Tipos de Diferencial

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TIPOS DE DIFERENCIAL

INTRODUCCIÓN Así como en línea recta la transfer transferencia encia de giro, de la caja de cambios a las ruedas no precisa de ningún elemento especial, cuando se aborda una curva el inferior radio de giro de las rueda interior de un eje frente a la exterior, nos obliga a intercalar un elemento que permita la transmisión transmisió n de par pero con diferenci diferencia a de entre las mismas.

giro Para ello se nombre de diferencial.

utiliza un mecanismo conocido por el

El diferencial consta de pión del !rbol de transmisión, corona, planetarios " sat#lites. $a corona recibe el movimiento del pión de transmisión que puede ser con cambio de dirección, caso de la propulsión trasera, o en la misma dirección, caso de la tracción delantera. %ormalmente la corona se encarga de provocar el último salto en la desmultiplicación de la caja, de a&í que exista diferencia de tamao entre el número de dientes de pión " corona, esta desmultiplicación es lo que ll!manos grupo .$a desmultiplicación se manifiesta en la relación entre el número de dientes del pión frente a la corona. $a reducción de vueltas que se produce, se convierte en una multiplicación de par en lo que a corona se refiere. $a co coro rona, na, lle lleva va ac acop oplad lada a do dos s sa sat#l t#lite ites, s, los cu cuale ales, s, en ca caso so de rec recta ta man manda da el movimiento a los dos semiejes a los que se encuentran engranados, por lo que el movimiento no produce normalmente un giro de los sat#lites sobre sí mismos, solo el arrastre de los semiejes a trav#s de los planetarios. El par se transfiere a la corona " esta arrastra a los semiejes reparti#ndose por igual a cada uno de los mismos 'uando el ve&ículo aborda una curva, la rueda interior a la misma, debe describir un radio de giro inferior a la situada en el exterior, por lo que debe de reducirse el número de vueltas respecto de la exterior.

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PROF. EMERSON ARROYO


INTRODUCCIÓN Así como en línea recta la transfer transferencia encia de giro, de la caja de cambios a las ruedas no precisa de ningún elemento especial, cuando se aborda una curva el inferior radio de giro de las rueda interior de un eje frente a la exterior, nos obliga a intercalar un elemento que permita la transmisión transmisió n de par pero con diferenci diferencia a de entre las mismas.

giro Para ello se nombre de diferencial.

utiliza un mecanismo conocido por el

El diferencial consta de pión del !rbol de transmisión, corona, planetarios " sat#lites. $a corona recibe el movimiento del pión de transmisión que puede ser con cambio de dirección, caso de la propulsión trasera, o en la misma dirección, caso de la tracción delantera. %ormalmente la corona se encarga de provocar el último salto en la desmultiplicación de la caja, de a&í que exista diferencia de tamao entre el número de dientes de pión " corona, esta desmultiplicación es lo que ll!manos grupo .$a desmultiplicación se manifiesta en la relación entre el número de dientes del pión frente a la corona. $a reducción de vueltas que se produce, se convierte en una multiplicación de par en lo que a corona se refiere. $a co coro rona, na, lle lleva va ac acop oplad lada a do dos s sa sat#l t#lite ites, s, los cu cuale ales, s, en ca caso so de rec recta ta man manda da el movimiento a los dos semiejes a los que se encuentran engranados, por lo que el movimiento no produce normalmente un giro de los sat#lites sobre sí mismos, solo el arrastre de los semiejes a trav#s de los planetarios. El par se transfiere a la corona " esta arrastra a los semiejes reparti#ndose por igual a cada uno de los mismos 'uando el ve&ículo aborda una curva, la rueda interior a la misma, debe describir un radio de giro inferior a la situada en el exterior, por lo que debe de reducirse el número de vueltas respecto de la exterior.

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Esta reducción se manifiesta como un freno del semieje interno, el cual genera una resistencia sobre los sat#lites que le mantienen unido a la corona. Esta fuerza resistente, resistente, genera un par en los sat#lites sat#lites,, que obligan a girar a estos sobre si mismos, transfiriendo el sobrante de revoluciones &acia el otro semieje. (e forma que las revoluciones que se pierden en el semieje interno se trasladan al semieje contrario por medio del giro de los sat#lites, de manera que si uno de ellos se detiene, el otro girar! al doble de revoluciones que le correspondería caso de que estuviesen girando los dos. Podríamos concluir diciendo que el diferencial manda par, a cada rueda por igual, " en Podríamos caso de una resistencia reparte el par " las revoluciones &acia la que menos resistencia oponga. Esto genera ventajas respecto de permitir el giro en una curva, pero cuando una de las ruedas encuentra una superficie deslizante, el agarre normal de la otra desvía todo el par a la rueda que menos resistencia resistencia opone, perdi#ndose perdi#ndose todo el par a trav#s de esta, adem!s de generar efectos indeseados en el comportamiento del ve&ículo, por el deslizamiento de una de sus ruedas, provocando una derivación del eje donde se produce. Para evitar este fenómeno fenómeno,, tanto cuando nos encontramos con superficies deslizantes, deslizantes, como cuando el par aportado es mu" alto, se puede solucionar con el blocaje de los diferenciales. Esta solución se suele adoptar en ve&ículos de tracción trasera, "a que por su menor peso sobre el eje de tracción, así como su ma"or aporte de par )ve&ículos de alta poten po tencia cia** sue suele le ge gene nerar rar efe efecto ctos s de so sobre bre vir viraje aje po porr p# p#rdi rdida da de tra tracc cción ión qu que e so son n indeseables.

