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Manual de
Reparaciones
MR 4 2007-07-31
EuroTech
EuroTrakker
Stralis
Cajas de Cambio ZF
Cajas de Cambio
ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
EuroTech 740E42TZ / 440E42TZ/P
EuroTrakker
Stralis
Descripción de Reparaciones
y Funcionamiento
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
MR 4 2007-07-31
Índice
Generalidades
5
Funcionamiento (16 S 221 O.D.)
6
Rango lento
6
Rango rápido
7
Marchas reducidas
8
Marchas normales
9
Mando neumático de la caja de cambio
11
Características y datos
13
Desmontaje
17
Remoción del grupo reductor epicicloidal G.R.E.
(grupo planetario)
17
Desmontaje del eje secundario
22
Desmontaje de los ejes primario y de entrada de
movimiento
23
Desmontaje del grupo reductor epicicloidal G.R.E.
27
Desmontaje del dispositivo de acople
30
Revisiones y controles
32
Limpieza y control de los rodamientos
Montaje y ajustes
Montaje del dispositivo de acople
33
33
33
Montaje del grupo reductor epicicloidal G.R.E.
(grupo planetario)
35
Montaje del eje primario y del eje de entrada de
movimiento
39
Montaje del eje secundario
42
Montaje de la carcasa de la caja de cambio
43
Reinstalación del grupo reductor epicicloidal G.R.E.
46
Pares de apriete
47
Herramientas especiales
49
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
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Generalidades
Las cajas de cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D., con 16 marchas hacia frente,
totalmente sincronizadas, poseen carcasa en aluminio, carcasa del embrague integrada, planetario con dientes helicoidales (menor ruido y permite interfaces con diversos sistemas auxiliares, como toma de fuerza, retarder, servoshift y convertidor de par.
El servoshift es un sistema auxiliar de engrane, que permite cambio de marchas con
suavidad y precisión.
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
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Funcionamiento (16 S 221 O.D.)
Rango lento
Aire bajo presión
Figura 1
Esquema neumático para la preselección en el rango lento (16 S 221 O.D.)
El aire proveniente del depósito, alimenta, al mismo tempo, a través del tubo
de unión (15), la válvula de habilitación
(14) y el preselector (1).
Moviendo el preselector (1) hacia abajo
(posición de rango lento), el aire que
alcanza el preselector (1), a través del
tubo de unión (16), irá alimentar la válvula
de doble mando (8).
Alimentando la válvula (8), el aire bajo
presión empuja hacia la derecha los pistones (4) y (9).
El movimiento de los pistones (4) y (9)
permite a la válvula (6) retornar a su sede
y descargar en la atmósfera, a través del
tubo de unión (3), el aire existente en la
cámara derecha del cilindro del splitter
(2).
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Al mismo tempo, la válvula (7) se aleja y
abre el pasaje de aire entre el tubo de
entrada (11) y el de unión (12) con la
cámara derecha del cilindro del splitter
(2).
Accionando el pedal del embrague, el
aire llega a la válvula de habilitación (14),
a través del tubo de unión (13), e irá alimentar la válvula de doble mando (8).
El aire que alcanza la válvula (8) pasa por
el tubo de entrada (11) y, encontrando el
pasaje libre, irá alimentar, a través del
tubo de unión (3), la cámara izquierda del
cilindro del splitter (2), empujando hacia
la derecha el pistón de mando y accionando así el rango lento.
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Rango rápido
Aire bajo presión
Figura 2
Esquema neumático para preselección en el rango rápido (16 S 221 O.D.)
El aire proveniente del depósito alimenta,
al mismo tempo, a través del tubo de
unión (15), la válvula de habilitación (14)
y el preselector (1).
Al mismo tempo, la válvula (6) se aleja y
abre el pasaje de aire entre el tubo de
entrada (11) y el tubo de unión (3) con la
cámara derecha del cilindro del splitter
(2).
