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Diferencial 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 consecuencia de un bache 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, absorbiendo 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
En la actualidad los diferenciales autoblocantes han sido desplazados por los Controles de
tracción electrónicos (TCS, ASC+T, ASR, EDS, los cuales detectan con los captadores de ABS
la rueda que patina, frenando la misma y mandando el exceso de par a la otra rueda, de igual
forma             que            haría           un           diferencial         autoblocante.
El control de tracción reduce la potencia del motor si el efecto de frenar una rueda no es
suficiente, para reducir el par que recibe y canalizarlo adecuadamente de esta forma a la rueda
adecuada. De este modo la extensión del uso del ABS/EDS a sustituido los diferenciales
autoblocantes.

Solo vehículos de altas prestaciones y racing siguen montando diferenciales autoblocantes, ya
que se descarga el trabajo de los frenos, e incluso aumenta la capacidad de transmisión de
potencia, pero encareciendo el montaje. Por ejemplo el diferencial Torsen se combina muy bien
con lo controles de tracción electrónicos, además de descargar de trabajo a estos como hemos
dicho antes, consigue la máxima transferencia del par a las ruedas sin que lleguen a deslizarse,
consiguiendo aceleraciones muy rápidas y progresivas.




                            Tipos de diferenciales autoblocantes

    •   Diferenciales de deslizamiento limitado (viscoso o ferguson y autoblocantes mecánicos)

    •   Diferenciales Torsen

    •   Diferenciales de deslizamiento controlado (embragues multidisco)




           Diferenciales de deslizamiento limitado (LSD - Limited Slip Diferential).

                           Diferenciales autoblocantes mecánicos


Estos diferenciales se suelen montar en vehículos de tracción trasera, de gran potencia, ya que
son susceptibles de perder adherencia durante aceleraciones fuertes en una de las ruedas,
siendo necesario el enclavamiento de este a determinado valor, para evitar un deslizamiento
excesivo                 que             generaría                un                sobreviraje.
Mediante la adopción de este, se mejora la transmisión de esfuerzo, a la vez que evita un
patinaje continuo de la rueda con menos adherencia y sus consecuencias para la estabilidad.

De entre los diversos tipos de diferenciales autoblocantes que existen (por conos de fricción,
por discos de fricción, por acople lateral estriado), sin duda el más utilizado y posiblemente el
mas eficaz es el "Thornton Powr-Lok", llamado también “de discos de fricción”. En este
diferencial se 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 de satélites 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 discos de fricción y arandelas elásticas de
acero. Los discos de fricción, interpuestos entre el disco de presión y la pared de la carcasa,
van intercaladas de forma que las que tienen dentado exterior, engranan en unas ranuras de la
carcasa, y las que llevan dentado interior, engranan con los planetarios.




                              Actuación del sistema de bloqueo


Cuando las dos ruedas gozan de similar adherencia, los ejes deslizantes de los satélites están
sometidos a un esfuerzo que tiende a hacerlos 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 en parte, por tanto, el efecto diferencial.

Los diferenciales autoblocantes tienen un valor de diseño a partir del cual este alcanza su
blocaje (un diferencial convencional tendría un valor de bloqueo nulo 0% y los autoblocantes a
partir de 25% hasta aprox. el 70%). Para establecer el valor a partir del cual funciona el
mecanismo de acoplamiento, se basan no en el exceso de par a cada semieje, sino en la
diferencia de revoluciones que este genera. Es decir, los diferenciales autoblocantes, son
diferenciales que permiten el reparto de revoluciones a cada semieje, pero se bloquean cuando
aumentan las revoluciones de un eje frente al otro en un determinado valor.

                 Diferencial autoblocante por discos de fricción


Con estos diferenciales se consiguen mejorar la siguientes condiciones de marcha del vehículo:

   •   Se evita, en gran parte, que una rueda patine al arrancar o durante la marcha con mala
       adherencia de la calzada.
   •   Se evita igualmente que una rueda patine al saltar por encima de desigualdades de la
       calzada.
   •   Se elimina el peligro de patinar al conducir a altas velocidades con una adherencia a la
       calzada distinta en las ruedas motrices, lo que vale, principalmente para vehículos de
       gran potencia.
   •   Se mejoran las características de marcha invernal (nieve, hielo, etc.).
   •   El diferencial autoblocante de láminas funciona de modo automático, sin intervención
       alguna del conductor.
Estos diferenciales tienen un valor de bloqueo, según el tipo de vehículo, entre aprox. 25% y
75%. El efecto de bloqueo se refiere a la fricción interna de los dos paquetes de discos
dispuestos en el cárter del diferencial, en régimen de dependencia del par de apriete. El par
pasa de piñón cónico de ataque a la corona (grupo piñón-corona), y de ahí al cárter del
diferencial autoblocante, a través de los dos discos de empuje (presión) a los dos ejes
portasatélites, de estos a los satélites, pasando a los piñones planetarios y de aquí a los
palieres (semiejes).




         El efecto de bloqueo se produce porque el par que pasa al diferencial no va
directamente al eje portasatélites (7) y satélites (8), como en un diferencial normal, sino a
través de dos discos de empuje (5) que se encuentran en el cárter del diferencial, apretados de
manera      que    no   puedan      girar  pero    sí    desplazarse   en     dirección     axial.
Puesto que los discos exteriores (3) están unidos, sin poder girar, con el cárter del diferencial
(por las ranuras longitudinales) y las laminas interiores con los piñones planetarios (6) o de
ataque, se dificulta el giro relativo en dirección al diferencial. Las fuerzas de expansión
producen en los acoplamientos de discos de fricción (discos interiores y exteriores) un par de
bloqueo dependiente de la carga, que está siempre en relación con el par de impulsión. El
efecto de bloqueo se adapta siempre al par motor cambiante y también el aumento de par en
las distintas marchas.
Los diferenciales autoblocantes disponen de una o dos arandelas elásticas (9), mediante las
cuales se forma un par de bloqueo constante con una antecarga axial de los discos. Estas
arandelas elásticas ejercen, en condiciones extremadamente difíciles, un efecto de bloqueo
inmediato, que representa una gran ventaja con estado de la calzada extremadamente
deficiente       y        una       mala     adherencia          entre       rueda       suelo
Los diferenciales autoblocantes montados como equipo opcional, o de serie en los vehículos,
disponen de un valor de bloqueo de de aprox. 40% hasta el 75%. Constituyen una excepción
los diferenciales autoblocantes en vehículos con tracción delantera, en los que el valor de
bloqueo                    es               de                    aprox.                 25%.
Estos diferenciales no necesitan mantenimiento alguno, aunque en los vehículos que se
conducen en condiciones de servicio superiores (policía, taxis, etc.) se recomienda un cambio
de aceite del eje trasero cada 30.000 km.




