Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

contenido

En la documentación técnica de los SUV completos, algunos crossovers y automóviles urbanos con tracción total, existe la frase "bloqueo del diferencial". Averigüemos qué es, cuál es su propósito en el automóvil, cómo funciona y también cómo elegir uno nuevo para reemplazar el fallado.

¿Qué es el diferencial de la máquina?

El diferencial de un automóvil es un elemento de transmisión. Proporciona una rotación independiente de las ruedas motrices, pero al mismo tiempo transmite el mismo par a cada una de ellas.

Este elemento es especialmente importante para la estabilidad del automóvil en las curvas. Sabemos por la física que al girar, una rueda en el interior de un semicírculo recorre un camino más corto que una rueda en el exterior de un círculo. En el caso de las ruedas motrices, esto no se siente en absoluto.

En cuanto a las ruedas motrices, si no hubiera diferencial en la transmisión, cualquier automóvil perdería significativamente la estabilidad durante las curvas. El problema es que las ruedas exteriores e interiores deben girar a diferentes velocidades en las curvas para mantener el agarre. De lo contrario, una de las ruedas se deslizaría o resbalaría.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

El diferencial está montado en el eje motriz. En el caso de vehículos con tracción a las cuatro ruedas (clase SUV o 4x4), este mecanismo está disponible en todos los ejes.

En algunos automóviles, el diferencial se suelda específicamente para que el automóvil se desvíe. Un ejemplo de esto son los coches de rally de dos ruedas motrices con diferencial soldado. Sin embargo, para una conducción urbana normal, es mejor utilizar un diferencial de fábrica o, como también se le llama, un diferencial abierto.

Historia y propósito diferencial

El diseño del diferencial apareció casi simultáneamente con el inicio de la producción de vehículos equipados con un motor de combustión interna. La diferencia fue de solo un par de años.

Los primeros autos eran tan inestables en las curvas que los ingenieros tuvieron que pensar en cómo transferir el mismo empuje a las ruedas motrices, pero al mismo tiempo hacerlos para que pudieran girar a diferentes velocidades en las curvas.

Aunque no se puede decir que el mecanismo en sí se desarrolló después de la llegada de los automóviles con motores de combustión interna. El caso es que para solucionar el manejo de los primeros coches se tomó prestado un desarrollo, que anteriormente se había utilizado en vagones de vapor.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

El mecanismo en sí fue desarrollado por un ingeniero de Francia, Onesifor Pekker en 1825. Ferdinand Porsche continuó trabajando en la rueda de deslizamiento del automóvil. En colaboración entre su empresa y ZF AG (Friedrichshafen), se desarrolló un diferencial de levas (1935).

El uso masivo de diferenciales de LSD comenzó en 1956. La tecnología fue utilizada por todos los fabricantes de automóviles, ya que abrió nuevas posibilidades para los vehículos de cuatro ruedas.

Dispositivo diferencial

El diferencial se basó en una caja de cambios planetaria. Una caja de cambios simple consta de dos engranajes que tienen un número diferente de dientes del mismo tamaño (para un acoplamiento constante).

Cuando el engranaje más grande gira, el más pequeño hace más revoluciones alrededor de su eje. La modificación planetaria proporciona no solo la transmisión de par al eje motriz, sino que también lo convierte para que las velocidades de los ejes motriz y motriz sean diferentes. Además de la transmisión de engranajes habitual en los reductores planetarios, se utilizan varios elementos adicionales que interactúan con tres principales.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

El diferencial utiliza todo el potencial de las cajas de engranajes planetarios. Debido al hecho de que dicho mecanismo tiene dos grados de libertad y le permite cambiar la relación de transmisión, dichos mecanismos resultaron ser efectivos para garantizar la estabilidad de las ruedas motrices que giran a diferentes velocidades.

El dispositivo diferencial incluye:

  • Caja o copa del diferencial. Todo el engranaje planetario y los engranajes están fijados en él;
  • Engranajes de semieje (el tipo solar es el más utilizado). Recibe el par de los satélites y transmítelo a las ruedas motrices;
  • Engranajes propulsados ​​y propulsores de la transferencia principal;
  • Satélites. Funcionan como engranajes planetarios. Si el automóvil es un automóvil de pasajeros, entonces habrá dos de esas partes en un mecanismo. En SUV y camiones, el engranaje planetario tiene 4 satélites.

