Conversión caja de cambios manual en “H” a secuencial con sistema electroneumático

Abstract

RESUMEN: El proyecto que se presenta a continuación tiene como objetivo transformar el sistema de cambio de un coche manual, a secuencial. Dicha conversión surge de la necesidad de reducir el tiempo de cambio de cada marcha en el coche en un ámbito competitivo. Accionar el embrague y mover la palanca de cambios toma más tiempo que pulsar una leva instalada en el volante, que además cuenta con la ventaja de no tener que soltar el mismo. Para conseguir esto se utilizan cajas de cambio secuenciales, cuyo precio es elevado (tienen un coste aproximado de 9000€) y requieren de personal especializado en su instalación, ya que es necesario cambiar la carcasa, engranajes y todo el sistema de varillaje, además su mantenimiento requiere costes adicionales. La alternativa que se presenta en el siguiente proyecto es aprovechar la caja de cambios original del vehículo y modificar el sistema de cambio (varillaje o cables) instalando un sistema electroneumático, cuya respuesta sea lo más parecida a la de una caja de cambios secuencial. La solución será más lenta, pero por otro lado encontraremos una notable reducción del tiempo de cambio respecto a la configuración original, un precio final más asequible y un coste de mantenimiento igual al del vehículo con caja de cambios manual. Es por esto por lo que el producto final estaría destinado a un uso competitivo donde el presupuesto es reducido, como podrían ser una competición de rally regional, en la que los pilotos han terminado su período de iniciación, pero no disponen de los fondos suficientes para poder equipar sus vehículos con material de alto rendimiento. La idea general es instalar unos actuadores neumáticos en la palanca de cambios que repliquen el movimiento necesario para subir o bajar cada marcha. Del mismo modo, se instalaría otro en el embrague. Todos los actuadores serían cilindros neumáticos y estarían pilotados electrónicamente por un Arduino, que responde a las órdenes de dos levas especialmente diseñadas para esta utilización que se situarían detrás del volante.

ABSTRACT: The project presented below aims to transform the gear system from a manual car to a sequential one. This conversion comes from the need to reduce the change time of each gear in the car in a competitive environment. Acting on the clutch and moving the gear lever takes more time than pressing a button installed on the steering wheel, which also has the advantage of not having to release it. To achieve this, sequential gearboxes are used, whose price is high (they cost approximately € 9000) and require specialized personnel in their installation, since it is necessary to change the housing, gears and the entire linkage system, in addition to their maintenance requires additional costs. The alternative presented in the following project is to keep the vehicle's original gearbox installed and modify the gearbox system (linkage or cables) by installing an electro-pneumatic system, the response of which is most similar to that of a sequential gearbox. The solution will be slower, but on the other hand, we will find a noticeable reduction in the change time compared to the original configuration, a more affordable final price and a maintenance cost equal to that of the vehicle with a manual gearbox. This is why the final product would be destined for competitive use where the budget is low, such as a regional rally competition, in which the pilots have finished their initiation period, but do not have sufficient funds to be able to equip your vehicles with high performance material. The general idea is to install pneumatic actuators on the gear lever that replicate the movement necessary to raise or lower each gear. Another actuator would be installed on the clutch. All the actuators would be pneumatic cylinders and would be electronically piloted by an Arduino, which responds to the commands of two shift paddles specially designed for this use that would be located behind the steering wheel.