El diferencial

16.09.2011

 

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, desestabilizando el vehículo ya que 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.

Una de las soluciones que se aplicaron en los primeros vehiculos motorizados fue la de que el motor solamente actuase sobre una de las ruedas del eje, quedando la otra rueda libre.

Benz fue el primero en montar un diferencial en un coche tras adquirir el invento del inglés Pecquer, ya entonces acuñaba el termino "diferencial", con patente de J. K. Starley de 1877.



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 fuerza adecuada sobre cada una de las dos ruedas.

Las ruedas interiores(línea roja) giran menos que las exteriores(línea azul)


Se podría describir el diferencial como: "el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda de un vehículo giren a velocidades diferentes, según se éste tomando una curva hacia un lado u otro". Esta compuesto por un piñón, una corona, dos satélites y dos planetarios, y a éstos los cubre la caja del diferencial.

Eje motriz con diferencial

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.

Esquema de un diferencial


La transmisión del motor hace girar la rueda grande de corona amarilla (1), la cual hace girar a los engranajes más pequeños verde (2). Estos engranajes satélites pueden girar libremente, mientras los engranajes de lado azul no trabajen (3).

Sistemas de diferenciales según los ejes motrices

Diferencial tracción delantera

Los vehículos de tracción delantera traen el diferencial integrado en la estructura de la transmisión o caja de velocidades.

Diferencial coche con tracción delantera.


Diferencial tracción trasera

Los vehículos de tracción trasera utilizan una barra denominada "Eje de transmisión" que comunica el motor con el eje trasero, la cual se encarga de transferir la potencia al diferencial situado en el eje trasero para que este se encargue de repartir esa potencia.

Diferencial coche con tracción trasera


Diferencial tracción a a las cuatro ruedas

Al necesitar sincronizar las cuatro ruedas, se necesitan tres diferenciales puesto que ambos ejes son motrices y puesto que las ruedas directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices.

Diferencial coche con tracción a las cuatro ruedas


Tipos de diferenciales por su funcionamiento

Hoy en día hay una gran variedad de diferencias que puede reducir el patinado de las ruedas no deseados en un lado de un eje, lo que se evita utilizando viscosos, sistemas mecánicos, hidráulicos y electrónicos.

Diferencial libre

Su única función es la de compensar la diferencia de distancia que recorren las ruedas exteriores frente a las interiores al tomar una curva.



Diferencial autoblocante o de deslizamiento limitado

Es un tipo de diferencial bloqueable en el que sólo se anula una parte del efecto diferencial, es decir, limitan la posibilidad de que una rueda gire libre respecto a la otra según un tarado fijo predeterminado. Ese tarado se expresa como una relación entre las dos ruedas en tanto por ciento, de forma que un valor de cero (0) corresponde a un diferencial libre, y un valor de cien (100) a ruedas que giran solidarias, es decir, con el diferencial completamente bloqueado (como un eje rígido). Los hay de varios tipos, aunque tradicionalmente los más utilizados eran los autoblocantes mecánicos, en los que al detectar diferencia de giro entre los semiejes la resistencia de un muelle hace actuar un mecanismo que aumenta el rozamiento interno limitando el efecto diferencial. En la actualidad se utilizan mucho los diferenciales autoblocantes electrónicos, que utilizan los sensores del ABS y frenan las ruedas que pierden adherencia (e incluso limitan momentáneamente la potencia del motor) para que no se pierda la capacidad de tracción por ellas. Otros tipos de diferenciales autoblocantes son los Torsen y los de acoplamiento viscoso.



Diferencial bloqueable

Se utilizan para evitar que la capacidad de transmitir movimiento de un conjunto mecánico se malogre porque una rueda patina. Pueden ser bloqueables manualmente o autoblocantes. En el primer caso, el conductor puede, a través de un mando específico, hacer solidarias las ruedas de un mismo eje, anulando el efecto diferencial. Al hacer solidarios los dos ejes, sólo se puede utilizar el bloqueo manual a bajas velocidades y cuando las condiciones de adherencia sean realmente malas, pues de no ser así la transmisión se vería sometida a esfuerzos que podrían producir daños mecánicos (En una curva cerrada el eje se retorcería excesivamente). Este tipo de diferenciales ya casi no se usa en turismos, y sólo se monta en algunos vehículos para todo terreno.