TIPOS DE DIFERENCIAL 1. DIFER DIFERENCIA ENCIALES LES ABI ABIERTOS ERTOS O CONVENCI CONVENCIONALE ONALES: S: +on los diferenciales convencionales. Est!n compuestos por dos planetarios " dos, tres o cu cuat atro ro sat sat#l #lite ites. s. Es Estos tos pla plane netar tarios ios gi giran ran a tra trav# v#s s de lo los s sa sat#l t#lite ites. s. Es Este te tip tipo o de diferencial no es adecuado para el x, "a que en el caso de circular por terrenos con poca ad&erencia o mu" abruptos, el diferencial enviara la fuerza al eje con menos o sin 2



ad&erencia. Este tipo de diferencial se utiliza en ve&ículos de tracción simple )x-* " en algunos x como por ejemplo o"ota /ilux, $and 0over , 1suzu Pic2 up )-.3 " 4.5*, etc.

El mecanismo diferencial diferencial tiene por objeto permitir que cuando el ve&ículo d# una curva sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas tra"ectorias sin patinamiento sobre el suelo. $a necesidad de este dispositivo se explica por el &ec&o de que al dar una curva el coc&e, 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 meno me norr ra radi dio o qu que e la las s se segu gund ndas as.. El di dife fere renc ncia iall re repa part rte e el es esfu fuer erzo zo de gi giro ro de la trans tra nsmis misión ión ent entre re lo los s se semie miejes jes de ca cada da ru rueda eda,, act actua uand ndo o co como mo un me mecan canism ismo o de balanza6 es decir, &aciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par, o bien las vueltas o !ngulos de giro que pierda la otra. Esta característica de funcionamiento supon su pone e la so soluc lución ión par para a el ad adec ecua uado do re repa parto rto de dell pa parr mot motor or ent entre re amb ambas as rue rueda das s motrices cuando el ve&ículo describe una curva, pero a la vez se manifiesta como un serio inconveniente cuando una de las dos ruedas pierde su ad&erencia con el suelo total o parcialmente.

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En estas circunstancias, cuando por ejemplo una de las dos ruedas del eje motriz rueda moment!neamente sobre una superficie deslizante )&ielo, barro, etc*, o bien se levanta en el aire )a consecuencia de un bac&e 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 cu"a ad&erencia se &a reducido. Esta rueda tiende a embalarse, absorbiendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmóvil, lo que se traduce en p#rdida de tracción del coc&e. ambi#n el diferencial puede localizarse en la parte delantera del ve&ículo.

$a imagen muestra claramente como todo el par de tracción es transmitido &acia el neum!tico que presenta una superficie deslizante. 4



Podemos observar la distribución del porcentaje del par de tracción durante marc&a recta " una curva.

2. DIFERENCIALES AUTOBLOCANTES: Este tipo de diferenciales se utiliza en los ve&ículos x o x- modernos. +u funcionamiento se realiza mediante discos de fricción )similares a los discos de 5



embrague*. Estos discos tienen una determinada precarga en su posición est!tica " solo liberan al emprender un giro. Esta precarga es reducida "a que debe liberarse f!cilmente en cada giro que realizamos. En caso de circular por caminos con poca ad&erencia o en el caso de que uno de nuestros neum!ticos se encuentre en el aire, la fuerza escapara por el neum!tico que m!s libre se encuentre perdiendo casi la totalidad de la potencia. $a precarga de los diferenciales autoblocantes solo puede retener una pequea porción de la potencia del ve&ículo. $os tipos de diferenciales autoblocantes son.

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(iferenciales de deslizamiento limitado )viscoso o ferguson " autoblocantes mec!nicos*

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(iferenciales orsen

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(iferenciales de deslizamiento controlado )embragues multidisco*

Diferenciales a!"#l"can!es $ec%nic"s: Estos diferenciales se suelen montar en ve&ículos de tracción trasera, de gran potencia, "a que son susceptibles de perder ad&erencia durante aceleraciones fuertes en una de las ruedas, siendo necesario el enclavamiento de este a determinado valor, para evitar un deslizamiento excesivo que generaría un sobreviraje. 7ediante la adopción de este, se mejora la transmisión de esfuerzo, a la vez que evita un patinaje continuo de la rueda con menos ad&erencia " sus consecuencias para la estabilidad. (e entre los diversos tipos de diferenciales autoblocantes que existen )por conos de fricción, por discos de fricción, por acople lateral estriado*, sin duda el m!s utilizado " posiblemente el m!s eficaz es el 8&ornton Po9r:$o28, llamado tambi#n ;de discos de fricción<. En este diferencial se cruzan uno sobre otro, pero constitu"endo dos piezas independientes, a diferencia de los diferenciales corrientes, donde forman una pieza única con cuatro brazos. $os extremos de ambos ejes en la zona de acoplamiento en la caja de sat#lites van tallados con dos planos formando una ;=<. $os alojamientos para cada eje en la caja del diferencial est!n sobredimensionados, de modo que el eje entre con una 6



considerable &olgura. Estos alojamientos presentan adem!s dos rampas talladas formando tambi#n una ;=< de id#ntico !ngulo que la existente en los ejes. $os piones sat#lites planetarios son an!logos a los de un diferencial convencional. 'ada pión 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 " el buje estriado correspondiente existe un embrague compuesto por discos de fricción " arandelas el!sticas de acero. $os discos de fricción, interpuestos entre el disco de presión " la pared de la carcasa, van intercaladas de forma que las que tienen dentado exterior, engranan en unas ranuras de la carcasa, " las que llevan dentado interior, engranan con los planetarios.

