TIPOS DE DIFERENCIAL
Diferenciales controlados Diferenciales con bloqueo manual: Este bloqueo se consigue desplazando un manguito que va montado sobre uno de los palieres, el cual al desplazarse fija el palier al diferencial. El desplazamiento se consigue por medio de un mecanismo mecánico o electrohidráulico.
Diferencial autoblocante or discos defricci!n: es
un diferencial convencional pero con la diferencia de que incorpora dos paquetes de embragues. Estos se acoplan por el efecto de dos fuerzas.Este en diferencias de giro pequeñas, las compensa permitiendo el efecto diferencial, pero no permite deslizamientos pues lo impiden los embragues. Consiste también en un paquete de discos conductores y conducidos salvo que ahora los discos transfieren el movimiento entre ellos por friccin, y en un sistema hidráulico que los presiona de igual modo que un embrague convencional. Este sistema frente al ferguson, mejora en el sentido, en que se puede mandar par seg!n la presin ejercida sobre los discos, no requiriendo un deslizamiento entre ellos para que act!e, lo que permite, controlar el reparto no en funcin de la diferencia de velocidad de giro. Es muy !til, porque se puede generar repartos de par a uno y otro eje en funcin del uso que pretendamos del veh"culo, cambiando este reparto sobre la marcha, pudiendo derivar mas par al tren trasero o delantero en funcin de cada momento, mediante una gestin electrnica que contempla las e#igencias del conductor, as" como el deslizamiento en alguno de los ejes. El control del embrague puede ser más o menos elaborado, encareciendo la realizacin seg!n se haga este, debiendo ser muy preciso para permitir repartos continuos de par entre ambos ejes. Es de considerar que la presin sobre los discos debe permitir el paso de par desde $ al %$$&, por lo que para la correcta aplicacin de la presin 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.
Diferencial autoblocante or conos de fricci!n' el
principio de funcionamiento se basa en el empleo de un cono de friccin que realiza la misin de embrague. Funcionamiento en cur"a( la rueda interior se frena y la e#terior adquiere mayor velocidad, el cono no tiene suficiente adherencia con lo que se desliza en la caja. Funcionamiento en terreno desli#ante( el cono de friccin es solidario a la caja, lo muelles empujan a los planetarios contra los conos, y por lo tanto el par se transmite a los dos planetarios. El par en esta situacin está limitado por la fuerza de empuje de los muelles, si se supera el par el cono resbalara y se perderá el bloqueo del diferencial.
Diferencial torsen: Es un sistema diferencial que permite repartir el par de manera proporcional a laadherencia.Cuanta más adherencia mayor para, de modo que si la rueda pierda elcontacto con el suelo no ofrece resistencia y todo el par se transmitir"a al ejecontrario. )os diferenciales *+-E reciben el nombre de un acrnimo de *orque -ensitive, lo que se podr"a traducir como sensible al par. /portan una ventaja frente a todos los sistemas estudiados, no son diferenciales e#actamente autoblocantes, ya que no se bloquean para un determinado cantidad de revoluciones, sino que env"an el par a la rueda que mejor puede traspasarla al suelo. 0rente a los diferenciales autoblocantes tradicionales, evitan el deslizamiento de una de las ruedas, aportando solo lo que esta puede mandar al suelo, y desviando el e#cedente a la otra.
1e igual modo que un autoblocante permit"a trabajar con deslizamiento en ambas ruedas, un torsen puede hacerlo de igual manera, dejando el reparto de par entre ejes al 2$&. 0rente a los embragues de discos en aceite, aportan la ventaja de un control automático y sencillo de forma mecánica, pero no le permite modificar el reparto de par cuando ambos ejes o semiejes entran en deslizamiento cosa que el embrague de discos puede controlar enviando más par al eje que considere. El perfecto control de aporte de par a cada eje y un control de traccin que elimine el aporte no digerible por las cuatro ruedas, lo hace superior en cuanto a capacidad de traccin frente a ning!n otro sistema. -in embargo para modificar el comportamiento del veh"culo en seg!n las circunstancias, el sistema multidisco facilita el reparto de par a un eje para permitir que este derive, tal vez perdiendo capacidad de traccin pero ganando en agilidad en curvas.
