello, al presionar a fondo el pedal de la izquierda (Imagen 07), se ciñe la cinta que envuelve al tambor de la primera, que es el del medio (Imagen 06). Este tambor es solidario a través del eje hueco concéntrico e intermedio con el engranaje de 21 dientes, y por efecto de la presión del pedal de primera, todo este subconjunto quedará inmóvil.
La rueda de 21 dientes mencionada engrana con las de 33 dientes que constituyen los segmentos intermedios de los piñones triples, y al girar el volante los obligará a girar sobre su propio eje pero solamente el porcentaje de la relación de los dientes: 21/33 x 100 = 63,63%. Por eso la desmultiplicación de la primera es del 36,36%.
Para conocer exactamente cuántas vueltas debe dar el motor para que la rueda central dé una revolución:
0,3636 revolución de rueda central = 1 revolución del motor
luego: X = 1/0,3636 = 2,75
Esto quiere decir que por cada vuelta de la rueda central, el motor debe dar 2,75 revoluciones. Incluyendo la desmultiplicación del diferencial (3,64): 3,64 x 2,75 = 10,01 vueltas de motor por cada vuelta de las ruedas motrices.
Cómo se produce la marcha atrás
Para que el Ford T realice la marcha atrás, la rueda central debe girar en sentido opuesto. Al oprimir el pedal del medio se ciñe el tambor de marcha atrás, el de la izquierda (próximo al volante). Su engranaje de 30 dientes inmovilizado obliga a la rueda de 24 dientes a rodar sobre ella. Como 24 es 4/5 de 30, por cada vuelta de volante el piñón triple efectuará 1 y 1/4 de vuelta, quedando un cuarto de vuelta en sentido horario, lo que genera el retroceso del vehículo.
La desmultiplicación en marcha atrás es 1 a 4. Como luego el diferencial agrega una desmultiplicación de 3,64: 3,64 x 4 = 14,56 (prácticamente 15 vueltas de motor por cada vuelta de las ruedas motrices).
Cómo se produce la directa
La directa se produce con la palanca de comando extendida totalmente hacia delante. En esta posición la horquilla del comando de la caja de embrague presiona los 25 discos de embrague (13 grandes y 12 chicos), permitiendo que el eje prolongación del cigüeñal transmita la potencia directamente a través de los discos grandes, el tambor de freno, placa de embrague, eje de transmisión, diferencial y las ruedas motrices.
La palanca presenta otras dos posiciones: al medio, que quita la directa porque la horquilla despega los 25 discos interrumpiendo la transmisión; y totalmente hacia atrás, que añade al punto muerto el bloque de las ruedas traseras por freno comandado a varilla.
Nota final
Este artículo pertenece al Primer Club del Ford T de Argentina.