Tipos de diferencial y sus funciones.

Hay varios tipos de diferenciales adecuados para un vehículo específico, ya que sirven para transmitir la potencia del motor a las ruedas. En mi publicación anterior, se explicó que el diferencial es un mecanismo que transmite el par motor a las ruedas con el fin de dividir la potencia, lo que permite que las ruedas se muevan a diferentes velocidades.

Hoy profundizaremos en los distintos tipos de diferenciales y su principio de funcionamiento.

Tipos de diferencial

Los siguientes son los diferentes tipos de diferenciales que se pueden encontrar en los automóviles:

• Diferencial abierto
• Diferencial bloqueado
• Diferencial soldado/carrete
• Diferencial de deslizamiento limitado
• Diferencial Torsen
• Diferencial activo
• Diferencial de vectorización de par

¡Ahora veamos sus explicaciones!

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Diferencial abierto:

La forma básica de un diferencial abierto contiene dos mitades de un eje con un engranaje en cada extremo que está conectado entre sí por un tercer engranaje que forma tres lados de un cuadrado. Completando el cuadrado, se agrega la cuarta marcha para aumentar la fuerza. La fuerza se incrementa con la corona añadida a la caja del diferencial que sostiene los engranajes principales básicos. Esta corona dentada garantiza que las ruedas sean accionadas conectando el eje de transmisión a través de un piñón.

La ventaja de un diferencial abierto es que permite que el eje gire en las curvas con mayor eficacia, lo que se logra cuando la rueda exterior de giro se mueve a mayor velocidad que la rueda interior mientras cubre el suelo. Otro beneficio es que es relativamente barato de producir y común.

También se producen desventajas en este tipo de diferencial, ya que el par se divide por igual entre ambas ruedas. Debido a esto, la potencia transmitida a las ruedas está limitada por la rueda con la menor cantidad de agarre.

Diferencial bloqueado:

El tipo de diferencial bloqueado a menudo se encuentra en un vehículo que va fuera de la carretera. Es básicamente un diferencial abierto con el efecto de bloquear el eje en su lugar para crear uno fijo en lugar de uno independiente. Este efecto puede realizarse de forma manual o electrónica en el vehículo.

Las ventajas del diferencial bloqueado son obtener una cantidad de tracción apreciable que el diferencial abierto. Esto se logrará porque el par no se divide equitativamente 50/50 en la rueda. Más torque puede ser un canal hacia la rueda que tiene mejor tracción.

Una de las desventajas de los diferenciales bloqueados se llama unión, ocurre cuando se acumula un exceso de energía de rotación (torque) dentro del tren de transmisión y es necesario liberarlo. Esta liberación se puede realizar cuando las ruedas dejan el suelo para restablecer la posición o simplemente desbloquear el eje cuando ya no se necesitan.

Diferencial soldado/carrete:

El diferencial soldado es bastante similar al tipo bloqueado, solo que ha sido soldado permanentemente desde un diferencial abierto a un eje fijo. La soldadura del eje fijo se realiza a propósito para que ambas ruedas sigan girando simultáneamente. Los vehículos con ese diferencial están hechos para derrapar.

El diferencial no es adecuado para ninguna otra condición de conducción, ya que la soldadura ya alteró la resistencia del componente. también aumenta el riesgo de fallas catastróficas de piezas que pueden provocar que los engranajes diferenciales rotos exploten a través de la carcasa del diferencial.

Diferencial de deslizamiento limitado:

Este tipo de diferencial se abrevia como LSD. Combina los beneficios del diferencial abierto y bloqueado a través de un sistema más complicado. Se utiliza una forma diferente de resistencia para lograr lo mismo en este diferencial. Se clasifican en:

• Embrague mecánico LSD
• LSD viscoso

Embrague mecánico LSD

El embrague mecánico SLD contiene el mismo engranaje central que se encuentra en los diferenciales abiertos con un par de anillos de presión. Los anillos de presión ejercen fuerza sobre dos conjuntos de discos de embrague colocados al lado de los engranajes. Esto proporciona resistencia a la rotación independiente de las ruedas, lo que cambia el efecto del diferencial de abierto a bloqueado. También le proporciona una mayor tracción.

En este tipo de embrague mecánico LSD, los anillos de presión rodean los engranajes centrales, que son forzados a separarse por los pasadores del engranaje central. Empuja contra las superficies en ángulo bajo rotación y empuja los anillos de presión hacia el parque del embrague (amarillo y azul) a cada lado. Esto genera resistencia y cambia el funcionamiento del eje abierto a un efecto fijo.

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El embrague mecánico LSD se divide en subtipos que funcionan de diferentes maneras. Cambian cuando se ejerce presión sobre las placas de embrague y el anillo de presión. A continuación se muestran los distintos tipos de embrague mecánico LSD:

• LSD unidireccional: la presión solo se ejerce bajo desaceleración, lo que significa que se comporta como un tipo abierto en las curvas. Esto hace que la rueda gire de forma independiente. Pero bajo aceleración, la rotación del embrague del diferencial crea fricción en las placas del embrague. Esto los bloquea en su lugar para ganar más tracción.
• LSD bidireccional: la presión también se ejerce sobre los discos de embrague durante la desaceleración. Ayuda a mejorar la estabilidad al frenar en superficies de carretera variables.
• LSD de una vía y media: trata de combinar los beneficios de los subtipos, ejerciendo una buena cantidad de presión durante la aceleración y una cantidad menor durante la desaceleración.

LSD viscoso:

El viscoso es el segundo tipo de diferencial de deslizamiento limitado que usa un líquido espeso en reemplazo del embrague para crear la resistencia necesaria para cambiar los diferenciales que funcionan entre abiertos y bloqueados. Este tipo es más simple porque tiene menos partes móviles que el LSD mecánico.

