Técnica

Técnica: Diferencial autoblocante

Los diferenciales surgen por la necesidad de que, en una curva, la rueda exterior recorra más distancia que la rueda interior porque describe una circunferencia de mayor radio. Debido a esta diferencia en las distancias recorridas, la rueda exterior en la curva gira a mayor velocidad que la interior.

Si no existiese diferencial las ruedas se verían obligadas a deslizar sobre el asfalto por tener que adoptar una velocidad de giro diferente a la necesaria para recorrer su trayectoria.

En el libro “Ingeniería del automóvil” de la editorial Paraninfo, el diferencial se describe como sigue:

El diferencial está constituído por cuatro partes:

  • La corona (1), sobre la que engrana el piñón del árbol de transmisión. Puede ser de engranaje cónico o cilíndrico.
  • La caja del diferencial (2), que gira solidaria a la corona arrastrando a los satélites.
  • Los satélites (3) que engranan con los planetarios y son “arrastrados” por la caja diferencial.
  • Los planetarios (4) que, engranando con los satélites, están acoplados con los palieres (5).

El diferencial recibe el par de la caja de cambios a través del piñón de ataque (6).

 

diferencial

Este video de 1937 explica a la perfección el funcionamiento básico de un diferencial:

El principio en el que se basan los diferenciales abiertos es que la velocidad de giro de la rueda libre, si bloqueamos una de ellas, es el doble de la velocidad a la que girarían las dos si ambas esuviesen libres.

El reparto de par entre los dos semiejes es el mismo, por tanto si una de las ruedas pierde adherencia, la fuerza total que se podrá transmitir al suelo el el doble del de la rueda con menor adherencia.

Al describir una curva, la rueda interior ofrece mayor resistencia al giro por ser su velocidad menor de modo que el diferencial envía el par a la rueda exterior, que ofrece menos resistencia.

Ahora se nos plantea otro problema. En caso de que alguna de las ruedas motrices tenga menor adherencia, bien por circular sobre una superficie deslizante o por perder contacto con el suelo, la potencia se transmitirá a dicha rueda, puesto que es ésta la que ofrece menor resistencia, haciendo que patine y perdiendo toda capacidad de aceleración.

Para limitar la cantidad de potencia que se transmite a la rueda con menor adherencia surgen los distintos tipos de diferenciales autoblocantes.

Resulta realmente complicado explicar el funcionamiento de cada tipo de diferencial autoblocante de forma escrita, por lo que por segunda vez en el artículo utilizaré los recursos que nos proporciona Youtube. (Fuente: http://www.learnengineering.org)

En la actualidad existe una variante adicional a los autoblocantes clásicos, que si bien no deberíamos considerar  diferencial autoblocante (porque no es el propio diferencial el que limita el deslizamiento), sí tiene el mismo efecto en el comportamiento del sistema de transmisión durante el reparto de la fuerza.

Si la centralita que controla el ABS, control de tracción y control de estabilidad detecta una diferencia de giro excesiva entre las ruedas motrices, activará los frenos en la ruede que tiene mayor velocidad de giro, para que ésta ofrezca más resistencia y así poder enviar más par a la otra rueda.

El tarado del autoblocante es la diferencia de giro entre las ruedas que permite el sistema. Un diferencial tarado al 0% es un diferencial libre, que no se bloquea en ninguna situación. En un diferencial tarado al 100% ambas ruedas giran solidarias, sin ninguna diferencia de giro. En un diferencial tarado al 25% la rueda que ofrece mayor resistencia daría 25 vueltas por cada 100 de la rueda que ofrece menos resistencia.

Con un tarado de diferencial del 100% las ruedas, que giran solidarias, tenderán a seguir en línea recta, independientemente de lo que indique la dirección, generando mucho subviraje. Una vez roto el límite de adherencia del neumático (es decir, una vez que las ruedas patinan) un diferencial bloqueado al 100% hará que ambas ruedas patinen simultáneamente perdiendo estabilidad en curva.

Creo que esto es todo lo que puedo contar acerca de los diferenciales y su funcionamiento.

¡Hasta la semana que viene!

1 comentario en “Técnica: Diferencial autoblocante”

  1. Me he quedado con algunas dudas sobre el tarado del diferencial:

    – ¿Solo se aplica en esa variante actual de diferencial que en realidad no es diferencial?
    – ¿Qué valor se le suele dar en los coches actuales?
    – ¿Qué sentido tiene darle un valor del 100%? ¿No sería lo mismo que quitar el diferencial?

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