                               Diferencial viscoso o Ferguson


Este diferencial autoblocante suele utilizarse como diferencial central en vehículos con tracción
a las 4 ruedas. Está constituido por una carcasa solidaria al árbol de transmisión que encierra
unos discos, de los cuales, unos están unidos a la carcasa y otros al portadiscos solidario al eje
de salida, los discos de ambas series van intercalados y con hendiduras y taladros, a través de
los cuales puede pasar el aceite silicona mezclado con un 20% de aire, que llena todo el
conjunto.
Una parte del conjunto es solidaria a las ruedas de un eje y la otra a las ruedas de otro eje. En
marcha recta las ruedas traseras se ven arrastradas por las del tren que recibe la tracción a
través de su contacto con el suelo, generándose una pequeña aportación de par a través del
aceite                                                                                   silicona.


Cuando uno de los ejes pierde tracción el deslizamiento que se genera entre los discos alternos
hace aumentar la temperatura y presión en el aceite silicona que los envuelve, aumentando las
fuerzas de cizalladura, arrastrando los discos conductores a los conducidos, consiguiéndose un
giro                        solidario                       entre                       ambos.


El momento de actuación lo determina el número de discos, los taladros y el aire que tengan
mezclado, no recibiendo en funcionamiento normal nada mas que una pequeña parte del par a
través de él, apenas un 10%. Este diferencial es el mas usado cuando a un vehículo de
tracción delantera se le añade la trasera como complemento ante una perdida de tracción del
tren delantero, momento en el que el bloqueo del mismo genera el desvío de par al otro tren.
El problema que se presenta con este diferencial es que la tracción a las 4 ruedas no es
permanente y hay un cierto retraso desde que empieza a perder tracción uno de los ejes del
vehículo y el acoplador viscoso empieza a transmitir el par de tracción al otro eje. Puesto que el
líquido viscoso que hay dentro del viscoacoplador no es un medio fijo de transmisión (depende
de la temperatura y de la diferencia de velocidad entre discos) la tracción a las 4 ruedas no es
fija ni constante.
El uso de estos diferenciales como centrales obliga a utilizar un embrague automático que
desembrague la tracción al segundo eje en el momento de frenado cuando el vehículo monte
un sistema ABS, ya que como su blocaje se produce por diferencia de giro entre trenes, este
bloqueo que deja sin efecto diferencial puede afectar al funcionamiento del sistema ABS que
también va a vigilar estas diferencias de giro para actuar.

La introducción de este embrague automático cuando se monta ABS (muy general hoy día)
hace que se plantee la tercera solución, que consiste en dotar a este embrague del efecto de
reparto de par, sustituyéndose el diferencial por un embrague multidisco controlado (como
ejemplo: el Haldex).

El uso del viscoacoplador como diferencial central puede ser que sea menos eficaz que el
sistema de Torsen, pero es ciertamente el más barato, así que podemos encontrarlo en
muchos coches de serie con tracción total 4WD.

    •   Ventaja: Barato y compacto
    •   Desventaja: es tracción total 4WD solo cuando hay una diferencia de tracción entre
        ejes debido a suelo deslizante. Se comporta normalmente como un tracción a dos
        ruedas 2WD.

Este sistema de tracción lo utilizan: VW Syncro, Lamborghini Diablo VT, Porsche 993/996
Carrera 4 y Turbo, Volvo 850 AWD y el Lancia Delta integrale (diferencial central y delantero)
etc.




Una alternativa para el viscoacoplador es cuando se utiliza junto con un diferencial
convencional (como central) haciendo el primero las veces de diferencial autoblocante es decir
bloquear la transmisión a las 4 ruedas cuando hay una diferencia de velocidad entre ambos
ejes del vehículo. Con este tipo de transmisión lo que conseguimos es que el vehículo sea
tracción a las 4 ruedas (4WD) constantemente y no solo a ratos (perdida de tracción en unos
de los ejes) como el anterior.




Otra alternativa al utilizar el viscoacoplador es cuando se utiliza junto con un tren de engranajes
epicicloidal como se ve en la siguiente figura. Este sistema lo utiliza el Mitsubishi 3000GT AWD.
El visco-embrague (viscoacoplador) también se puede usar en el diferencial
delantero o trasero (eje). Para ello se une el sistema de acoplamiento viscoso a la carcasa de
un diferencial convencional.
Conclusión


Este sistema de transmisión no es constante al 100% tiene un pequeño deslizamiento
(diferencia de velocidad entre ejes) y retraso en su acoplamiento, lo que hace que el par no se
transmita igual a los dos ejes. Pero este inconveniente es menor y por eso vehículos de
grandes prestaciones lo han utilizado por su buen equilibrio entre precio y eficacia.
Este sistema de tracción lo utilizan: Lancia Delta Integrale, Ford RS Cosworth, Mitsubishi
Lancer GSR, 3000 GT VR4, Subaru Impreza, Toyota Celica GT4.




                              Diferencial Torsen

Su nombre procede de las palabras inglesas Torque Sensitive, que en español quieren decir
sensible al par, fue inventado por Vernon Gleasman y fabricado por el Gleason Corporation.. Es
un tipo de diferencial cuya peculiaridad radica en que reparte la fuerza que procede del motor a
las ruedas de forma independiente a la velocidad rotatoria de cada uno de los dos árboles o
semiejes de transmisión que parten de él. Su gran virtud es que puede transmitir, en una curva,
más par a la rueda que menos gira, en contraposición al resto de diferenciales.

En cualquier diferencial autoblocante, ya sea convencional o viscoso, el reparto de fuerza entre
los dos semiejes se realiza siempre de forma proporcional a su velocidad de giro, sin embargo
el diferencial Torsen puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en función de la
resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior
en una curva gire menos que la exterior, aunque esta última reciba menos par.
Funcionamiento


Basa su funcionamiento en la combinación de una serie de engranajes convencionales y
helicoidales. En concreto, se utilizan tres pares de ruedas helicoidales que engranan a través
de dientes rectos situados en sus extremos. La retención o el aumento de la fricción se produce
porque las ruedas helicoidales funcionan como un mecanismo de tornillo sinfín: el punto de
contacto entre los dientes se desplaza sobre una línea recta a lo largo del propio diente, lo que
supone unir al movimiento de giro de las ruedas un movimiento de deslizamiento que supone
fricción. El tarado o grado de resistencia se determina precisamente por el ángulo de la hélice
de estas ruedas helicoidales

Si lo comparamos con un diferencial convencional, en un Torsen se sustituyen los satélites
convencionales por tres pares de engranajes helicoidales, engranados dos a dos por piñones
de dientes rectos en sus extremos. Los planetarios en este caso son tornillos sin fin, con los
cuales engrana cada uno de los engranajes helicoidales.