Moviendo el preselector (1) hacia arriba
(posición de rango rápido), se cierra el
pasaje de aire entre el tubo de alimentación (15) y la válvula de doble mando (8),
poniendo en comunicación el tubo de
unión (16) con el tubo de descarga (17).
Accionando el pedal del embrague, el
aire que llega a la válvula de habilitación
(14), a través del tubo de unión (13), irá
alimentar la válvula de doble mando (8).
En consecuencia de la descarga de aire
por la válvula de doble mando (8), la
reacción de los dos grupos de resortes
(10) y (5) empujan los pistones (4) y (9)
hacia la izquierda.
El aire que alcanza la válvula (8), pasa
por el tubo de entrada (11) y, encontrando
el pasaje libre, irá alimentar, a través del
tubo de unión (3), la cámara derecha del
cilindro del splitter (2) empujando hacia la
izquierda el pistón de mando y accionando así el rango rápido.
El alejamiento de los pistones (4) y (9)
permite a la válvula (7) retornar a su sede
y descargar en la atmósfera, a través del
tubo de unión (12), el aire existente en la
cámara izquierda del cilindro del splitter
(2).
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Marchas reducidas
Aire bajo presión
Figura 3
Esquema del sistema neumático de mando del engrane
de las marchas reducidas (16 S 221 O.D.)
El aire proveniente del depósito, pasando
por el reductor, alcanza la presión de 9,5
bar alimentando, enseguida, la válvula de
habilitación (D).
Al mismo tempo, es cerrada la válvula (B)
de la válvula de habilitación (D), permitiendo que el aire proveniente del tubo
(C) sea descargado en la atmósfera.
Llevando la palanca de mando para la
posición de marchas reducidas, la grapa
(A), ubicada en la palanca de mando de
las marchas, abre la válvula (E) y permite
la alimentación a través del tubo (F), del
cilindro (G), empujando hacia la derecha
el respectivo pistón.
Las marchas reducidas pueden ser utilizadas tanto en
rango lento, como en rango
rápido, de acuerdo con la posición del preselector.
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
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Marchas normales
Aire bajo presión
Figura 4
Esquema del sistema neumático de mando del engrane
de las marchas normales (16 S 221 O.D.)
El aire proveniente del depósito pasando
por el reductor, alcanza la presión de 9,5
bar alimentando, enseguida, la válvula de
habilitación (D).
Al mismo tempo, es cerrada la válvula (E)
de la válvula de habilitación (D), permitiendo que el aire proveniente del tubo (F)
sea descargado en la atmósfera.
Llevando la palanca de mando para la
posición de marchas normales, la grapa
(A), ubicada en la palanca de mando de
las marchas, abre la válvula (B) y permite
la alimentación, a través del tubo (C), del
cilindro (G), empujando hacia la izquierda
el respectivo pistón.
Las marchas normales pueden
ser utilizadas tanto en el rango
lento como en el rango rápido,
de acuerdo con la posición del
preselector.
!
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Figura 5
Sección longitudinal de la caja de cambio (16 S 221 O.D.)
Figura 6
Sección longitudinal de la caja de cambio (16 S 221)
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
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Mando neumático de la caja de cambio
Figura 7
Esquema del mando neumático de la caja de cambio con servoshift
1. Selector de mando del splitter
2. Válvula de consentimiento
3. Reductor de presión
4. Depósito de aire comprimido
5. Servo-embrague
6. Válvula de doble mando
7. Cilindro de mando del G.R.E.
El mando del splitter (marchas rango
lento - marchas rango rápido) y del grupo
reductor epicicloidal es neumático y está
integrado en la palanca de mando de las
marchas.
Con el selector (1) es preseleccionado a
través de la válvula de doble mando (6) el
rango L (lento) y el rango R (rápido).
Estos son accionados a través de la válvula de consentimiento (2) al accionar el
pedal del embrague.
