ARBOL DE TRANSMISION

El giro del cigüeñal, a trabes del embrague y la caja de cambios, llega al eje de las ruedas motrices pasando por el árbol de transmisión.El árbol de transmisión esta constituido por una pieza alargada y cilíndrica que va unida por uno de sus extremos al eje secundario de la caja de cambios y por el otro (terminado en un piñón), engranado 1en la corona del diferencial, cuya misi{no es la de transmitir el movimiento giratorio desde el eje secundario al diferencial, situado en el puente motriz o puente trasero.

La colocación del motor y cambio de velocidades alineados con el árbol de transmisión, aria que este quedara demasiado alto. Para una mejor estabilidad se requiere que sean muy bajos, para lo cual el árbol se divide en dos trozos unido por tres juntas cardan, descendiendo así considerablemente.

JUNTAS UNIVERSALES

El puente trasero va unido al bastidor del vehiculo a trabes de los elementos de la suspensión, por lo que esta sometido a las oscilaciones producidas por la suspensión

Si el enlace caja de cambios- puente trasero- árbol de transmisión fuera rígido, podría romperse, por lo que es preciso hacer el enlace flexible vertical y horizontalmente, recurriéndose para ello a las juntas universales, que articulan en dos o tres puntos el árbol de transmisión.

- PRINCIPALES JUNTAS UNIVERSALES

- Junta flexible: Están constituidas por un disco flexible en cuyas caras van unidos los extremos del eje que enlazan. Con estas juntas se consigue la flexibilidad del árbol de transmisión y la absorción de sus desplazamientos longitudinales.

- Juntas cardan: Están formadas por una cruceta en cuyos brazos van articulados los extremos de una horquilla en que terminan los dos extremos del eje que enlazan, de forma que los ejes sobre les que giran las horquillas son los brazos de la cruceta.

Con ello se consigue dar flexibilidad al eje en sentido vertical y horizontal.

Par absorber los desplazamientos longitudinales, la unión del eje a la junta cardan se hace en forma de enchufe estriado (junta deslizante) donde puede desplazarse ligeramente el eje. Estas juntas van encerradas en un carter con grase consistente.

- Juntas homocinéticas: Estas juntas se emplean en los vehiculos con traccion delantera. Están constituidas por dos casquillos esféricos unidos entre sí, consiguiéndose el movimiento de una parte del eje sobre la otra en cualquiera de las direcciones.

- AVERIAS

Si la transmisión suena como un zumbido sostenido, puede deberse:

- Desgaste del conjunto piñón- corona.- Falta de lubricante.

La rotura de un palier se nota en que, a pesar de embragar sobre cualquier velocidad, el motor gira, pero él vehiculo no se mueve. En tal caso no es conveniente remolcarlo, sino reparar la avería en el propio lugar.

Conviene vigilar las perdidas de lubricante, ya que se pueden pasar a los frenos anulando su acción. Un excesivo engrase puede producir los mismos efectos.

PUENTE TRASERO

A trabes del puente trasero se consigue la transformación del movimiento giratorio, que, en un plano longitudinal, llega por el árbol de transmisión en movimiento giratorio, en un plano transversal, a las ruedas del vehiculo.

Los elementos principales del puente trasero son:

piñón de ataque y corona.

El extremo del árbol de transmisión que llega al puente trasero termina en un piñón llamado piñón de ataque apoyado por dos rodamientos, que va engranando constantemente, en angulo recto, a la corona dentada montada sobre el eje de las ruedas (par cónico).

Como los dientes del piñón de ataque son bastante menos que los de la corona, se produce en el conjunto una desmultripicacion de la velocidad de giro con el consiguiente aumento del par o esfuerzo rotatorio en las ruedas.

DIFERENCIAL

Además de la caja de cambios, existe otro elemento reductor, que reduce o desmultiplica las revoluciones del árbol motor (cigüeñal). Recibe el nombre de diferencial. Por tanto, en el diferencial y en la caja de cambios, las revoluciones del árbol motor (cigüeñal),sufren una reducción o desmultiplicación.En directa (marcha o velocidad) el eje primario y el secundario engranan directamente, por lo que el árbol de transmisión gira a las mismas revoluciones que el árbol motor.

La reducción del diferencial suele ser del orden de 5:1.El par cónico (piñón de ataque y corona) con dientes rectos es poco empleado por sus inconvenientes (ruido y difícil ajuste), por lo que corrientemente el engranaje de angulo del par piñón ataque- corona es con los dientes tallados en espiral (pareja helicoidal).

