Guía Completa del Diferencial de Vehículo: Funciones, Beneficios y Solución de Problemas

El conocimiento del diferencial comienza desde el funcionamiento de un motor de automóvil hasta el sistema de transmisión. En breve, la producción de potencia del motor se transfiere a la rueda con la ayuda del sistema de transmisión. El beneficio del diferencial es dividir la potencia del motor, haciendo que las ruedas se muevan a diferentes velocidades.

Hoy veremos la definición, funciones, funcionamiento, partes, aplicaciones, así como ventajas y desventajas de un sistema diferencial en un automóvil.

Leer: Principio de funcionamiento de sistemas de transmisión manual y automática

¿Qué es un diferencial?

Un diferencial es un mecanismo que transmite el par del motor a las ruedas con el propósito de dividir la potencia, permitiendo que las ruedas se muevan a velocidades variables. El diferencial no tiene efecto cuando el vehículo se mueve en línea recta. El efecto ocurre cuando el vehículo intenta girar, resultando en que las ruedas se muevan a diferentes velocidades.

Funciones del diferencial en un vehículo:

El diferencial tiene las siguientes tres funciones en las ruedas del vehículo:

• Ayudar a la potencia del motor en las ruedas
• Transmitir la potencia a las ruedas mientras giran a diferente velocidad
• Actuar como reducción final de engranajes en el vehículo, reduciendo la velocidad de rotación de la transmisión una última vez antes de llegar a la rueda
• Otra función del diferencial es girar el flujo de potencia a 90 grados

Partes principales del sistema diferencial:

Las siguientes son las partes del diferencial:

• Engranaje de piñón de ataque: la parte del diferencial transfiere potencia desde el árbol de transmisión (árbol de hélice) al engranaje de corona.
• Engranaje de corona: el engranaje de corona transfiere potencia al conjunto de la carcasa del diferencial.
• Engranajes satélite (araña): este componente se encuentra en el corazón del diferencial.
• Conjunto de carcasa del diferencial: esta parte sostiene los engranajes y acciona el eje.
• Eje trasero de tracción: transfiere par del conjunto del diferencial a las ruedas motrices.

Tipos de diferencial:

A continuación se muestran los tipos de diferencial:

• Diferencial abierto: el diferencial abierto divide el par del motor en dos salidas y permite que las ruedas giren a diferentes velocidades. Se encuentra a menudo en sedanes familiares y coches económicos. En su funcionamiento, cuando un neumático pierde tracción, el neumático opuesto también pierde potencia.
• Diferencial bloqueado: en el tipo bloqueado, las ruedas conectadas giran a la misma velocidad, lo que hace que girar sea muy difícil para cualquier vehículo que lo lleve. Se ve a menudo en Jeep Wrangler y la mayoría de camiones de tamaño completo.
• Diferencial de deslizamiento limitado: este tipo combina tanto el diferencial abierto como el bloqueado. Se usa a menudo en vehículos deportivos como Nissan 370Z y Mazda MX-5 Miata. El diferencial suele actuar como abierto pero se bloquea automáticamente cuando ocurre deslizamiento. En el diferencial de deslizamiento limitado, el bloqueo se logra de tres formas: fluido viscoso, paquete de embrague o tren de engranajes complejo.
• Diferencial vectorial de par: este tipo usa un tren de engranajes adicional. Afina el par entregado a cada rueda motriz. Se encuentra a menudo en BMW X5 M o Lexus RC F. Reducir o acelerar la rotación del coche en una curva puede ser más fácil.

Leer: Tipos de diferencial y sus funciones

Aplicaciones del diferencial en un vehículo:

En un vehículo, el diferencial está diseñado para accionar un par de ruedas permitiéndoles girar a diferentes velocidades. Los vehículos sin diferencial, como los "karts", les resulta difícil hacer una curva adecuada ya que ambas ruedas motrices se ven obligadas a girar a la misma velocidad. En su situación, el eje es accionado por un mecanismo simple de cadena. Al tomar una curva con tal vehículo, la rueda interior recorre una distancia menor que la exterior. Esto hace que el diferencial sea inútil porque o la rueda interior gira demasiado rápido o la exterior demasiado lento. Sin embargo, resulta en manejo difícil e impredecible, daño a neumáticos y carreteras, y tensión en el tren de transmisión.

Las aplicaciones de un diferencial en automóviles de tracción trasera, el árbol de hélice ayuda en el enganche. Esto se logra con un engranaje hipoide (corona y piñón). El engranaje de corona está montado en el portador de la cadena planetaria que forma el diferencial. Este engranaje hipoide es un engranaje cónico que cambia la dirección de la rotación de tracción.

Principio de funcionamiento del diferencial

El principio de funcionamiento de un diferencial en un vehículo es bastante complicado para la versión moderna, pero es interesante. Déjame dar un ejemplo descriptivo: si un coche gira a la derecha, el engranaje principal puede hacer 10 rotaciones completas. En ese momento, la rueda izquierda hará más rotaciones porque necesita más recorrido, y la rueda derecha hará menos rotaciones al tener menos distancia que recorrer. Los engranajes sol que impulsan los semiejes giran a diferente velocidad relativa al engranaje de corona (uno más rápido, uno más lento). Esto significa 2 vueltas completas cada una (4 vueltas completas relativas entre sí), lo que hace que la rueda izquierda haga 12 rotaciones y la derecha 8.

La rotación del engranaje de corona es la rotación promedio de los engranajes sol laterales. Esto causa que la transmisión en marcha impida que el engranaje de corona gire dentro del diferencial cuando el vehículo está apagado.

En el funcionamiento del diferencial, el par de entrada se aplica al engranaje de corona (azul), que gira todo el portador (azul). El portador está conectado a ambos engranajes sol solo a través del engranaje planetario (verde). El par se transmite a los engranajes sol a través del engranaje planetario. El engranaje planetario gira alrededor del eje del portador que impulsa los engranajes sol. El engranaje planetario gira sin girar sobre su propio eje, si la resistencia en ambas ruedas es igual, lo que hace girar ambas ruedas a la misma velocidad. Sin embargo, si el engranaje sol izquierdo (rojo) experimenta resistencia, el engranaje planetario (verde) gira además de revolver. Permitiendo que el engranaje sol izquierdo se ralentice, con una aceleración igual del engranaje sol derecho (amarillo).

El video a continuación explica cómo funciona el diferencial:

Ventajas y desventajas del diferencial:

Ventajas

Las siguientes son las ventajas del diferencial:

• Es resistente a interferencias electromagnéticas (EM) ya que las señales diferenciales se transmiten en líneas balanceadas.
• Ayuda a minimizar la diafonía electrónica.
• Puede usarse para líneas de transmisión de alta velocidad con buena calidad debido a la eliminación de ruido y menor radiación. Por tanto, se puede lograr rechazo de modo común y mejor rechazo de fuente de alimentación.
• Se pueden lograr mayores oscilaciones de señal totales.
• Ofrece cancelación inherente de armónicos de orden par. Algunas técnicas de pre-distorsión se emplean para reducir armónicos impares.

Desventajas

A pesar de las grandes ventajas del diferencial, aún ocurren algunas limitaciones. A continuación, las desventajas del diferencial:

Eso es todo para este artículo que contiene la definición, tipos, principio de funcionamiento, funciones, partes, aplicaciones del diferencial. Espero que hayas disfrutado la lectura; si es así, comenta, comparte y recomienda este sitio a otros estudiantes técnicos. ¡Gracias!