En curva los satélites giran sobre sus ejes acelerándose uno y frenándose otro para permitir la
diferente velocidad de cada rueda. Si se genera el deslizamiento de una rueda los satélites
helicoidales no pueden hacer girar mas rápido al planetario, dada la disposición de tornillo sin
fin. Como los satélites forman parejas , la reacción de uno frente al otro impide el giro del
planetario                     cuando                    hay                    deslizamiento.


El tarado a partir de cual manda el par a la rueda que tiene mejor agarre se determina con el
ángulo                  de                  la               hélice                 helicoidal.
Esto nos permite, disponer siempre del máximo par en la rueda que mas agarre tiene, sin tener
que llegar al deslizamiento en la rueda de menor agarre, y que este propicie el blocaje del
diferencial, esto redunda en un mejor comportamiento sin perdidas de tracción en ninguna
rueda, mientras hay capacidad de transmitir, lo que favorece las aceleraciones y evita derivas
que tengan que ser controladas.
Los diferenciales traseros autoblocantes tipo Torsen y similares no solo actúan en
aceleración sino que también lo hacen en retención. En este caso ocurre lo mismo que en
aceleración, el diferencial aporta más par de frenado (de retención) a la rueda izquierda o
derecha dependiendo de cuál tenga más agarre. Es una característica inherente al diferencial
Torsen. Por cierto decir que estos diferenciales se ajustan de forma que cuando el reparto de
par a uno u otro lado llega a un cierto límite el diferencial se bloquea por completo... y dicho
porcentaje de bloqueo (lo que habitualmente se denomina "tarado" del diferencial) suele ser
distinto para aceleración y para retención.

Hay varias versiones de diferenciales Torsen, su constitución interna cambia según el modelo.




En la figura inferior se ve la utilización de un diferencial Torsen como central y su situación en
el conjunto de la transmisión. La marca Audi ha utilizado en sus modelos Quattro (tracción a las
4 ruedas) el diferencial Torsen como central y también en el eje trasero.
Sistema Haldex


Este sistema entra dentro de los llamados embragues o acopladores multidisco se diferencia
del viscoacoplador en los materiales de los elementos rozantes, el líquido usado, y el
mecanismo de control presentando, por lo demás la constitución es parecida. Consiste también
en un paquete de discos conductores y conducidos salvo que ahora los discos transfieren el
movimiento entre ellos por fricción , y en un sistema hidráulico que los presiona de igual modo
que                      un                        embrague                        convencional.


Este sistema frente al viscoacoplador, mejora en el sentido, en que se puede mandar par según
la presión ejercida sobre los discos, no requiriendo un deslizamiento entre ellos para que actúe,
lo que permite, controlar el reparto no en función de la diferencia de velocidad de giro.
Es muy útil, porque se puede generar repartos de par a uno y otro eje en función del uso que
pretendamos del vehículo, cambiando este reparto sobre la marcha , pudiendo derivar mas par
al tren trasero o delantero en función de cada momento, mediante una gestión electrónica que
contempla las exigencias del conductor, así como el deslizamiento en alguno de los ejes.
El control del acoplamiento puede ser mas o menos elaborado, encareciendo la realización
según se haga este, debiendo ser muy preciso para permitir repartos continuos de par entre
ambos                                                                                       ejes.
Es de considerar que la presión sobre los discos debe permitir el paso de par desde 0 al 100%,
por lo que para la correcta aplicación de la presión debe tenerse en cuenta en cada momento,
si la diferencia de giro entre ambos trenes es la normal en una curva o se debe a un
deslizamiento de una rueda.

Desde finales de 1998, Volkswagen substituyó el viscoacoplador de sus modelos de vehículos
Syncro por un nuevo sistema llamado "Haldex". Primero lo monto en el Audi TT y el Golf
4motion, el nuevo sistema utiliza un diferencial central de embrague multidisco. En este
momento, se ofrece solamente para la plataforma transversal transverse-engined del golf IV,
pero no hay razón técnica evita que se aplique a los modelos longitudinal longitudinal-engined
de Audi.




                                          Funcionamiento

Si las ruedas deslizan por encima de un cierto límite, se produce una diferencia de giro con
relación a las traseras. Esa diferencia de giro acciona una bomba hidráulica que presiona un
juego de discos conectado al motor, con otro conectado a las ruedas traseras. A medida que
aumenta la presión entre los discos, aumenta la fuerza que reciben las ruedas posteriores. Un
calculador electrónico determina la presión que la bomba suministra a los discos. Así pues, en
condiciones normales, el sistema de tracción 4-Motion funciona prácticamente como si se
tratara de un tracción delantera normal. En condiciones extremas puede suceder que las
ruedas traseras sean las únicas que transmitan motricidad
El principio de funcionamiento de este embrague se basa en un conjunto de discos que
conectan el árbol de transmisión con el diferencial trasero. Estos discos reciben una presión de
aceite, a través del sistema de autobombeo, la cual regula la cantidad de par a transmitir al eje
posterior. Si el tren anterior y el posterior giran a la par, no se produce ningún efecto y el coche
se comporta como un tracción delantera normal; si ocurre un desfase, se genera una presión
de aceite que, conducida hacia pistón de accionamiento , comprime los discos produciendo la
conexión entre ambos ejes.

Pero lo fundamental es la válvula reguladora que, controlada por la centralita electrónica,
determina el grado de actuación del embrague Haldex una vez que se genera presión en el
circuito hidráulico: si la válvula está cerrada, la eficiencia es máxima y el bloqueo, total; si está
abierta un tercio, deja refluir parte del aceite hacia el depósito del sistema, permitiendo un
resbalamiento limitado y un reparto de par variable entre ambos ejes; si está totalmente abierta,
no hay presión sobre el émbolo principal, el aceite refluye directamente y el tren trasero
permanece desconectado.