El G.R.E. es accionado y desaccionado
automáticamente al pasar del 1er H para
o 2º H y viceversa.
Con la caja de cambio en la posición de
neutro el cilindro de mando (7) es accionado por el aire comprimido a través de
la válvula de mando (10).
8. Interruptor indicador de la palanca en neutro
9. Interruptor para la marcha-atrás
10. Válvula de mando
11. Distribuidor
12. Servoshift
13. Tubo
14. Tubo
A través del reductor de presión (3) el sistema neumático del vehículo alimenta el
depósito (4) de servicios y el distribuidor
(11).
A través del tubo (13) el distribuidor (11)
alimenta el servo-embrague (5) que al ser
accionado por el pedal del embrague alimenta el servoshift (12) a través del tubo
(14).
Un interruptor (9), que está en el dispositivo de acople, enciende la luz de marcha-atrás al ser acoplada esta marcha.
En la tapa del dispositivo de acople está
el interruptor (8), indicador de posición de
la palanca en neutro.
Otro interruptor montado en el cilindro (7)
de mando del G.R.E. enciende la lámpara-piloto en el painel (con el ideograma
de la tortuga) al ser acoplado el G.R.E.
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Figura 8
Vista del mando de marcha con servoshift
1. Palanca para la válvula de mando
2. Palanca para el accionamiento de las
marchas
3. Manguito de arrastre
4. Descarga
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5. Pistón de mando
6. Alimentación
7. Cilindro
8. Resorte de retracción
9. Palanca de conexión del tirante longitudinal
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Características y datos
ZF 16 S 221
ZF 16 S 221 O.D.
L
1:16,47
1:13,8
R
1:13,79
1:11,55
L
1:11,32
1:9,59
R
1:9,48
1:8,02
L
1:7,79
1:6,81
R
1:6,52
1:5,70
L
1:5,48
1:4,58
R
1:4,58
1:3,84
L
1:3,59
1:3,01
R
1:301
1:2,52
L
1:2,47
1:2,09
R
1:2,07
1:1,75
L
1:1,70
1:1,49
R
1:1,42
1:1,24
L
1:1,20
1:1,00
R
1:1,00
1:0,84
L
1:15,42
1:13,17
R
1:12,91
1:11,03
Relaciones de
transmisión
1ª marcha
2ª marcha
3ª marcha
4ª marcha
5ª marcha
6ª marcha
7ª marcha
8ª marcha
Marcha-atrás
L = Relación lenta
R = Relación rápida
Tipo de aceite
Cantidad
Tutela ZC 90
9 kg (10 litros)
G.R.E. = Grupo Reductor Epicicloidal
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ZF 16 S 221
ZF 16 S 221 O.D.
Rodamientos de los ejes
primario y secundario
De rodillos cónicos
Temperatura de montaje
de la brida de salida de
movimiento
70ºC máx.
Temperatura de montaje
de los engranajes del
eje secundario
160 - 180ºC
Temperatura de montaje
de los cubos fijos y de
los rodamientos de los
ejes primario y secundario
100ºC
Holgura axial:
Rodamiento del eje
porta-satélites del
G.R.E.
Segmento del cubo fijo
del G.R.E.
Segmento del
rodamiento del eje
porta-satélites del
G.R.E.
Segmento del
rodamiento del eje
secundario
0 - 0,1 mm
Holgura axial del engranaje del eje de entrada
del movimiento: 1ª, 2ª,
3ª y 4ª marchas
0,2 mm mín.
Holgura axial del engranaje de la 4ª marcha
0,05 mm mín.
G.R.E. = Grupo Reductor Epicicloidal
14 / 50
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
ZF 16 S 221
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ZF 16 S 221 O.D.
Holgura axial entre el
porta-satélites y los
satélites del G.R.E.
