Vamos a empezar un capítulo nuevo.

En este caso se trata de "el coco": LA CAJA DE CAMBIOS
En todo el post se trata de una caja de cambios de serie 2 y 2A, con sincronizador para 3ª y directa. Veremos en primer lugar su funcionamiento y luego el desmantelamiento y el montaje paso a paso.
Llevará tiempo y fotos.

La caja es muy arcaica y simple. De ahí su dureza.
Lleva atornillada la caja reductora y en ésta última van atornilladas a su vez la caja de acoplamiento del eje delantero, el reenvío del cuentakilómetros y las zapatas del freno de mano con su mecanismo de accionamiento.

Las carcasas son de fundición de aluminio mas bien blanda. Los pasos de la tornillería que rosca directamente sobre este aluminio son agresivos para impedir en lo posible el arrancamiento de los filetes de rosca del aluminio. Ojo por tanto al apretar porque se van las roscas con relativa facilidad, sobre todo en la tornillería de pequeño diametro.

Iré explicando en cada foto el funcionamiento de cada uno de los trenes de engranajes, de modo que si mirais
las fotos con atención vereis facilmente quien es quien y como funciona.

Esta es la carcasa una vez limpia a falta de la salida del eje delantero y del reenvío del cuentakm y freno de mano

La caja de cambios es un convertidor de par con relaciones variables a voluntad.
A mayor desmultiplicación: mayor par en el eje de salida, y viceversa.

Consta de dos ejes principales paralelos; uno superior dividido en dos semiejes de modo que cada uno puede girar a velocidad distinta del otro gracias a que se encastran el uno en el otro mediante un rodamiento de jaula de rodillos: ejes primario y secundario, y otro eje en paralelo y en posición inferior respecto al anterior, que es el eje intermediario.
Hay un tercer eje paralelo, mas corto, que lleva los engranajes de marcha atrás.

Los dos semiejes primario y secundario tienen en total cinco puntos de apoyo: el casquillo de bronce del volante del motor, un rodamiento de bolas, el rodamiento de acoplamiento entre ambos, otro rodamiento de bolas y otra jaula de rodillos situada en la tapa posterior de la caja de transferencia.

El punto débil es la jaula de rodillos entre los dos ejes, pues es la que aguanta todo el empuje de los engranajes del eje superior y el eje inferior.

Aquí tenemos esos ejes

Este es el eje primario con su engranaje de toma costante. Es el que recibe el movimiento del motor por su acoplamiento de diez estrías para el disco de embrague. Gira en su extremo de la izquierda dentro del casquillo de bronce embutido dentro del volante.
Cuando arrancamos en frío el motor muchas veces oímos un ruido de rozamiento agudo; un chirrido que tarda muy poco en perderse. Proviene frecuentemente de ahí.

Se llama "toma constante" porque el engranaje al que transmite movimiento el eje primario va solidario por estriado con el eje intermediario, de modo que cualquier giro del primario arrastra forzosamente al intermediario.

El primario guía con la jaula de rodillos el giro del eje secundario...

y como vemos tiene un sector cónico exterior y en su interior un estriado cuyas estrias acaban con cierto filo.

Aquí tenemos los dos ejes en posición de toma constante exclusivamente. Esa posición será la de punto muerto. Giraría el primario a la velocidad del cigüeñal y el intermediario obligado por el primario, sin que llegue movimiento al secundario (o eje de salida)

Metemos ahora a jugar a los engranajes de la 1ª velocidad.
Son de dientes rectos para que puedan engranar de golpe sin complicación. Son ruidosos.
Por un lado los dientes están redondeados para permitir que entre el uno en el otro lo mas suavemente posible, pues no hay sincronizador que iguale las velocidades de las dos ruedas dentadas a encastrar.
Encontraremos dos relaciones de repuesto con un diente de diferencia, por lo tanto hay que contar los dientes antes de pedir la pieza.

