El presente artículo sirve de herramienta para diagnósticos, reparaciones y adaptaciones de transmisiones automáticas Jeep AW4 (Aisin A340), usadas en modelos Cherokees 1988 - 2001.
TRANSMISIONES
AUTOMÁTICAS JEEP CHEROKEE XJ (AW4 ó A340)
Por: Ing. Ramón Miranda, YY5RM ( ramon.miranda811@hotmail.com ).
Saludos Colegas. Las transmisiones automáticas AW4, usadas en
la mayoría de automóviles Jeep Cherokee XJ, son controladas mediante un módulo
electrónico inteligente denominado TCM (Módulo de Control de Transmisión), el
cual procesa señales provenientes desde diversos sensores y demás dispositivos
eléctricos del automóvil, para así actuar 3 solenoides integrados en el cuerpo de
válvulas de la transmisión, en función del torque y velocidad que demanda el
automóvil y requerimientos del conductor.
Como aporte para la
Comunidad Jeep, en el presente artículo se describe el funcionamiento de la transmisión Jeep AW4, 1988 – 1996 (además de los diagramas Cherokee XJ 1997 – 2001 y Grand Cherokee ZJ inferiores al 1999),
ideas para diagnósticos eléctricos y posibles adaptaciones, con el propósito de
solventar averías, o simplemente contribuir al conocimiento.
TEMAS
1. Descripción del sistema
eléctrico de la transmisión AW4 1988 - 1995.
2. Funcionamiento eléctrico
de la transmisión AW4 1988 - 1995.
3. Diagnósticos eléctricos de
la transmisión.
·
Procedimiento de pruebas con ohmímetro.
·
Procedimiento de pruebas con voltímetro.
·
Procedimiento para monitorear el accionamiento de los 3
solenoides.
·
Prueba electro-mecánica de la transmisión Jeep AW4 (conducir
sin módulo TCM).
4. Posibilidad de adaptar
selección de modos MANUAL/AUTOMÁTICO.
5. Anexos.
6. Comentarios finales.
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA ELÉCTRICO DE LA TRANSMISIÓN AW4 1988 - 1995
Principales diferencias eléctricas entre versiones
de controles de las transmisiones sistemas Jeep Renix y Jeep HO:
· En sistemas Jeep 1988 – 1990 (Renix) se usan 2 sensores TPS
integrados en un mismo componente, con el propósito de independizar totalmente
el circuito de control de la transmisión y debido a que el voltaje de entrada
en el TCM es inverso al resto de modelos Jeep, es decir, requiere +5 VDC para
mínima apertura de válvula mariposa y 0 VDC para apertura máxima.
· El sistema Jeep 1988 – 1990 usa 2 interruptores de pedal de
frenos, esto con el mismo propósito de independizar totalmente
el circuito de control de la transmisión.
· El TPS del sistema Jeep 1991 – 1995 (HO), es común para el
TCM de la transmisión y el PCM del motor, pero la alimentación +5 VDC proviene del PCM.
FUNCIONAMIENTO
ELÉCTRICO DE LA TRANSMISIÓN AW4 1988 - 1995
La acción de mayor
relevancia del sistema de control consiste en la secuencia automática de
activación de las velocidades y embrague de la transmisión, mediante 3 salidas
digitales del tipo P-N-P (transistores TR1, TR2 y TR3, ubicados en el TCM) de
potencia, que conmutan hacia el potencial positivo (+12 VDC).
Dichas salidas digitales
del TCM (terminales C14, C15 y C16), activan 3 solenoides ubicados en el
cuerpo de válvulas (dentro de la misma transmisión), mediante el siguiente
orden:
Los solenoides 1 y 2 complementan la conmutación hidráulica de las 4
velocidades de la transmisión (no afectan al reverso), mientras que el solenoide 3 complementa el accionamiento un embrague que se
ubica dentro del convertidor de par, esto con la finalidad de evitar
deslizamientos en condiciones de máximo torque, específicamente al acelerar en
3ra ó 4ta velocidad, después de superar aproximadamente los 45 Km/hora.
