Tipos de cajas de cambio de camión: manual, manual automatizada, de doble embrague y automática

El Derecho de la UE define cuatro tipos de caja de cambios de camiones y autobuses en el anexo VI del Reglamento (UE) 2017/2400 de la Comisión, el reglamento con arreglo al cual se determinan las emisiones de CO2 de los camiones medios y pesados y de los autobuses pesados nuevos. Una transmisión manual sincronizada (SMT) la acciona el conductor, que normalmente cambia de relación mientras un embrague, habitualmente el embrague de arranque, desconecta la caja del motor. Una transmisión manual automatizada (AMT) engrana sus marchas con embragues de dientes, sincronizados o no, pero cada cambio lo efectúa un sistema de control electrónico durante una desconexión temporal respecto del motor. Una transmisión de doble embrague (DCT) tiene dos embragues de fricción y se declara como AMT en la simulación del CO2. Una transmisión automática bajo carga (APT) cambia de relación principalmente mediante más de dos embragues de fricción, normalmente sin interrumpir la tracción; el Reglamento distingue los casos con convertidor de par en serie, en paralelo y sin él. El Reglamento define también la transmisión compuesta, una caja con un número elevado de marchas hacia delante o una cobertura de relaciones amplia, formada por subtransmisiones como una sección principal y una sección de gama, y el divisor, que divide las marchas de la sección principal.

Situación a 28 de octubre de 2026. Leídos ese día: el texto consolidado del Reglamento (UE) 2017/2400 de 1 de enero de 2026; la ficha técnica de Volvo Trucks sobre la I-Shift Dual Clutch de 20 de junio de 2022, sus páginas estadounidenses sobre la I-Shift y su comunicado británico de 5 de mayo de 2022; el folleto de Scania sobre la Opticruise, edición 2024.07, su página británica de especificaciones de la serie S y su página sobre el tren motriz Super; la página de ZF sobre la TraXon; el comunicado de Daimler Truck sobre Powerliner de 13 de septiembre de 2026; y las páginas de producto de Allison Transmission.

Cuatro tipos, tal como los define el Reglamento

El Reglamento «será de aplicación a los camiones medios, los camiones pesados y los autobuses pesados» (artículo 2, apartado 1). El artículo 3, punto 6, define la transmisión como un dispositivo compuesto de al menos dos marchas variables que cambian el par y la velocidad con relaciones definidas. El anexo VI, que establece cómo se certifican las pérdidas de par de las transmisiones y los convertidores de par, define los tipos en su punto 2, y el apéndice 12 de ese anexo enumera los valores que un fabricante puede introducir como tipo de transmisión en la herramienta de simulación.

Las definiciones de los tres tipos que cambian solos describen el sistema de control casi con las mismas palabras. Para la AMT, el texto dice: «Los cambios de relación son efectuados por un sistema de control electrónico que gestiona la regulación temporal del cambio y el funcionamiento del embrague entre el motor y la caja de cambios, así como la velocidad y el par del motor. El sistema selecciona y engrana automáticamente la marcha hacia delante más adecuada, pero a él se puede superponer el conductor utilizando un modo manual.» Las definiciones de la DCT y la APT contienen las mismas palabras sobre el modo manual.

El tipo aparece también en los archivos que elabora la herramienta de simulación. El archivo de información del cliente «deberá contener como mínimo», entre sus datos, el «Tipo de transmisión (SMT, AMT, APT, ninguna)» y el «Número de marchas» (anexo IV, parte II, puntos 1.2.5 y 1.2.6). El archivo de registros del fabricante indica el tipo de transmisión como SMT, AMT, APT-S, APT-P o APT-N (parte I, punto 1.3.4). Una nota a pie de página del cuadro 1 del apéndice 12 resuelve el caso del doble embrague: «La DCT se declarará como tipo de transmisión AMT.» Estos archivos y la simulación que hay detrás se describen en ¿Qué es VECTO?.