0,4 - 1,3 mm
Holgura axial de los
rodamientos de los
ejes primario y secundario del lado de
entrada del movimiento
0 - 0,1 mm
Holgura axial del segmento del rodamiento
trasero del eje primario
0 - 0,05 mm
Cota de control del
limite de desgaste de
los anillos de los sincronizadores:
1ª / 2ª marchas
1,5 mm hasta 50 N (5 kg)
3ª / 4ª marchas
0,8 mm
G.R.E.
1,2 mm
Holgura
axial
del
engranaje revertidor de
la marcha-atrás
0,15 - 0,70 mm
Holgura axial o precarga de los semianillos de los ejes primario
y de entrada de movimiento
- 0,05 a + 0,05 mm
G.R.E. = Grupo Reductor Epicicloidal
15 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
ZF 16 S 221
Cota para la determinación de la arandela de
ajuste del cuerpo de
acople de engrane del
engranaje del rango
rápido
Espesor de la arandela
de resalto (Y) del rodamiento en el engranaje
de la 4ª marcha, determinado con base en el
espesor de la arandela
de ajuste (X) del
cuerpo de acople de
engrane del engranaje
de las marchas rápidas
16 / 50
ZF 16 S 221 O.D.
19,2 + 0,2 mm
X XX
3,0
3,2
3,4
3,6
3,8
4,0
4,2
YX
7,5
7,7
7,9
8,1
8,3
8,5
8,7
Cota de ajuste de la
holgura de las pastillas
de la horquilla de
mando del splitter en el
respectivo útil deslizante
94,1 mm
Holgura de las pastillas de las horquillas en
las respectivas sedes
sobre os útiles deslizantes
1 - 2,5 mm
Cota de montaje del
anillo de compresión
de doble ala en la tapa
trasera
12,5 + 1,0
G.R.E. = Grupo Reductor Epicicloidal
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
MR 4 2007-07-31
Desmontaje
Remoción del grupo reductor epicicloidal G.R.E. (grupo planetario)
Drene el aceite del conjunto de la caja de
cambio y limpie la parte externa.
Desapriete los ocho tornillos (1) y
remueva el dispositivo de acople (2).
Utilice los fijadores 99371031 (4) en el
conjunto.
Utilice cables con ganchos y una grúa
para poner el conjunto en el caballete
giratorio 99322205 (6) con el soporte
99322225 (5).
Saque los dos tubos (1), desapriete los
tornillos (2) y extraiga la tapa (3) del
grupo de selección del rango de marchas.
Figura 10
!
En las operaciones de reparación de la caja de cambio
deben ser utilizadas las herramientas específicas previstas.
Durante el desmontaje es
aconsejable reponer las piezas
de acuerdo con el orden de las
operaciones efectuadas, para
facilitar las siguientes operaciones de desmontaje.
Desapriete la tuerca (4), tirando la asta
de mando del G.R.E., el émbolo (3) con
los dos anillos de compresión y el anillo
antivibraciones.
Remueva el anillo de compresión (1) y,
con un destornillador, extraiga la junta (2)
de la asta.
Figura 11
Figura 9
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Saque el interruptor de presión (1) y los
eventuales pernos ubicados abajo del
referido interruptor, los pernos de posicionamiento (2), después de haber sido previamente marcados, y el respiro de los
vapores del aceite (3).
!
MR 4 2007-07-31
Desapriete los tornillos (1), monte los dispositivos con ojales 99360502 (3), monte
los cables con ganchos (4) y con una
grúa remueva el G.R.E. (2) de la carcasa
de la caja de cambio.
El perno de posicionamiento
de la asta de mando del
splitter está en la parte inferior
de la caja de cambio.
Figura 14
Figura 12
Saque el anillo de compresión (1), el cilindro de mando del splitter (3) con los dos
anillos de compresión. Remueva el eje de
la marcha-atrás (2), juntamente con el
perno elástico.
