DIFERENCIALES
El diferencial es un elemento esencial de la transmisión. Colocado después de la caja de cambios, es el último mecanismo complejo encargado de transferir el par de giro o par motor a las ruedas motrices, dividiendo dicho par entre ambas.
Cuando un coche se mueve a lo largo de una curva, las ruedas situadas en el interior de la misma recorren una distancia más corta que las ruedas situadas en el exterior. Eso significa que las ruedas de la parte exterior de la curva tienen que girar a una velocidad más alta. Si las cuatro ruedas giraran a la misma velocidad, el coche tendería a seguir recto a pesar de tener girada la dirección y a cierta velocidad se provocaría un derrapaje. En definitiva, el diferencial permite que las ruedas motrices interiores y exteriores giren a diferente velocidad cuando el vehículo cambia de trayectoria. De esta manera, al girar no aparecen tensiones mecánicas excesivas en los elementos de la transmisión, se reduce el desgaste de los neumáticos y mejora el funcionamiento en condiciones normales.
Por lo general, cada coche cuenta con un diferencial y los vehículos con tracción a las cuatro ruedas hasta tres. Los coches con tracción a las cuatro ruedas están equipados normalmente con diferencial de discos en el eje trasero. En el eje delantero se emplean diferenciales de varios tipos, dependiendo de la potencia del automóvil, la distribución del peso y las habilidades de conducción. El diferencial central (que reparte el par entre los ejes) suele ser viscoso o de tipo Torsen. Los coches modernos con tracción integral de calle suelen tener diferenciales activos, cuyo comportamiento se puede cambiar modificando la gestión electrónica de estos sistemas.
TIPOS DE DIFERENCIALES
Los diferenciales más comunes son los llamados abiertos. Los coches con un mayor rendimiento o con carácter deportivo están equipados con sistemas complejos llamados diferenciales de deslizamiento limitado o LSD en Inglés limited slip diferential, de los que también hay diferentes clases.
Diferenciales abiertos sin ningún tipo de sistema de limitación.
La mayoría de los coches de calle están equipados precisamente con este tipo de diferencial, que permite a las dos ruedas trabajar de forma totalmente independiente, lo que significa que cada rueda puede girar a un régimen completamente diferente. El único problema es que la potencia se transmite a la rueda que opone menos resistencia. En una superficie de agarre igual no tiene gran importancia, pero en el momento en que una rueda pierde tracción, por ejemplo, en superficies resbaladizas, el total de la potencia se transfiere sólo a la rueda que pise la superficie de menor adherencia, que comienza a girar a gran velocidad, mientras que la otra rueda permanece inmóvil. Este fenómeno se produce porque la rueda que esté en la superficie con menor adherencia no puede transmitir todo el par motor al suelo. Cuando hacemos una arrancada brusca sobre una superficie de igual adherencia para ambas ruedas de tracción y “hacemos ruedas” lo que estamos haciendo es liberar todo el par motor de golpe a las ruedas, que se ven superadas, siendo incapaces de transmitirlo íntegramente al suelo por lo que se ponen a girar sin apenas generar avance del vehículo. Cuando una rueda está sobre una superficie de menor agarre que la otra rueda, el 100% del par motor es transferido a que tiene menos agarre y que girará loca mientras que la otra rueda no lo hará dejando el coche inmóvil en caso de arrancada. Este tipo de diferencial es una solución relativamente segura y barata, pero poco eficaz en términos de mantener una tracción óptima en diversas condiciones de marcha.
Diferenciales viscosos
Se encuentra a menudo en los coches de serie con un rendimiento superior y deportivos. Ofrece total comodidad y confort de marcha en condiciones normales, como si fuera un diferencial abierto, pero cuando una rueda pierde tracción se produce un bloqueo, por lo que el par motor nunca se transfiere en un 100% a una sola rueda. Este tipo de diferencial no es una solución tan robusta como otros sistemas, pero en mayoría de los casos es suficiente. Como ya hemos comentado, con un diferencial abierto en superficies resbaladizas, cuando una rueda pierde adherencia ésta gira en vacío (o loca) y la otra está parada. En cambio, si el coche tiene diferencial viscoso, si una rueda empieza a perder adherencia, el diferencial transferirá el par sobrante a la otra rueda por lo que ambas comenzarán a girar. El principio de funcionamiento es que el sistema tiene unos discos entre los cuales hay un aceite que cuya viscosidad aumenta cuando aparecen diferencias de velocidad de giro de las ruedas, provocando un bloqueo parcial. La distribución de par en el diferencial viscoso no puede ser controlada con precisión y depende de la diferencia inicial de velocidad entre las ruedas motrices. En casos extremos puede ser completamente bloqueado y el sistema entero actuará como un diferencial soldado.