Además de los tres
solenoides, eléctricamente la transmisión AW4 esta equipada de un sensor de velocidad
(Speed Sensor), el cual consta de un contacto de proximidad magnética
protegido dentro de un bulbo de vidrio y que es accionado mediante un rotor de imán
permanente, acoplado en el eje de salida de la transmisión. Dicho imán acciona el contacto del bulbo, una vez por cada giro del eje.
En condiciones de marcha,
las señales que ingresan a los pines C8 (posición 1-2 velocidad) y C9 (posición
3ra velocidad) del TCM, electrónicamente inhiben el accionamiento de las
velocidades superiores al rango seleccionado.
Exclusivamente en las posiciones P (park)
y N (neutral) se permite el accionamiento del motor de arranque, con el
propósito de evitar movimiento del automóvil, en el momento de encender el
motor. La posición R (reversa)
enciende las luces de retroceso.
El selector Power/Confort
se ubica en el tablero (disponible sólo en algunas versiones XJ) y se usa para
mejorar la respuesta de cambios de velocidades, ante pendientes pronunciadas o
situaciones de máximo torque. Dichos
cambios de velocidades se realizan con mayores RPM de salida de la transmisión.
El TPS registra la condición de aceleración, velocidad fija y desaceleración, con el propósito de complementar los procesos de cambios de velocidades y accionamiento del embrague del convertidor de par. En casos de adaptar la transmisión AW4 en motores carburados, es necesario adaptar el sensor TPS en el eje de válvula mariposa del carburador, pedal o varillaje del acelerador, también es posible no usar TPS y conectar los terminales D1 con D2, o D2 con D3 (dependiendo del tipo de TCM), esto permite que el TCM detecte máxima o mínima apertura de válvula mariposa (pedal acelerador al máximo o en mínimo), por consiguiente funcionarán en automático el accionamiento ascendente de las 4 velocidades, pero con inconvenientes en funciones que requieren detectar la posición del pedal acelerador, en especial el accionamiento del solenoide del embrague del convertidor de par.
Nota importante: los modelos XJ 1988 – 1990 alimentan los +5 VDC del
TPS desde el terminal D1 del TCM (tienen 3 cables hacia el TPS), pero el resto de modelos XJ requieren el PCM (computadora del motor) para alimentar al TPS. Para estos casos de adaptaciones de motores carburados en XJ superiores al 1991, se requiere adicionar un tercer cable hasta los
+5 VDC del TCM, o mantener los 2 cables originales (D2 y D3) y alimentar localmente
al TPS desde un regulador de voltaje LM7805 ó diodo Zener. A pesar que la corriente ronda los 5
miliamperios, para ambas soluciones se debe considerar el posible riesgo que pudiera representar el combustible en
el carburador.
Para estas adaptaciones,
igualmente es necesario considerar la señal proveniente del interruptor del
pedal de frenos, la cual debe ingresar al terminal C10 del TCM.
DIAGNÓSTICOS
ELÉCTRICOS DE LA TRANSMISIÓN
Previo a los diagnósticos se sugiere desconectar
el TCM para probar el automóvil en la vía, seleccionando las velocidades de forma
manual directamente desde la palanca, esto con el propósito de verificar
correcto funcionamiento mecánico de la transmisión AW4. Dicho procedimiento debe permitir conducir en
1ra, 3ra, 4ta velocidad y reversa.
PROCEDIMIENTO
DE PRUEBAS CON OHMÍMETRO
1. Acuñar las ruedas, levantar (suspender) una rueda trasera,
desactivar el freno de estacionamiento y colocar la palanca de velocidades en
posición “N“ (el transfer debe estar en posición 2H).
2. Colocar el multímetro en la posición Ohmios, escala X1. La punta negativa debe conectarse al chasis (importante: No
siempre el cableado de los dispositivos
están conectados al chasis o tierra, por tal razón se sugiere comprobar
respecto a los terminales C7 o D7 del conector del TCM).
3. Con el vehículo apagado, desconectar el módulo TCM y realizar
las mediciones indicadas en la imagen siguiente:
· Los tres solenoides deben registrar entre 12 y 15 ohmios cada
uno. En caso de medir circuito abierto, se debe realizar la misma prueba
directamente desde el conector de caja (de color blanco) y corregir continuidad.