Para decidir el grado de actuación, las condiciones de marcha son registradas por medio de
sensores en el motor (régimen, posición del acelerador), en las ruedas (por los sensores del
sistema ABS) y en la carrocería (por un detector de aceleración-deceleración) y toda esta
información llega a través del CAN-Bus (sistema electrónico de intercomunicación) a un
procesador. Los datos son analizados instantáneamente para reaccionar de forma rápida y
efectiva en cada situación.

El sistema Haldex no produce efectos de resistencia en maniobras de aparcamiento, admite
circular con neumáticos desiguales (con la rueda de emergencia, por ejemplo), permite el
remolcado del coche con un eje levantado sin crear tensiones internas y, por si fuera poco,
combina su efecto con los demás sistemas de seguridad (ABS, EDS o ESP), lo que significa un
control absoluto de los movimientos de las ruedas respecto al suelo.

El caso del Haldex simplifica la realización frente a la de Porsche, por actuar directamente
sobre los 7 discos en vez de tener cada disco un actuador independiente, de ahí que suela
funcionar con muy poco par al eje trasero modificándose este cuando las ruedas delanteras no
pueden soportar el aporte de par.
El sistema Haldex a evolucionado presentando varias versiones como la que utiliza los
vehículos  de    la  marca    Volvo   en   sus    modelos    AWD   instant  traction.

El sistema AWD controlado electrónicamente es inteligente. Detecta en qué condición se
encuentra el vehículo y lo que quiere el conductor. Esta información proporciona la base para
saber si el sistema tiene que actuar y cómo. En comparación con el anterior sistema de tracción
integral de Volvo basado en un diferencial de acoplamiento viscoso, el nuevo sistema AWD es
mucho más rápido en su respuesta. Sólo necesita que una de las ruedas delanteras comience
a derrapar un séptimo de vuelta para que el sistema desvíe más potencia a las ruedas traseras.

Esto significa que el nuevo sistema AWD proporciona una tracción de salida mucho mejor en
superficies difíciles, minimizando el riesgo, por ejemplo, de que las ruedas delanteras se
hundan en la arena blanda. Cuanto más "pesada" sea la superficie de conducción, por ejemplo,
arena mojada o barro, mayor es la diferencia y las ventajas en comparación con el sistema
anterior. Normalmente, entre el 5 y el 65 por ciento de la potencia es entregada a las ruedas
traseras, dependiendo de las condiciones de conducción. Los cambios en la cantidad de
potencia desviada a las ruedas traseras tiene lugar de una manera extremadamente rápida,
aunque       suavemente,       sin    que     el    conductor      lo    advierta    siquiera.
Se                   comunica                con                otros                sistemas

El sistema AWD está conectado al sistema Multiplex del vehículo. Como resultado, se
comunica con el resto de sistemas del vehículo para optimizar la tracción a las cuatro ruedas
en todo momento para adecuarse a la situación de conducción. Esta comunicación digital
implica al Sistema de Control de Tracción (TRACS), por ejemplo. También es posible equipar al
Volvo XC70 con DSTC (Control de Tracción y Estabilidad Dinámico). La distribución de
potencia entre la derecha y la izquierda es gestionada por el TRACS, el sistema antiderrapaje
de Volvo. El TRACS interviene cuando es necesario, frenando una rueda para incrementar la
potencia relativa de la rueda con la mejor tracción. Esto significa que el sistema AWD,
trabajando en combinación con el TRACS, puede distribuir la potencia a las ruedas que tienen
la mejor tracción en un momento dado. Cuando se aparca el XC70, el sistema AWD es
controlado para impedir que los ejes delantero y trasero "compitan" por la potencia hasta el
bloqueo       total,   asegurando       una     fácil   maniobrabilidad      al    conductor.
Cuando el vehículo es frenado, se desactiva el sistema de manera que los sistemas de frenado
y ABS puedan trabajar de forma efectiva, proporcionando una gran estabilidad unas distancias
de frenado cortas. Del mismo modo, el sistema AWD es desactivado por el sistema de Control
de Tracción y Estabilidad Dinámico (DSTC) si éste realiza cualquier intervención de frenado
para contrarrestar un patinazo.


En el sistema AWD de Volvo, la potencia se distribuye entre las ruedas delanteras y traseras a
través de un embrague multidisco húmedo (Haldex). La función de este sistema se divide en
tres componentes principales:

    •   Una bomba hidráulica que es accionada por la diferencia de velocidad entre los ejes
    •   Un embrague multidisco húmedo
    •   Una válvula de control con electrónica

La unidad puede ser considerada como una bomba hidráulica donde la carcasa y el pistón con
forma de anilla están conectados a un eje, mientras que la unidad de control del pistón está
conectada al otro eje. Cuando ambos ejes giran a la misma velocidad no se produce ningún
bombeo. Tan pronto surge una diferencia en la velocidad, comienza el bombeo y el flujo de
aceite. Dado que es una bomba de pistón, la respuesta es prácticamente instantánea, sin
retardo debido a un bombeo lento.

El aceite es suministrado a un pistón de embrague que comprime la prensaestopa del
embrague y, en consecuencia, reduce la diferencia de velocidad. El aceite vuelve al depósito a
través de una válvula de regulación ajustable que controla la presión del aceite y, por tanto, la
presión en el embrague. El control electrónico significa que el embrague puede ser adaptado a
diferentes situaciones de conducción. Otra ventaja del sistema AWD controlado
electrónicamente es que no necesita una consideración especial en situaciones específicas. El
remolcado y el cambio de ruedas, por ejemplo, se pueden realizar de la manera habitual.




            El embrague multidisco es utilizado por otras marcas de vehículos


En el porche 959 el reparto de par es permanente (40:60) lo que implica un rozamiento
continuo entre los discos para adecuar el reparto de par a cada circunstancia, esto permite que
se reparta el par a cada eje considerando la situación del coche, y el desplazamiento de peso
que se produce por aceleraciones y frenado del mismo. Para un reparto mas preciso se ha
creado 6 pares de discos con accionamiento independiente en cada uno de ellos. El embrague
multi-discos tiene 6 pares de discos de fricción, cada par es controlado independientemente por
la computadora y actuado por la presión hidráulica. Esto simplemente iguales a 6 embragues
independientes.