Con el extractor de impacto 99340205 (1)
y la garra 99347092 (2), extraiga los tres
pernos de centrado de la carcasa del
G.R.E.
Figura 15
Figura 13
18 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Desapriete la tuerca de fijación del
émbolo (1) de mando del splitter, sacándolo con el anillo de compresión y saquee
la junta ubicada debajo del referido anillo.
MR 4 2007-07-31
Desapriete las tuercas (2) y saque la tapa
con la bomba de aceite (1).
Extraiga el tubo de aceite (2).
Figura 18
Figura 16
Remueva del cuerpo de la bomba (1), los
anillos (2) de ajuste de la holgura axial
del eje primario. Saque, aún el anillo de
compresión (3).
Desapriete los tornillos (2), saque la tapa
(1) y extraiga el engranaje revertidor de la
marcha-atrás, juntamente con los dos
rodamientos de rodillos.
Figura 19
Saque los cuatro anillos de compresión
(1), desapriete los dos tornillos (3) y
extraiga la tapa (2) de la bomba de
aceite.
Figura 17
Figura 20
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Remueva el anillo del estator (2) y el rotor
(1) de la bomba de aceite.
!
Para la correcta limpieza de
las piezas de la bomba de
aceite, utilice, exclusivamente,
materiales blandos y que no
suelten pelos, hilachas o otros
residuos.
MR 4 2007-07-31
Con el extractor de impacto 99340205 (1)
y la garra 99347092 (2), remueva los cuatro pernos de centrado de la carcasa del
splitter.
Figura 23
Desapriete los tornillos internos y externos y saque la carcasa del splitter (1).
Figura 21
Extraiga del eje de entrada de movimiento el anillo centrífugo (2), juntamente
con los dos anillos (1).
Después de esto, saque la arandela (3)
de ajuste de la holgura axial del eje
secundario.
Figura 24
Figura 22
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
MR 4 2007-07-31
Saque el filtro de aceite (4) de la carcasa
de la caja de cambio, desapriete los dos
tornillos Allen (2), extraiga la asta (1) de
mando del splitter y remueva la respectiva horquilla (3) con las pastillas.
Figura 26
Figura 25
En el conjunto (4) constituido por los ejes
primario y secundario y por las astas de
mando de las horquillas, emplee la herramienta 99360515 (2), juntamente con los
cables con ganchos (1) y una grúa para
remover este conjunto (4) de la carcasa
de la caja de cambio (3).
!
!
Saque de la carcasa de la caja de cambio
(1) el sincronizador de las marchas (2).
Con un batidor adecuado, extraiga los
dos anillos externos (3) y (5) de los rodamientos de apoyo del lado del G.R.E. de
los ejes primario y secundario. Remueva
el anillo retén y saque el cojinete antiembrague (4). Limpie los tubos de salida
del aceite de lubricación con un chorro de
aire comprimido.
Para que la operación arriba
indicada sea posible, maneje
con un destornillador en el
agujero del tapón (figura 12, 2)
hasta soltar las astas de
mando de las marchas del respectivo sincronizador.
No desmonte las horquillas de
sus astas de mando, porque
estas no poseen piezas de
repuesto separadas.
Figura 27
21 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Desapriete los dos tornillos (1) y saque la
válvula (2) de mando del splitter.
!
No desmonte la válvula (2) de
mando del splitter porque su
pieza de repuesto es unida.
MR 4 2007-07-31
Desmontaje del eje secundario
Saque el anillo de seguridad (1) y con un
extractor adecuado remueva la pista (2)
del rodamiento de apoyo del lado del
splitter.
Vuelva el eje secundario al contrario y,
con el mismo procedimiento, extraiga la
pista del rodamiento de apoyo del lado
del G.R.E.
!
Figura 28
Los dos rodamientos de rodillos del eje secundario no pueden ser cambiados. Ponga los
referidos rodamientos separadamente, marcándolos para
no cambiarlos en el montaje.