Ac!aci&n 'el sis!e$a 'e #l"(e" 'uando las dos ruedas gozan de similar ad&erencia, los ejes deslizantes de los sat#lites est!n sometidos a un esfuerzo que tiende a &acerlos subir por las rampas en ;=<, 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 ;=<. $os embragues de cada planetario est!n calculados para permitir un cierto resbalamiento mientras no se produzca la total p#rdida de ad&erencia de una de 7



las dos ruedas. Así, cuando el coc&e da una curva, este pequeo resbalamiento permite que la rueda exterior gire algo m!s de prisa que la interior, comport!ndose el dispositivo como un diferencial convencional. En el momento en que una de las dos ruedas pierde ad&erencia, los sat#lites tienden a girar entre los planetarios " la tensión a que estaban sometidos los ejes de los primeros disminu"e. $a posición de equilibrio de los ejes de sat#lites se rompe " entonces el eje del lado de la rueda que todavía tiene ad&erencia sube por las rampas en ;=<, ejerciendo un empuje sobre el pión planetario que se aplica a&ora con fuerza sobre su cubo estriado. Este movimiento aprieta el embrague de placas de este lado " el planetario se &ace solidario de la caja diferencial, anul!ndose en parte, por tanto, el efecto diferencial. $os diferenciales autoblocantes tienen un valor de diseo a partir del cual este alcanza su blocaje )un diferencial convencional tendría un valor de bloqueo nulo >? " los autoblocantes a partir de -@? &asta aprox. el >?*. Para establecer el valor a partir del cual funciona el mecanismo de acoplamiento, 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. 'on estos diferenciales se consiguen mejorar las siguientes condiciones de marc&a del ve&ículoB •

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+e evita, en gran parte, que una rueda patine al arrancar o durante la marc&a con mala ad&erencia de la calzada. +e evita igualmente que una rueda patine al saltar por encima de desigualdades de la calzada.

+e elimina el peligro de patinar al conducir a altas velocidades con una ad&erencia a la calzada distinta en las ruedas motrices, lo que vale, principalmente para ve&ículos de gran potencia. +e mejoran las características de marc&a invernal )nieve, &ielo, etc.*.



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El diferencial autoblocante de l!minas funciona de modo autom!tico, sin intervención alguna del conductor.

Estos diferenciales tienen un valor de bloqueo, según el tipo de ve&ículo, entre aprox. -@? " @?. El efecto de bloqueo se refiere a la fricción interna de los dos paquetes de discos dispuestos en el c!rter del diferencial, en r#gimen de dependencia del par de apriete. El par pasa de pión cónico de ataque a la corona )grupo pión:corona*, " de a&í al c!rter del diferencial autoblocante, a trav#s de los dos discos de empuje )presión* a los dos ejes porta sat#lites, de estos a los sat#lites, pasando a los piones planetarios " de aquí a los palieres )semiejes*.

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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 s despla!arse en direcci"n a#ial$ %uesto que los discos e#teriores (&) están unidos, sin poder girar, con el cárter del diferencial (por las ranuras longitudinales) y las láminas interiores con los pi'ones planetarios () o de ataque, se dificulta el giro relativo en direcci"n al diferencial$ as fuer!as de e#pansi"n producen en los acoplamientos de discos de fricci"n (discos interiores y e#teriores) un par de bloqueo dependiente de la carga, que está siempre en relaci"n con el par de impulsi"n$ El efecto de bloqueo se adapta siempre al par motor cambiante y también el aumento de par en las distintas marc*as$ 10



os diferenciales autoblocantes disponen de una o dos arandelas elásticas (+), mediante las cuales se forma un par de bloqueo constante con una ante carga a#ial de los discos$ Estas arandelas elásticas ejercen, en condiciones e#tremadamente difciles, un efecto de bloqueo inmediato, que representa una gran ventaja con estado de la cal!ada e#tremadamente deficiente y una mala ad*erencia entre rueda suelo$

$os diferenciales autoblocantes montados como equipo opcional, o de serie en los ve&ículos, disponen de un valor de bloqueo de de aprox. >? &asta el @?. 'onstitu"en una excepción los diferenciales autoblocantes en ve&ículos con tracción delantera, en los que el valor de bloqueo es de aprox. -@?. Estos diferenciales no necesitan mantenimiento alguno, aunque en los ve&ículos que se conducen en condiciones de servicio superiores )policía, taxis, etc.* se recomienda un cambio de aceite del eje trasero cada 4>.>>> 2m.

Diferencial Fer)s"n " Visc" ac"*la'"r: 11



Este diferencial autoblocante suele utilizarse como diferencial central en ve&ículos con tracción a las  ruedas. Est! constituido por una carcasa solidaria al !rbol de transmisión que encierra unos discos, de los cuales, unos est!n unidos a la carcasa " otros al portadiscos solidario al eje de salida, los discos de ambas series van intercalados " con &endiduras " taladros, a trav#s de los cuales puede pasar el aceite silicona mezclado con un ->? de aire, que llena todo el conjunto.