Modernamente se utiliza el engranaje hipoide a los efectos de que el árbol de transmisión puede atacar mas abajo al eje trasero (carrocerías de piso muy bajo)

La relación de desmultiplicación de la pareja piñón- corona es la misma que la de los números de sus dientes, que generalmente es de 4 o5, es decir, si se supone una desmultiplicación 5, mientras el motor da 1000 vueltas por minuto, las ruedas darán solo 200 vueltas (1000:5=200).

Si la relación es de 11 (dientes del piñón de ataque) y de 47 (de la corona) nos dará una desmultripicacion de 4,27 (47:11=4,27).

Carter. Se trata de la caja que contiene todos los elementos que constituyen el puente trasero y que además, contiene el aceite que los lubrica. El lubricante que se suele emplear es valvulina o aceite de alta densidad, debiéndose vigilar el nivel y cambiarlo cada 12000 kilómetros.

Diferencial. Si los ejes de las ruedas traseras (propulsion trasera) estuvieran unidos directamente a la corona, necesariamente tendrán que dar ambas el mismo numero de vueltas.

En una curva la rueda interior tiene que recorrer un espacio inferior al de la rueda exterior, es decir, tiene que hacer recorridos diferentes, lo cual se consigue por medio del diferencial, cuyo mecanismo hace que una rueda pueda dar mas vueltas que otra, ajustándolas a los recorridos que hagan.

El diferencial esta constituido por dos piñones cónicos llamados planetarios, solidarios con cada uno de los ejes (palieres) de las ruedas. Entre estos dos piñones y engranados a ellos, otros dos piñones cónicos llamados satélites, que pueden girar libremente sobre sus ejes al encontrar alguna resistencia, situados en la caja de satélites, solidario con la corona.

Los diferenciales pueden llevar también cuatro satélites (en vez de dos) montados en los extremos de una cruceta, con objeto de repartir mejor entre ellos el esfuerzo a transmitir, si bien, el efecto es el mismo.

Al girar la corona arrastra los satélites que al engranar con los planetarios, estos y los palieres giraran en el mismo sentido de la corona y ambos e igual velocidad mientras él vehicula marche en línea recta. Pero basta que se ofrezca cierta resistencia al girar una rueda, para que su palier, en el giro de la corona los satélites ya no arrastran por igual al planetario, sino que ruedan sobre él poniéndose a girar sobre su propio eje, llegando al planetario el giro de la corona acumulado con el que los satélites efectúan alrededor de si mismo, por lo que el semieje (palier) correspondiente dará mas vueltas que las que de la corona.

De ahí, que, en una curva, lo que deja de girar la rueda de dentro lo gira la de fuera, pudiendo rodar sin resbalamiento en una trayectoria desigual.Si la rueda interna gira a 50 r.p.m. y la externa a 100 r.p.m. la corona girara a 75 r.p.m.

TRANSMISIONES DIRECTAS A LAS RUEDAS. PALIERES

Los palieres son los ejes a trabes de los cuales se transmite el movimiento desde el diferencial a las ruedas motrices. Uno de sus extremos va engarzado por medio de estrías en el planetario correspondiente con el que se hace solidario. El otro extremo encaja en el cubo de la rueda también solidariamente para transmitirle su giro.

Los palieres van dentro de unas prolongaciones del carter del diferencial, llamadas trompetas sobre las que se articula la suspensión (las ballestas)

PROPULSION TOTAL

En la propulsion total, tanto las ruedas delanteras como las traseras son motrices. Las delanteras pueden hacerse motrices a voluntad del conductor.

El mecanismo consiste en una caja de cambios corriente. Un eje lleva el movimiento al reenvió desde el cual parten los dos árboles de transmisión al eje delantero y trasero, ambos provistos de diferencial. Él reenvió permite el desacoplamiento del motor, en cuyo caso él vehicula marcha como uno cualquiera de propulsion trasera.

Este sistema se suele dotar de un engranaje reductor que, cuando se marcha con todas las ruedas motrices, rebaja las velocidades proporcionadas por la caja de cambios, dando lugar a marchas mas reducidas, aumentándose la adherencia y la potencia.

Esta clase de propulsion es muy empleada en los vehiculos todo terreno (militares y agricolas)

ORGANIZACION DEL PUENTE TRASERO

Las ruedas del vehiculo pueden ir montadas sobre el palier de las siguientes formas:

- Semiflotante. El cubo de la rueda se apoya sobre el palier que soporta el giro o torsion y el peso del vehiculo, puesto que la trompeta no llega al cubo. Para desmontar el palier es preciso quitar el cubo de la rueda. Sistema muy usado actualmente.

- Tres cuarto flotante. El cubo de la rueda se apoya sobre la trompeta y sobre el extremo del palier unido al cubo. El palier no soporta el peso del vehiculo y para desmontarlo hay que quitar el cubo de la rueda.