Embragues, sincronizadores y convertidores de par

Las definiciones de los tipos utilizan los términos del anexo para los embragues. Un embrague de dientes es un «embrague en el que el par se transfiere principalmente mediante fuerzas perpendiculares entre dientes coincidentes»; puede estar engranado o desengranado, y «Solo funciona en condiciones sin carga (por ejemplo, en los cambios de marcha de una transmisión manual)» (punto 2, definición 8). Un sincronizador es un «tipo de embrague de dientes en el que se utiliza un dispositivo de fricción para ecualizar las velocidades de las piezas giratorias que deben engranarse» (punto 2, definición 11). Un embrague de fricción «puede transmitir par mientras resbala», por lo que puede accionarse «en los arranques y en los cambios de marcha bajo carga (se mantiene la transferencia de potencia durante el cambio de marcha)» (punto 2, definición 10). El embrague de arranque es un «embrague que adapta la velocidad entre el motor y las ruedas motrices cuando el vehículo arranca», y normalmente está situado entre el motor y la transmisión (punto 2, definición 17).

Un convertidor de par es un «componente hidrodinámico de arranque en forma de componente independiente de la línea de transmisión o de la transmisión, con flujo de potencia en serie o en paralelo, que adapta la velocidad entre el motor y la rueda y ejerce la multiplicación del par» (artículo 3, punto 7). Su embrague de bloqueo es un «embrague de fricción instalado en un convertidor de par hidrodinámico; puede conectar los lados de entrada y de salida, eliminando así el resbalamiento» (punto 2, definición 16). El anexo VI distingue tres casos del tipo automático bajo carga. El caso S es una APT «con disposición en serie de un convertidor de par y las partes mecánicas conectadas de la transmisión»; el caso P, una APT con montaje en paralelo, «por ejemplo, en las instalaciones con división de potencia» (punto 2, definiciones 22 y 23); el caso N es «una APT sin convertidor de par» (punto 2, definición 33). Los valores de entrada para el tipo de transmisión se denominan APT-S, APT-P y APT-N.

Gama, divisor y marchas superlentas

El Reglamento nombra las partes que se combinan para dar a una caja muchas relaciones. Una transmisión compuesta es una «transmisión con un número elevado de marchas hacia delante o una cobertura de relaciones amplia, compuesta de subtransmisiones que se combinan para utilizar las piezas de mayor transferencia de potencia en varias marchas hacia delante» (punto 2, definición 4). Las definiciones relacionadas del punto 2:

• Sección principal: «subtransmisión con el mayor número de marchas hacia delante de una transmisión compuesta» (punto 2, definición 5).
• Sección de gama: una subtransmisión «normalmente conectada en serie con la sección principal». «La sección de gama tiene habitualmente dos marchas hacia delante variables»: las marchas cortas hacia delante de la transmisión completa utilizan la marcha de gama de cortas, y las largas, la de gama de largas (punto 2, definición 6).
• Divisor (splitter): «elemento diseñado para dividir las marchas de la sección principal en (normalmente) dos variantes, las marchas cortas y largas, cuyas relaciones de transmisión están próximas en comparación con la cobertura de relaciones de la transmisión». Puede ser una subtransmisión aparte, un dispositivo añadido, estar integrado en la sección principal o ser una combinación de estas formas (punto 2, definición 7).
• Marcha superlenta: «marcha corta hacia delante (con una relación de reducción de la velocidad que es superior a la de las marchas no superlentas) diseñada para ser utilizada con poca frecuencia, por ejemplo en maniobras a baja velocidad o en arranques ocasionales cuesta arriba» (punto 2, definición 13).

La cobertura de relaciones, que ZF y Scania llaman spread (abanico de relaciones), es la «relación entre la relación de marchas hacia delante más larga y la relación de marchas hacia delante más corta de una transmisión» (punto 2, definición 3). Cuando se certifican las pérdidas de la transmisión, el solicitante aplica uno de los métodos de determinación «a cada una de las marchas hacia delante (excluidas las marchas superlentas)» (punto 3).

Las descripciones de los propios fabricantes usan los mismos elementos. La página británica de especificaciones de la serie S de Scania enumera, junto a las Opticruise G25, G33 y G38, cajas con cambio de gama (range-change) de 8 y 8+1 velocidades y cajas con gama y divisor (range-splitter) de 12 y 12+2 velocidades. Describe la de 8+1 como «Based on a 4-speed box, plus a planetary section» (basada en una caja de 4 velocidades, más una sección planetaria), con una relación superlenta adicional, y la de 12+2 como dotada de dos relaciones superlentas adicionales, con versiones con sobremultiplicada; la Opticruise figura como opción para la de 8 velocidades y como disponible para todas las cajas con gama y divisor. Sobre la Opticruise, la misma página afirma que «Instead of a reversing gear, a planetary gear is used for reversing» (en lugar de una marcha atrás, se utiliza un engranaje planetario para circular marcha atrás), lo que da ocho marchas atrás para velocidades de hasta 30 km/h. La ficha técnica de Volvo sobre la I-Shift Dual Clutch describe una sección principal con «two input shafts, three main forward ratios and one reverse ratio» (dos árboles de entrada, tres relaciones principales de avance y una relación de marcha atrás), un grupo de gama sincronizado de tipo planetario y embragues de garras de la sección principal no sincronizados.

