Diferencial. ¿Qué es y por qué se usa?
Un motor con una caja de cambios no es suficiente para conducir un automóvil. El diferencial también es necesario para el movimiento de las ruedas.
En pocas palabras, el diferencial sirve para garantizar que las ruedas del eje motriz no giren a la misma velocidad. En términos más científicos, la tarea del diferencial es compensar la diferencia en la frecuencia de rotación de los ejes cardánicos de las ruedas del eje motriz cuando se mueven a lo largo de pistas de diferentes longitudes.
Un diferencial a menudo se llama diferencial, de la palabra diferencial. Curiosamente, este no es un invento del comienzo de la era automotriz. El diferencial fue inventado por los chinos hace siglos.
para tomar curvas
La idea de un diferencial es permitir que el auto gire. Bueno, en el eje motriz, cuando el automóvil toma una curva, la rueda exterior tiene que recorrer una distancia mayor que la rueda interior. Esto hace que la rueda exterior gire más rápido que la rueda interior. El diferencial es necesario para evitar que ambas ruedas giren a la misma velocidad. Si no estuviera allí, una de las ruedas del eje motriz patinaría sobre la superficie de la carretera.
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El diferencial no solo evita esto, sino que también evita tensiones no deseadas en la transmisión, que a su vez pueden provocar averías, un mayor consumo de combustible y un mayor desgaste de los neumáticos.
Diseño de mecanismo
El diferencial consta de varios engranajes cónicos encerrados en una carcasa giratoria. Está conectado a la rueda de corona. La transferencia de par de la caja de cambios (y del motor) a las ruedas motrices ocurre cuando el llamado eje de ataque impulsa la corona antes mencionada a través de un engranaje hipoidal especial (tiene ejes torcidos y líneas de dientes arqueadas, lo que le permite transferir grandes cargas).
En los vehículos con tracción delantera, la corona tiene dientes rectos o helicoidales ubicados a lo largo de la circunferencia exterior del eje. Este tipo de solución es más simple y económica de fabricar y operar (el diferencial se combina con la caja de cambios), lo que explica por qué el mercado está dominado por los vehículos de tracción delantera.
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En los vehículos con tracción trasera, el diferencial está oculto en una caja metálica especial. Es claramente visible debajo del chasis: entre las ruedas motrices hay un elemento característico llamado eje trasero.
En el centro se encuentra una cruz, sobre la que se montan unos engranajes, llamados satélites, ya que giran alrededor de este elemento en el sentido de la marcha, provocando el giro de los engranajes, que a su vez transmiten tracción a las ruedas del coche. Si las ruedas del vehículo giran a diferentes velocidades (por ejemplo, el vehículo está girando), los satélites continúan girando sobre los brazos de la araña.
Sin deslizamiento
Sin embargo, a veces el diferencial es difícil de implementar. Esto ocurre cuando una de las ruedas del vehículo está sobre una superficie resbaladiza como el hielo. El diferencial luego transfiere casi todo el torque a esa rueda. Esto se debe a que la rueda con el mejor agarre debe usar más torque para superar la fricción interna en el diferencial.
Este problema se ha solucionado en los coches deportivos, especialmente en los vehículos con tracción total. Estos vehículos suelen utilizar diferenciales de alta resistencia que pueden transferir la mayor parte del par motor a la rueda con el mejor agarre.
El diseño del diferencial utiliza embragues entre los engranajes laterales y la carcasa. Cuando una de las ruedas pierde tracción, uno de los embragues comienza a contrarrestar este fenómeno con su fuerza de fricción.
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Sin embargo, esta no es la única solución de transmisión utilizada en los vehículos 4x4. La mayoría de estos vehículos todavía tienen un diferencial central (a menudo denominado diferencial central) que compensa la diferencia en la velocidad de rotación entre los ejes motrices. Esta solución elimina la formación de tensiones innecesarias en la transmisión, que afectan negativamente a la durabilidad del sistema de transmisión.
Además, el diferencial central también distribuye el par entre los ejes delantero y trasero. Para mejorar la tracción, todo SUV que se precie también tiene una caja de cambios, es decir, un mecanismo que aumenta el par transmitido a las ruedas a expensas de la velocidad.
Finalmente, para los SUV más ávidos, se diseñan automóviles equipados con diferenciales centrales y bloqueos de diferencial.
Según el experto
Jerzy Staszczyk, un mecánico de Slupsk
El diferencial es un elemento permanente del automóvil, pero solo si se usa correctamente. Por ejemplo, no se le dan arranques repentinos con neumáticos chirriando. Por supuesto, cuanto más antiguo es el automóvil, más desgastado está su sistema de transmisión, incluido el diferencial. Esto se puede probar incluso en casa. Solo necesita levantar la parte del automóvil donde están las ruedas motrices. Después de cambiar cualquier marcha, gire el volante en ambas direcciones hasta que sienta resistencia. Cuanto más tarde sentimos la resistencia, mayor es el grado de desgaste del diferencial. En el caso de los vehículos con tracción delantera, dicho juego también puede indicar un desgaste de la caja de cambios.
Wojciech Frölichowski
