Cómo funciona el diferencial y cuáles son los diferentes tipos de bloqueo para aprovecharlos en la conducción de todoterrenos, deportivos o vehículos de trabajo (para mejorar tracción, seguridad y desempeño).
El diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehículo esté girando en una curva, las ruedas con propulsión, puedan describir recorridos diferentes, es decir, distancias diferentes.
MUY IMPORTANTE: si conocemos como funciona un diferencial y los diferentes tipos de bloqueos, podemos sacarle un mejor provecho a nuestro Turismo, SUV o Todo Terreno
De no llevar diferencial, alguna de las ruedas del eje motriz, tendría que patinar para que el vehículo pudiera girar. La rueda interior de la curva, tiene menor recorrido que la exterior. En la imagen inferior, se puede ver como en una curva, cada rueda sigue una trayectoria diferente.
Pero, por ese mismo mecanismo del diferencial, si una de las ruedas del eje motriz, comienza a patinar por pisar sobre hielo, nieve o barro, absorberá toda la fuerza del motor, haciendo que el vehículo no se mueva, lo mismo ocurrirá si una rueda se queda en el aire por un cruce de puentes.
En un vehículo con tracción a las 4 ruedas, si una de ellas se quedara en el aire o no traccionará por no tener el agarre suficiente, el vehículo no se movería ¡¡¡¡¡¡¡¡¡.
Todos los vehículos necesitan llevar un diferencial en cada eje motriz y además, en los vehículos con tracción a las cuatro ruedas permanente, otra diferencia central que les permita trazar curvas sin que ninguna rueda «arrastre».
Es un elemento mecánico muy ingenioso que funciona muy bien, y que apenas ha variado con el paso de los años. Los primeros vehículos tenían tracción a una sola rueda, por lo que no necesitaban este elemento, pero al aumentar la potencia, necesitaban un mayor agarre, por lo que adoptaron un invento de un mecánico francés Onesiphore Pecqueur, que allá por 1.827, se lo ocurrió la idea del diferencial para adaptarlo a máquinas de vapor.
Tipos de diferenciales
Para evitar el efecto no deseable del diferencial, cuando le patina una de las ruedas, o se necesita un mayor agarre en curva y con el fin de que el diferencial siga enviando parte del par a alguna rueda, los fabricantes, recurren a diferentes sistemas. Se pueden instalar diferentes dispositivos dependiendo del tipo de vehículo (turismo, SUV, Todo Terreno) y de lo que marca quiera «gastar» en cada vehículo.
Los diferenciales se pueden clasificar en:
- Libres, ningún semieje de salida puede aplicar más par que el otro
- De deslizamiento limitado, un semieje de salida puede aplicar más par que al otro semieje.
- Con bloqueo, todo el par que ejerce el eje de entrada lo puede aplicar a un solo semieje de salida.
Los principales sistemas que se pueden montar en los vehículos, para poder corregir el efecto «no deseable» de los diferenciales son:
- Diferencial autoblocante
- Diferencial de deslizamiento limitado
- Bloqueo del diferencial
- Control de tracción electrónico (TCS, ASC, TC, ASR, etc.), Cada marca lo llama de una forma diferente, pero tienen el mismo comportamiento.
DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE
Limita la posibilidad de que una rueda del eje motriz, gire libre respecto a la otra, en caso de que una de las ruedas pise por ejemplo, una placa de hielo, barro o cualquier piso deslizante, la rueda girará «loca» y el coche no se moverá, ya que toda la potencia es absorbida por la rueda que gira libremente, el sistema autoblocante bloquea automáticamente el diferencial, enviando parte o toda la potencia a la rueda que tiene adherencia.
Dentro de este tipo de bloqueos, los principales son:
- Bloqueo mecánico de disco: se basan en la fricción y es uno de los más frecuentes, para ello se insertan una serie de discos especiales en cada semieje, con el fin de que el roce entre ellos arrastre siempre al semieje opuesto. Es un sistema práctico, sencillo y económico, aunque su uso continuado, hace que los discos se calienten y deje de funcionar correctamente, además su uso frecuente los desgasta con bastante rapidez.
- Bloqueo mecánico por fuerza centrífuga: A este tipo de bloqueo se le llama de «dados». Está formado por un sistema de trinquetes que se expanden con la fuerza centrífuga (al girar un semieje) y engranan en una corona que arrastra al otro semieje. Actualmente no se suelen usar, ya que resultan muy ruidosos y poco prácticos.
