Diferenciales de deslizamiento limitado (LSD) explicados: Función, tipos y beneficios

Un diferencial de deslizamiento limitado (LSD) permite que los dos ejes de salida giren a diferentes velocidades limitando la diferencia máxima entre ellos. También conocido como diferencial autoblqueante o bloqueo de diferencial.

En este artículo aprenderás definición, aplicaciones, diagrama, tipos, funcionamiento, ventajas y desventajas del diferencial de deslizamiento limitado.

¿Qué es un diferencial de deslizamiento limitado (LSD)?

Al transferir par entre las ruedas motrices, un LSD permite curvas más rápidas. Esto permite al coche aprovechar al máximo la potencia del motor reduciendo el patinaje y maximizando la tracción. Es un tipo de diferencial que permite a sus dos ejes de salida girar a diferentes velocidades pero limita la diferencia máxima entre ellos.

Aplicaciones

Los diferenciales LSD son comunes en vehículos todo terreno y de alto rendimiento con tracción total. También son muy útiles en carreteras heladas o de tierra. Finalmente, se usan en coches de rendimiento como BMW, Audi, Lexus, Dodge, Cadillac y muchos otros.

Diagrama de diferencial de deslizamiento limitado:

[Se recomienda insertar diagrama esquemático]

Tipos de diferencial de deslizamiento limitado

LSD de valor fijo (Fixed Value):

Independientemente del par de entrada o diferencia de velocidad entre salidas, la diferencia máxima de par (Trq d) es constante. Típicamente usan conjuntos de embrague con muelles.

LSD sensible al par (Torque Sensitivity):

Usan engranajes helicoidales, embragues o conos (tipo alternativo de embrague). La fuerza de acoplamiento es función del par de entrada al diferencial (a mayor par del motor, los engranajes/embragues agarran más y Trq d disminuye).

Los LSD detectores de par reaccionan al par del árbol de transmisión: mayor par de entrada, mayor apriete de embragues/conos/engranajes, y mayor acoplamiento de ruedas. Algunos incluyen precarga de muelle para mínimo acoplamiento con poco o ningún par de entrada (desaceleración/neutro/embrague principal presionado). La precarga en embragues/conos depende de su condición (desgaste) y ajuste.

LSD de embrague, tipo cono o de discos (Plate):

El embrague consta de pila de discos finos, mitad unidos a uno de los ejes motrices y la otra mitad al portasatélites. Las pilas pueden estar en ambos o solo uno de los ejes. Si solo uno, los satélites conectan el eje restante al embragado. En tipo cono, un par de conos apretados produce el mismo efecto.

2-Way, 1-Way, 1.5-Way:

Tres estados de par de entrada: carga, sin carga y sobrecarga (overrun). El acoplamiento es proporcional al par en carga. Sin carga, conexión reducida a acoplamiento estático. El comportamiento en sobrecarga (especialmente liberación rápida del acelerador) indica si es 1-way, 1.5-way o 2-way.

Un diferencial 2-way tiene mismo par limitante Trq d en ambas direcciones. Bajo frenado motor, el diferencial proporciona acción limitante.

LSD de engranajes (Geared):

Usan tornillos sin fin (worm gears) y engranajes rectos para transferir y diferenciar potencia entre dos ruedas motrices o ejes delantero/trasero. No confundir con engranajes cónicos satélites típicos. Los engranajes se presionan contra paredes de la carcasa al aplicar par, creando fricción. El par limitante Trq d surge de la fricción resistiendo movimiento relativo de salidas.

Sensible a la velocidad (Speed Sensitivity):

Basados en diferencia de velocidad entre ejes de salida, limitan diferencia de par Trq d. Para pequeñas variaciones, comportamiento similar a diferencial abierto. El par limitante aumenta al crecer la brecha de velocidad. Dinámica distinta a diferencial sensible al par.

LSD viscoso (Viscous):

Más simple, basa en fricción hidrodinámica de fluidos de alta viscosidad (aceites de silicona). Cámara cilíndrica con pila de discos perforados gira solidaria a movimiento normal de ejes. Superficie interior conectada a un árbol, exterior al portador del diferencial. Mitad discos a interior, mitad a exterior. Movimiento diferencial hace discos moverse contra fluido. En algunos acoplamientos, el fluido calienta por fricción manteniendo velocidad.

LSD electrónico (Electronic):

Comúnmente incluye conjunto planetario o cónico similar a diferencial abierto y paquete de embrague similar a LSD sensible al par o bomba gerotor. La fuerza de apriete del embrague se controla externamente por computadora u otro controlador. Permite regular el par limitante Trq d como parte de sistema integral de gestión del chasis.

Principio de funcionamiento del diferencial de deslizamiento limitado

En la mayoría de casos, el diferencial estándar basta. En terreno muy resbaladizo (hielo, barro), la falta de fuerza tractora puede hacer patinar ruedas traseras porque el diferencial típico impulsa la rueda con menor tracción. La corona y caja del diferencial impulsan los satélites si una rueda está en asfalto seco y la otra en hielo/barro. Pero los satélites no impulsarán ambos semiejes.

En asfalto seco, los satélites giran alrededor del semieje correspondiente a la rueda cuando son impulsados por la caja. Los satélites impulsan la rueda patinadora y el coche no avanza. Casi toda la potencia va a la rueda patinadora. Los bloqueos de diferencial resuelven esto distribuyendo igual potencia a ambas ruedas permitiendo girar normalmente.

El LSD en la caja limita las RPM diferenciales entre dos ruedas, dos arandelas de empuje y un disco de embrague. Cuando la resistencia del engranaje lateral izquierdo es mayor que la de la rueda, gira el engranaje lateral derecho. Hace que los dientes del miembro de embrague derecho trepen por los del izquierdo. Resultado: dos miembros de embrague se separan.

Esto fuerza las arandelas contra los engranajes laterales. Por fricción entre engranajes laterales y arandelas, las RPM de los semiejes traseros se acercan a la caja. De ahí el efecto de deslizamiento limitado.

Mira el video a continuación para aprender más sobre el funcionamiento:

[Insertar video explicativo]

Ventajas y desventajas del LSD

Ventajas:

• Mejora rendimiento y velocidad aumentando tracción
• Mejora seguridad dando más control al conductor
• En off-road o nieve con diferencial abierto, la rueda patinadora recibe mayoría de potencia (alto RPM, bajo par) mientras la que contacta permanece estática. El LSD evita esto.

Desventajas:

• Diseño complejo
• Coste de mantenimiento alto

Conclusión

El LSD (también autoblqueante o bloqueo) permite curvas más rápidas. Permite aprovechar la potencia del motor reduciendo patinaje y maximizando tracción. Permite dos ejes a diferentes velocidades limitando su diferencia máxima. Se discutieron definición, aplicaciones, diagrama, tipos, funcionamiento, ventajas y desventajas.

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