Diferenciales de tipo Torsen / ATB
Torsen proviene del inglés Torque Sensing y significa «sensible al par. «ATB” viene de Automatic Torque Biasing que puede traducirse como repartidor de par automático. El Torsen es el sistema mecánico más sofisticado y actúa de una manera muy diferente a un diferencial abierto. Su función principal es la transferencia de potencia a la rueda que tenga mejor agarre. Pero si cualquiera de las ruedas pierde la tracción o está en el aire, el diferencial este empieza a comportarse como un abierto normal. Esto significa que la solución no es óptima en el deporte de automóvil en modalidades como drifting o rallye pero es ideal en la calle para los coches rápidos. Existen diferenciales tipo ATB que resuelven el problema de deslizamiento y cuando aparecen diferencias de giro entre las dos ruedas transmite el par a ambas.
Diferenciales de discos
Este tipo de diferenciales se monta en los coches deportivos y de alto rendimiento. Mientras que los diferenciales viscosos necesitan un fluido especial para bloquear el diferencial, en los de discos todo se hace por medio de un embrague interno. La gran ventaja de este sistema es que se pueden adaptar sus características para un coche en particular, el tipo de deporte y las preferencias del conductor. Se puede establecer, entre otras cosas, la rapidez para bloquear el diferencial cuando se acelera y desacelera o ajustar finamente el porcentaje de par transmitido entre las ruedas. En cuanto a la determinación de porcentajes de bloqueo, por ejemplo 25%, significa que cuando hay diferencia de la velocidad de giro de las ruedas o perdida parcial de tracción se transfiere hasta el 25% del par a la rueda que está teniendo un mayor agarre y el resto a la rueda que desliza. A menudo se emplean las denominaciones: «1-way», «1.5-way», «2-way» que se aplican a este tipo de diferenciales y describen su modo de funcionamiento. Diferencial tipo «1-way» bloquea sólo cuando se acelera, e inmediatamente después de levantar el pie del gas se comporta como un diferencial abierto. Los diferenciales «2-way» el bloqueo es casi el mismo durante el frenado y la aceleración. El tercer tipo, el «1,5-way » es un sistema intermedio en que el bloqueo es total en aceleración y de la mitad en frenado.
Electrodiferencial (o diferencial soldado)
El nombre proviene de los electrodos utilizados para soldar los satélites. El diferencial soldado a menudo se llama «3-way » ó 100% de bloqueo. Esta solución implica que independientemente de las condiciones, las ruedas se moverán siempre a la misma velocidad. Por lo general son diferenciales tipo abierto en los que se han soldado permanentemente los satélites de la caja del diferencial. Es una opción económica para los coches que compiten en carreras de ¼ de milla o drifting. Funciona bien en los coches con propulsión trasera. Por desgracia, un coche con diferencial soldado para uso diario es incómodo. En caso de giros cerrados, el sistema sufre mucha tensión provocando chillido y excesivo desgaste de neumáticos y, al final, causando la rotura del sistema. En curvas cerradas causa una inmediata perdida de agarre de las dos ruedas. Es un sistema para usar solamente en circuitos.
Diferencial activo
Los diferenciales activos son sistemas en los que el bloqueo de ambas ruedas de un eje se realiza gracias a un sistema de embragues con accionamiento eléctrico o hidráulico. El control de los bloques y la entrega de cantidad del par a cada una de las ruedas están controlados por el ordenador del sistema de control de tracción y del sistema de frenado ABS
Diferencial electrónico.
Es el sistema más extendido actualmente en los coches de calle. No es un diferencial propiamente dicho ya que se basa mecánicamente en un diferencial abierto. El bloqueo se lleva a cabo mediante actuación del freno sobre la rueda que comienza a patinar. El sistema opera utilizando los captadores del ABS que miden la velocidad de giro de cada rueda de forma independiente de forma que se transmite mayor par a la contraria. Si el vehículo cuenta con control de estabilidad, el sistema también está integrado. En algunos casos, el sistema electrónico también puede limitar la potencia del motor de forma transitoria. Debido a la forma de trabajar de este sistema no se aplica en deporte de motor.
¿Qué diferencial es mejor para mi coche?
Todo depende de cómo y dónde el coche va a ser utilizado. Si se quiere utilizar el coche en drifting, para aprendices y presupuestos no es demasiado grandes, lo mejor sería un diferencial soldado. Una vez que ya estemos iniciados y con cierta experiencia y disponemos de medios económicos, la mejor solucione es el diferencial de discos «2-way”. Para uso convencional en vías públicas y con un coche de potencia estándar o algo potenciado, el diferencial viscoso es la solución óptima. Los coches de calle muy rápidos y con más potencia, un sistema de ABT o Torsen da buen resultado y buena tracción, es duradero y libre de mantenimiento. Para realizar carreras en circuito, los vehículos con tracción delantera también montan a menudo ATB pero aquéllos que están buscando mayor tracción, especialmente a la salida de curva, prefieren los diferenciales de discos «1-way» y, a veces, «1.5-way». Los coches de pista con propulsión trasera o para carreras de 400 metros, lo más adecuado son los diferenciales de discos con bloqueo total en el momento de aceleración y con tarados de reparto de par (porcentaje de bloqueo) en función de las preferencias y estilo de conducción del piloto.
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