· Girar la rueda suspendida y verificar continuidad en el
sensor de velocidad (de 0 ohmio a infinito), una (1) vez por cada giro del cardan.
· De ser necesario, comprobar continuidad en el conmutador de
posición de la palanca de velocidades, midiendo directamente en el conector de
color negro.
PROCEDIMIENTO DE PRUEBAS CON VOLTÍMETRO
1. Acuñar las ruedas y
accionar el freno de estacionamiento.
2. Colocar el multímetro en
la posición Voltios DC, escala superior a 15 VDC. La punta negativa debe conectarse al chasis (importante: No
siempre el cableado de los dispositivos
están conectados al chasis o tierra, por tal razón se sugiere comprobar
respecto a los terminales C7 o D7 del conector del TCM).
3. Desconectar el módulo TCM,
pasar el switch de encendido hacia la posición “ON“ (sin encender el motor)
y realizar las mediciones indicadas en la imagen siguiente:
· La señal TPS debe indicar desde aproximadamente +0,7 hasta +4,8
Voltios DC al mover el pedal acelerador. Para modelos 1988-1990 es inverso, es decir, +4,8 VDC en mínimo, +0,7 VDC
en máximo y se
debe realizar con el TPM conectado, debido a la alimentación +5V proveniente
del terminal D1 de dicho TCM.
· Al mover la palanca de velocidades, debe indicar +12 VDC en
los terminales C8 ó C9, dependiendo de la velocidad seleccionada.
· Al pisar el pedal de freno, debe indicar +12 VDC en el terminal
C10.
4. Importante: Verificar los fusibles que alimentan al TCM (en casos
pudiera ubicar uno de ellos en el ramal de cables, cercano al conector TCM), antes
de probar +12 VDC en los terminales D14 y D16 del conector del TCM.
PROCEDIMIENTO
PARA MONITOREAR EL ACCIONAMIENTO DE LOS 3 SOLENOIDES
Consiste en verificar la
secuencia de activación de los 3 solenoides, mediante 3 pequeños bombillos de
12 VDC (bombillos pilotos o Leds)
conectados en el extremo del cableado que conecta en el TCM, entre
los terminales C14, C14 y C16 (se sugiere pinchar con alfileres, para evitar
daños en las chaquetas de cables), el otro extremo de cada bombillo piloto se
conecta al chasis (masa o tierra).
El TCM debe estar
conectado, encender el vehículo y conducir en la posición “Drive”. Verificar el encendido de bombillitos, según
la secuencia de activación de la tabla siguiente. El bombillo conectado al solenoide
3 debe activarse en 3ra y 4ta velocidad, al acelerar sobre 45 Km/hora.
PRUEBA ELÉCTRO-MECÉNICA
DE LA TRANSMISIÓN JEEP AW4 (CONDUCIR SIN MÓDULO TCM)
Los manuales de talleres Jeeps
XJ sugieren desconectar el módulo TCM y realizar los cambios manualmente, directamente desde la palanca de velocidad (debería permitir la selección de 1ra, 3ra y 4ta velocidad) y otras pruebas de diagnósticos básicos, pero si desea comprobar
que realmente la transmisión AW4 se encuentra en sano estado de funcionamiento
eléctrico-mecánico, es posible construir una herramienta de activación para los tres solenoides,
usando la misma secuencia de selección que genera el TCM.
La prueba consiste en
accionar las cuatro velocidades y embrague mediante tres interruptores (o un
selector para las velocidades, más un interruptor para el embrague) que
alimenten con +12 VDC hacia los solenoides, directamente desde los terminales
C16, C15 y C14 del conector TCM (conducir el automóvil, sin TCM en la
transmisión).
Para evitar posibles daños en las pruebas, al
igual que en transmisiones manuales, es importante respetar la secuencia de cambios
de velocidades, ejemplo: Rodar en 4ta
velocidad a 80 Km/hora, e inmediatamente seleccionar 1ra velocidad.
