DIFERENCIAL

Diferencial, conjunto de engranajes que permite a las ruedas motrices de un vehículo girar a diferentes velocidades, especialmente al tomar una curva. En los automóviles de tracción trasera, las ruedas traseras reciben la potencia del motor y el diferencial está situado en el eje trasero. Los ejes metálicos o palier se conectan con cada una de las ruedas traseras, y con el motor por medio de la transmisión. En los vehículos de tracción delantera, el diferencial se encuentra en el árbol de transmisión, que transfiere la potencia del motor a los palieres que conducen a cada una de las ruedas delantera.

DIFERENCIAL BLOQUEADO

Un diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derechas e izquierdas giren a revoluciones diferentes, según el vehículo esté tomando una curva hacia un lado o hacia el otro.Cuando un vehículo toma una curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda derecha

recorre un camino más corto que la rueda izquierda, ya que esta última se encuentra en la parte exterior de la curva.Antiguamente, las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija sobre un eje. Este hecho significaba que una de las dos ruedas no giraba bien, de forma que se desestabilizaba el vehículo. Mediante el diferencial se consigue que cada rueda pueda girar correctamente en una curva, sin perder por ello la fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor actúa con la misma fuerza sobre cada una de las dos ruedas.El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje. Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes velocidades de giro de las ruedas.La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial.Un vehículo todo terreno puede tener hasta tres diferenciales: uno en el eje frontal, uno en el eje trasero y un diferencial central.En el hipotético caso de que ambos ejes sean directrices, el que tenga mayor ángulo de giro describirá un radio mayor.

DIFERENCIALES BLOQUEABLES

En un diferencial bloqueado que no tiene los satélites, al menos una rueda debe girar a la misma velocidad en relación al cardán, mientras que la otra rueda puede girar más rápido (pero no más lento).Lo opuesto a un diferencial abierto es el "spool" (no encontré la traducción correcta para esta palabra). El "spool" reemplaza un diferencial con, efectivamente, un eje sólido entre ambas ruedas. Entonces, la rueda izquierda y la derecha deben girar a la misma velocidad. Para doblar en una curva, una de las ruedas, o ambas, deben patinar en el suelo. Esto pone una enorme carga en los semiejes y gasta los neumáticos rápidamente si se maneja en pavimento seco. Para perder tracción, ambas ruedas deben perder tracción y patinar. Este tipo de diferencial es frecuentemente usado en vehículos para competencias en ruta.Ciertos compromisos entre estos dos extremos están disponibles. Estos son: Diferenciales tipo spool que pueden ser activados y desactivados manualmente, bloqueadores, diferenciales de deslizamiento limitado accionados por engranajes, y diferenciales de deslizamiento limitado accionados por embragues. Cada uno de ellos tiene ventajas y desventajas.

DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE

El mecanismo diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehículo dé una curva sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin patinamiento sobre el suelo. La necesidad de este dispositivo se explica por el hecho de que al dar una curva el auto, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el lado exterior, puesto que las primeras describen una circunferencia de menor radio que las segundas. El diferencial reparte el esfuerzo de giro de la transmisión entre los semiejes de cada rueda, actuando como un mecanismo de balanza; es decir, haciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par, o bien las vueltas o ángulos de giro que pierda la otra. Esta característica de funcionamiento supone la solución para el adecuado reparto del par motor entre ambas ruedas motrices cuando el vehículo describe una curva, pero a la vez se manifiesta como un serio inconveniente cuando una de las dos ruedas pierde su adherencia con el suelo total o parcialmente.

En estas circunstancias, cuando por ejemplo una de las dos ruedas del eje motriz rueda momentáneamente sobre una superficie deslizante (hielo, barro, etc.), o bien se levanta en el aire (a consecuencia de un bache o durante el trazado de una curva a alta velocidad), la característica de balanza del diferencial da a lugar que el par motor se concentre en la rueda cuya adherencia se ha reducido. Esta rueda tiende a embalarse, absorbiendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmóvil, lo que se traduce en pérdida de tracción del auto.El diferencial autoblocante tiene como objetivo resolver este importante problema de pérdida de tracción.

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En la actualidad los diferenciales autoblocante han sido desplazados por los Controles de Tracción electrónicos (TCS, ASC+ T, ASR, EDS), los cuales detectan con los captadores de ABS la rueda que patina, frenando la misma y mandando el exceso de par a la otra rueda, de igual forma que haría un diferencial autoblocante.El control de tracción reduce la potencia del motor si el efecto de frenar una rueda no es suficiente, para reducir el par que recibe y canalizarlo adecuadamente de esta forma a la rueda adecuada. De este modo la extensión del uso del ABS/EDS a sustituido los diferenciales autoblocantes.Solo vehículos de altas prestaciones y carrera siguen montando diferenciales autoblocantes, ya que se descarga el trabajo de los frenos, e incluso aumenta la capacidad de transmisión de potencia, pero encareciendo el montaje. Por ejemplo el diferencial Torsen se combina muy bien con lo controles de tracción electrónicos, además de descargar de trabajo a estos como hemos dicho antes, consigue la máxima transferencia del par a las ruedas sin que lleguen a deslizarse, consiguiendo aceleraciones muy rápidas y progresivas. Tipos de diferenciales autoblocantes