Constituci!n'
dispone de un grupo cnico formado por el piñn y la corona.
)os 3alieres se unen a los planetarios sinf"n. Dos lanetarios( tipotornillo sinf"n. Tres are$as de sat%lites& con dos tipos de dentados, un dentado helicoidal que engrana con los planetarios y otro recto que engrana con el otro satélite. • •
Funcionamiento en l'nea recta: está basado en dos engranajes que se cruzan a 4$5. -e transmite el giro de un planetario al otro.
Funcionamiento en cur"a: un palier se frena y el satélite gira sobre el planetario. El giro del satélite se transmite a su pareja por el dentado recto, y el satélite que engrana con el otro planetario le transmite el giro. )as revoluciones que pierde un eje las gana el otro.
Funcionamiento en terreno desli#ante: este diferencial impide que cuando una ueda pierda la adherencia, el giro se pueda escapar. )os satélites están unidos formando parejas y transmitiendo el giro de un eje al otro. )a rueda que tiene adherencia empujara al veh"culo y la otra no traccionara pero tampoco deslizara.
E$es flotantes semiflotantes ( trescuartos flotantes Semie$es) 6eneralmente llamados 7palieres7, son de acero forjado. En uno de sus e#tremos poseen un estriado que les sirve para acoplamiento en los engranajes del diferencial. El otro e#tremo es cnico y provisto de una ranura para la chaveta, con la cual quedo ensamblado el semieje con la maza de las ruedas traseras. El empuje lateral de las ruedos es transferido de un semieje al otro, por el 7bloque de empuje7 instalado en el eje de piñones del diferencial En 7Especificaciones de -ervicio7, al final de este Cap"tulo, se detallan los semiejes traseros, seg!n veh"culos, n!mero de pieza, origen, ubicacin, longitud y el n!mero y tipo de estr"as en uno de sus e#tremos.
Ejes semi-fotantes.
-e usa en la mayor"a de los automviles de pasajeros. En este diseño, la caja de diferencial se soporta sobre cojinetes montados en el porta diferencial. )os semiejes están estriados a los engranajes laterales de diferencial aliviando a los
semiejes del peso del diferencial. )os e#tremos internos de los semiejes transmiten solamente el esfuerzo de virar o torsin. )as ruedas están enchavetadas a los e#tremos e#ternos de los semiejes y los cojinetes e#ternos están entre ellos y la caja.
El e$e tres cuartos flotante es muy semejante y se usa en algunos automviles de pasajeros. )os e#tremos de los semiejes a menudo se sujetan con tuercas y los ejes no pueden desmontarse sin desmontar primero la cubierta del diferencial.
El eje tres cuartos fotante
En eje trasero
fotante (ull foating)
En e$e trasero flotante *full floatin+, es como los diferenciales de camiones 8 o de camiones y buses en general, o sea l"nea de trasporte de peso. Este tipo de ejes usa masa en el e#tremo e#terno montada en rodamientos independientes en montaje del palier con la llanta y neumático esta masa da el aspecto de un 9cubo fijo: hacia el e#terior si se sacan esos pernos de la tapa sale el eje palier completo y todo el resto queda montado igual pero con las mangas del diferencial vac"as.
TRACCI-N En el cálculo de estructuras e ingenier"a se denomina traccin al esfuerzo a que está sometido un cuerpo por la aplicacin de dos fuerzas que act!an en sentido opuesto, y tienden a estirarlo. )gicamente, se considera que las tensiones que tiene cualquier seccin perpendicular a dichas fuerzas son normales a esa seccin, y poseen sentidos opuestos a las fuerzas que intentan alargar el cuerpo.
)a traccin en las cuatro ruedas o traccin total, generalmente abreviada como ;#; o ;<1, es un sistema de traccin en un automvil en el que todas las ruedas pueden recibir simultáneamente la potencia del motor. )a mayor"a de los automviles todo terreno y camionetas tienen traccin a las cuatro ruedas, y también algunos turismos y deportivos.
Tracción total permanente (AWD) Este sistema de traccin total permanente, también conocido como traccin integral, 9full time /<1 en inglés: distribuye siempre la fuerza de traccin a las cuatro ruedas. )a fuerza de traccin del motor se transmite al diferencial central a través de la transmisin, y desde aqu" a las cuatro ruedas. /demás, el diferencial central absorbe las diferencias de rotacin de las ruedas delanteras y de las traseras, controlando el fenmeno de frenado al tomar curvas cerradas. Este tipo de traccin se usa más en turismos que circulan por carreteras que por caminos 9offroad:.