Montaremos el piñón grande en el secundario con la cara tallada hacia delante.
Con los dientes tallados en la cara delantera agarrará al piñón de 2ª si lo desplazamos hacia delante, soltándolo al desplazarlo hacia atrás.
Siempre se desplaza sobre ranuras, por lo que en la posición que sea arrastrará continuamente al eje secundario.
Tiene tres posiciones: todo atrás=1ª; intermedia=punto muerto (p.m.); todo adelante=2ª
En esta imagen está en 1ª

En esta vemos el p.m.

Colocamos ahora un casquillo liso de antifricción en el secundario, bloqueado por delante y detrás para que no pueda desplazarse. Sobre él girarán locos los engranajes secundarios de 2ª y 3ª

Aquí tenemos los de segunda que irán delante de los de 1ª y una vez puestos en su sitio.

y los de 3ª sueltos y colocados en el secundario..

Como veis, en ambos trenes de engranajes hay uno estriado por dentro y uno liso.
El estriado estará siempre en movimiento formando parte de un todo que es el eje intermediario.
En otras cajas de otras marcas el eje intermediario es una sola pieza con los distintos engranajes tallados.
Roto uno, roto todo.
Land Rover nace como un 4x4 para uso industrial y en caso de avería podriamos retirar un tren de angranajes y continuar nuestro camino con una velocidad menos. Incluso con una sola velocidad en la caja de cambios.

Continuando con el tema...

Vemos los dos engranajes de 2ª y 3ª en su sitio en el eje secundario, girando locos sin estriado interior sobre el mismo.
Sus dos homólogos en el eje intermediario sí giran solidarios con él, luego los del secundario giran a distintas velocidades por su diferente diámetro.

A los engranajes así dispuestos se les llama tambien "en toma constante", pues en ningún momento pierden contacto. No pasa lo mismo como hemos visto en el caso de los engranajes de la 1ª, que entrarán en contacto cuando desplacemos el conducido sobre su eje.

Los engranajes en toma costante tienen la ventaja de que se pueden tallar con los dientes oblicuos puesto que siempre estarán engranados.
El dentado oblicuo permite una menor altura de los dientes y un mayor número de los mismos a igual diametro,
siendo mas largos que los rectos y por tanto mas eficaces y con menor desgaste.
Todas esas caracteristicas permiten además un funcionamiento mucho mas silencioso de la caja de cambios.

Hoy no se fabrican cajas sin sincronizar, y todos los trenes de engranajes van en toma constante.

Aquí veremos el selector / sincronizador para 3º y directa.
Son dos anillos cónicos ranurados de antifricción que embragarán alternativamente con los sectores cónicos de los engranajes y un sector central desplazable y dentado a ambos lados que permite engranar una rueda dentada u otra.

Aquí tenemos los dos ejes completos en punto muerto:
El selector de 3ª / directa centrados y sin embragar por ningún lado, y el engranaje conducido de 1ª sin contacto con su conductor
(no he podido girarla)

Primera.
Engranaje conducido de 1ª en contacto completo con su conductor...
Selector de 3ª/directa en el centro.

segunda.
Engranaje conducido de 1ª hacia delante encastrado en el sector dentado externo del engranaje conducido de segunda.
Selector de 3ª/directa en el centro.

Tercera.
engranaje conducido de 1ª en su posición intermedia sin contacto con los conductores de 1ª y 2ª.
Selector de 3ª/directa con su anillo desplazado por completo hacia la derecha; encastrado en el conducido de 3ª.

4ª o directa. Se llama directa porque como veis el selector hace solidario al eje primario con el secundario forzandolos a girar a las mismas rpm que el motor. Los engranajes de 2ª y 3ª giran locos en toma constante y los de primera no contactan entre sí.