El solenoide 3 poco
requiere activar, su función consiste en activar un embregue que se ubica dentro de la turbina (convertidor de par), con el propósito de evitar pérdida del torque a causa del deslizamiento de la misma, cuando se acelera en 3ra ó 4ta velocidad, después
de superar aproximadamente los 45 Km/hora.
Para facilitar las pruebas
y evitar posibles errores de selección, es preferible construir la herramienta
a base de selector, cuyos componentes son de fácil adquisición:
Los Diodos Rectificadores son de cualquier tipo, lo
importante es que soporten la corriente de solenoide (0.9 Amperio) y sin
recalentar, ejemplos: Diodos desde el 1N5401 al 1N5408. Para este caso se usaron componentes con
doble diodo integrado en un mismo encapsulado (doble diodo, de cátodo común. Se sugiere buscar en google como BYV32E) y
que se desmontaron de una fuente de poder para computadoras, desincorporada por
daños.
El Selector (usado como mini-palanca de
velocidades) es un conmutador sencillo de cuatro posiciones (pueden ser más
posiciones y se colocan topes en la perilla o pequeña palanca) y de una
fase. Se adquiere en tiendas de
repuestos electrónicos, o desmontar de equipos electrodomésticos y electrónicos
desincorporados por daños. En el mercado es posible adquirir selectores de eje giratorio con perilla, tipo palanca (usado en guitarras eléctricas), tipo joystick, para tableros de controles industriales, etc (igualmente se sugiere búsqueda con google).
POSIBILIDAD
DE ADAPTAR SELECCIÓN DE MODOS MANUAL/AUTOMÁTICO
La adaptación de modos de conducción MANUAL/AUTOMATICO (M/A) consiste en adicionar en el TCM un sencillo circuito eléctrico que permite alternar la activación manual de los solenoides 1 y 2, con el propósito de conmutar las 4 velocidades de la transmisión AW4 mediante un interruptor conmutador de 4 ó 5 posiciones, en cuyo eje se acopla una mini-palanca de velocidades, similar al sugerido como herramienta de prueba de la transmisión del tema anterior (los selectores de guitarras eléctricas y algunos electrodomésticos ya incluyen la palanca). La selección o cambio de modos M/A, eléctricamente se puede realizar mediante un interruptor (adaptación simple, Nº 2), o desde 2 relés automotrices que se activan al seleccionar la posición Nº 5 de la mini-palanca de velocidades (adaptación completa, Nº 1).
Nota: El solenoide del convertidor de par (terminal C14 del TCM) se activará automáticamente desde el TCM en ambos modos (manual o en automático), es decir, para adaptaciones donde el automóvil no tenga TCM, será normal que dicho convertidor de par pierda algo de torque (deslice un poco) al acelerar por encima de 45 K/hora, esto será poco perceptible y no afectará el torque de las 2 primeras velocidades de la transmisión.
La modificación no altera la
originalidad del cableado Jeep, debido a que la adaptación inicia desde el
módulo TCM, donde se deben realizar 2 cortes en las líneas C15 y C16 del
conector hembra de dicho módulo. Los 4 puntos resultantes de los 2 cortes,
mediante cables se conectan hacia una regleta de terminales de tornillos que se
debe adaptar externamente en el TCM, adicionalmente en dicha regleta se debe
conectar un cable de tierra, proveniente desde el terminal C7 de dicho conector
hembra.
La modificación es 100% reversible
(colocando 2 jumpers en la regleta) y futurista (permite adaptar cualquier
circuito electrónico de selección de velocidades). Inicialmente se recomienda
probar la selección de modos M/A mediante la adaptación simple (un interruptor
de 2 posiciones y de 6 terminales, más el circuito básico del selector de
velocidades):
Luego de las pruebas, si
desea realizar la adaptación completa, se muestra el circuito sugerido:
ANEXOS
Entre los anexos del artículo *.pdf hay diagramas de las transmisiones Jeep XJ. años 1988 - 1990, 1991 - 1996 y 1997 - 2001.
Se muestran dos tipos de diagramas de la transmisión 42RE (A500), usada en Jeep Grand Cherokee ZJ (inferiores al año 1999) y enlace sugerido de un foro donde se sugieren pruebas eléctricas de las mismas:
Comentario extraído
del foro “Zona XJ”
·
Overdrive (complemento instalado entre la caja
de velocidades y la caja reductora "transfer").