Los fabricantes dan el abanico de relaciones, o sus relaciones extremas, en cifras. ZF indica un abanico de relaciones de la transmisión de 16,74 para su TraXon de 12 velocidades. Scania indica que las relaciones de las Opticruise G25 y G33 van de una marcha superlenta de 20,8 a una sobremultiplicada de 0,777, un abanico que cifra en un 60 por ciento más que el de su anterior caja GRS905. La I-Shift with Crawler Gears de Volvo añade una o dos marchas a la I-Shift for Severe Duty de 12 velocidades: «The 13-speed version has one low crawler gear with a 17.54 to 1 ratio. The 14-speed version has one low crawler gear with a 19.38 to 1 ratio, and one ultra low crawler gear with a 32.04 to 1 ratio. The overall ratio of the I-Shift with Crawler Gears, 41.08 to 1, is more than double that of the I-Shift.» (La versión de 13 velocidades tiene una marcha superlenta corta con una relación de 17,54 a 1. La versión de 14 velocidades tiene una marcha superlenta corta con una relación de 19,38 a 1 y una marcha superlenta ultracorta con una relación de 32,04 a 1. La relación total de la I-Shift with Crawler Gears, 41,08 a 1, es más del doble que la de la I-Shift.) Cómo se combinan la relación de la caja y la del eje en la reducción total en las ruedas se explica en relaciones de eje y transmisión final.

Cajas de cambios manuales automatizadas

Volvo sitúa el origen de su I-Shift en 2001, y su comunicado británico de 5 de mayo de 2022 afirmaba: «Today all heavy-duty Volvo trucks are built with I-Shift as standard.» (Hoy todos los camiones pesados de Volvo se fabrican con I-Shift de serie.) La página de la serie S de Scania describe el «fully automated clutch control» (control del embrague totalmente automatizado) de la Opticruise, y su folleto afirma que las G25, G33 y G38 «are identical in regards to the technical build up but are adapted to different engine torques» (son idénticas en su construcción técnica, pero están adaptadas a distintos pares motores). ZF sitúa el lanzamiento mundial de la TraXon en 2014. Cómo efectúa una AMT un cambio y cómo entran las pérdidas de la caja en la cifra de CO2 se trata en la caja manual automatizada (AMT).

Mercedes-Benz Trucks presentó el 13 de septiembre de 2026 una nueva generación de tren motriz, Powerliner, que se introducirá en sus camiones a partir de abril de 2027. Su comunicado nombra cinco cajas de cambios: las G 211 y G 230, concebidas como «efficient lightweight solutions for the OM 470 and moderate applications» (soluciones ligeras y eficientes para el OM 470 y aplicaciones moderadas); las G 291 y G 340 para aplicaciones de servicio medio y pesado, cuyo «broad gear spread» (amplio abanico de relaciones) favorece el funcionamiento con relaciones de eje trasero más largas; y la G 280 «for particularly heavy and specialized applications, especially in combination with a Turbo Retarder Clutch or large engine-driven power take-offs» (para aplicaciones especialmente pesadas y especializadas, sobre todo en combinación con un Turbo Retarder Clutch o grandes tomas de fuerza accionadas por el motor). El comunicado no indica su tipo ni su número de marchas.

Cajas de cambios de doble embrague

El Reglamento define la DCT como una «transmisión de cambio de marchas automático con dos embragues de fricción y varias relaciones de velocidad seleccionables que se obtienen utilizando embragues de dientes» (punto 2, definición 20), y en la simulación se declara como tipo de transmisión AMT. La ficha técnica de Volvo de 20 de junio de 2022 describe su I-Shift Dual Clutch como «two gearboxes with two clutches» (dos cajas de cambios con dos embragues), integradas en una sola unidad: «Since the gearbox has 12 gears, one shaft holds the six odd-numbered gears, while the other holds the six even-numbered gears.» (Como la caja tiene 12 marchas, un árbol lleva las seis marchas impares y el otro, las seis pares.) Los embragues son de tipo seco. «Powershifting is possible for every single-step gear change except when changing the range gear (gear 6-7)» (el cambio bajo carga es posible en todos los cambios de una sola marcha, salvo al cambiar de gama, entre la 6.ª y la 7.ª), y la ficha añade que en determinados casos la caja realiza un cambio normal, en función de la estrategia del software y de factores como la masa máxima del tren de carretera y la posición del acelerador. El accionamiento de los embragues lo controla el sistema de cambio, y «there is no clutch pedal» (no hay pedal de embrague).