No he podido girar las fotos.

la selección de velocidades la hacemos con un movimiento largo en la palanca pero bien corto en los ejes que mandan las horquillas de accionamiento.
Dichas horquillas son tres:
Una para 1ª y 2ª, solidaria al eje de mando del centro (en la caja de accionamiento)
otra larga para marcha atrás, solidaria al eje izquierdo (en el lado del conductor de la caja de accionamiento)
otra para 3ª y directa, solidaria al eje de mando derecho (en el lado del copiloto de la caja de accionamiento).

Cuando la palanca la dirijo a primera, activo hacia atrás la horquilla de 1ª/2ª, llevando el conducido de 1ª atrás.
Cuando meto segunda llevo esa horquilla hacia delante engranando con el conducido de 1ª al conducido de 2ª
Cuando meto tercera llevo la horquilla de 3ª/directa hacia atrás, sincronizando y engranando el selector con el conducido de tercera,
Cuando meto directa llevo esa horquilla hacia delante sincronizando y engranando el selector con el primario de la caja de cambios.
Y cuando meto marcha atrás llevo la horquilla larga hacia atrás engranando el piñón de marcha atrás con los dos engranajes de 1ª de forma que los hago girar a los dos en el mismo sentido, inviertiendo el giro del eje secundario con respecto al primario.

Horquilla de 1ª/2ª

Horquilla de 2ª/3ª

Eje y engranaje doble de marcha atrás y su horquilla

¿Vamos bien?
Pues ahora vamos a ver lo que pasa detrás de la caja de cambios, que es mas sencillo aún...

El eje secundario de la caja de cambios en un turismo acaba indirecta o directamente en el grupo diferencial, repartiendo el par a las ruedas del eje motriz.

En un todoterreno puro dicho eje sale de la caja de cambios y entra en la caja de transferencia, que como su nombre indica transfiere el par a los dos ejes del vehículo, con reparto variable entre ambos (diferencial central) o sin él.
Si se introduce un diferencial para repartir par variable entre los dos ejes, el vehículo puede circular con tracción permanente a las cuatro ruedas, pues la diferencia de velocidad de giro de las ruedas interiores con respecto a las exteriores en las curvas se compensará en el diferencial central.
Si no hay diferencial central los dos ejes recibirán el mismo par y no habrá posibilidad de absorción mecánica de las diferencias de giro de las cuatro ruedas, por lo que una -forzosamente- patinará en curva sobre el suelo forzando extraordinariamente toda la mecánica para vencer su adherencia al suelo.

Los Series heredan el esquema de transmisión del padre de los 4x4 que fue el jeep Willys: caja de transferencia con tracción permanente al eje posterior y eje delantero conectable en condiciones de poca adherencia, SIN diferencial central.
Dos gamas de relaciones: largas y cortas.
No se puede conectar la gama de cortas sin conectar el eje delantero, con lo que se protege al diferencial trasero y a sus palieres del exceso de par que proporciona la gama corta.

Tanto Willys como Land Rover consiguen eso con alguna diferencia mecánica en el acoplamiento de cortas y eje delantero. El mecanismo es más sencillo y eficaz en el jeep que en el Land Rover, y además es más resistente, pues aquí peca la caja del Land de debilidad estructural y se rompe siendo un poco bruto.

continuará...

Me quito el sombrero!!!

Impresionante y muy didáctico, sigue así compañero!!!!

Hola Jrmr:

Eres un profesional. Gracias por compartirlo con todos. A mi me servirá de mucho.

Gracias otra vez.

Me alegro de que os sirva la epístola 😀
Es la versión reducida del estudio completo del modelo 88

Sigamos con la caja...

Detrás de la caja de cambios viene otra caja de cambios de dos relaciones: cortas y largas.
Es otro convertidor de par que puede reducir a la mitad la velocidad de giro del eje de salida de la caja de cambios, aumentando al doble el par motor antes de distribuirlo a los ejes.

Esa caja es la caja de transferencia que conocemos como TRANSFER.

Es la encargada de transferir movimiento y par a los dos ejes del vehículo, a la vez o solo al trasero (en el caso que nos ocupa).