- Flotante. La rueda gira sobre la trompeta la cual soporta todo el peso del vehiculo. El palier sé enganza en la parte interior del cubo de la rueda y puede quitarse sin desmontarla. Sistema empleado en camiones.

- Rígido. La rueda va unida al palier a igual que en el semiflotante, pero su unión al planetario es rígida. La trompeta solo sirve de envoltura protectora.

Ejes. Juntas universales. Ruedas. Diferencial. Puente trasero

1. Introducción

La transmisión del movimiento de giro del eje de salida de la caja de cambios hasta las ruedas se realiza a través de los árboles de transmisión y el diferencial. Comencemos por diferenciar claramente los tipos de automóviles; los

de tracción delantera y los de tracción trasera; es decir, los que sus ruedas motrices son las delanteras y los que son las traseras. A lo largo de la historia del automóvil se ha ido evolucionando y se ha pasado de la transmisión trasera (primero con el motor también trasero y luego con el motor delantero) a la delantera, que es ampliamente utilizada por los fabricantes en sus vehículos de pequeño y mediano tamaño, ya que el motor y la transmisión delantera ofrecen un mayor espacio aprovechable y un mejor comportamiento para el conductor habitual. Los problemas de los coches con la tracción delantera, proviene precisamente de la transmisión, aunque afortunadamente hoy en día la tecnología de engranajes y juntas homocinéticas ha superado los todos estos problemas.

2. Árbol de transmisión

Como ya hemos indicado anteriormente, la transmisión del movimiento de rotación desde el eje de salida de la caja de velocidades hasta las ruedas motrices se realiza mediante unos ejes de acero llamados transmisiones.

En los vehículos de tracción delantera, el eje de salida de las cajas de cambios transversales termina en un piñón cónico que da movimiento al diferencial que va integrado en la misma caja de velocidades. Con esta disposición, el movimiento se transmite directamente a las ruedas con dos palieres de acero. En cambio, en los vehículos con tracción trasera el grupo del diferencial se encuentra en el puente trasero. Para transmitir el movimiento de giro del eje de la caja de velocidades al grupo diferencial se usa un eje de acero hueco llamado árbol de transmisión.

Tradicionalmente, se ha dispuesto de motor delantero y tracción trasera, ampliamente utilizado en los vehículos de tipo medio y alto como la gama 124,131 y 132 de SEAT. Aunque actualmente la mayoría de los vehículos de clase turismo utilizan motor delantero con tracción delantera, por ser esta disposición más compacta permitiendo reducir el tamaño de los automóviles.

Como ya sabemos, la caja de velocidades va sujeta al motor y al chasis a través de fijaciones flexibles, y el puente trasero va fijado al chasis a través de la suspensión. Las posibles irregularidades que pueda haber en el terreno por el que se circula hacen que el puente trasero oscile hacia arriba o abajo mientras que la caja de cambios permanece rígida. Debido a este fenómeno, el árbol de transmisión debe de ser flexible. Dicha flexibilidad se logra montando dos juntas cardan en su extremos y, en caso de que la distancia entre la caja de velocidades y el puente trasero sea excesiva se parte en dos el árbol de transmisión que se unen entre sí por medio de otra junta cardan.

El árbol de transmisión está sometido a grandes esfuerzos de torsión y de flexión. Sufre una gran torsión debido a que debe transmitir todo el par del motor a las ruedas y vencer el par resistente, que es mayor cuanto más pese el vehículo en cuestión. Debido a esto es muy importante el tipo de material empleado para construir los árboles de transmisión, que generalmente suelen ser de acero. Los esfuerzos de flexión son consecuencia de la inercia de giro del propio árbol que tiende a producir un pandeo al que se opone la propia resistencia del material. Para evitar al máximo este pandeo los árboles de transmisión se fabrican huecos para reducir su peso al máximo y así, reducir los esfuerzos de flexión. Además se suelen sujetar al chasis por medio de una junta flexible de goma coma la que se muestra en la imagen.

3. Juntas elásticas del árbol de transmisión

Las juntas elásticas de las que va provisto el árbol de transmisión permiten que el giro sea transmitido hacia las ruedas en cualquier ángulo en el que se encuentre los ejes de la transmisión.

El modelo más simple de junta elástica consiste en un anillo de caucho acoplado entre el eje de salida de la caja de cambios y el árbol de transmisión, llamado flector. Con este tipo de junta elástica evita las vibraciones y es capaz de seguir transmitiendo el par cuando la desalineación de la transmisión con respecto al eje de la caja de cambios no supere los 10º de inclinación. Debido a que este tipo de junta permite poca movilidad del árbol de transmisión, se usa en la mayoría de los vehículos actuales las denominadas juntas cardan.