·
Reemplazo del dispositivo gobernador hidráulico,
por un sensor de velocidad eléctrico el cual utiliza como actuador a las mismas
escotaduras del disco de posición Park.
·
Incorporación de sensores para presión y
temperatura del aceite.
·
incorporación de solenoides en el cuerpo de
válvulas (overdrive, embrague del convertidor de par y regulador de presión).
El terminal común de los tres solenoides es alimentado con +12 VDC provenientes desde el relé de control de transmisión (directamente desde el TCM en los primeros modelos ZJ). Los solenoides "Overdrive" y "Embrague del Covertidor de Par", se activan cuando la salida del TCM los conecta a masa (a tierra).
El solenoide regulador de
presión, conjuntamente con la guaya del acelerador controlan la selección de cambios
de las tres primeras velocidades en el cuerpo de válvulas. Cuando se conecta a
masa la corriente se hace máxima y la presión es mínima (el módulo TCM realiza
el control de corriente a masa), es decir, a menor presión seleccionará hacia
la 3ra. velocidad y a mayor presión selecciona hacia la 1ra. velocidad.
En caso que requerir realizar
pruebas eléctricas de los cambios de velocidades (manualmente desde un selector
o interruptores), se sugiere:
1.
Mediante un fusible de aproximadamente 7
Amperios, alimentar con +12 VDC en el pin o terminal #1 del conector circular
de 8 pines.
2.
Instalar en el pin # 6 un interruptor que lo conecte a masa (tierra)
cada vez que requiera activar el overdrive.
3.
Instalar en el pin # 7 un interruptor que lo
conecte a masa cada vez que requiera activar el embrague del convertidor de par
(esto es en caso que deslice cuando se acelera por encima de 45 Km/hora).
4.
Para seleccionar las tres primeras velocidades
se usa el pin # 5; a) Desconectado selecciona 1ra velocidad; b) Conectado a
masa selecciona 3ra velocidad; c) Para seleccionar la segunda velocidad es
necesario reducir la corriente a masa mediante un bombillo o resistencia
conectado en serie (desde el pin # 5 hasta masa).
Espero sea útil para corregir averías".
COMENTARIOS
FINALES
En los anexos se usan imágenes pertenecientes a diversos manuales
Jeep XJ.
Este y muchos artículos que he escrito, son de libre uso, eventualmente son actualizados y su última
versión siempre estará disponible para descargar desde https://www.qrz.com/db/YY5RM (página para Radioaficionados).
Por: Ing. Ramón Miranda
Instructor de Electrónica en el Radio club Venezolano
YY5RM
Actualizado el 12-12-2020.
Enlaces para descargar el archivo en formato pdf:
Actualizado el 12-12-2020:
Actualizado el 10-09-2020
https://mega.nz/file/26gBnBpa#kbtTGNJOUwrpqfh9gQpiM-CwI9oSakQiNRMup1EpduE
Otros artículos Jeep escritos por el autor:
1. ECU Jeep Renix y sistemas XJ 1988 - 1990 (ayudas teórico - prácticas):
https://yy5rm.blogspot.com/2019/12/ecu-jeep-renix-y-sistemas-xj-1988-1990.html
2.Sincronizar tiempos de motores Jeep XJ, con distribución:
https://yy5rm.blogspot.com/2020/09/sincronizar-motores-jeep-xj-6-cilindros.html
3. Cálculos de torque, velocidades y relación de engranajes de transmisiones Jeep.
(20-09-2020): https://documentcloud.adobe.com/link/review?uri=urn:aaid:scds:US:4b7a5e36-c793-4c59-8676-47d892d5ea8a
(19-09-2020): https://mega.nz/file/ayIjTaYL#rvn-N0dNxeimul4K8cXg1tOgBIOn7zcVYo2XQSsbMsI
(17-09-2020 ): https://www.dropbox.com/s/rdhd9pkwbsgc59c/Torque_Velocidades%20y%20Relaci%C3%B3n%20de%20engranajes%20Jeep.pdf?dl=0