Se trata de tres ejes paralelos en cascada hacia la derecha y hacia abajo.

-El primero es el secundario de la caja de cambios, que pasa a ser el primario de la transfer
Le llaman "eje balaguer" o "balager", cuando en realidad no tiene otro nombre que "primario" y no es una pieza suelta, sino todo el eje secundario de la caja de cambios, por lo que para sustituirlo hace falta desmantelar la caja de cambios o cambiar ésta directamente (mucho mas económico en todo caso).
Va estriado, roscado y liso en la punta y lleva el piñón primario de la transfer, o el piñón de arrastre del overdrive, si lo llevara el coche.

-El segundo es un eje corto liso intermediario. Sobre él gira -mediante jaulas de rodillos- el engranaje doble de una pieza con dos diámetros, uno para relaciones cortas y otro en toma constante -con el primario- para relaciones largas.

-El tercero es el árbol de transmisión. tiene un sector estriado para el engranaje desplazable de cortas; un sector liso delante de este; un extremo posterior estriado para la brida de arrastre del árbol posterior y un extremo anterior de estriado grueso y punta lisa para acoplar con el semieje delantero que podremos fijar o soltar mediante un casquillo de embrague (acoplamiento del eje delantero).
Por tanto este eje es como el principal de la caja de cambios: tiene dos sectores alineados y que giran independientes articulados en un casquillo de bronce.

Siguiendo la esquemática del post veremos la salida de la caja de cambios con el piñón primario de la transfer y el eje intermediario con su engranaje doble en toma constante

aquí vemos ya el secundario o árbol de transmisión en su extremo posterior con los engranajes: el delantero de menor diametro que gira loco sobre el eje y va en toma constante con la caja de cambios (piñon de largas), y el trasero de dientes rectos gruesos para soportar gran carga y poder angranarlo por desplazamiento directo (piñón de cortas).
En el extremo delantero vemos el casquillo de embrague del semieje delantero.
Los engranajes se encuentran en punto muerto, pues aunque los tres delanteros estén en toma constante el último gira loco sobre el árbol de transmisión.

Aquí ya tenemos el semieje delantero en su posición, desembragado;
La transfer en esa posición no da movimiento a ningún eje. Está en punto muerto de modo que permitiría dar trabajo a una toma de fuerza aplicada a la cara posterior de la transfer en lugar de la tapa del primario. la caja principal está también en punto muerto

Vemos ahora la caja principal en p.m. y la transfer en largas por haber desplazado el piñón de cortas hacia delante engranando al de largas. Por tanto ya estamos en tracción trasera y relaciones largas.

Ahora, aunque la foto sea mala, vemos p.m. en principal y tracción trasera en cortas por estar desplazado el engranaje de cortas hacia atrás, en posición de trabajo, mientras el de largas sigue girando loco en toma constante

Vemos el embrague del eje delantero en detalle en posición desembragado: solo tracción trasera...

y en posición embragado: tracción total

y ahora las horquillas de mando para cortas / largas y para acoplamiento del eje delantero

continuará....

Me encanta la manera didáctica de explicar todo, por que no es solo que expliques el trabajo de restauración sino que explicas el funcionamiento que es mucho más complicado.
Ole, ole, ole.

Sobre todo, es admirable por que el pegarte la trabajera de limpiar, desincrustrar grasa, y reparar ya es bastante, si a esto le añades, hacer las fotos con tal pulcritud...
Te admiro.

Voy a tener que repasar la redacción de mi restauración por que me esta dando envidia.
jejeje.

Mira una cosita, en la foto de las horquillas, pones en una fotos la horquilla de 1ª y 2ª y en la otra en vez de 3ª y 4ª, pone 2ª y 3ª. Supongo que esta mal.

Por el momento "chapeaou". Gracias.

Este tío(perdonad la expreción) no deja de sorprenderme. Yo soy meticuloso pero este compañero
me da 10 vueltas,en fín, sobra las palabras.