Los cardan estás formados por una cruceta a cuyos brazos se ensamblan las horquillas de los ejes del árbol de transmisión con intercesión de unos cojinetes de agujas por cada extremo de la cruceta. La gran ventaja de este tipo de juntas flexibles denominadas cardan frente al flector consiste en que son capaces de transferir amplios esfuerzos de giro.

Pero tienen la desventaja de que cuando los ejes unidos a esta junta cardan giran desalineados, el eje de salida modificará periódicamente su velocidad con respecto al eje de entrada. Traduciéndose estos cambios de velocidad periódicos en esfuerzos angulares alternos que aumentan su fatiga. Cuanto mayor es el ángulo de desviación de los ejes mayor es la fluctuación de velocidad de estos, por consiguiente, las juntas cardan sólo son utilizables para desviaciones no superiores de 15º.

Para lograr paliar este inconveniente de las juntas cardan se suelen montar dos de éstas, una a cada extremo del árbol de transmisión. De tal forma que los adelantos y retrasos producidos en el eje de la transmisión son absorbidos por la segunda junta cardan. Esta disposición de montaje con dos juntas cardan es el más empleado hoy en día por la mayoría de los fabricantes de vehículos y se le conoce como acoplamiento homocinético o junta homocinética. También pueden ir montadas dos juntas cardan en cada extremo del árbol de transmisión.

4. Transmisión directa a las ruedas

En los vehículos de tracción delantera, la transmisión del movimiento procedente de la caja de velocidades transversal hasta las ruedas motrices se realiza directamente sin necesidad de montar puente trasero ni árbol de transmisión, ya que el diferencial va incorporado en la mima caja de velocidades.

Para transmitir el movimiento de giro desde el diferencial de la caja de velocidades transversal hasta las ruedas se dispone de palieres con una junta homocinética especial a cada lado. Estas juntas homocinéticas son más sofisticadas que las juntas cardan del árbol de transmisión, ya que deben permitir movimientos más amplios de subida y de bajada, debidos a las irregularidades del terreno por el que se circula, y los movimientos y se mueven hacia los lados, de acuerdo con los movimientos de dirección al tomar una curva. Con éste “juego de cintura”, las juntas homocinéticas soportan condiciones severas de funcionamiento. Por lo tanto, aunque parezca sencillo, el trabajo de las juntas homocinéticas no lo es.

Las primeras junta homocinéticas que se montaron estaban formadas por un doble cardan, donde el giro desigual del primer cardan lo absorbe el segundo, transmitiendo una rotación homogénea hacia las ruedas cualquiera sea su orientación.

Actualmente, se usan las juntas homocinéticas de bolas formadas por una punta de eje, también llamada campana, que está conectada al buje de la rueda, a diferencia de la rótula.

Dentro de la campana hay un espacio donde encajan perfectamente seis esferas de acero. A través de un anillo llamado jaula, se mantienen las esferas en el mismo plano, sin que salgan de su lugar. Un anillo interno, también con seis pistas, es acoplado a ellas.

Este anillo está conectado al eje de transmisión. Con esta disposición, siempre que gira el eje, la pista lo acompaña, moviendo con él las esferas que harán que se mueva la campana. El movimiento de las esferas dentro de la campana permite que la junta homocinética trabaje en ángulos no superiores a los 47º.

Los dos tipos de juntas homocinéticas mencionados se montan generalmente en el lado de la transmisión que se une a la rueda. Para el lado de la caja de cambios se suelen montar principalmente juntas de trípode deslizante, que permiten las variaciones de longitud de la transmisión que se producen con los movimientos oscilantes formados por la suspensión. Estas juntas están constituidas por un trípode de tres pernos a los que se le acoplan tres rodillos, que se introducen en las tres ranuras cilíndricas del cajeado. En el interior de este cajeado los rodillos pueden desplazarse, para variar así la longitud de la transmisión. Este cajeado va mecanizado con un estriado, que engrana con el planetario del diferencial. A esta junta, se le une el palier a través de un estriado sobre él.

5. Puente trasero

En los vehículos con motor delantero y tracción delantera o en los vehículos con motor trasero y tracción trasera el conjunto del grupo diferencial, o puente trasero, está acoplado en el interior de la caja de cambios.

En los vehículos equipados con motor delantero y tracción trasero el grupo diferencial recibe el movimiento de giro a través del árbol de transmisión desde la caja de cambios lineal, que hace girar al piñón cónico de ataque que

incide sobre la corona. La corona, a través del mecanismo del diferencial transmite el giro hasta los palieres y las ruedas. A este mecanismo se le conoce como par cónico o grupo piñón-corona.

En la siguiente ilustración puede verse en detalle la disposición de montaje del par cónico junto al diferencial en el interior del envolvente del puente trasero. Puede apreciarse como el piñón cónico de ataque engrana sobre la corona a la que va fijado el grupo diferencial. El grupo diferencial está formado por dos engranajes planetarios, a los que se unen los palieres, y dos piñones satélites de menor tamaño.