Cna parte del conjunto es solidaria a las ruedas de un eje " la otra a las ruedas de otro eje. En marc&a recta las ruedas traseras se ven arrastradas por las del tren que recibe la tracción a trav#s de su contacto con el suelo, gener!ndose una pequea aportación de par a trav#s del aceite silicona. 'uando uno de los ejes pierde tracción el deslizamiento que se genera entre los discos alternos &ace aumentar la temperatura " presión en el aceite silicona que los envuelve, aumentando las fuerzas de cizalladura, arrastrando los discos conductores a los conducidos, consigui#ndose un giro solidario entre ambos. El momento de actuación lo determina el número de discos, los taladros " el aire que tengan mezclado, no recibiendo en funcionamiento normal nada m!s que una pequea parte del par a trav#s de #l, apenas un 5>?. Este diferencial es el m!s usado cuando a un ve&ículo de tracción delantera se le aade la trasera como complemento ante una p#rdida de tracción del tren 12



delantero, momento en el que el bloqueo del mismo genera el desvío de par al otro tren. El problema que se presenta con este diferencial es que la tracción a las  ruedas no es permanente " &a" un cierto retraso desde que empieza a perder tracción uno de los ejes del ve&ículo " el acoplador viscoso empieza a transmitir el par de tracción al otro eje. Puesto que el líquido viscoso que &a" dentro del visco acoplador no es un medio fijo de transmisión )depende de la temperatura " de la diferencia de velocidad entre discos* la tracción a las  ruedas no es fija ni constante.

El uso de estos diferenciales como centrales obliga a utilizar un embrague autom!tico que desembrague la tracción al segundo eje en el momento de frenado cuando el ve&ículo monte un sistema AD+, "a que como su blocaje se produce por diferencia de giro entre trenes, este bloqueo que deja sin efecto diferencial puede afectar al funcionamiento del sistema AD+ que tambi#n va a vigilar estas diferencias de giro para actuar. $a introducción de este embrague autom!tico cuando se monta AD+ )mu" general &o" día* &ace que se plantee la tercera solución, que consiste en dotar a este embrague del efecto de reparto de par, sustitu"#ndose el diferencial por un embrague multidisco controlado )como ejemploB el /aldex*. El uso del visco acoplador como diferencial central puede ser que sea menos eficaz que el sistema de orsen, pero es ciertamente el m!s barato, así que podemos encontrarlo en muc&os coc&es de serie con tracción total (. 13



• •

Ven!a+a: Des,en!a+a:

Darato " compacto

Es tracción total ( solo cuando &a" una diferencia de tracción entre ejes debido a suelo deslizante. +e comporta normalmente como un tracción a dos ruedas -( Este sistema de tracción lo utilizanB = +"ncro, $amborg&ini (iablo =, Porsc&e FF4GFFH 'arrera  " urbo, =olvo 3@> A( " el $ancia (elta integrale )diferencial central " delantero* etc.

Una al!erna!i,a *ara el ,isc" ac"*la'"r es cuando se utiliza junto con un diferencial convencional )como central* &aciendo el primero las veces de diferencial autoblocante es decir bloquear la transmisión a las  ruedas cuando &a" una diferencia de velocidad entre ambos ejes del ve&ículo. 'on este tipo de transmisión lo que conseguimos es que el ve&ículo sea tracción a las  ruedas )(* constantemente " no solo a ratos )perdida de tracción en unos de los ejes* como el anterior.

O!ra al!erna!i,a al !ili-ar el ,isc" ac"*la'"r es cuando se utiliza junto con un tren de engranajes epicicloidal como se ve en la siguiente figura. Este sistema lo utiliza el 7itsubis&i 4>>>I A(. 14



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El visco:embrague )viscoacoplador* tambi#n se puede usar en el diferencial delantero o trasero )eje*. Para ello se une el sistema de acoplamiento viscoso a la carcasa de un diferencial convencional.

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C"nclsi&n Este sistema de transmisión no es constante al 5>>? tiene un pequeo deslizamiento )diferencia de velocidad entre ejes* " retraso en su acoplamiento, 18



lo que &ace que el par no se transmita igual a los dos ejes. Pero este inconveniente es menor " por eso ve&ículos de grandes prestaciones lo &an utilizado por su buen equilibrio entre precio " eficacia. Este sistema de tracción lo utilizanB $ancia (elta 1ntegrale, Jord 0+ 'os9ort&, 7itsubis&i $ancer I+0, 4>>> I =0, +ubaru 1mpreza, o"ota 'elica I.

Diferencial T"rsen +u nombre procede de las palabras inglesas T"r que Sensitive, que en espaol quieren decir sensible al par, fue inventado por =ernon Ileasman " fabricado por el Ileason 'orporation.. Es un tipo de diferencial cu"a peculiaridad radica en que reparte la fuerza que procede del motor a las ruedas de forma independiente a la velocidad rotatoria de cada uno de los dos !rboles o semiejes de transmisión que parten de #l. +u gran virtud es que puede transmitir, en una curva, m!s par a la rueda que menos gira, en contraposición al resto de diferenciales. En cualquier diferencial autoblocante, "a sea convencional o viscoso, el reparto de fuerza entre los dos semiejes se realiza siempre de forma proporcional a su velocidad de giro, sin embargo el diferencial orsen puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en función de la resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior en una curva gire menos que la exterior, aunque esta última reciba menos par.

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Fnci"na$ien!" 20



Dasa su funcionamiento en la combinación de una serie de engranajes convencionales " &elicoidales. En concreto, se utilizan tres pares de ruedas &elicoidales que engranan a trav#s de dientes rectos situados en sus extremos. $a retención o el aumento de la fricción se produce porque las ruedas &elicoidales funcionan como un mecanismo de tornillo sinfínB el punto de contacto entre los dientes se desplaza sobre una línea recta a lo largo del propio diente, lo que supone unir al movimiento de giro de las ruedas un movimiento de deslizamiento que supone fricción. El tarado o grado de resistencia se determina precisamente por el !ngulo de la &#lice de estas ruedas &elicoidales. +i lo comparamos con un diferencial convencional, en un orsen se sustitu"en los sat#lites convencionales por tres pares de engranajes &elicoidales, engranados dos a dos por piones de dientes rectos en sus extremos. $os planetarios en este caso son tornillos sin fin, con los cuales engrana cada uno de los engranajes &elicoidales.