Salvo en realizaciones muy elaboradas y caras como la de Porsche, este sistema suele usarse
en vehículos donde funcionan siempre como tracción a aun eje, permitiendo la conexión
automática del otro en circunstancias determinadas. Una construcción mas barata es la de un
embrague multidiscos pero accionados todos a la vez, el cual es usado en los mercedes 4
matic, lo que no permite un reparto tan preciso del par entre los ejes de forma continua. Por eso
suele montarse en vehículos, donde la tracción será a 2 ruedas normalmente , solo
adoptándose la tracción al otro eje cuando se observe una perdida de adherencia en el eje
motriz, en el caso del mercedes se comporta como un tracción trasera en situación normal.

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Diferencial autoblocante y tipo torsen

  • 1. Diferencial 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 consecuencia de un bache 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, absorbiendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmóvil, lo que se traduce en pérdida de tracción del coche.
  • 2. El diferencial autoblocante tiene como objetivo resolver este importante problema de pérdida de tracción
  • 3. En la actualidad los diferenciales autoblocantes han sido desplazados por los Controles de tracción electrónicos (TCS, ASC+T, ASR, EDS, los cuales detectan con los captadores de ABS la rueda que patina, frenando la misma y mandando el exceso de par a la otra rueda, de igual forma que haría un diferencial autoblocante. El control de tracción reduce la potencia del motor si el efecto de frenar una rueda no es suficiente, para reducir el par que recibe y canalizarlo adecuadamente de esta forma a la rueda adecuada. De este modo la extensión del uso del ABS/EDS a sustituido los diferenciales autoblocantes. Solo vehículos de altas prestaciones y racing siguen montando diferenciales autoblocantes, ya que se descarga el trabajo de los frenos, e incluso aumenta la capacidad de transmisión de potencia, pero encareciendo el montaje. Por ejemplo el diferencial Torsen se combina muy bien con lo controles de tracción electrónicos, además de descargar de trabajo a estos como hemos dicho antes, consigue la máxima transferencia del par a las ruedas sin que lleguen a deslizarse, consiguiendo aceleraciones muy rápidas y progresivas. Tipos de diferenciales autoblocantes • Diferenciales de deslizamiento limitado (viscoso o ferguson y autoblocantes mecánicos) • Diferenciales Torsen • Diferenciales de deslizamiento controlado (embragues multidisco) Diferenciales de deslizamiento limitado (LSD - Limited Slip Diferential). Diferenciales autoblocantes mecánicos Estos diferenciales se suelen montar en vehículos de tracción trasera, de gran potencia, ya que son susceptibles de perder adherencia durante aceleraciones fuertes en una de las ruedas, siendo necesario el enclavamiento de este a determinado valor, para evitar un deslizamiento excesivo que generaría un sobreviraje. Mediante la adopción de este, se mejora la transmisión de esfuerzo, a la vez que evita un patinaje continuo de la rueda con menos adherencia y sus consecuencias para la estabilidad. De entre los diversos tipos de diferenciales autoblocantes que existen (por conos de fricción, por discos de fricción, por acople lateral estriado), sin duda el más utilizado y posiblemente el mas eficaz es el "Thornton Powr-Lok", llamado también “de discos de fricción”. En este diferencial se 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 de satélites 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 discos de fricción y arandelas elásticas de
  • 4. acero. Los discos de fricción, interpuestos entre el disco de presión y la pared de la carcasa, van intercaladas de forma que las que tienen dentado exterior, engranan en unas ranuras de la carcasa, y las que llevan dentado interior, engranan con los planetarios. Actuación del sistema de bloqueo Cuando las dos ruedas gozan de similar adherencia, los ejes deslizantes de los satélites están sometidos a un esfuerzo que tiende a hacerlos 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 en parte, por tanto, el efecto diferencial. Los diferenciales autoblocantes tienen un valor de diseño a partir del cual este alcanza su blocaje (un diferencial convencional tendría un valor de bloqueo nulo 0% y los autoblocantes a partir de 25% hasta aprox. el 70%). Para establecer el valor a partir del cual funciona el mecanismo de acoplamiento, se basan no en el exceso de par a cada semieje, sino en la diferencia de revoluciones que este genera. Es decir, los diferenciales autoblocantes, son
  • 5. diferenciales que permiten el reparto de revoluciones a cada semieje, pero se bloquean cuando aumentan las revoluciones de un eje frente al otro en un determinado valor. Diferencial autoblocante por discos de fricción Con estos diferenciales se consiguen mejorar la siguientes condiciones de marcha del vehículo: • Se evita, en gran parte, que una rueda patine al arrancar o durante la marcha con mala adherencia de la calzada. • Se evita igualmente que una rueda patine al saltar por encima de desigualdades de la calzada. • Se elimina el peligro de patinar al conducir a altas velocidades con una adherencia a la calzada distinta en las ruedas motrices, lo que vale, principalmente para vehículos de gran potencia. • Se mejoran las características de marcha invernal (nieve, hielo, etc.). • El diferencial autoblocante de láminas funciona de modo automático, sin intervención alguna del conductor.
  • 6. Estos diferenciales tienen un valor de bloqueo, según el tipo de vehículo, entre aprox. 25% y 75%. El efecto de bloqueo se refiere a la fricción interna de los dos paquetes de discos dispuestos en el cárter del diferencial, en régimen de dependencia del par de apriete. El par pasa de piñón cónico de ataque a la corona (grupo piñón-corona), y de ahí al cárter del diferencial autoblocante, a través de los dos discos de empuje (presión) a los dos ejes portasatélites, de estos a los satélites, pasando a los piñones planetarios y de aquí a los palieres (semiejes). El efecto de bloqueo se produce porque el par que pasa al diferencial no va directamente al eje portasatélites (7) y satélites (8), como en un diferencial normal, sino a través de dos discos de empuje (5) que se encuentran en el cárter del diferencial, apretados de manera que no puedan girar pero sí desplazarse en dirección axial. Puesto que los discos exteriores (3) están unidos, sin poder girar, con el cárter del diferencial (por las ranuras longitudinales) y las laminas interiores con los piñones planetarios (6) o de ataque, se dificulta el giro relativo en dirección al diferencial. Las fuerzas de expansión producen en los acoplamientos de discos de fricción (discos interiores y exteriores) un par de bloqueo dependiente de la carga, que está siempre en relación con el par de impulsión. El efecto de bloqueo se adapta siempre al par motor cambiante y también el aumento de par en las distintas marchas.