Diagrama de funcionamiento diferencial

Hay dos tipos de tales mecanismos: diferencial simétrico y asimétrico. La primera modificación es capaz de transmitir par al semieje por igual. Su funcionamiento no se ve afectado por las velocidades angulares de las ruedas motrices.

La segunda modificación proporciona el ajuste del par entre las ruedas del eje motriz, si comienzan a girar a diferentes velocidades. A menudo, dicho diferencial se instala entre los ejes de un vehículo con tracción total.

Más detalles sobre los modos de funcionamiento del diferencial. El mecanismo funciona de manera diferente en tales situaciones:

  • El coche va recto;
  • El coche está haciendo una maniobra;
  • Las ruedas motrices comienzan a patinar.

Así funciona el diferencial:

¿Cómo funciona el diferencial autostuk.ru?

Con movimiento recto

Cuando el automóvil va en línea recta, los satélites son simplemente el enlace entre los engranajes del eje. Las ruedas del automóvil giran a la misma velocidad, por lo que la copa gira como un solo tubo que conecta ambos ejes.

El par se distribuye uniformemente entre las dos ruedas. Las revoluciones de la rueda corresponden a las revoluciones del piñón.

Al girar

Cuando la máquina maniobra, la rueda del radio de giro exterior realiza más revoluciones que la del radio de giro interior. La rueda interior encuentra mucha resistencia a medida que aumenta el par de la rueda exterior y la carretera evita que gire a la velocidad adecuada.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

En este caso, entran en juego los satélites. La rueda dentada del semieje interior se ralentiza, por lo que el engranaje planetario de la copa comienza a girar en la dirección opuesta. Este mecanismo le permite mantener la estabilidad del automóvil incluso en curvas cerradas y cerradas. También evita el desgaste excesivo de los neumáticos en la rueda que desacelera.

Al resbalar

La tercera situación en la que el diferencial es útil es el patinaje de las ruedas. Esto, por ejemplo, sucede cuando el automóvil se mete en el barro o se mueve sobre el hielo. En este modo, el diferencial funciona con un principio completamente diferente al de las curvas.

El hecho es que al deslizarse, la rueda suspendida comienza a girar libremente, lo que conduce a una pérdida de par en la rueda que tiene suficiente adherencia a la superficie de la carretera. Si el diferencial funcionara en el modo de curva, metiéndose en barro o hielo, el automóvil se detendría por completo, ya que la tracción se perdería completamente.

Para eliminar este problema, los ingenieros han desarrollado un diferencial de deslizamiento limitado. Hablaremos de su trabajo un poco más tarde. Primero, vale la pena considerar las modificaciones existentes de diferenciales y sus diferencias.

Tipos diferenciales

Si el automóvil tiene un eje motriz, entonces estará equipado con un diferencial de eje transversal. Un vehículo con tracción en las cuatro ruedas usa un diferencial central. En los autos con tracción delantera, este mecanismo también se llama diferencial delantero, y los modelos en autos con tracción trasera se llaman diferencial trasero.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

Estos mecanismos se dividen en tres categorías según el tipo de engranajes:

  • Diferencial de bisel;
  • Diferencial de tornillo sin fin;
  • Diferencial cilíndrico.

Se diferencian entre sí por la forma de los engranajes principal y axial. Las modificaciones cónicas se instalan en vehículos de tracción delantera y trasera. Los cilíndricos se utilizan en los modelos de tracción total y los engranajes helicoidales son adecuados para todo tipo de transmisiones.

Dependiendo del modelo de automóvil y las condiciones de la carretera en la que se opera el vehículo, serán útiles los siguientes tipos de diferenciales:

  1. Enclavamiento mecánico;
  2. Diferencial autoblocante;
  3. Enclavamiento eléctrico.

Diferenciales bloqueados mecánicamente

En esta modificación, los satélites son bloqueados por el propio conductor mediante interruptores especiales en las ruedas. Cuando la máquina está en línea recta o gira, el diferencial funcionará normalmente.

Tan pronto como un automóvil golpea una carretera con una superficie inestable, por ejemplo, se adentra en un bosque con barro o una carretera nevada, el conductor mueve las palancas a la posición deseada, de modo que los satélites se bloquean.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

En este modo, el engranaje planetario no funciona y el automóvil, en principio, no tiene diferencial. Todas las ruedas motrices giran a la misma velocidad, lo que evita el deslizamiento y se mantiene la tracción en todas las ruedas.