En curva los sat#lites giran sobre sus ejes aceler!ndose uno " fren!ndose otro para permitir la diferente velocidad de cada rueda. +i se genera el deslizamiento de una rueda los sat#lites &elicoidales no pueden &acer girar m!s r!pido al planetario, dada la disposición de tornillo sin fin. 'omo los sat#lites forman parejas , la reacción de uno frente al otro impide el giro del planetario cuando &a" deslizamiento. El tarado a partir de cual manda el par a la rueda que tiene mejor agarre se determina con el !ngulo de la &#lice &elicoidal. Esto nos permite, disponer siempre del m!ximo par en la rueda que mas agarre tiene, sin tener que llegar al deslizamiento en la rueda de menor agarre, " que 21



este propicie el blocaje del diferencial, esto redunda en un mejor comportamiento sin perdidas de tracción en ninguna rueda, mientras &a" capacidad de transmitir, lo que favorece las aceleraciones " evita derivas que tengan que ser controladas.

$os diferenciales traseros autoblocantes tipo orsen " similares no solo actúan en aceleración sino que tambi#n lo &acen en retención. En este caso ocurre lo mismo que en aceleración, el diferencial aporta m!s par de frenado )de retención* a la rueda izquierda o derec&a dependiendo de cu!l tenga m!s agarre. Es una característica in&erente al diferencial orsen. Por cierto decir que estos diferenciales se ajustan de forma que cuando el reparto de par a uno u otro lado llega a un cierto límite el diferencial se bloquea por completo... " dic&o porcentaje de bloqueo )lo que &abitualmente se denomina 8tarado8 del diferencial* suele ser distinto para aceleración " para retención.

/a" varias versiones de diferenciales orsen, su constitución interna cambia según el modelo.

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En la figura inferior se ve la utilización de un diferencial orsen como central " su situación en el conjunto de la transmisión. $a marca Audi &a utilizado en sus modelos Kuattro )tracción a las  ruedas* el diferencial orsen como central " tambi#n en el eje trasero.

Aparte de Audi, pocos fabricantes de coc&es adoptaron el orsen, principalmente debido a su alto coste económico. El o"ota, 'elica I es una de las pocas excepciones. Ctilizó el orsen en el eje trasero. ambi#n $ancia lo utilizo en el 23



(elta integrale que montaba un diferencial viscoso como central " un orsen como trasero.

Actualmente el A3 se &a sustituido el torsen central por un multidisco "a que en realizaciones con cajas de cambio autom!ticas, la presencia de una bomba para suministrar presión de aceite en la caja de cambios se usa para el accionamiento del embrague, dejando el torsen para uno de los trenes, donde tambi#n sus efecto ser! beneficioso.

Ven!a+as 'e la !ili-aci&n 'el 'iferencial T"rsen: •

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Altos niveles de confort, porque el efecto blocante del diferencial orsen se genera de forma netamente mec!nica, &all!ndose continuamente en ataque " reaccionando sin escalonamientos. +e mantiene siempre la direccionabilidad del ve&ículo. +iempre que los pares de fricción de las ruedas sean suficientes, el diferencial orsen trabaja de modo completamente imperceptible.

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%o puede &aber manejos equivocados, porque el diferencial orsen trabaja de forma autom!tica. El diferencial orsen funciona ampliamente exento de desgaste.

'on el diferencial orsen, combinado con la función del bloqueo diferencial electrónico E(+ en todas las ruedas, que funciona &asta los 3> 2mG&, el allroad quattro se mantiene traccionable si sólo una rueda sigue teniendo agarre.

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'omo &emos comentado al principio de este artículo, el diferencial orsen se complementa perfectamente con los controles de tracción electrónicos )AD+G'+*, cosa que no ocurre con los diferenciales autoblocantes de deslizamiento limitado )$+(* que permiten un cierto deslizamiento de las ruedas antes de actuar por lo que la tracción total no es moment!nea sino que tiene un cierto retraso, &asta que actúan los sistemas de control de tracción tanto el mec!nico como el electrónico.

C"nclsi&n El diferencial orsen, nos va a permitir un reparto preciso " exacto del par motor a las  ruedas cuando la transmisión est! exenta de deslizamiento, pero lo volver! poco !gil, si queremos trabajar con cierto deslizamiento. 26



Puede usarse como diferencial central, delantero o trasero indistintamente. %o interfiere en el funcionamiento del AD+. $os ve&ículos que lo equipan n" *e'en ser re$"lca'"s bajo riesgo de avería de la transmisión. •

•

Ven!a+asB

respuesta constante a las  ruedas.

Inc"n,enien!es:

r!pida ante perdidas de tracción,

tracción

mu" caro " mu" rígido en su funcionamiento no permite

controlarlo

Sis!e$a al'e/ Este sistema entra dentro de los llamados embragues o acopladores multidisco se diferencia del visco acoplador en los materiales de los elementos rozantes, el líquido usado, " el mecanismo de control presentando, por lo dem!s la constitución es parecida. 'onsiste tambi#n en un paquete de discos conductores " conducidos salvo que a&ora los discos transfieren el movimiento entre ellos por fricción, " en un sistema &idr!ulico que los presiona de igual modo que un embrague convencional. Este sistema frente al visco acoplador, mejora en el sentido, en que se puede mandar par según la presión ejercida sobre los discos, no requiriendo un deslizamiento entre ellos para que actúe, lo que permite, controlar el reparto no en función de la diferencia de velocidad de giro. Es mu" útil, porque se puede generar repartos de par a uno " otro eje en función del uso que pretendamos del ve&ículo, cambiando este reparto sobre la marc&a , pudiendo derivar mas par al tren trasero o delantero en función de cada momento, mediante una gestión electrónica que contempla las exigencias del conductor, así como el deslizamiento en alguno de los ejes. El control del acoplamiento puede ser m!s o menos elaborado, encareciendo la realización según se &aga este, debiendo ser mu" preciso para permitir repartos continuos de par entre ambos ejes. Es de considerar que la presión sobre los discos debe permitir el paso de par 27



