TRANSMISIONES AUTOMÁTICAS JEEP AW4 ó A340 ( SISTEMA ELÉCTRICO )

 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. 

UBICACIÓN DEL TCM EN LA PARTE BAJA DEL TABLERO, LADO COPILOTO (CERCANO AL PADAL ACELERADOR EN MODELOS POSTERIORES AL 1996)

UBICACIÓN DE SOLENOIDES

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.

     Mediante un cable (guaya), la palanca de cambio de velocidades transmite movimiento hacia el selector de posición (Gear Selctor WS), el cual hace conmutar contactos eléctricos en 6 posiciones (P – R – N – D – 3 – 1y2). Dicho selector se ubica externamente, del lado copiloto de la transmisión y cuyo eje esta acoplado al selector de rango del cuerpo de válvulas, cumpliendo acciones de funcionamiento para el TCM, sistemas de arranque del motor y luces de reversa.

     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.

Diagramas de la transmisión automática Jeep XJ, AW4 (A 340). Imagen editada de manuales Jeep.

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:

https://zona-xj.activoforo.com/t18494-diagrama-electrico-de-caja-42re-grand-cherokee-inferior-al-1-999#210839

Comentario extraído del foro “Zona XJ”

 "Mecánicamente estas cajas de velocidades o transmisiones automáticas 42RE, son similares (turbina, discos, embragues, sellos, engranajes, planetarios, etc.) a la antigua caja 30RH de tres velocidades, usada en los primeros modelos Cherokee y Wrangler automáticos, a la que posteriormente se actualizó mediante la incorporación de:

·         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:

https://documentcloud.adobe.com/link/review?uri=urn:aaid:scds:US:c1766cae-a044-4889-a007-6d2f4bcc374a

https://www.dropbox.com/s/9cme6qmoikekfyc/DIAGNOSTICOS%20ELECTRICOS-%20CAJAS%20JEEP%20CHEROKEE%20XJ.pdf?dl=0

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