· Diferenciales de deslizamiento limitado (viscoso o Fergusson y autoblocantes mecánicos)

· Diferenciales Torsen

· Diferenciales de deslizamiento controlado

DIFERENCIALES DE DESPLAZAMIENTO LIMITADO

Diferenciales autoblocantes mecánicos

Estos diferenciales se suelen montar en vehículos de tracción trasera, de gran potencia, ya que son susceptibles de perder adherencia durante aceleraciones fuertes en una de las ruedas, siendo necesario el enclavamiento de este a determinado valor, para evitar un deslizamiento excesivo que generaría un sobre viraje.Mediante la adopción de este, se mejora la transmisión de esfuerzo, a la vez que evita un patinaje continuo de la rueda con menos adherencia y sus consecuencias para la estabilidad.De entre los diversos tipos de diferenciales autoblocantes que existen (por conos de fricción, por discos de fricción, por acople lateral estriado), sin duda el más utilizado y posiblemente el mas eficaz es el Thotnton Powr-Lok, llamado también “de discos de fricción”. En este diferencial de cruzan uno sobre otro, pero constituyendo dos piezas independientes, a diferencia de los diferenciales corrientes, donde forman una pieza única con cuatro brazos. Los extremos de ambos ejes en la zona de acoplamiento en la caja de satélites van tallados con dos planos formando una “V”. Los alojamientos para cada eje en la caja del diferencial están sobredimensionados, de modo que el eje entre con una considerable holgura. Estos alojamientos presentan además dos rampas talladas formando también una “V” de idéntico ángulo que la existente en los ejes.Los piñones satélites planetarios son análogos a los de un diferencial convencional. Cada piñón planetario se acopla sobre sendos bujes estriados, que a su vez encajan sobre cada una de las dos mitades de la caja diferencial. Entre cada mitad de la caja y el buje estriado correspondiente existe un embrague compuesto por discos de fricción y arandelas elásticas de acero, o bien (como es el caso del conjunto que aparece el la secuencia fotográfica inferior de montaje y desmontaje) pequeños muelles helicoidales alojados en las carcasas.

 Actuación del sistema de bloqueo

Cuando las dos ruedas gozan de similar adherencia, los ejes deslizantes de los satélites, están sometidos a un esfuerzo que tiende a hacerlos subir por las rampas en “V”, pero sin embargo, como ambos se cruzan uno por delante del otro, el efecto de cada uno se contrapone, permaneciendo ambos equilibrados en el fondo de la “V”.Los embragues de cada planetario están calculados para permitir un cierto resbalamiento mientras no se produzca la total pérdida de adherencia de una de las dos ruedas. Así, cuando el auto da una curva, este pequeño resbalamiento permite que la rueda exterior gire algo más de prisa que la interior, comportándose el dispositivo como un diferencial convencional. En el momento en que una de las dos ruedas pierde adherencia, los satélites tienden a girar entre los planetarios y la tensión a que estaban sometidos los ejes de los primeros disminuye.La posición de equilibrio de los ejes de satélites se rompe y entonces el eje del lado de la rueda que todavía tiene adherencia sube por las rampas en “V”, ejerciendo un empuje sobre el piñón planetario que se aplica ahora con fuerza sobre su cubo estriado. Este movimiento aprieta el embrague de placas de este lado y el planetario se hace solidario de la caja diferencial, anulándose en parte, por tanto, el efecto diferencial.Los diferenciales autoblocantes tienen un valor de diseño a partir del cual este alcanza su blocaje (un diferencial convencional tendría un valor de bloqueo nulo 0% y los autoblocantes a partir de 25% hasta aprox. el 70%). Para establecer el valor a partir del cual se bloquea este mecanismo, se basan no en el exceso de par a cada semieje, sino en la diferencia de revoluciones que este genera. Es decir, los diferenciales autoblocantes, son diferenciales que permiten el reparto de revoluciones a cada semieje, pero se bloquean cuando aumentan las revoluciones de un eje frente al otro en un determinado valor.

DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE POR DISCOS DE FRICCION

Con estos diferenciales se consiguen mejorar las siguientes condiciones de marcha del vehículo:

· Se evita, en gran parte, que una rueda patine al arrancar o durante la marcha con mala adherencia de la calzada.

· Se evita igualmente que una rueda patine al saltar por encima de desigualdades de la calzada.

· Se elimina el peligro de patinar al conducir a altas velocidades con una adherencia a la calzada distinta en las ruedas motrices, lo que vale, principalmente para vehículos de gran potencia.

· Las características de marcha invernal (nieve, hielo, etc.) se han mejorado considerablemente.

· El diferencial autoblocante de láminas funciona de modo automático, sin

intervención alguna del conductor.