desde > al 5>>?, por lo que para la correcta aplicación de la presión debe tenerse en cuenta en cada momento, si la diferencia de giro entre ambos trenes es la normal en una curva o se debe a un deslizamiento de una rueda. (esde finales de 5FF3, =ol2s9agen substitu"ó el visco acoplador de sus modelos de ve&ículos +"ncro por un nuevo sistema llamado 8/aldex8. Primero lo monto en el Audi  " el Iolf motion, el nuevo sistema utiliza un diferencial central de embrague multidisco. En este momento, se ofrece solamente para la plataforma transversal transverse:engined del golf 1=, pero no &a" razón t#cnica evita que se aplique a los modelos longitudinal longitudinal:engined de Audi.

Fnci"na$ien!" +i las ruedas deslizan por encima de un cierto límite, se produce una diferencia de giro con relación a las traseras. Esa diferencia de giro acciona una bomba &idr!ulica que presiona un juego de discos conectado al motor, con otro conectado a las ruedas traseras. A medida que aumenta la presión entre los discos, aumenta la fuerza que reciben las ruedas posteriores. Cn calculador 28



electrónico determina la presión que la bomba suministra a los discos. Así pues, en condiciones normales, el sistema de tracción :7otion funciona pr!cticamente como si se tratara de un tracción delantera normal. En condiciones extremas puede suceder que las ruedas traseras sean las únicas que transmitan motricidad.

El principio de funcionamiento de este embrague se basa en un conjunto de discos que conectan el !rbol de transmisión con el diferencial trasero. Estos discos reciben una presión de aceite, a trav#s del sistema de autobombeo, la cual regula la cantidad de par a transmitir al eje posterior. +i el tren anterior " el posterior giran a la par, no se produce ningún efecto " el coc&e se comporta como un tracción delantera normal6 si ocurre un desfase, se genera una presión de aceite que, conducida &acia pistón de accionamiento , comprime los discos produciendo la conexión entre ambos ejes. Pero lo fundamental es la v!lvula reguladora que, controlada por la centralita electrónica, determina el grado de actuación del embrague /aldex una vez que 29



se genera presión en el circuito &idr!ulicoB si la v!lvula est! cerrada, la eficiencia es m!xima " el bloqueo, total6 si est! abierta un tercio, deja refluir parte del aceite &acia el depósito del sistema, permitiendo un resbalamiento limitado " un reparto de par variable entre ambos ejes6 si est! totalmente abierta, no &a" presión sobre el #mbolo principal, el aceite reflu"e directamente " el tren trasero permanece desconectado. Para decidir el grado de actuación, las condiciones de marc&a son registradas por medio de sensores en el motor )r#gimen, posición del acelerador*, en las ruedas )por los sensores del sistema AD+* " en la carrocería )por un detector de aceleración:deceleración* " toda esta información llega a trav#s del 'A%:Dus )sistema electrónico de intercomunicación* a un procesador. $os datos son analizados instant!neamente para reaccionar de forma r!pida " efectiva en cada situación. El sistema /aldex no produce efectos de resistencia en maniobras de aparcamiento, admite circular con neum!ticos desiguales )con la rueda de emergencia, por ejemplo*, permite el remolcado del coc&e con un eje levantado sin crear tensiones internas ", por si fuera poco, combina su efecto con los dem!s sistemas de seguridad )AD+, E(+ o E+P*, lo que significa un control absoluto de los movimientos de las ruedas respecto al suelo. El caso del /aldex simplifica la realización frente a la de Porsc&e, por actuar directamente sobre los  discos en vez de tener cada disco un actuador independiente, de a&í que suela funcionar con mu" poco par al eje trasero modific!ndose este cuando las ruedas delanteras no pueden soportar el aporte de par.

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El sistema /aldex a evolucionado presentando varias versiones como la que utiliza los ve&ículos de la marca =olvo en sus modelos A( instant traction. El sistema A( controlado electrónicamente es inteligente. (etecta en qu# condición se encuentra el ve&ículo " lo que quiere el conductor. Esta información proporciona la base para saber si el sistema tiene que actuar " cómo. En comparación con el anterior sistema de tracción integral de =olvo basado en un diferencial de acoplamiento viscoso, el nuevo sistema A( es muc&o m!s r!pido en su respuesta. +ólo necesita que una de las ruedas delanteras comience a derrapar un s#ptimo de vuelta para que el sistema desvíe m!s potencia a las ruedas traseras. Esto significa que el nuevo sistema A( proporciona una tracción de salida muc&o mejor en superficies difíciles, minimizando el riesgo, por ejemplo, de que las ruedas delanteras se &undan en la arena blanda. 'uanto m!s 8pesada8 sea la superficie de conducción, por ejemplo, arena mojada o barro, ma"or es la diferencia " las ventajas en comparación con el sistema anterior. %ormalmente, entre el @ " el H@ por ciento de la potencia es entregada a las ruedas traseras, dependiendo de las condiciones de conducción. $os cambios en la cantidad de potencia desviada a las ruedas traseras tiene lugar de una manera extremadamente r!pida, aunque suavemente, sin que el conductor lo advierta siquiera. +e comunica con otros sistemas 31