A la caja del diferencial se le fija la corona dentada, que recibe movimiento a través del piñón de ataque, situado en la carcasa apoyado sobre los cojinetes cónicos de rodillos.

En un puente trasero de tipo convencional, es decir, rígido, los palieres o semiejes van introducidos en el interior de las trompetas, apoyándose en un extremo en el conjunto diferencial y en el otro extremo se apoya en la misma trompeta con interposición de un rodamiento de bolas.

En caso de que el puente trasero tenga suspensión independiente para cada rueda los palieres irían al descubierto y provistos de juntas cardan que permitan el movimiento del las ruedas con respecto al chasis, ya que el puente iría acoplado al este. Por el contrario, en el sistema convencional de puente trasero rígido unido al chasis del vehículo a través del sistema de suspensión, los palieres irían guarecidos en el interior de las trompetas. Ya que no tiene que absorben los movimientos de las ruedas producidos por las irregularidades del terreno porque el puente trasero se mueve igual.

El régimen de giro del motor en situaciones de conducción normales suele estar comprendido entre las 3.000 y las 6.000 r.p.m, que modificados por la caja de cambios, proporcionan en la cuarta velocidad, entre 70 y 140 Kilómetros por hora en un vehículo de tipo medio. Si esta velocidad de rotación se transmitiese directamente de la caja de cambios a las ruedas, con unas ruedas de tamaño normal, cuyo desarrollo medio es de metro y medio, nos proporcionaría una cuarta marcha a una velocidad entre 270 y 540 Kilómetros por hora, por lo que esta obligado a reducir considerablemente el giro de las ruedas para mantener un relación par /velocidad adecuada. Para ello se reduce aproximadamente entre 3:1 y 6:1, es decir que el motor debe dar entre 3 y 6 vueltas para que las ruedas motrices den una vuelta completa. Esta relación de desmultiplicación varía de unos vehículos a otros y depende del tamaño de los neumáticos montados y de la potencia del motor.

Esta desmultiplicación necesaria se obtiene gracias al piñón cónico de ataque que incide sobre un dentado helicoidal de una corona atornillada al diferencial. Para evitar que sean siempre los mismos dientes los que soporten la presión máxima, se elige la relación de desmultiplicación de tal forma que el número de piñones del piñón de ataque, llamado también engranaje hipoide, y de la corona del diferencial sea primos entre sí.

Cuando el par motor que debe transmitirse a las ruedas motrices es excesivamente elevado, se dispone de un puente trasero con doble reducción. En el cual la corona del diferencial se monta sobre un eje del que forma parte un piñón recto con dentado helicoidal, que engrana a su vez con el piñón cónico de ataque. Con esta disposición se logra realizar la desmultiplicación usando dos piñones en vez de uno, con lo que se aumenta la robustez del conjunto.

6. Grupo diferencial

Una vez adaptada la desmultiplicación adecuada a la velocidad de giro para mantener una relación velocidad - par adecuada, nos encontramos con otro problema. Cuando el automóvil describe una línea recta, las ruedas de ambos lados dan el mismo número de vueltas. Pero en una trayectoria curva, la rueda exterior siempre recorrerá más espacio que la interior, por lo que si ambas girasen a la misma velocidad, la interior estaría obligada a efectuar un deslizamiento sobre el suelo, que llevaría, con la actual adherencia de los neumáticos, a una sensible reacción del par y a un comportamiento extraño del vehículo en curva, desgastando además los neumáticos de manera anormal.

Para evitar estos inconvenientes, se dispone de un mecanismo llamado diferencial capaz de permitir el giro de las dos ruedas motrices a diferente velocidad al tiempo que transmite a ambas el esfuerzo necesario para mover el vehículo a la velocidad deseada por el conductor.

Este sistema esta constituido por dos engranajes cónicos llamados planetarios sobre los cuales se engranan otros piñones llamados satélites. Cuando al tomar una curva la rueda de la parte interior se opone al giro arrastra a los satélites del diferencial, haciendo que el planetario de la otra rueda gire un poco más rápido.

En la imagen anterior se ha reproducido el despiece de un grupo diferencial en que observamos la corona del par cónico (12), que va acoplada sobre la caja del diferencial (5) mediante tornillos. En el interior de la caja del diferencial se alojan los engranajes satélites (2) por medio de un eje portasatélites (3), y los engranajes planetarios (4) por medio de las arandelas calibradas (1). En la imagen de al lado también podemos ver el despiece de un diferencial de forma más esquemática.