- Bloqueo mecánico Torsen: Este tipo de bloqueo usa engranajes que trabajan de forma distinta al diferencial, lo que anula su funcionamiento. Suelen ser los mejores autobloqueos mecánicos, son más caros y pesados que el resto de sistemas, pero también más resistentes y seguros.
- Bloqueo mecánico con diferencial de tipo viscoso: Funcionan por fricción como el de discos, pero en este sistema, el diferencial está recubierto por una película de un tipo de silicona viscosa y cuya densidad varía de acuerdo con la temperatura. Cuando hay mucha diferencia de giro entre una rueda y otra del mismo eje motriz, la silicona se calienta y se expande, arrastrando al semieje opuesto.
- Bloqueos electrónicos: Actualmente son los más habituales e innovadores, son bloqueos que se gestionan de forma automática, a través de la unidad electrónica del vehículo, para su funcionamiento:
- Emplean los sensores del ABS y del ESP para decidir cómo se debe repartir el par de entrega del diferencial.
- Los embragues intercalados en el diferencial, son accionados con presión hidráulica generalmente.
- En vehículos con tracción total, se suelen usar «diferenciales activos» a través del ordenador central del vehículo, se deja a elección del conductor diferentes programas de trabajo para el uso del diferencial, según las preferencias, el tipo de conducción o las necesidades del terreno
- Diferenciales vectoriales, son los últimos incorporados, este sistema funciona de forma diferente a los convencionales, no quitan fuerza a la rueda interior, lo que hacen es incrementar el de la rueda exterior, de forma que ayuda a girar el coche en las curvas.
DIFERENCIAL DE DESLIZAMIENTO LIMITADO
Los diferenciales de deslizamiento limitado, se pueden dividir en tres grupos principalmente:
- De discos o Salisbury
- Torsen y otros tipos helicoidales
- Con embrague multidisco, pueden ser hidráulicos o electrónicos
Diversos sistemas electrónicos de deslizamiento limitado
Los diferenciales de deslizamiento limitado (LSD), se basan en que un eje de salida puede aplicar más par que el otro, no se bloquea el diferencial totalmente.
Lo que hacen es aumentar el rozamiento del semieje de salida que gira más rápido (la rueda que tiene menos agarre), y pasar par al semieje se salida que gira más lento, con el fin de poder impulsar el coche. Las diferencias de deslizamiento limitado, tienen diferentes grados de funcionamiento, porcentajes sobre la máxima diferencia de par aplicado a las ruedas.
Algunos vehículos todo terreno, tienen dispositivos que anulan completamente el efecto del diferencial, al hacer solidarios los dos semiejes de salida. En estos casos el diferencial se encuentra «bloqueado» y todo el par que llega por el eje de entrada lo aplica al 50% a cada una de las ruedas.
En estos casos, al girar siempre las ruedas a la misma velocidad, en piso con buen agarre, al vehículo le cuesta mucho cambiar de dirección, por lo que se crean tensiones en la transmisión pudiendo llegar a romper algún componente. Nunca se debe llevar bloqueado ningún diferencial al 100% con un piso con buen agarre.
BLOQUEO DEL DIFERENCIAL
Como hemos visto en este artículo, los diferentes sistemas de tracción y sus diferenciales, se pueden bloquear de diferentes formas, dependiendo de las necesidades de cada vehículo o situación en que se encuentre.
Los vehículos todo terreno, ligeros o camiones, pueden llevar bloqueos en varios diferenciales:
- Bloqueo del diferencial central, el vehículo lleva una caja «transfer» que reparte el par entre los dos ejes.
- Bloqueo de cada eje.
Un vehículo con tracción a las cuatro ruedas, con el diferencial abierto, si una rueda se queda en el aire, el vehículo no se mueve, salvo que se bloque el diferencial central o el diferencial del eje en el que la rueda está en el aire.
Los diferenciales, se pueden bloquear de dos formas diferentes:
- Manualmente. En el bloqueo manual, mediante un mando en el vehículo, el conductor acciona un interruptor o una palanca, mediante el cual el diferencial se bloquea totalmente.
- Automáticamente. En el bloqueo automático, el sistema de gestión electrónico o mecánico de los diferenciales, bloquea el diferencial necesario para que el vehículo traccione.