El sistema A( est! conectado al sistema 7ultiplex del ve&ículo. 'omo resultado, se comunica con el resto de sistemas del ve&ículo para optimizar la tracción a las cuatro ruedas en todo momento para adecuarse a la situación de conducción. Esta comunicación digital implica al +istema de 'ontrol de racción )0A'+*, por ejemplo. ambi#n es posible equipar al =olvo L'> con (+' )'ontrol de racción " Estabilidad (in!mico*. $a distribución de potencia entre la derec&a " la izquierda es gestionada por el 0A'+, el sistema antiderrapaje de =olvo. El 0A'+ interviene cuando es necesario, frenando una rueda para incrementar la potencia relativa de la rueda con la mejor tracción. Esto significa que el sistema A(, trabajando en combinación con el 0A'+, puede distribuir la potencia a las ruedas que tienen la mejor tracción en un momento dado. 'uando se aparca el L'>, el sistema A( es controlado para impedir que los ejes delantero " trasero 8compitan8 por la potencia &asta el bloqueo total, asegurando una f!cil maniobrabilidad al conductor. 'uando el ve&ículo es frenado, se desactiva el sistema de manera que los sistemas de frenado " AD+ puedan trabajar de forma efectiva, proporcionando una gran estabilidad unas distancias de frenado cortas. (el mismo modo, el sistema A( es desactivado por el sistema de 'ontrol de racción " Estabilidad (in!mico )(+'* si #ste realiza cualquier intervención de frenado para contrarrestar un patinazo.

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En el sistema A( de =olvo, la potencia se distribu"e entre las ruedas delanteras " traseras a trav#s de un embrague multidisco &úmedo )/aldex*. $a función de este sistema se divide en tres componentes principalesB •

Cna bomba &idr!ulica que es accionada por la diferencia de velocidad entre los ejes.

•

Cn embrague multidisco &úmedo.

•

Cna v!lvula de control con electrónica. $a unidad puede ser considerada como una bomba &idr!ulica donde la carcasa " el pistón con forma de anilla est!n conectados a un eje, mientras que la unidad de control del pistón est! conectada al otro eje. 'uando ambos ejes giran a la misma velocidad no se produce ningún bombeo. an pronto surge una diferencia en la velocidad, comienza el bombeo " el flujo de aceite. (ado que es una bomba de pistón, la respuesta es pr!cticamente instant!nea, sin retardo debido a un bombeo lento. El aceite es suministrado a un pistón de embrague que comprime la prensaestopas del embrague ", en consecuencia, reduce la diferencia de velocidad. El aceite vuelve al depósito a trav#s de una v!lvula de regulación ajustable que controla la presión del aceite ", por tanto, la presión en el embrague. El control electrónico significa que el embrague puede ser adaptado a diferentes situaciones de conducción. Mtra ventaja del sistema A( controlado electrónicamente es que no necesita una consideración especial en situaciones específicas. El remolcado " el cambio de ruedas, por ejemplo, se pueden realizar de la manera &abitual.

El e$#ra)e $l!i'isc" es !ili-a'" *"r "!ras $arcas 'e ,e0cl"s En el porc&e F@F el reparto de par es permanente )>BH>* lo que implica un rozamiento continuo entre los discos para adecuar el reparto de par a cada circunstancia, esto permite que se reparta el par a cada eje considerando la situación del coc&e, " el desplazamiento de peso que se produce por aceleraciones " frenado del mismo. Para un reparto mas preciso se &a creado H pares de discos con accionamiento independiente en cada uno de ellos. El embrague multi:discos tiene H pares de discos de fricción, cada par es controlado independientemente por la computadora " actuado por la presión &idr!ulica. Esto simplemente iguales a H embragues independientes. 33



+alvo en realizaciones mu" elaboradas " caras como la de Porsc&e, este sistema suele usarse en ve&ículos donde funcionan siempre como tracción a aun eje, permitiendo la conexión autom!tica del otro en circunstancias determinadas. Cna construcción mas barata es la de un embrague multidiscos pero accionados todos a la vez, el cual es usado en los mercedes  matic, lo que no permite un reparto tan preciso del par entre los ejes de forma continua. Por eso suele montarse en ve&ículos, donde la tracción ser! a - ruedas normalmente , solo adopt!ndose la tracción al otro eje cuando se observe una perdida de ad&erencia en el eje motriz, en el caso del mercedes se comporta como un tracción trasera en situación normal.

. DIFERENCIALES BLO3UEABLES 4ANUAL4ENTE: Ctilizan un diferencial abierto con un mecanismo que bloquea, a voluntad, los sat#lites logrando de esta forma un eje rígido )ambas ruedas giran a la misma velocidad*. En la posición de desbloqueado, no incide en lo m!s mínimo en el manejo en ruta, ciudad, etc. Este tipo de bloqueos de diferencial solo estaba disponible en ve&ículos de guerra, tractores " camiones " su costo es mu" elevado. El ARB Air5L"c6er posee la última tecnología en este tipo de diferenciales. Actúa mediante un compresor de aire que moviliza una pieza en el núcleo del diferencial que anula el movimiento de los sat#lites " planetarias, convirtiendo este eje en rígido )bloqueado al 5>>?*. +e puede activar a cualquier velocidad " no requiere lubricantes especiales.