Estos diferenciales tienen un valor de bloqueo, según el tipo de vehículo, entre aprox. 25% y 75%. El efecto de bloqueo se refiere a la fricción interna de los dos paquetes de discos dispuestos en el cárter del diferencial, en régimen de dependencia del par de apriete. El par pasa de piñón cónico de ataque a la corona (grupo piñón-corona), y de ahí al cárter del diferencial autoblocante, a través de los dos discos de empuje (presión) a los dos ejes porta satélites, de estos a los satélites,

pasando a los piñones planetarios y de aquí a los palieres (semiejes).

El efecto de bloqueo se produce porque el par que pasa al diferencial no va directamente al eje porta satélites (7) y satélites (8), como en un diferencial normal, sino a través de dos discos de empuje (5) que se encuentran en el cárter del diferencial, apretados de manera que no puedan girar pero sí desplazarse en dirección axial.Puesto que los discos exteriores (3) están unidos, sin poder girar, con el cárter del diferencial (por las ranuras longitudinales) y las láminas interiores con los piñones planetarios (6) o de ataque, se dificulta el giro relativo en dirección al diferencial. Las fuerzas de expansión producen en los acoplamientos de discos de fricción (discos interiores y exteriores) un par de bloqueo dependiente de la carga, que está siempre en relación con el par de impulsión. El efecto de bloqueo se adapta siempre al par motor cambiante y también el aumento de par en las distintas marchas.

Los diferenciales autoblocantes disponen de una o dos arandelas elásticas (9), mediante las cuales se forma un par de bloqueo constante con una ante carga axial de los discos. Estas arandelas elásticas ejercen, en condiciones extremadamente difíciles, un efecto de bloqueo inmediato, que representa una gran ventaja con estado de la calzada extremadamente deficiente y una mala adherencia entre rueda sueloLos diferenciales autoblocantes montados como equipo opcional, o de serie en los vehículos, disponen de un valor de bloqueo de aprox. 40% hasta el 75%. Constituyen una excepción los diferenciales autoblocantes en vehículos con tracción delantera, en los que el valor de bloqueo es de aprox. 25%.Estos diferenciales no necesitan mantenimiento alguno, aunque en los vehículos que se conducen en condiciones de servicio superiores (policía, taxis, etc.) se recomienda un cambio de aceite del eje trasero cada 30.000 Km.

CARDAN O ARBOL DE TRANSMISION

Tiene por función transmitir el par desde la caja de cambios de velocidad al puente trasero (diferencial y ruedas de tracción), el extremo anterior del cardan esta unido a la caja de cambios que a su vez se encuentra fija al chasis del vehículo, el otro extremo se une al puente trasero. Cuando se circula por una carretera deformada el puente trasero baja y sube gracias a la flexibilidad de la suspensión, por ello el árbol de transmisión deberá estar provisto de articulaciones que permitan lograr este movimiento con el giro propio del árbol. Estas articulaciones se conocen con el nombre de juntas universales (cruceta) y van colocadas en cada extremo del árbol (en la actualidad muchos

vehículos disponen al árbol de transmisión en dos o mas tramos cortos). El movimiento del puente altera además la distancia entre las dos articulaciones del árbol por lo que la longitud de este debe ser susceptible de variar en la misma porción lo que se consigue con un acoplamiento deslizante estriado. Es de destacar que muchas veces la observación de este acoplamiento permite observar el corrimiento del puente trasero o si la suspensión esta vencida.

UNIONES UNIVERSALES

HOMOCINETICA

La homocinética se encarga de transmitir la energía del motor a las ruedas, pero tiene una gran diferencia con las clásicas juntas de tipo cruceta, la homocinética se encarga de distribuir de manera uniforme la fuerza ejercida sobre ella, sin importar el ángulo que forme la fuerza de entrada con la fuerza de salida, en las antiguas juntas tipo cruceta, cuando varia el ángulo entre las fuerzas se crean aceleraciones, o desaceleraciones, que prometen un manejo mas inestable.La persona que tuvo la oportunidad de manejar autos de tracción trasera con juntas clásicas puede notar que ante desniveles en el pavimento, el auto hace una variación pequeña en su velocidad, cosa que en la tracción delantera no ocurre, por poseer juntas homocinéticas.

TRICETAS

Son las encargadas de acoplar la fuerza que sale hacia las ruedas a través de la caja y transmitirla al semieje.

La triceta esta formada por unos anillos de acero, estos anillos son los encargados de realizar el movimiento, este dispositivo realiza un movimiento transversal, esta en su interior posee un estriado, para que por ahí pase el semieje.

CRUCETA

Es la encargada de unir dos ejes en forma de horquilla para poder transmitir un movimiento circular y a su vez angular, y que llegue ese movimiento al diferencial.

JUNTA ELASTICA

Esta unión es un manchon de goma que absorbe el movimiento brusco que sale de la caja y va hacia el diferencial, esta junta hace que el acoplamiento sea más suave. La junta elástica tiene dos caras o lados, posee de una de sus caras tres tormillos en forma de triangulo, del otro lado o cara posee tres tornillos mas pero con la diferencia de que el triangulo que se forma esta al revés, ósea que se encuentra invertido el triangulo y los tornillos no se enfrentan.