Automáticas con convertidor de par

Una APT obtiene sus relaciones principalmente mediante embragues de fricción, y en palabras del Reglamento «Normalmente, los cambios de marchas se producen sin que se interrumpa la tracción (de embrague de fricción a embrague de fricción)» (punto 2, definición 24). Allison Transmission, que presenta series para camiones y para autobuses urbanos, autocares y autobuses escolares, describe así sus automáticas: «Allison Automatic transmissions incorporate a hydraulic torque converter that connects the engine to the transmission via a planetary gear set.» (Las transmisiones automáticas Allison incorporan un convertidor de par hidráulico que conecta el motor con la transmisión a través de un tren de engranajes planetarios.) Sus páginas de producto afirman que sus transmisiones «are equipped with a torque converter instead of a dry clutch» (están equipadas con un convertidor de par en lugar de un embrague en seco).

Allison describe la 9-Speed como una variante reforzada de la 2000 Series. La tabla de modelos de su página de la 4000 Series da seis gamas de avance y una de marcha atrás para la 4000 y la 4500, y siete de avance y dos de marcha atrás para la 4700, la 4800 y la 4900 y para la 4970 TerraTran. Para autobuses urbanos y autocares, Allison enumera las 1000 y 2000 Series, la 9-Speed, la 3000 Series y la 4000 Series, junto a su sistema híbrido eGen Flex y sus ejes eléctricos eGen Power. Su 8000 Series, con seis o siete marchas de avance, y su 9000 Series, con ocho, están destinadas a vehículos de minería, equipos de yacimientos petrolíferos y grúas.

Ralentizador y toma de fuerza

El Reglamento define dos dispositivos que los fabricantes ofrecen como opciones en sus cajas. Un ralentizador es un «dispositivo accesorio de frenado instalado en el tren de potencia del vehículo; está destinado a efectuar un frenado permanente» (punto 2, definición 21); una toma de fuerza es un «dispositivo instalado en una transmisión o en un motor al que puede conectarse un dispositivo con accionamiento auxiliar, por ejemplo una bomba hidráulica» (punto 2, definición 14). La ficha técnica de Volvo afirma: «A power take-off, compact retarder and emergency power steering pump can be fitted to the transmission.» (En la transmisión pueden montarse una toma de fuerza, un ralentizador compacto y una bomba de emergencia de la dirección asistida.) Scania ofrece su ralentizador y una selección de tomas de fuerza como opciones en sus cajas con cambio de gama y con gama y divisor, y la 6000 Series de Allison tiene «optional retarder capability» (posibilidad opcional de ralentizador) y está preparada para una toma de fuerza. Los tipos de ralentizador y sus pares de frenado se tratan en retarder (ralentizador) y freno motor.

Cajas de cambios en trenes de potencia híbridos y eléctricos

Los valores del tipo de transmisión del apéndice 12 incluyen también «IHPC Type 1», un componente integrado de tren de potencia de vehículo eléctrico híbrido, que el anexo X ter define como un «sistema combinado de múltiples sistemas de máquina eléctrica, junto con la funcionalidad de una caja de cambios de varias velocidades, caracterizado por una caja compartida por todos los componentes», con un árbol de entrada y un árbol de salida. Un componente integrado de tren de potencia eléctrico, o IEPC, es en el mismo anexo un «sistema combinado de un sistema de máquina eléctrica, junto con la funcionalidad de una caja de cambios de una o varias velocidades, de un diferencial o de ambos», y no tiene árbol de entrada para proporcionar par de propulsión al sistema. El archivo de información del cliente admite «ninguna» como tipo de transmisión. Las cajas de cambios y los ejes eléctricos de los camiones eléctricos actuales se describen en camiones y tractoras eléctricos explicados, y las opciones de propulsión, una junto a otra, en la propulsión de los vehículos pesados.