  • 7. Los diferenciales autoblocantes disponen de una o dos arandelas elásticas (9), mediante las cuales se forma un par de bloqueo constante con una antecarga axial de los discos. Estas arandelas elásticas ejercen, en condiciones extremadamente difíciles, un efecto de bloqueo inmediato, que representa una gran ventaja con estado de la calzada extremadamente deficiente y una mala adherencia entre rueda suelo Los diferenciales autoblocantes montados como equipo opcional, o de serie en los vehículos, disponen de un valor de bloqueo de de aprox. 40% hasta el 75%. Constituyen una excepción los diferenciales autoblocantes en vehículos con tracción delantera, en los que el valor de bloqueo es de aprox. 25%. Estos diferenciales no necesitan mantenimiento alguno, aunque en los vehículos que se conducen en condiciones de servicio superiores (policía, taxis, etc.) se recomienda un cambio de aceite del eje trasero cada 30.000 km. Diferencial viscoso o Ferguson Este diferencial autoblocante suele utilizarse como diferencial central en vehículos con tracción a las 4 ruedas. Está constituido por una carcasa solidaria al árbol de transmisión que encierra unos discos, de los cuales, unos están unidos a la carcasa y otros al portadiscos solidario al eje de salida, los discos de ambas series van intercalados y con hendiduras y taladros, a través de los cuales puede pasar el aceite silicona mezclado con un 20% de aire, que llena todo el conjunto.
  • 8. Una parte del conjunto es solidaria a las ruedas de un eje y la otra a las ruedas de otro eje. En marcha recta las ruedas traseras se ven arrastradas por las del tren que recibe la tracción a través de su contacto con el suelo, generándose una pequeña aportación de par a través del aceite silicona. Cuando uno de los ejes pierde tracción el deslizamiento que se genera entre los discos alternos hace aumentar la temperatura y presión en el aceite silicona que los envuelve, aumentando las fuerzas de cizalladura, arrastrando los discos conductores a los conducidos, consiguiéndose un giro solidario entre ambos. El momento de actuación lo determina el número de discos, los taladros y el aire que tengan mezclado, no recibiendo en funcionamiento normal nada mas que una pequeña parte del par a través de él, apenas un 10%. Este diferencial es el mas usado cuando a un vehículo de tracción delantera se le añade la trasera como complemento ante una perdida de tracción del tren delantero, momento en el que el bloqueo del mismo genera el desvío de par al otro tren. El problema que se presenta con este diferencial es que la tracción a las 4 ruedas no es permanente y hay un cierto retraso desde que empieza a perder tracción uno de los ejes del vehículo y el acoplador viscoso empieza a transmitir el par de tracción al otro eje. Puesto que el líquido viscoso que hay dentro del viscoacoplador no es un medio fijo de transmisión (depende de la temperatura y de la diferencia de velocidad entre discos) la tracción a las 4 ruedas no es fija ni constante.
  • 9. El uso de estos diferenciales como centrales obliga a utilizar un embrague automático que desembrague la tracción al segundo eje en el momento de frenado cuando el vehículo monte un sistema ABS, ya que como su blocaje se produce por diferencia de giro entre trenes, este bloqueo que deja sin efecto diferencial puede afectar al funcionamiento del sistema ABS que también va a vigilar estas diferencias de giro para actuar. La introducción de este embrague automático cuando se monta ABS (muy general hoy día) hace que se plantee la tercera solución, que consiste en dotar a este embrague del efecto de reparto de par, sustituyéndose el diferencial por un embrague multidisco controlado (como ejemplo: el Haldex). El uso del viscoacoplador como diferencial central puede ser que sea menos eficaz que el sistema de Torsen, pero es ciertamente el más barato, así que podemos encontrarlo en muchos coches de serie con tracción total 4WD. • Ventaja: Barato y compacto • Desventaja: es tracción total 4WD solo cuando hay una diferencia de tracción entre ejes debido a suelo deslizante. Se comporta normalmente como un tracción a dos ruedas 2WD. Este sistema de tracción lo utilizan: VW Syncro, Lamborghini Diablo VT, Porsche 993/996 Carrera 4 y Turbo, Volvo 850 AWD y el Lancia Delta integrale (diferencial central y delantero) etc. Una alternativa para el viscoacoplador es cuando se utiliza junto con un diferencial convencional (como central) haciendo el primero las veces de diferencial autoblocante es decir bloquear la transmisión a las 4 ruedas cuando hay una diferencia de velocidad entre ambos ejes del vehículo. Con este tipo de transmisión lo que conseguimos es que el vehículo sea tracción a las 4 ruedas (4WD) constantemente y no solo a ratos (perdida de tracción en unos de los ejes) como el anterior. Otra alternativa al utilizar el viscoacoplador es cuando se utiliza junto con un tren de engranajes epicicloidal como se ve en la siguiente figura. Este sistema lo utiliza el Mitsubishi 3000GT AWD.
  • 10. El visco-embrague (viscoacoplador) también se puede usar en el diferencial delantero o trasero (eje). Para ello se une el sistema de acoplamiento viscoso a la carcasa de un diferencial convencional.
  • 11. Conclusión Este sistema de transmisión no es constante al 100% tiene un pequeño deslizamiento (diferencia de velocidad entre ejes) y retraso en su acoplamiento, lo que hace que el par no se transmita igual a los dos ejes. Pero este inconveniente es menor y por eso vehículos de grandes prestaciones lo han utilizado por su buen equilibrio entre precio y eficacia. Este sistema de tracción lo utilizan: Lancia Delta Integrale, Ford RS Cosworth, Mitsubishi Lancer GSR, 3000 GT VR4, Subaru Impreza, Toyota Celica GT4. Diferencial Torsen Su nombre procede de las palabras inglesas Torque Sensitive, que en español quieren decir sensible al par, fue inventado por Vernon Gleasman y fabricado por el Gleason Corporation.. Es un tipo de diferencial cuya peculiaridad radica en que reparte la fuerza que procede del motor a las ruedas de forma independiente a la velocidad rotatoria de cada uno de los dos árboles o semiejes de transmisión que parten de él. Su gran virtud es que puede transmitir, en una curva, más par a la rueda que menos gira, en contraposición al resto de diferenciales. En cualquier diferencial autoblocante, ya sea convencional o viscoso, el reparto de fuerza entre los dos semiejes se realiza siempre de forma proporcional a su velocidad de giro, sin embargo el diferencial Torsen puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en función de la resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior en una curva gire menos que la exterior, aunque esta última reciba menos par.