Constituido así el mecanismo del diferencial, cuando el eje de salida de la caja de cambios empieza a girar, hace que a través del árbol de transmisión se transmita el giro hasta el piñón cónico de ataque que arrastra a la corona del par cónico, y con ella a toda la caja del diferencial. La caja del diferencial, voltea a los satélites al girar, haciendo que arrastren a los planetarios, que transmiten el giro hasta las ruedas, haciéndolas girar en el mismo sentido y a igual velocidad a ambas ruedas mientras que el vehículo se mantiene en línea recta.

Cuando el vehículo toma una curva, la rueda del lado interior siempre ofrece más resistencia al giro que la del lado exterior al tener que recorrer diferentes distancias. Al producirse esta resistencia, la rueda tira de los satélites que rodaran un poco haciendo que se reduzca la velocidad de giro de dicha rueda y aumente la velocidad de giro de la rueda del otro lado. De esta forma, lo que pierde de giro una rueda lo gana la otra, ajustándose automáticamente el giro de las ruedas al recorrido que les corresponde efectuar en las curvas.

Árbol de transmisión y puente trasero

Árbol de transmisión y puente trasero.

Comencemos por diferenciar claramente d os tipos de automóviles; los de tracción delantera y los de tracción trasera; es decir, los que sus ruedas motrices -que transmiten el movimiento- son las delanteras y los que son las traseras. A lo largo de la historia del automóvil se ha ido evolucionando y se ha pasado de la transmisión trasera (primero con el motor también trasero y luego con el motor delantero) a la delantera, que es ampliamente utilizada por los constructores de en sus vehículos de pequeño y mediano tamaño, toda vez que el motor y la transmisión delantera ofrecen un mayor espacio aprovechable y un mejor comportamiento para el conductor habitual. Los problemas de los coches con la tracción delantera, proviene precisamente de la transmisión, aunque afortunadamente hoy en día la tecnología de engranajes y juntas homocinéticas ha superado los problemas.Sin embargo para la mejor compresión, comencemos explicando una transmisión convencional sobre un vehículo de tracción trasera y motor delantero, ampliamente utilizado en los vehículos de tipo medio y alto como la gama 124,131 y 132 de SEAT los peugeot 504 y los chysler/Talbot 180 y 2 Litros.Los giros por minuto que efectúa el motor a un régimen normal son 3.000 y 6.000, que convencionalmente modificados por la caja de cambios, proporcionan en cuarta velocidad, entre 70 y 140 Kilómetros por hora en un vehículo de tipo medio. Si esta velocidad de rotación se transmitiese directamente de la caja de cambios al motor, con unas ruedas de tamaño normal, cuyo desarrollo medio es de metro y medio, nos proporcionaría una cuarta marcha a una velocidad entre 270 y 540 Kilómetros por hora, por lo que esta obligado a reducir considerablemente el giro de las ruedas para mantener un relación par /velocidad adecuada. Para ello se reduce en aproximadamente una cuarta parte, lo que quiere decir que la rueda sólo gira una vez por cada cuatro vueltas del motor. Ello se consigue, una vez más, por medio de dos engranajes de distinto número de dientes , que forman básicamente lo que se llama ” Grupo diferencial”, ” grupo cónico” o ” puente trasero”, o simplemente “diferencial”o “grupo” por sencillez.Pero todavía nos encontramos con otro problema. Cuando un automóvil describe una línea recta , las ruedas de ambos lados dan todas el mismo número de vueltas: pero en una trayectoria curva , la rueda exterior siempre recorrerá más espacio que la interior, por lo que si ambas girasen a la misma velocidad, la interior estaría obligada

a efectuar un deslizamiento sobre el suelo, que llevaría, con la actual adherencia de los neumáticos , a una sensible reacción del par y a un comportamiento extraño del vehículo en curva. Para evitar este problema, los automóviles incorporan lo que auténticamente se llama “diferencial”, que no es más que una parte integrada en el puente trasero o en el “grupo” para ser más exacto. Vemos, pues, que nos encontramos ante un conjunto mecánico que agrupa una función reductora y una diferenciadora del giro de las ruedas.