El trabajo es más suave en la aplicación, ya que la resistencia aumenta al unísono con la velocidad de las ruedas, proporcionando un aumento muy gradual. El LSD viscoso transfiere el par de forma más eficaz a la rueda que tiene más tracción. Esto se debe a que el fluido actúa como resistente a la velocidad. si una rueda alguna vez pierde tracción y gira, la diferencia de velocidad entre las dos ruedas dentro del diferencial. Crea más resistencia en la rueda de movimiento más lento al canalizar más torsión desde el eje de transmisión hacia ella.

La desventaja de este tipo que limita su uso es que el fluido se calienta y se vuelve menos viscoso lo que lleva a una menor resistencia. Tampoco puede bloquearse completamente como el LSD mecánico porque el fluido no puede proporcionar una resistencia absoluta dentro de un espacio adecuado.

Diferencial Torsen:

el diferencial Torsen utiliza un engranaje brillante para producir el mismo efecto que el diferencial de deslizamiento limitado. Pero no funciona ni con embragues ni con resistencia a fluidos. En cambio, se agrega una capa de engranajes helicoidales a una configuración tradicional de engranajes de un diferencial abierto. Los conjuntos de engranajes helicoidales actúan sobre cada eje para proporcionar la resistencia necesaria para permitir la transferencia de par. Esto se logra haciendo que los engranajes helicoidales engranen constantemente entre sí a través de un engranaje recto conectado.

El acoplamiento constante entre los dos lados del diferencial ayuda a transferir el par de forma inmediata. Esto lo hace más sensible al cambiar la carretera y las condiciones de conducción. El diferencial Torsen también es capaz de dirigir un alto porcentaje de torque a una rueda dependiendo de la velocidad de los engranajes. A diferencia del diferencial abierto que tiene que dividir su torque equitativamente entre las ruedas.

En el diferencial Torsen, el engranaje se puede mecanizar de manera que la diferente relación de resistencia impacte al acelerar y desacelerar como el uno y medio de un diferencial de deslizamiento limitado. esto se logra mecánicamente sin el uso de electrónica o cualquier otra forma de evaporación. El diferencial Torsen es el mejor sistema mecánico que tiene toda la calidad de otros diferenciales enumerados en esta publicación.

Diferencial activo:

El tipo de diferencial activo es muy similar al diferencial de deslizamiento limitado, ya que todavía emplea mecanismos. El mecanismo se utiliza para ofrecer la resistencia necesaria para transferir el par de un lado a otro. Los embragues se activan electrónicamente en lugar de depender de una fuerza puramente mecánica.

Los diferenciales activos utilizan la electrónica para cambiar artificialmente las fuerzas mecánicas a las que se enfrenta el sistema a través de las cambiantes condiciones de conducción. Esta es la razón por la que son controlables y, por lo tanto, programables. Y con sensores en dicho vehículo, una computadora puede detectar automáticamente a qué ruedas transferir potencia y cuándo debe transferirse.

Estos tipos de diferenciales tienen un buen rendimiento, especialmente en carreteras en mal estado, y ayudan a mejorar los automóviles que soportan condiciones de conducción que cambian rápidamente. Pero este será un sistema que podrá mantener sus continuos ajustes al vehículo.

Diferencial de vectorización de par:

El tipo de diferencial de vectorización de torque también usa un sistema mejorado electrónicamente e incluso lo usa para cambiar el ángulo o el vector del vehículo. Alienta a las ruedas específicas a tomar más par cuando lo necesita, lo que mejora su rendimiento en las curvas. Cuando se activa un embrague opuesto, el LSD de accionamiento puramente mecánico que normalmente se acoplaría, se puede utilizar para ayudar con la dirección. Al mismo tiempo que pone más energía, superando las deficiencias en el sistema LSD.

En la esquina de este diferencial, un LSD multidireccional ejerce resistencia en ambas ruedas hasta que el eje se bloquea parcialmente. Y también estabilícelo al frenar, que luego se libera cuando la velocidad de la rueda disminuye y el vehículo gira. Esto permite que las ruedas giren a diferentes velocidades. Pero, en lugar de liberar la resistencia en ambas ruedas, un TVD continuará aplicando el embrague solo en la rueda exterior. Esto aumenta la resistencia que experimenta la rueda y hace que el sistema canalice más par hacia ella. El desequilibrio de potencia se debe al exterior, haciendo que el vehículo tome una curva cerrada y reduciendo el subviraje.

Cuando la resistencia se experimenta continuamente a través de la esquina, cuando el vehículo pasa el vértice y comienza a acelerar, continuará anulando un LSD multidireccional normal. De nuevo, esto interpretaría el movimiento más rápido de la rueda exterior como un deslizamiento y desviaría el par durante la aceleración a la rueda interior, ya que percibe que tiene más agarre.

El TVD ejerce más resistencia sobre el embrague de las ruedas exteriores, el sistema está engañado para desviar más par a través de él. esto se logra aumentando la cantidad de potencia que se puede aplicar y reduciendo el subviraje experimentado al acelerar al salir de una curva.

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Los diferenciales de vectorización de par son capaces de transmitir el 100 % del par disponible a través de una sola rueda. Esto es solo cuando necesitaba el torque en las circunstancias más extremas.

La limitación de este TVD es que es muy complicado y muy costoso y, por lo general, se usa para aplicaciones de carreras/pistas por su potencial para tomar curvas a alta velocidad.

Todos los tipos de diferenciales tienen sus propias ventajas y desventajas, espero que ahora conozca los distintos tipos de diferenciales. Si tiene alguna pregunta, por favor pregunte a través del cuadro de comentarios y comparta este artículo con otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!