  • 12. Funcionamiento Basa su funcionamiento en la combinación de una serie de engranajes convencionales y helicoidales. En concreto, se utilizan tres pares de ruedas helicoidales que engranan a través de dientes rectos situados en sus extremos. La retención o el aumento de la fricción se produce porque las ruedas helicoidales funcionan como un mecanismo de tornillo sinfín: el punto de contacto entre los dientes se desplaza sobre una línea recta a lo largo del propio diente, lo que supone unir al movimiento de giro de las ruedas un movimiento de deslizamiento que supone fricción. El tarado o grado de resistencia se determina precisamente por el ángulo de la hélice de estas ruedas helicoidales Si lo comparamos con un diferencial convencional, en un Torsen se sustituyen los satélites convencionales por tres pares de engranajes helicoidales, engranados dos a dos por piñones de dientes rectos en sus extremos. Los planetarios en este caso son tornillos sin fin, con los cuales engrana cada uno de los engranajes helicoidales. En curva los satélites giran sobre sus ejes acelerándose uno y frenándose otro para permitir la diferente velocidad de cada rueda. Si se genera el deslizamiento de una rueda los satélites helicoidales no pueden hacer girar mas rápido al planetario, dada la disposición de tornillo sin fin. Como los satélites forman parejas , la reacción de uno frente al otro impide el giro del planetario cuando hay deslizamiento. El tarado a partir de cual manda el par a la rueda que tiene mejor agarre se determina con el ángulo de la hélice helicoidal. Esto nos permite, disponer siempre del máximo par en la rueda que mas agarre tiene, sin tener que llegar al deslizamiento en la rueda de menor agarre, y que este propicie el blocaje del diferencial, esto redunda en un mejor comportamiento sin perdidas de tracción en ninguna rueda, mientras hay capacidad de transmitir, lo que favorece las aceleraciones y evita derivas que tengan que ser controladas.
  • 13. Los diferenciales traseros autoblocantes tipo Torsen y similares no solo actúan en aceleración sino que también lo hacen en retención. En este caso ocurre lo mismo que en aceleración, el diferencial aporta más par de frenado (de retención) a la rueda izquierda o derecha dependiendo de cuál tenga más agarre. Es una característica inherente al diferencial Torsen. Por cierto decir que estos diferenciales se ajustan de forma que cuando el reparto de par a uno u otro lado llega a un cierto límite el diferencial se bloquea por completo... y dicho porcentaje de bloqueo (lo que habitualmente se denomina "tarado" del diferencial) suele ser distinto para aceleración y para retención. Hay varias versiones de diferenciales Torsen, su constitución interna cambia según el modelo. En la figura inferior se ve la utilización de un diferencial Torsen como central y su situación en el conjunto de la transmisión. La marca Audi ha utilizado en sus modelos Quattro (tracción a las 4 ruedas) el diferencial Torsen como central y también en el eje trasero.
  • 14. Sistema Haldex Este sistema entra dentro de los llamados embragues o acopladores multidisco se diferencia del viscoacoplador en los materiales de los elementos rozantes, el líquido usado, y el mecanismo de control presentando, por lo demás la constitución es parecida. Consiste también en un paquete de discos conductores y conducidos salvo que ahora los discos transfieren el movimiento entre ellos por fricción , y en un sistema hidráulico que los presiona de igual modo que un embrague convencional. Este sistema frente al viscoacoplador, mejora en el sentido, en que se puede mandar par según la presión ejercida sobre los discos, no requiriendo un deslizamiento entre ellos para que actúe, lo que permite, controlar el reparto no en función de la diferencia de velocidad de giro. Es muy útil, porque se puede generar repartos de par a uno y otro eje en función del uso que pretendamos del vehículo, cambiando este reparto sobre la marcha , pudiendo derivar mas par al tren trasero o delantero en función de cada momento, mediante una gestión electrónica que contempla las exigencias del conductor, así como el deslizamiento en alguno de los ejes. El control del acoplamiento puede ser mas o menos elaborado, encareciendo la realización según se haga este, debiendo ser muy preciso para permitir repartos continuos de par entre ambos ejes.
  • 15. Es de considerar que la presión sobre los discos debe permitir el paso de par desde 0 al 100%, por lo que para la correcta aplicación de la presión debe tenerse en cuenta en cada momento, si la diferencia de giro entre ambos trenes es la normal en una curva o se debe a un deslizamiento de una rueda. Desde finales de 1998, Volkswagen substituyó el viscoacoplador de sus modelos de vehículos Syncro por un nuevo sistema llamado "Haldex". Primero lo monto en el Audi TT y el Golf 4motion, el nuevo sistema utiliza un diferencial central de embrague multidisco. En este momento, se ofrece solamente para la plataforma transversal transverse-engined del golf IV, pero no hay razón técnica evita que se aplique a los modelos longitudinal longitudinal-engined de Audi. Funcionamiento Si las ruedas deslizan por encima de un cierto límite, se produce una diferencia de giro con relación a las traseras. Esa diferencia de giro acciona una bomba hidráulica que presiona un juego de discos conectado al motor, con otro conectado a las ruedas traseras. A medida que aumenta la presión entre los discos, aumenta la fuerza que reciben las ruedas posteriores. Un calculador electrónico determina la presión que la bomba suministra a los discos. Así pues, en condiciones normales, el sistema de tracción 4-Motion funciona prácticamente como si se tratara de un tracción delantera normal. En condiciones extremas puede suceder que las ruedas traseras sean las únicas que transmitan motricidad
  • 16. El principio de funcionamiento de este embrague se basa en un conjunto de discos que conectan el árbol de transmisión con el diferencial trasero. Estos discos reciben una presión de aceite, a través del sistema de autobombeo, la cual regula la cantidad de par a transmitir al eje posterior. Si el tren anterior y el posterior giran a la par, no se produce ningún efecto y el coche se comporta como un tracción delantera normal; si ocurre un desfase, se genera una presión de aceite que, conducida hacia pistón de accionamiento , comprime los discos produciendo la conexión entre ambos ejes. Pero lo fundamental es la válvula reguladora que, controlada por la centralita electrónica, determina el grado de actuación del embrague Haldex una vez que se genera presión en el circuito hidráulico: si la válvula está cerrada, la eficiencia es máxima y el bloqueo, total; si está abierta un tercio, deja refluir parte del aceite hacia el depósito del sistema, permitiendo un resbalamiento limitado y un reparto de par variable entre ambos ejes; si está totalmente abierta, no hay presión sobre el émbolo principal, el aceite refluye directamente y el tren trasero permanece desconectado. Para decidir el grado de actuación, las condiciones de marcha son registradas