Explicamos anteriormente en el funcionamiento de la caja de cambios automática, el sistema de engranajes llamado “planetario” o “hepicicloidal”, pues bien, un diferencial es exactamente lo mismo: una corona o engranaje de mayor diámetro, sobre la que dos engranajes “satélites” giran locamente en sus ejes, arrastrando a la corona o haciendo girar al porta-satélites en función del giro del eje principal. La diferencia sobre el sistema decrito anteriormente, es que en el diferencial hay dos ejes, cada uno a una rueda, que cuando el automóvil realiza una trayectoria recta, giran a la misma velocidad, por lo que los satélites no giran sobre sus ejes, sino que transmiten el movimiento con el giro del porta-satélites y cuando, en virtud de la trayectoria descrita por el automóvil, un eje necesita girar mas rápido que otro, se compensa el giro haciendo girar los satélites y produciendo un “resbalamiento” en el porta-satélites.La corona o “satélite” está íntimamente unida por medio de un engranaje hipoide al árbol de transmisión, a través de un piñón de ataque; precisamente la relación de dientes entre corona y piñón es la que efectúa la reducción necesaria de giro que de que hablábamos en un principio. El conjunto de corona y piñón y planetarios, está encerrado en un cárter, que forma el “grupo” y que se encuantra sumergido en aceite igual que la caja de cambios. En los vehículos de tracción trasera, el “grupo” está unido al conjunto motor-embrague-cambio por medio de un árbol de transmisión que recorre longitudinalmente el automóvil, ocasionando el tradicional “túnel” en el habitáculo interior.En los coches con motor y transmisión delantero, el grupo está adosado directamente al cambio, con lo que se gana un sustancial espacio y se logra mayor compactura.

Piñón cónico. Rodamientos. Corona

Montaje y ajuste del Diferencial

Aunque el conjunto diferencial este constituido por piezas de gran robustez, el montaje de todos sus elementos es muy delicado y debe realizarse siempre siguiendo las recomendaciones particulares que en cada caso dé el fabricante del vehículo si se desea realizar una reparación con éxito. Precisamente entre las reparaciones de cierta importancia normalmente realizadas en los talleres, la sustitución de grupos y ajuste de diferenciales es una de las que presenta mayor riesgo de no quedar enteramente bien o, peor aún, de reproducirse al cabo de un kilometraje breve.

En este tipo de reparaciones, en primer lugar es fundamental que el piñón y la corona que forman el conjunto diferencial estén emparejados de fábrica y que en el montaje de ambas piezas se realice un perfecto ajuste del juego, teniendo en cuenta para ello las marcas grabadas en su superficie, así como el procedimiento general recomendado por el fabricante.

En segundo lugar, en aquellas reparaciones en que hubieran resultado desgastados el piñón y la corona es asimismo imprescindible efectuar una limpieza muy escrupulosa de todo el interior de la carcasa del diferencial, incluidas las trompetas. De no tener en cuenta esta precaución, las partículas metálicas procedentes de la primera avería actuarían como un esmeril sobre el conjunto de piñones nuevos, lo que originaría la repetición de la avería en un plazo muy breve.

Hay que advertir que el montaje y el ajuste del diferencial es una operación de bastante responsabilidad, que aparte de los necesarios conocimientos requiere para su realización numerosas herramientas especiales. Por este motivo, esta clase de trabajos es aconsejable encargarlos únicamente a talleres muy calificados que puedan garantizar un buen resultado. Sin embargo, se detallan en que consisten estos ajustes y cómo llevarlos a cabo.

En general, el ajuste del conjunto diferencial comprende tres operaciones distintas, aunque todas ellas ligadas entre sí. Según el orden en que normalmente se llevan a cabo, son las siguientes:

1- Determinación del espesor de la arandela de apoyo del piñón cónico. -Para realizarlo se emplea un útil especial denominado “falso piñón”. Este útil especial lleva acoplado un reloj comparador cuyas indicaciones combinadas con el número que aparecerá grabado en el piñón permiten determinar directamente el espesor que debe tener la arandela de apoyo del piñón.

2-Precarga de los rodamientos del piñón cónico. El piñón cónico generalmente va montado sobre dos rodamientos de rodillos cuyas pistas interiores van separadas por un distansiador elástico. La operación de precarga de los rodamientos consiste en un par de apriete a la tuerca de fijación del piñón se requiera un determinado par previamente especificado. Para ello se utiliza una llave dinamométrica para apretar la tuerca y un comprobador de par de giro o llave dinamométrica de precisión para verificar el esfuerzo de giro del piñón.

1- Ajuste del juego entre corona y piñón y precarga de los rodamientos del conjunto. -El ajuste del piñón y la corona se efectúa acercando o alejando la corona al piñón mediante los anillos de regulación hasta conseguir la holgura entre dientes recomendada . La precargada los rodamientos se da apretando los anillos de regulación de cada lado hasta conseguir una determinada deformación de la carcasa.-