Una preguntita jrmr que tu se ve que dominas el tema.

El mecanismo de la overdrive está en movimiento al trabajar en directa en vez de en superdirecta?. me refiero que si gira su mecanismo sin necesidad de tenerla conectada para alargar la svelocidades. Lo pregunto porque he cambiado la caja de cambios entera por no desmontar la Over (No tengo de momento la herramienta especial para quitar la tuerca rara esa). Y en cuarta suena un silvido leve pero parecido al que hace en mayor escala al meter la superdirecta. Había pensado que si es por culpa de la over pues solo revisar la over y que sea lo que dios quiera. Pero si es por culpa del desgaste natural de una caja de cambios con casi 40 años... Pues le metería la caja que le quite que ni sonaba, ni rascaba, ni saltaban las velocidades. En esta tampoco. Solo el silvidito leve en cuarta.

Saludos y gracias.

como todo el post,espectacular,sobre todo por que lleva tanto tiempo el reportaje fotografico como el montaje,

Si me permites solo un detalle,el sincro lleva posicion,la parte conica del piñon a 3*

Un saludo

Gracias por vuestros comentarios.

Cougar:
Sobre el tema que me preguntas te respondo sobre los que conozco.
Hay varios tipos de overdrive. Los mas modernos GKN y Roverdrive funcionan mediante un tren de engranajes epicicloidales, seleccionable con mecanismo electro-hidráulico el primero y manualmente el segundo. Valen hoy para el defender pre-td4, al que convierten en otra cosa.
Pero anteriores a estos se fabricaron para los series y el primer Velar y Range del 70 en adelante 3 tipos de overdrive muy similares en estructura e identicos en funcionamiento: el Fairey, fabricado en Inglaterra para los series y aplicado después a los range primeros; el Rivas, español, y el Santana también español como tiene que ser.

No he desmontado ningún Fairey y nigún Rivas, pero tengo 2 Santana y me los se de memoria.
Es otro convertidor de par que añadimos en el primario de la transfer suponiendo una quinta velocidad autentica. En las cajas de cinco velocidades ese tren de engranajes ocupa un carter propio situado entre la caja clásica y la transfer (LT77 y R380)

El piñón primario de la transfer de origen se sustituye por el acoplamiento del overdrive. Este lleva el mismo ranurado interior, un sector liso con un rodamiento de rodillos y un sector posterior dentado que embraga de forma permanente con el eje primario del overdrive.

Si la caja de cambios transmite movimiento, en todo momento está girando el eje primario de la over.
El overdrive tiene tres posiciones: directa, punto muerto y quinta marcha, superdirecta o overdrive, términos que hacen referencia a que estamos  aumentando la velocidad de giro del secundario de la caja de cambios, mientras que la caja de cambios desmultiplica y todo lo mas permite el giro a las mismas R.P.M. del cigüeñal en la marcha mas alta que es la directa.

Si mueves la palanca a "directa", hacia delante, el selector/sincronizador engrana el engranaje delantero que va ranurado sobre el eje secundario directamente, haciéndolo solidario con el eje primario del over, esto es: se transmite directamente (sin reducción ni multiplicación) el giro de la caja de cambios al primario de la transfer, pero todo se mueve dentro del overdrive: primario, secundario intermediario y engranajes.

Si mueves la palanca a "overdrive o supermarcha, o superdirecta", hacia atrás, el selector/sincronizador engrana al piñón posterior de la over, y éste convierte el régimen de giro a través de los engranajes del eje intermediario haciendo que el eje secundario de la over gire un 28% más rápido que el eje secundario de la caja de cambios - eje primario del over.