por medio de sensores en el motor (régimen, posición del acelerador), en las ruedas (por los sensores del sistema ABS) y en la carrocería (por un detector de aceleración-deceleración) y toda esta información llega a través del CAN-Bus (sistema electrónico de intercomunicación) a un procesador. Los datos son analizados instantáneamente para reaccionar de forma rápida y efectiva en cada situación. El sistema Haldex no produce efectos de resistencia en maniobras de aparcamiento, admite circular con neumáticos desiguales (con la rueda de emergencia, por ejemplo), permite el remolcado del coche con un eje levantado sin crear tensiones internas y, por si fuera poco, combina su efecto con los demás sistemas de seguridad (ABS, EDS o ESP), lo que significa un control absoluto de los movimientos de las ruedas respecto al suelo. El caso del Haldex simplifica la realización frente a la de Porsche, por actuar directamente sobre los 7 discos en vez de tener cada disco un actuador independiente, de ahí que suela funcionar con muy poco par al eje trasero modificándose este cuando las ruedas delanteras no pueden soportar el aporte de par.
  • 17. El sistema Haldex a evolucionado presentando varias versiones como la que utiliza los vehículos de la marca Volvo en sus modelos AWD instant traction. El sistema AWD controlado electrónicamente es inteligente. Detecta en qué condición se encuentra el vehículo y lo que quiere el conductor. Esta información proporciona la base para saber si el sistema tiene que actuar y cómo. En comparación con el anterior sistema de tracción integral de Volvo basado en un diferencial de acoplamiento viscoso, el nuevo sistema AWD es mucho más rápido en su respuesta. Sólo necesita que una de las ruedas delanteras comience a derrapar un séptimo de vuelta para que el sistema desvíe más potencia a las ruedas traseras. Esto significa que el nuevo sistema AWD proporciona una tracción de salida mucho mejor en superficies difíciles, minimizando el riesgo, por ejemplo, de que las ruedas delanteras se hundan en la arena blanda. Cuanto más "pesada" sea la superficie de conducción, por ejemplo, arena mojada o barro, mayor es la diferencia y las ventajas en comparación con el sistema anterior. Normalmente, entre el 5 y el 65 por ciento de la potencia es entregada a las ruedas traseras, dependiendo de las condiciones de conducción. Los cambios en la cantidad de potencia desviada a las ruedas traseras tiene lugar de una manera extremadamente rápida, aunque suavemente, sin que el conductor lo advierta siquiera. Se comunica con otros sistemas El sistema AWD está conectado al sistema Multiplex del vehículo. Como resultado, se comunica con el resto de sistemas del vehículo para optimizar la tracción a las cuatro ruedas en todo momento para adecuarse a la situación de conducción. Esta comunicación digital implica al Sistema de Control de Tracción (TRACS), por ejemplo. También es posible equipar al Volvo XC70 con DSTC (Control de Tracción y Estabilidad Dinámico). La distribución de potencia entre la derecha y la izquierda es gestionada por el TRACS, el sistema antiderrapaje de Volvo. El TRACS interviene cuando es necesario, frenando una rueda para incrementar la potencia relativa de la rueda con la mejor tracción. Esto significa que el sistema AWD, trabajando en combinación con el TRACS, puede distribuir la potencia a las ruedas que tienen la mejor tracción en un momento dado. Cuando se aparca el XC70, el sistema AWD es controlado para impedir que los ejes delantero y trasero "compitan" por la potencia hasta el bloqueo total, asegurando una fácil maniobrabilidad al conductor. Cuando el vehículo es frenado, se desactiva el sistema de manera que los sistemas de frenado y ABS puedan trabajar de forma efectiva, proporcionando una gran estabilidad unas distancias de frenado cortas. Del mismo modo, el sistema AWD es desactivado por el sistema de Control
  • 18. de Tracción y Estabilidad Dinámico (DSTC) si éste realiza cualquier intervención de frenado para contrarrestar un patinazo. En el sistema AWD de Volvo, la potencia se distribuye entre las ruedas delanteras y traseras a través de un embrague multidisco húmedo (Haldex). La función de este sistema se divide en tres componentes principales: • Una bomba hidráulica que es accionada por la diferencia de velocidad entre los ejes • Un embrague multidisco húmedo • Una válvula de control con electrónica La unidad puede ser considerada como una bomba hidráulica donde la carcasa y el pistón con forma de anilla están conectados a un eje, mientras que la unidad de control del pistón está conectada al otro eje. Cuando ambos ejes giran a la misma velocidad no se produce ningún bombeo. Tan pronto surge una diferencia en la velocidad, comienza el bombeo y el flujo de aceite. Dado que es una bomba de pistón, la respuesta es prácticamente instantánea, sin retardo debido a un bombeo lento. El aceite es suministrado a un pistón de embrague que comprime la prensaestopa del embrague y, en consecuencia, reduce la diferencia de velocidad. El aceite vuelve al depósito a través de una válvula de regulación ajustable que controla la presión del aceite y, por tanto, la presión en el embrague. El control electrónico significa que el embrague puede ser adaptado a diferentes situaciones de conducción. Otra ventaja del sistema AWD controlado electrónicamente es que no necesita una consideración especial en situaciones específicas. El remolcado y el cambio de ruedas, por ejemplo, se pueden realizar de la manera habitual. El embrague multidisco es utilizado por otras marcas de vehículos En el porche 959 el reparto de par es permanente (40:60) lo que implica un rozamiento continuo entre los discos para adecuar el reparto de par a cada circunstancia, esto permite que se reparta el par a cada eje considerando la situación del coche, y el desplazamiento de peso que se produce por aceleraciones y frenado del mismo. Para un reparto mas preciso se ha creado 6 pares de discos con accionamiento independiente en cada uno de ellos. El embrague multi-discos tiene 6 pares de discos de fricción, cada par es controlado independientemente por la computadora y actuado por la presión hidráulica. Esto simplemente iguales a 6 embragues independientes. Salvo en realizaciones muy elaboradas y caras como la de Porsche, este sistema suele usarse en vehículos donde funcionan siempre como tracción a aun eje, permitiendo la conexión automática del otro en circunstancias determinadas. Una construcción mas barata es la de un embrague multidiscos pero accionados todos a la vez, el cual es usado en los mercedes 4 matic, lo que no permite un reparto tan preciso del par entre los ejes de forma continua. Por eso suele montarse en vehículos, donde la tracción será a 2 ruedas normalmente , solo adoptándose la tracción al otro eje cuando se observe una perdida de adherencia en el eje motriz, en el caso del mercedes se comporta como un tracción trasera en situación normal.