Con una prensa hidráulica, extraiga los
engranajes (3), (4) y (5) del eje secundario.
Figura 29
22 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
MR 4 2007-07-31
Desmontaje de los ejes primario
y de entrada de movimiento
Saque el anillo retén (1) y, con un batidor
adecuado remueva el semi-anillo ubicado
debajo de este.
Saque el cuerpo de acople (7), el anillo
sincronizador ubicado debajo de este el y
manguito de engrane (6) con los resortes
y los elementos de impulsión.
Extraiga el anillo sincronizador (3) y el
cuerpo de acople (2), ubicado debajo de
este, juntamente con la arandela de
ajuste.
Figura 31
Figura 30
Extraiga el engranaje de la 4ª marcha (5)
con el rodamiento ubicado debajo de
este, el espaciador (4) y la pista (3) del
rodamiento de apoyo intermediario con
un extractor constituido por:
- Garras (8).
- Tirantes (10).
- Puente (1).
- Bloque de reacción (2).
- Grapa (9).
23 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Saque el cuerpo de sincronización de las
3ª y 4ª marchas (8) y el rodamiento (3)
con un extractor constituido por:
MR 4 2007-07-31
Extraiga el engranaje de la marcha-atrás
(4) y la pista (6) del rodamiento de apoyo
del lado del G.R.E. con un extractor constituido por:
- Garras (4).
- Garras (3).
- Tirantes (10).
- Tirantes (2).
- Puente (1).
- Puente (1).
- Bloque de reacción (2).
- Bloque de reacción (7).
- Grapa (9).
- Grapa (5).
Extraiga el anillo sincronizador (5), el
cuerpo de acople (7) y el engranaje de la
3ª marcha (6), juntamente con el rodamiento de rodillos ubicado debajo de
este.
Saque el rodamiento de rodillos del
engranaje de la marcha-atrás del eje.
Figura 34
Figura 32
Vuelva el eje primario al contrario y saque
el anillo de seguridad (1).
Figura 33
24 / 50
EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Extraiga el engranaje de la 1ª marcha (5),
el cuerpo de acople (4) y la pista (3) del
rodamiento del engranaje de la marchaatrás con un extractor constituido por:
MR 4 2007-07-31
Extraiga en la siguiente orden:
- El segmento de atracción (1).
- El segmento de atrito (2).
- Garras (6).
- El anillo sincronizador (3).
- Tirantes (8).
- Puente (1).
- Bloque de reacción (2).
- Grapa (7).
Saque el rodamiento de rodillos del
engranaje de la 1ª marcha del eje.
Figura 37
Extraiga el manguito de engrane (2), juntamente con los resortes y los elementos
de impulsión, sacando las tres grapas de
unión (1).
Figura 35
Extraiga el cuerpo de acople (1).
Figura 38
Figura 36
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EuroTech / EuroTrakker / Stralis / Cajas de Cambio ZF 16 S 221 y ZF 16 S 221 O.D.
Extraiga el engranaje de la 2ª marcha (5),
el cuerpo de acople, el segmento de
atracción, el segmento de atrito, el anillo
sincronizador, el manguito fijo (4) y la
pista (3) del rodamiento del engranaje de
la 1ª marcha, con un extractor constituido
por:
MR 4 2007-07-31
Remueva el deflector de ala (4).
Fije el eje de entrada de movimiento (1)
en un tornillo de bancada y saque el manguito de engrane del splitter con los
resortes y los elementos de impulsión.
Saque el anillo (3) y extraiga el tubo del
aceite (2).
- Garras (6).
- Tirantes (8).
- Puente (1).
- Bloque de reacción (2).
- Grapa (7).
Saque el rodamiento de rodillos del
engranaje de la 2ª marcha del eje.
Figura 40
Remueva el anillo retén (1) y el semi-anillo ubicado debajo de este.
Figura 39
Figura 41
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