Placas de fricción. Sistema de bloqueo. Adherencia

Direccional Autoblocante

EL mecanismo diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehículo dé una curva sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin patinamiento sobre el suelo. La necesidad de este dispositivo se explica por el hecho de que al dar una curva el coche, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el lado exterior, puesto que las primeras describen una circunferencia de menor radio que las segundas. El diferencial reparte el esfuerzo de giro de la transmisión entre los semiejes de cada rueda, actuando como un mecanismo de balanza; es decir, haciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par, o bien las vueltas o ángulos de giro que pierda la otra. Esta característica de funcionamiento supone la solución para el adecuado reparto del par motor entre ambas ruedas motrices cuando el vehículo describe una curva, pero a la vez se manifiesta como un serio inconveniente cuando una de las dos ruedas pierde su adherencia con el suelo total o parcialmente. En estas circunstancias, cuando por ejemplo una de las dos ruedas del eje motriz rueda momentáneamente sobre una superficie deslizante (hielo, barro, etc), o bien se levanta en el aire (a consecuancia de un cache o durante el trazado de una curva a alta velocidad), la característica de balanza del diferencial da a

lugar que el par motor se concentre en la rueda cuya adherencia se ha reducido. Esta rueda tiende a embalarse, absorviendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmóvil, lo que se traduce en pérdida de tracción del coche.El diferencial autoblocante tiene como objetivo resolver este importante problema de pérdida de tracción.

Autoblocante de placas de fricción

De entre los diversos típos de diferenciales autoblocantes que existen, sin duda el más utilizado y posiblemente el mas eficaz es el Thotnton Powr-Lok, llamado también “de placas de fricción”. En este diferencial de cruzan uno sobre otro, pero constituyendo dos piezas independientes, a diferencia de los diferenciales corrientes, donde forman una pieza única con cuatro brazos. Los extremos de ambos ejes en la zona de acoplamiento en la caja del diferencial van tallados con dos planos formando una “V”. Los alojamientos para cada eje en la caja del diferencial están sobredimensionados, de modo que el eje entre con una considerable holgura. Estos alojamientos presentan además dos rampas talladas formando también una “V” de idéntico ángulo que la existente en los ejes.Los piñones satélites planetarios son análogos a los de un diferencial convencional. Cada piñón planetario se acopla sobre sendos bujes estriados, que a su vez encajan sobre cada una de las dos mitades de la caja diferencial. Entre cada mitad de la caja y el buje estriado correspondiente existe un embrague compuesto por placas de fricción y arandelas eñásticas de acero, o bien -como es el caso del conjunto que aparece el la secuancia fotográfica- pequeños muelles helicoidales alojados en las carcasas.

Actuación del sistema de bloqueo

Cuando las dos ruedas gozan de similar adherencia, los ejes de los satélites están sometidos a un esfuerzo que tiende a hecarlos subir por las rampas en “V”, pero sin embargo, como ambos se cruzan uno por delante del otro, el efecto de cada uno se contrapone, permaneciendo ambos equilibrados en el fondo de la “V”.Los embragues de cada planetario están calculados para permitir un cierto resbalamiento mientras no se produzca la total pérdida de adherencia de una de las dos ruedas. Así, cuando el coche da una curva, este pequeño resbalamiento permite que la rueda exterior gire algo mas de prisa que la interior, comportándose el dispositivo como un diferencial convencional. En el momento en que una de las dos ruedas pierde adherencia, los satélites tienden a girar entre los planetarios y la tensión a que estaban sometidos los ejes de los primeros disminuye.La posición de equilibrio de los ejes de satélites se rompe y entonces el eje del lado de la rueda que todavía tiene adherencia sube por las rampas en “V”, ejerciendo un empuje sobre el piñón planetario que se aplica ahora con fuerza sobre su cubo estriado. Este movimiento aprieta el embrague de placas de este lado y el planetario se hace solidario de la caja diferencial, anulándose, por tanto, el  efecto diferencial.

Ventajas del diferencial autoblocante

Estabilidad:

con el dispositivo autoblocante, cuando una de las dos ruedas motrices pierde adherencia (se levanta en una curva, pasa sobre una placa de hielo, etc), no se produce su embalamiento ni, por lo tanto, existe el riesgo que se da en los diferenciales normales de que la rueda, girando loca, haga desviarse bruscamente al recuperar su adherencia normal. En la practica, esta característica se traduce en una grán seguridad que se nota especialmente en curvas.

Marcha en condiciones de adherencia limitada:

cuando la adherencia que ofrece el piso es reducida, con un diferencial corriente el par disponible en las ruedas se halla limitado por la rueda que goza de menor adherencia. En esta situación, la rueda con menor capacidad de tracción se embala, mientras que la opuesta permanece inmóvil y el vehículo, por lo tanto, queda bloqueado.Con el autoblocante, cuando estas circunstancias se producen todo el par motor disponible se aplica sobre la rueda de mayor tracción, lo que permite al vehículo una posibilidades mucho mayores de no quedarse atascado.

Revisión:

los posibles problemas del diferencial autoblocantes se reducen a la práctica al desgaste de los discos de embrague y al la pérdida de tensión de las arandelas-muelle Belleville. En la secuancia de fotografias se describen paso a paso el desmontaje y la revisión de estos elementos.