Diferencial viscoso

Es aquel en el que no existe una unión mecánica entre los semiejes, sino a través de un fluido de alta viscosidad. Este fluido baña un cilindro en el que hay dos juegos de discos intercalados, cada uno de ellos solidario con uno de los semiejes del diferencial. Si la diferencia de giro entre estos dos juegos de discos no es grande, por ejemplo: la que se produce entre las ruedas de cada lado al tomar una curva, se mueven casi independientemente. Ahora bien, a medida que la diferencia de giro aumenta, los que giran más rápido tienden a arrastrar a los otros. Si se trata de un diferencial trasero, por ejemplo: y una de las dos ruedas patinan, arrastra en alguna medida a la otra, lo que mejora la tracción. Este sistema puede estar unido a un diferencial normal, como sistema autoblocante; en este caso se denomina "acoplamiento viscoso". El principal inconveniente del sistema viscoso de transmisión es que su funcionamiento está muy condicionado por la temperatura del fluido, que pierde viscosidad a medida que se calienta.



Salisbury axle

Otra variante de diferencial de deslizamiento limitado es el llamado Salisbury axle o más conocido como diferencial de rampas. Este diferencial también emplea un juego de discos para bloquear progresivamente los dos ejes de salida del diferencial juntos. En esta variante de diferencial de discos, el eje de los satélites descansa sobre unas rampas que son empujadas por este eje en función del par que entra al diferencial. Con este sistema el reparto de par puede variar en función de si estamos en fase de aceleración o de retención.



Torsen

El nombre de "Torsen" procede de las palabras en inglés “torque sensing” que pueden ser interpretadas como que en función del par de entrada en el diferencial pueden cambiar las condiciones de operación del diferencial.

El diferencial torsen original usa una combinación de trenes de engranajes en dónde se pueden encontrar tanto dientes rectos como con un gran ángulo de inclinación que sustituyen a los satélites de un diferencial libre convencional.

Cuando el par que entra en el diferencial es pequeño, los engranajes se encuentran poco cargados y si una rueda queda en el aire, el diferencial se comportara como un diferencial libre convencional. Es decir, en una situación dónde una rueda quede en el aire o con muy poca fricción, el diferencial no logrará sacarnos. A medida que se incrementa el par, los trenes de engranajes se cargan más y bajo unas determinadas circunstancias en las que se combinan par y velocidad los ejes se bloquean de forma solidaria. Los principales elementos que producen la fricción necesaria para mantener solidarios los dos ejes son el propio tren de engranajes.



Para finalizar dejo un vídeo que resume a la perfección la problematica de sincronización de las ruedas motrices y el funcionamiento básico de un diferencial, se trata de un reportaje de hace más de 50 años de la compañía Chevrolet, que aun hoy puede servir a mucha gente para comprender el funcionamiento del diferencial.

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Últimos comentarios:

vicente chura ccama

nunca me imagine que las llantas giran diferentes en una curva.es muy interesante esta informacion.


CANDIOTE CONDORI


carmen pagan

serias tan amable y me lo envias a mi correo electronico????

gracias...


gerzon

excelente


romel

podria facilitarme sta informacion xfa


romel escobar meneses

podria facilitarme sta informacion xfa


romel escobar meneses

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Leonel

me parecio perfecto pero no se puede copiar informacion saludos gracias


Agustín Torres

Con la tecla de imprimir pantalla puedes copiar la información.


mark

necesito informacion de este articulo para un trabajo universitario, si eres tan amable y me lo envias por email te lo agradeceria. gracias


rely huamani

ummm entersante la enformacion



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