Dichos mecanismos tienen un dispositivo más simple y se instalan en algunos SUV económicos, como en los vehículos UAZ domésticos. Dado que los neumáticos no se desgastan excesivamente al conducir lentamente por el barro, este diseño no daña los neumáticos del coche.

Diferencial autoblocante

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

Hay varios tipos de mecanismos en esta categoría. Ejemplos de tales dispositivos son:

  • LSD. En tales cajas de cambios, con una rotación excesivamente alta de uno de los semiejes, los satélites se bloquean automáticamente. Esto evita que la rueda estable pierda tracción;
  • Embrague viscoso. Estos diferenciales utilizan una sustancia viscosa a base de silicona. En estado frío, permanece en estado líquido. Tan pronto como comienza a calentarse y mezclarse, las propiedades de la sustancia cambian y adquiere una estructura pegajosa, lo que aumenta su viscosidad. Esta característica aumenta con un aumento en la diferencia en la rotación de los semiejes. Los acoplamientos viscosos tienen varias desventajas importantes. Primero, no se reparan. Cuando la sustancia pierde sus propiedades, es necesario reemplazar todo el bloque. En segundo lugar, el bloqueo se produce cuando hay un fuerte deslizamiento de las ruedas, por lo que el automóvil no siempre hace frente de manera efectiva a las condiciones todoterreno. A pesar de estas deficiencias, el mecanismo difiere en el precio presupuestario. La mayoría de los crossovers de bajo costo están equipados con estos diferenciales.
  • Torsen. El torso usa un bloqueo de gusano. Cuando el coeficiente de par en un eje aumenta o disminuye en relación con el otro semieje, se activa el bloqueo. Esta tecnología se utiliza, por ejemplo, en automóviles. Audi... El dispositivo también se puede clasificar como mecanismos enclavados mecánicamente. Se considera el más confiable de todos los tipos de diferenciales y se distingue por su simplicidad. Por esta razón, son caras.

Enclavamiento eléctrico

Tales diferenciales están asociados con la electrónica del vehículo. Se consideran los más caros porque tienen una estructura compleja y una unidad de bloqueo. Este mecanismo está asociado con la ECU del vehículo, que recibe datos de sistemas que monitorean la rotación de las ruedas, como el ABS. En algunos vehículos, el bloqueo automático se puede desactivar. Para ello, hay un botón especial en el panel de control.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

La ventaja de las opciones electrónicas es que le permiten establecer varios grados de bloqueo. Otra ventaja de estos mecanismos es que ayudan perfectamente a hacer frente al sobreviraje. En tales modelos, el par se aplica al engranaje del eje, que gira a una velocidad menor.

Más sobre bloqueo de diferencial

Cualquier diferencial de eje transversal tiene un inconveniente importante: el par se suministra automáticamente a la rueda, que gira con más fuerza. Debido a esto, la segunda rueda, que tiene suficiente tracción, pierde tracción. Por esta razón, dicha caja de cambios no brindará la oportunidad de salir de manera independiente del lodo o la ventisca.

Como se mencionó anteriormente, el problema se resuelve bloqueando los satélites. Hay dos modos de bloqueo:

  • El bloqueo completo se lleva a cabo debido al hecho de que todos los elementos de la caja de cambios están acoplados rígidamente. Esto asegura que la rueda con el mejor agarre reciba suficiente torque;
  • El bloqueo parcial es posible cambiando el factor de bloqueo. Cuando el automóvil circula en línea recta, este factor es 1. Tan pronto como los satélites están bloqueados en el diferencial simétrico, este factor cambia de 3 a 5. En este caso, la rueca continúa girando, pero recibe menos torque.

Aquí hay un video sobre por qué se bloquea el diferencial:

¿Por qué bloquear el diferencial en los SUV y qué es?

Fallos del diferencial

Dado que el diseño de cualquier diferencial utiliza la interacción de engranajes y ejes, tal mecanismo es susceptible a un rápido desgaste y avería. Los elementos del mecanismo planetario están bajo una gran carga, por lo tanto, sin el mantenimiento adecuado, fallarán rápidamente.

