Grupo reductor y diferencial

El grupo reductor y diferencial consta de un juego de piñones que actúan de elemento reductor y otro grupo de piñones encargados de hacer la función diferencial.

El grupo reductor es dos piñones engranados entre sí, un pequeño piñón (de ataque procedente de caja de cambios/árbol de transmisión) y otro piñón más grande llamado corona (por su semejanza que recibe el movimiento en dirección a las ruedas). En una caja de cambios transversal el grupo reductor y diferencial va integrado en esta (motor delantero, tracción delantera), son dos piñones con dentado recto, sin embargo en tracción trasera con caja de cambio longitudinal, el diferencial va a la altura del eje de tracción del vehículo.

El grupo reductor es donde verdaderamente se produce la desmultiplicación o reducción para que el vehículo se desplace, con la relación de transmisión de la caja de cambios no sería suficiente. En la caja de cambios realizamos el ajuste que queremos de la marcha y la transformación final del movimiento la conseguimos en el grupo reductor.

Los piñones pueden ser ruedas dentadas o piñones cónicos, si son cónicos se le llama grupo cónico. El dentado puede ser recto o helicoidal.

Junto con la corona tenemos el diferencial. Formado por 4 engranajes cónicos, dos planetarios y dos satélites. Los planetarios, cada uno de ellos va a una transmisión (rueda) y los satélites que están unidos a la carcasa que abarca a todos. Este sistema de engranajes se emplea para transmitir el mismo par y giro a ambas ruedas tractoras en tramos rectos, pero en las curvas, uno de los piñones planetarios girará más despacio que el otro; debido a que en las curvas la rueda interior tiene que hacer menos recorrido que la exterior. En el giro es como si se bloqueara un planetario, haciendo girar a los satélites que a su vez aumentan el giro del otro planetario.

Esto último tiene un inconveniente, y es que cuando una rueda patina gira loca y la otra permanece inmóvil. Los diferenciales autoblocantes evitan este problema.

La ubicación de los diferenciales puede ser únicamente en el eje propulsor, o en los 2 ejes de un vehículo tracción 4x4, y si tenemos un diferencial por eje también habrá otro central que compense a estos.

TIPOS DE DIFERENCIALES:

1. Diferenciales con bloqueo manual

En condiciones difíciles, en las cuales la superficie por donde se debe desplazar el vehículo no es estable, se nos puede quedar el vehículo atascado debido a que por una de las ruedas se pierde todo el par y no tiene adherencia, si tenemos un diferencial con bloqueo manual podemos bloquearlo de manera que la transmisión del par procedente del motor se va a repartir por igual entre las ruedas motrices. Esto es gracias a que conseguimos bloquear una de las transmisiones respecto a la caja de diferencial y por ello al girar piñón corona giran ambas ruedas

2. Diferencial ARB

Diferencial controlado electro neumáticamente. Está compuesto por un núcleo de diferencial que reemplaza al original y un compresor de aire. Al oprimir la tecla de accionamiento instalada en el tablero, se emite un estímulo eléctrico al solenoide para dejar pasar el aire comprimido hasta el núcleo de diferencial. Este aire acciona un pistón anular que anula el movimiento de los satélites accionando ambos palieres al movimiento de la corona. De esta forma obtenemos la potencia total aplicada al suelo. Cuando desactivamos el bloqueador el aire escapa por la válvula del solenoide y un resorte vuelve el pistón anular a su posición dejando un diferencial abierto.

3. Diferenciales autoblocantes

También llamados diferenciales de deslizamiento limitado (LSD – Limited Slip Diferential). El sistema de funcionamiento de este tipo de diferencial es igual que el anterior pero la diferencia está en que estos se bloquean pos si mismos sin necesidad que tenga que tenga que intervenir el conductor.

4. Diferencial autoblocante de conos de fricción

Este diferencial funciona igual que uno convencional en curva, pero cuando hay un giro brusco en una de las ruedas por falta de adherencia se unen el esfuerzo transmitido de los piñones al esfuerzo centrifugo provocado por dicho giro y los muelles o elementos elásticos que hay entre planetarios; lo que genera que el cono de fricción correspondiente tenga un pequeño impulso axial. Esto hace que dicho cono consiga un bloqueo de palier junto con la caja del diferencial y ambas ruedas giren transmitiendo también par a la que al principio permaneciera inmóvil en un diferencial normal

5. Diferencial autoblocante de discos de fricción

En el caso de este diferencial, funciona de manera muy parecida al de conos de fricción con la peculiaridad de que en vez de conos usa discos de fricción, unos enclavados en la carcasa del diferencial y otros en un estriado mecanizado en el palier o transmisión que llega hasta la rueda.