Tracci!n total conectable *./D, Este sistema, 9part time ;<1 en inglés:, tienen traccin permanente slo en las ruedas posteriores, y seg!n la voluntad del conductor y de acuerdo con las condiciones de la carretera, la traccin delantera se conecta con una palanca, quedando enganchada. Esto quiere decir que permanentemente las ; ruedas giran a la misma velocidad. Este tipo de traccin se utiliza más en todoterrenos 9offroad:. En un sistema de traccin total conectable, la fuerza de traccin del motor se transmite a la caja de la transferencia a través de la transmisin. Cuando se selecciona =<1, la fuerza de traccin se distribuye a dos ruedas y cuando se selecciona ;<1, la fuerza de traccin se distribuye a las cuatro ruedas. En algunos tipos de ;<1, al seleccionar ;<1, el conductor puede seleccionar ;>alta, que emite la fuerza de traccin normal o ;>baja 9marcha reductora:, que se emplea cuando el veh"culo requiere una fuerza de traccin adicional. 3ara seleccionar =<1 ;<1 se utilizan unos botones o una palanca situada en la consola.
)a gran diferencia entre los veh"culos de traccin total permanente 9/<1: y los traccin total conectable 9;<1:, es que estos !ltimos no se pueden mantener en carretera con traccin en las ; ruedas porque se calientan. -lo debe usarse cuando las condiciones del camino lo e#igen. )os permanentes están diseñados para funcionar todo el tiempo y, si bien la distribucin de traccin puede variar de acuerdo al terreno y condiciones atmosféricas.
.0. deri"ados de tracci!n trasera
1otor delantero 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
1otor central delantero 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
)a mayor"a de las configuracines de traccin en las cuatro ruedas derivan de veh"culos con motor delantero con traccin trasera 9;#=: y el sistema ;#; añadido. )os sistemas ;#; derivados de ?*raccin trasera@ son por lo general una opcin en automviles de turismo, deportivos y segmentos de veh"culos deportivos utilitarios. 3recursores de los modelos actuales incluyen el Aensen 00, Aeep CheroBee y )andover 1efender .
1otor trasero 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
1otor central trasero lon+itudinal 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
1ebemos mencionar que también e#iste un puñado de veh"culos con motor trasero y traccin en las cuatro ruedas, entre estos se encuentran los superdeportivos como el )amborghini 6allardo y el 3orsche 424.
.0. deri"ados de tracci!n delantera
1otor delantero trans"ersal 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
1otor delantero lon+itudinal 2 Tracci!n en las cuatro ruedas
oy en d"a e#iste una nueva generacin de configuraciones de traccin en las cuatro
ruedas que
derivan
de
veh"culos
de motor
delantero con traccin
delantera y el sistema ;#; añadido. )os sistemas ;#; basados en plataforma de ?Dotor delantero *raccin delantera@ con motores transversales o longitudinales , son por lo general como una opcin o en modelos de lujo, deportivos y segmentos de veh"culos deportivos utilitarios compactos, como ejemplo, los motores transversales del Ditsubishi F$$$6* 9G en: y *oyota /H; y los motores longitudinales de la gama /udi Iuattro y la mayor parte de la l"nea de -ubaru.
Reductores El grupo reductor está formado por dos ruedas dentadas, un piñn de ataque que recibe el movimiento del secundario de la caja de cambios y una corona que recibe el movimiento. Este grupo tiene la misin de disminuir las revoluciones y aumentar el par.
Tios de +ruos reductores ara autom!"iles ' 3iñn y corona helicoidal 93ar recto:' empleado en los de traccin delantera. 0orma conjunto con la caja de cambios. )os ejes de entrada y salida están en 3aralelo entre s". 3iñn cnico y corona 93ar cnico:' empleado en veh"culos con motor )ongitudinal. El piñn y corona forman el grupo cnico, que puede ser de dentado recto o helicoidal. E#isten grupos cnicos de tipo hipoideque se utilizan en veh"culos de piso bajo( se diferencian en que el eje del piñn está más bajo que el de la corona. El grupo cnico distribuye el giro de rotacin entre ejes perpendiculares entre s".