Aunque los engranajes están hechos de materiales duraderos, vale la pena prestar atención al mecanismo si hay un aumento de ruido, golpes y vibraciones durante la conducción, que antes no existían. También un momento alarmante es la fuga de lubricante. Lo peor de todo, si el mecanismo está atascado. Sin embargo, con un mantenimiento adecuado, esto rara vez ocurre.

Debe ponerse en contacto con un servicio de automóviles tan pronto como aparezca una fuga de aceite en la carcasa de la caja de cambios. Puede comprobar el nodo usted mismo. Además de una inspección visual después de un viaje, puede verificar la temperatura del aceite en la caja de cambios. Durante el funcionamiento normal del mecanismo, esta cifra será de unos 60 grados. Si el diferencial se calienta mucho más, debe buscar el consejo de un especialista.

El nivel y la calidad del lubricante deben comprobarse como parte del mantenimiento de rutina. Cada fabricante de aceite de transmisión establece sus propias regulaciones para su reemplazo. No ignore esta recomendación, ya que el aceite puede contener pequeñas partículas abrasivas que dañarán los dientes del engranaje, además de destruir la película de aceite que evita la fricción de las piezas metálicas.

Si, como resultado de una inspección visual, se notó una fuga en el diferencial central o se observa un problema similar con los análogos de un automóvil con tracción delantera, se debe reemplazar el sello de aceite. Una disminución en el nivel de lubricante conduce a una mayor fricción de las piezas, lo que reduce significativamente la vida útil del dispositivo. Hacer funcionar la caja de cambios en seco inutiliza los satélites, los cojinetes y los engranajes axiales.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

El autodiagnóstico del diferencial se realiza de la siguiente manera. Primero, levante el eje motriz del automóvil. La transmisión se cambia a neutral. Una rueda gira primero en una dirección y luego en la otra dirección. El mismo procedimiento se realiza con la segunda rueda.

Con un diferencial que funcione, las ruedas girarán sin juego ni ruido. Además, usted mismo puede eliminar algunas fallas. Para ello, se retira la caja de cambios, se desmonta y todos sus elementos se lavan en gasolina (para identificar puntos defectuosos). Durante este procedimiento, puede encontrar la reacción de los satélites y el desarrollo de los engranajes.

Los elementos gastados se eliminan y, en su lugar, se instalan piezas nuevas. Básicamente, los satélites, cojinetes y sellos de aceite están sujetos a reemplazo, ya que fallan más rápido. Los satélites se ajustan seleccionando engranajes con un espacio mínimo entre los dientes.

Aquí hay otro video sobre cómo ajustar la precarga del rodamiento diferencial:

Ajuste de la tensión del cojinete diferencial

Encontrar un nuevo diferencial

A pesar de que un diferencial central o entre ruedas es fácil de encontrar en el mercado de autopartes, su costo es bastante alto (una pieza nueva puede costar entre cientos y miles de dólares). Por esta razón, la mayoría de los automovilistas rara vez aceptan un reemplazo completo del mecanismo.

Un nuevo mecanismo o sus elementos individuales se pueden encontrar de la misma manera que las piezas de automóvil normales. La forma más fácil es ir a una tienda y pedir una pieza específica para un vehículo determinado. Sin embargo, esto se aplica si el vehículo no se ha actualizado. De lo contrario, la pieza se selecciona según el código de ensamblaje o según el modelo de automóvil del que se retiró la pieza de repuesto.

Es mejor buscar una pieza por los datos del automóvil y no por el código de producto, ya que estos símbolos solo se pueden encontrar después de desmantelar el mecanismo. Este nodo tiene muchas modificaciones. Incluso para la misma marca de automóvil, se pueden utilizar diferentes diferenciales.

Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

Dado este momento, es extremadamente difícil encontrar el análogo perfecto de otro automóvil. En cuanto a la compra de un diferencial en el mercado secundario, este se deja por cuenta y riesgo del propio propietario del coche, ya que nadie desmontará y comprobará el estado de la pieza. Esto aumenta el riesgo de comprar un mecanismo muy desgastado.

En resumen, vale la pena decir que sin diferencial es imposible crear un automóvil seguro y eficiente, aunque los fanáticos de girar centavos sobre asfalto seco argumentarán con esto.

ARTICULOS SIMILARES

Lee tambien

principal » Conozca » Dispositivo de coche » Diferencial automotriz: dispositivo, averías y método de selección

Añadir un comentario