BLO3UEO DIFERENCIAL ARB AIR LOC7ER

839 es el #l"(e" cen!ral El bloqueo central es un dispositivo que se encuentra en algunos ve&ículos x )EjB $and 0over " 7itsubis&i*. El mismo se encuentra en la caja de transferencia " se encarga de dividir la fuerza &acia el eje delantero " trasero por igual. Este

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tipo de bloqueo nos ser! de gran a"uda mientras tengamos buena ad&erencia en algunos de nuestros ejes.

El A0D Air:$oc2er es el único tipo de diferencial bloqueable, que permite al conductor elegir entre un diferencial abierto o uno bloqueado al 5>>? en instantes. Es por esta posibilidad que el A0D Air:$oc2er puede instalarse en ambos ejes )delantero " trasero* sin afectar la dirección de nuestro eje delantero cuando se encuentra desconectado.

839 es el ARB Air5L"c6er ; c&$" fnci"na El A0D Air:$oc2er es un bloqueo de diferencial al 5>>?. Est! compuesto por un núcleo de diferencial que reemplaza al original " un compresor de aire. Al oprimir la tecla de accionamiento instalada en el tablero, se emite un estimulo el#ctrico al solenoide que deja pasar el aire comprimido &asta el núcleo de diferencial. Este aire acciona un pistón anular que anula el movimiento de los sat#lites, &ermanando ambos palieres al movimiento de la corona. (e esta forma obtenemos el 5>>? de la potencia aplicada al suelo. 'uando desactivamos el bloqueador el aire escapa por la v!lvula del solenoide " un resorte vuelve el pistón anular a su posición dejando un diferencial abierto.

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Princi*ales Ven!a+as 'el ARB Air5L"c6er:

•

F%cil 'e U!ili-ar: 'on solo oprimir un botón desde el interior de la cabina podemos bloquear o desbloquear el diferencial al 5>>? inclusive mientras estamos en marc&a.

R"#s!e-:

•

El núcleo del A0D Air:$oc2er es m!s fuerte que los núcleos originales. En muc&os de los casos su grado de dureza es m!s del 5>>? superior a la de los núcleos originales. •

Sin 'es)as!e: Al ser acoplado solo en los momentos de dificultad, no posee casi desgaste " no requiere ningún cuidado especial. +u desgaste es ínfimo respecto de los autoblocantes de cualquier tipo, "a que estos se encuentran en permanente fricción )actúan mediante discos de embrague* o los bloqueos mec!nicos, que tienen muc&a ma"or fricción, desgaste " temperatura.

8C&$" se ins!ala el ARB Air5L"c6er +u instalación es bastante sencilla. /a" que remplazar el núcleo original por el A0D, &acer un pequeo orificio en la parte superior de la carcasa del diferencial por donde entrara el conducto del aire, instalar el compresor de aire en la cabina o en el motor )el mismo tiene dimensiones pequeas, de 5 $a x 53 Al x5- An*, &acer la instalación el#ctrica )el ramal de cables "a viene incluido* " ubicar la tecla de accionamiento en el tablero. 0ealizar el cableado de una manguera 36



delgada de aire &asta el diferencial. odos los materiales "a vienen provistos con el Nit. (ic&o trabajo se realiza en 3 /s por un t#cnico especializado en diferenciales.

BLO3UEO DIFERENCIAL POT

$a

función de un diferencial es de permitir la rotación de dos ruedas de un eje a diferentes velocidades como por ejemplo cuando se toma una curva. +i el ve&ículo no tuviera un diferencial, la rueda de la parte de afuera causaría dao al eje " desgaste innecesario. El diferencial distribu"e la potencia del eje " la canaliza a la rueda que ofrece menos resistencia. 'uando se conduce en situaciones todo terreno la rueda que ofrece menos resistencia es normalmente la que esta patinando en la arena o barro o queda en el aire. $a rueda que patina suele llevarse toda la potencia disponible " es por eso que la otra rueda no consigue desplazarse " mover el ve&ículo. El sistema 8%o +lip8 de 8Po9ertrax8 es el m!s nuevo en cuanto a tecnología de bloqueadores de diferenciales "a que combina las prestaciones de un diferencial de bloqueo limitado )sin fricción* " de un bloqueador de diferencial convencional.

8C&$" fnci"na El sistema funciona como un embrague, desbloque!ndose justo cuando se necesita )ver siguiente punto* mediante el tarado de unos resortes )específicos para cada ve&ículo* al detectar una diferencia de velocidad de giro entre una 37



rueda " otra. El sistema es totalmente autom!tico sin necesidad de aire comprimido, vacío ni cables.

8C%n'" ac!?a 'uando circulamos en línea recta "a sea por carretera o fuera de ella, no necesitamos el funcionamiento de un diferencial abierto luego el sistema Po9er rax est! bloqueado al 5>>?. 'uando trazamos una curva, lo necesario sería que ambas ruedas girasen a distinta velocidad pero en los diferenciales abiertos, estos suponen una gran p#rdida de fuerza " tracción. En esta situación, los sistemas de tracción Po9er rax dejan de funcionar bloqueados al 5>>? " transmiten la fuerza del motor a la rueda interior a modo de bloque de deslizamiento limitado pero sin fricción. Juera de carretera, el sistema Po9er rax actúa de igual manera d!ndote en cada momento lo que necesitas. Por ejemplo si atacamos una zanja a gran velocidad " una rueda queda al aire, el sistema se desbloquea al detectar la diferencia de velocidad de giro de una rueda a la otra, dando la tracción a la rueda que est! en el suelo.

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+i en el mismo caso, cruzamos la zanja a poca velocidad, al no &aber diferencia de velocidad de giro entre las dos ruedas el sistema continúa bloqueado al 5>>? d!ndote la m!xima tracción.

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8De (9 es!% fa#rica'" 40


Tipos de Diferencial

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