Partes ( 1ateriales Constituci!n:
Carcasa: fabricada en fundicin, su funcin es actuar de soporte del resto de piezas. Ha acoplada a la corona. Planetarios: son piñones de dentado recto y forma cnica. Han acoplados
a los palieres por medio de su eje estriado. -uelen disponer de unas arandelas de material antifriccin, que además sirven de ajuste. Sat%lites: van engranados con los planetarios. 3uede haber = o ; piñones J act!an como cuñas empujando a los planetarios cuando se circula en l"nea recta y transmitiendo el movimiento al tomar una curva de un planetario al otro. Rodamientos: los más empleados son los troncos cnicos, que son capacesde soportar cargas a#iales y radiales. ecesitan en el montaje de unajuste de precarga.
Funci!n ( Funcionamiento Del Diferencial Funcionamiento: Constituido as" el
mecanismo, cuando la corona empieza
a girar impulsada por el piñn de ataque, arrastra con ella a la caja del diferencial, que en su giro voltea a los satélites que, actuado como cuñas, arrastran a su vez a los planetarios, los cuales transmiten el movimiento a las ruedas haciéndolas girar en el mismo sentido y con igual velocidad mientras el veh"culo marche en l"nea recta( pero cuando toma una curva, la rueda interior ofrece más resistencia al giro que la e#terior 9al tener que recorrer distancias desiguales: y, por ello, los satélites rodarán un poco sobre uno de los planetarios 9el correspondiente a la rueda interior: multiplicando el giro en el otro 9el de la rueda e#terior:. 1e esta manera, lo que pierde en giro una rueda
lo gana la otra, ajustándose automáticamente el giro de cada una de ellas al recorrido que le corresponda efectuar en cada curva. Kgualmente, las diferencias de trayectoria en l"nea recta, debidas a diferencias de la presin de inflado de los neumáticos, irregularidades del terreno, etc., son absorbidas por el diferencial.
Semie$es 3omocin%ticos Cuando es necesario trasmitir movimiento entre dos árboles concéntricos pero desviados angularmente se utilizan acoplamientos especiales, uno de ellos, utilizado con mucha frecuencia, es el cardán, no obstante, los cardanes tienen el inconveniente de que la velocidad angular del árbol arrastrado no es constante aunque lo sea la del árbol transmisor, por lo que la trasmisin no es homocinética( que significa de igual velocidad. 3ara lograr la igualdad entre las velocidades instantáneas del árbol es arrastrado y transmisor se acude a otros tipos de acoplamiento que si son homocinéticos.
Ln tipo de juntas es la constituida por dos $untas cardan , donde el giro alterado por una de ellas es rectificado por la otra, transmitiéndose as" una rotacin uniforme a las ruedas cualquiera que sea su orientacin.
En el otro e#tremo de la transmisin 9generalmente del lado de unin a la caja de cambios:, suele disponerse una $unta desli#ante tr'ode, que permite las variaciones de longitud de la transmisin que se producen con los movimientos oscilantes y de orientacin de las ruedas. El tipo de junta tr"pode deslizante consiste en un tr"pode formado por tres pernos en los que se acoplan los rodillos, que se alojan en tres ranuras cil"ndricas del cajeado el cual, a su vez, va estriado
al planetario del diferencial. En el tr"pode se aloja a su vez el palier, estriado sobre él, resultando de todo ello una junta homocinética deslizante.
+tras veces del lado de la rueda se monta una $unta 3omocin%tica del tio de bolas, provista de seis bolas de acero mantenidas en una jaula apropiada y que pueden deslizarse en unas gargantas tricas formadas en los semiárboles conductor y conducido.