Si al meter cualquier velocidad en la caja de cambios y con el over en directa no hay ruido, es que los rodamientos de rodillos tanto del piñón posterior del over como de los engranajes del eje intermediario, están bien.
Si al meter cualquier velocidad en la caja de cambios y con el over en supermarchas aparece silbido es probable que tengas mordido un rodamiento de empuje en el engranaje grande por haber forzado el over en 1ª y 2ª. Al cargar ese engranaje se desplaza hacia delante apoyando sobre ese rodamiento, que si está marcado hará de pequeña sirena, aunque no tiene por que ser ésta la causa de tu silbido habiendo mas rodamientos y posibles desgastes a otros niveles..

Yo resolví esto dándole la vuelta a las dos pistas del rodamiento que están intactas por la cara "B", dejando las caras marcadas por fuera.

El caso es que no sabemos la vida que han llevado estos cacharros.
En el mejor de los casos "solo" les han tirado a degüello...
En el peor de los casos, además de tirarles "con maña" no han sido precisamente "la niña bonita" de ningún taller ni se les ha tratado con mas miramientos que a un burro de carga...

Por eso me decidí a desmantelar lo que cayera en mis manos antes de que pisara carretera o camino alguno.
El 88 mío me lo regalaron porque se le había roto algo al meterle las reductoras... Si te fijas verás que no solo partió la caja del acoplamiento del eje delantero sino que además dobló el eje de largas y cortas que accióna la palanca de reductoras. Vamos, un mañoso en todo sentido, que si te mete una bofetada haces noche en el aire...

No se si te he servido de ayuda...

Pues si me ha ayudado. Muchas gracias. La mia es una Fairey. Estas cosas son algo escasas así que muchas veces no se puede elegir. Ademas que por 200 Euros Caja Rover semisincronizada con Overdrive de un landy 88 matrícula de madrid... había que comprarla. La caja resultó ir muy bien, ni rasca ni ruidos raros.

Pues resulta que he puesto un post al efecto y muchos compañeros con la mejor de las intenciones me comentaban que era un ruido inevitable e imposible de solucionar. Y yo pensaba que es un ruido de una pieza funcionando mal. Lo de que el pequeño silvido en directa me lo haga solo en 4ª puede deberse a que hace mover la over a mucha velocidad y suena algo. Pero en 1, 2 o 3 no suena nada de nada. Cuando se pone la Superdirecta tambien multiplica el silvido.

Creo que desmontaré la over con mucho cuidado. Si no encuentrara nada a primera vista te lo comento.

Muchas gracias!.  😉

Cougar,
todavía no he arrancado siquiera el motor, ni he probado toda la mecánica que llevo reconstruida.
Se que funcionará todo porque ya lo he hecho antes, pero no se si cuando meta el over silbará o no, ni si hará ninguno, uno o mil ruidos indescifrables. Que todo puede ser.

Suerte con tu Fairey, y no le tengas miedo. Una vez desmantelado busca repuesto de rodamientos y retenes y los pones nuevos.
Hay una casa americana que tiene todo el despiece al completo para tu overdrive. No se la dirección pare si la buscas está por ahí.

La caja de cambios no precisa de ninguna herramienta especial para su desmontaje / montaje. Solo el manual para ir sobre seguro.
Eso sí: ojo con el rodamiento posterior del eje intermediario, que si lo quieres nuevo vale 100 pavos. (en LRseries lo encontrarás más barato)
Todo el repuesto lo tienes en lrseries con la salvedad de que antes de pedir compruebes el número de dientes de los engranajes de 1ª por si los quieres cambiar.

Saludos.

¿Que si es meticuloso y mañoso, el "tio"?
Os cuento: a los 18 añitos, alguien vió dibujos suyos, y fué "reclutado forzoso" para ilustrar un tratado de neurología del mismísimo catedrático. No doy detalles, que sobrarían...

Oye Jr, las ruedas que aparecen en la foto son de Td5 ¿no?. Le quedan muy bien.

¿Que tal le irá en ITV?

Por cierto, la explicación del cambio sin carcasa (vamos a eje limpio) GENIAL. Supongo que ayudará a mucha gente.