6. Ferguson o diferencial viscoso por discos

Este diferencial basa su funcionamiento en el giro desigual de su eje de entrada y su eje de salida. Consta de una carcasa que interiormente alterna unos discos, parte de ellos van unidos al eje de entrada o el eje que la atraviesa y el resto van unidos a la propia carcasa. En el interior de este hay un fluido o aceite compuesto de siliconas o con aditivos de silicona y sobre un 20% de aire del volumen total. En el caso de su acoplamiento a un diferencial trasero (eje trasero) por ejemplo, la carcasa iría unida a la carcasa del diferencial junto con los discos alternos correspondientes, y los otros discos irían unidos al eje que va desde el planetario del diferencial a la misma rueda. Los discos son perforados y estriados para que se produzca un reflujo y el fluido pueda atravesar los discos.

Cuando en este sistema existe una diferencia de giro entre su carcasa y el eje que la atraviesa, la presión sube sobre los 90 bar y la temperatura aumenta bastante por encima de los 150º, de manera que los discos se aproximan y acoplan provocando el auto bloqueo del diferencial. Este sistema es un poco lento en activarse y en desactivarse.

El diferencial Torsen no es igual a un diferencial convencional, su finalidad es la misma, pero evita la fuga de par por una rueda. Está compuesto de dos planetarios o tornillos sin fin y tres juegos de piñones alargados con dentados helicoidales en sus centros y dientes rectos en sus extremos. El dentado recto de los piñones hace que las parejas de estos estén unidos entres sí, y el dentado helicoidal de los piñones están unidos con el planetario de su respectivo lado.

El funcionamiento de este diferencial, cuando hay una pérdida de adherencia en una de las ruedas, siempre consigue que la mayoría del par vaya hacia la rueda que está en contacto con el asfalto. Esto se logra gracias al dentado helicoidal que tienen los piñones respecto a los tornillos sin fin y el propio tornillo sin fin, que permiten el giro en un sentido pero en otro no, impidiendo que la rueda que pierda adherencia se "embale" aunque sigue girando (sobre un 15%) transmitiéndole giro pero dándole mayor par a la otra rueda (85%). Tampoco permiten que una rueda permanezca inmóvil transmitiéndole par de giro debido al sistema que combinan los engranajes de dientes rectos y helicoidales.

En línea recta la carcasa del diferencial empuja a los satélites que bloqueados por sus dientes rectos empujan a los planetarios a través del dentado helicoidal. Recordemos que al ser autoblocante, cuando una rueda no tiene adherencia los planetarios se bloquean en los tornillos sin fin y ambas ruedas giran por igual.

Hay otro tipo de Torsen en los que los satélites tienen una disposición distinta y en vez de tener dos dentados distintos tienen dos dentados helicoidales, sin embargo el funcionamiento está basado en lo mismo.

Existen más tipos de diferenciales como los diferenciales con bloqueo electrónico. Que se estará viendo en otro artículo.

COMPROBACIONES DEL GRUPO REDUCTOR Y DIFERENCIAL:

Verificaciones que deben realizarse en el puente trasero (grupo reductor-diferencial):

- Comprobación de la carcasa, la cual no debe tener deformaciones ni grietas en su superficie y los alojamientos de retenes y cojinetes se encuentran en perfecto estado.

- Los engranajes del par cónico, así como los satélites y planetarios, no deben presentar desgastes excesivos, roturas ni deformaciones. Cuando se desmonte la corona, en su posterior montaje sobre la caja del diferencial deben de utilizarse tornillos nuevos e impregnarlos con un sellador.

- Comprobación de los cojinetes de apoyo del piñón de ataque  del conjunto corona-diferencial, no debiendo presentar anomalías de ningún tipo. Observar que los rodillos no estén picados y que las pistas no presenten deformaciones ni huellas de desgastes.

- Comprobación de los espaciadores y arandelas de reglaje, no deben presentar desgastes ni deformaciones.

- Con el conjunto diferencial ensamblado, se verificará con una galga de espesores el juego lateral de cada planetario, que no ha de superar los 0.15 mm., se sustituirán las arandelas de empuje por otras de mayor espesor.

- Verificación del juego lateral del planetario.

- En la operación de ensamblado del conjunto par cónico-diferencial, se impregnarán convenientemente sus componentes del aceite adecuado, debiendo observar durante esta fase una escrupulosa limpieza.

- Al ajustar el piñón de ataque, acoplaremos sus cojinetes de manera que no exista juego entre ellos, pero tampoco excesiva dureza.

- El montaje del conjunto corona-diferencial requiere también una operación de reglaje, que determine el posicionamiento de la corona con respecto al piñón.

 

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