El E$e Cardan 4 Las 5niones Cardanicas E6E CARDAN El cardán es un componente mecánico, descrito por primera vez por 6irolamo Cardano, que permite unir dos ejes que giran en un ángulo distinto uno respecto del otro. -u objetivo es transmitir el movimiento de rotacin de un eje al otro a
pesar de ese ángulo. En los veh"culos de motor se suele utilizar como parte del árbol de transmisin, que lleva la fuerza desde el motor situado en la parte delantera del veh"culo hacia las ruedas traseras. El principal problema que genera el cardán es que, por su configuracin, el eje al que se le transmite el movimiento no gira a velocidad angular constante. En la actualidad, la configuracin más com!n en los automviles es el motor delantero transversal con traccin delantera. En esta configuracin, as" como en otras en que el motor se ubica cerca de las ruedas motrices, no se utiliza el cardán. En estos casos la fuerza se transmite t"picamente mediante semiejes y juntas homocinéticas. El cardán es fácilmente observable en camiones por su tamaño abultado, en los que el árbol de transmisin se observa como una larga pieza de metal que rota sobre s" misma cuando el veh"culo está en marcha. Está ubicada longitudinalmente entre el motor y el tren trasero donde están montadas las ruedas, pudiéndose observar un cardán t"picamente en el acople con el diferencial o a la salida de la caja de cambios.
Cuando se necesita trasmitir movimiento entre dos árboles concéntricos, pero con sus ejes desviados angularmente, se recurre con mucha frecuencia al cardán. )a simplicidad, durabilidad y costo reducido de este acoplamiento as" lo justifican
Aunta Cardan
El mecanismo de la figura representa una junta Cardan que se utiliza para transmitir el giro entre dos ejes que no son paralelos y cuya orientacin relativa puede cambiar a lo largo del movimiento 9por ejemplo las ruedas directrices de un coche:. En el mundo del automvil, el uso de las Cardan es generalizado. -i se pretende comunicar el giro entre dos ejes que formen un ángulo relativamente grande 9mayor que =$5
Relaci!n De Transmisi!n De El Diferencial 1e la divisin entre la cantidad de dientes de la corona y el piñn surge lo que se conoce como elacin de 1iferencial e#presada por un n!mero referido a la unidad. 3or ejemplo si la corona tiene ;M dientes y el piñn tiene %F dientes, diremos que larelacin es de F,2; a % 9aunque en realidad la divisin da F,2FN, por redondeo se dice directamente F,2;:. Esto quiere decir que por cada F,2; giros que 7trae7 el Cardan hasta all", a las ruedas llega solo % giro. 3or eso se dice F,2; a %. -igo tomando como ejemplo al 0alcn. )a F,2; es la relacin más 7corta7 que trajeron los 0alcn de fábrica y nunca equip a los -print. 0ord las pon"a en los 0alcn con motor %NN7 9el motor chico F.$:. Está compuesta 3or una Corona de ;M dientes y un 3iñn de %F dientes )a relacin que le sigue 9en los 0alcn de fábrica: fué la F,F% 9Corona ;F y 3iñn%F:. Esta relacin ven"a con los motores ==%7 y se la considera más 7larga7 que la anterior.
Doble Transmisi!n )a doble traccin es el sistema en el cual la 7traccin7 se da en las cuatro ruedas. 3oseyendo una caja de transferencia que permit"a conectar y desconectar la
propulsin motriz del puente delantero y una desmultiplicacin más alta para dar al veh"culo una fuerza de traccin mayor a baja velocidad para usos industriales y agr"colas o para cuando se transita por terrenos dificultosos. )a fuerza del motor es transmitida a las cajas de velocidades y transferencia y por medio de ejes de propulsin llega a los puentes delantero y trasero, que la reparten a las cuatro ruedas haciéndolas girar. )a caja de transferencia act!a como una segunda caja de velocidades, pues permite elegir entre propulsin en dos o en cuatro ruedas en velocidad OaltaP, cuatro ruedas en velocidad ObajaP y una posicin OneutralP que desconecta los puentes delantero y trasero anulando la transmisin en las cuatro ruedas. El eje de propulsin que acciona al puente trasero toma fuerza de la salida de la caja de transferencia, que está alineada con el cigQeñal del motor. El eje de propulsin para el puente delantero toma fuerza en la salida de la caja de transferencia ubicada en el e#tremo delantero derecho de la misma. El accionamiento del puente delantero se efect!a mediante el eje de propulsin mencionado, piñn y corona y diferencial en la misma forma que el puente trasero convencional. -lo OtraccionabaP en terrenos disparejos como por ejemplo, barro, porque faltaba un diferencial a la salida de la caja.