Hispanopedia Wiki
Un diferencial autoblocante es un componente mecánico, comúnmente utilizado en vehículos todoterreno , diseñado para superar las limitaciones de los diferenciales convencionales bloqueando selectivamente la rotación de las ruedas de un eje entre sí, como si estuvieran en un eje común. A diferencia de los diferenciales abiertos o de deslizamiento limitado que se encuentran en muchos automóviles de carretera, un diferencial autoblocante obliga a ambas ruedas a girar a la misma velocidad, independientemente de la tracción (o la falta de ella) disponible para cada rueda individualmente.
Cuando se desbloquea un diferencial, cada rueda puede girar a velocidades diferentes, lo cual es conveniente para tomar curvas, ya que la rueda exterior recorre una mayor distancia que la interior. Un diferencial abierto siempre proporciona el mismo par motor a cada rueda. Por lo tanto, aunque las ruedas giren a velocidades diferentes, ejercen la misma fuerza de rotación, incluso si una está completamente inmóvil y la otra girando.
En cambio, un diferencial bloqueado obliga a ambas ruedas de un mismo eje a girar a la misma velocidad, independientemente de la tracción de cada una. De este modo, cada rueda puede aplicar la máxima fuerza de rotación que permita la tracción, y los pares de torsión en cada semieje serán desiguales. Por lo tanto, un diferencial bloqueado puede proporcionar una ventaja de tracción significativa sobre un diferencial abierto, especialmente cuando la tracción de cada rueda difiere considerablemente.
Los bloqueos diferenciales pueden activarse mecánicamente (mediante una palanca o un cable), hidráulicamente (la presión del fluido mueve un collar de bloqueo) o eléctricamente (un interruptor que activa un solenoide o un actuador ). También pueden activarse automáticamente en función de umbrales de par y velocidad.
Los diferenciales centrales, que se encuentran entre los ejes delantero y trasero de muchos vehículos con tracción integral permanente, también pueden ser diferenciales autoblocantes, lo que proporciona beneficios de tracción similares.
Aplicaciones
Los diferenciales autoblocantes se encuentran en muchos vehículos utilitarios , camiones , tractores y otros tipos de maquinaria pesada. Son especialmente comunes en maquinaria agrícola y vehículos militares , donde mantener la tracción en superficies blandas, fangosas o irregulares es fundamental. Algunos tractores agrícolas cuentan con un pedal que bloquea el diferencial cuando se necesita mayor tracción. En el automovilismo deportivo , los diferenciales autoblocantes pueden utilizarse en lugar de los diferenciales de deslizamiento limitado.
Los vehículos todoterreno diseñados para uso fuera de carretera suelen incorporar diferenciales autoblocantes para reducir la probabilidad de quedar inmovilizados en terrenos sueltos, fangosos o rocosos. Los diferenciales autoblocantes se consideran a menudo un elemento esencial para la conducción todoterreno exigente. Muchos de estos vehículos cuentan con un diferencial central autoblocante, además de los diferenciales delantero y trasero.
Tipos
Taquillas automáticas
Los bloqueos automáticos se bloquean y desbloquean automáticamente sin intervención directa del conductor. Algunos diseños de diferenciales de bloqueo automático garantizan que la potencia del motor se transmita siempre a ambas ruedas, independientemente de las condiciones de tracción, y se "desbloquean" solo cuando una rueda necesita girar más rápido que la otra al tomar una curva. Estos se denominarían más correctamente diferenciales de desbloqueo automático, ya que su posición de reposo está bloqueada. Nunca permitirán que ninguna rueda gire más lento que el portadiferencial o el eje en su conjunto, pero sí permitirán que una rueda gire a una velocidad superior a la del portadiferencial. El ejemplo más común de este tipo es el Detroit Locker, fabricado por Eaton Corporation , también conocido como Detroit No-Spin, que reemplaza todo el conjunto del portadiferencial. Otros, a veces denominados " bloqueadores tipo caja de almuerzo" , utilizan el portadiferencial de serie y reemplazan únicamente los engranajes internos y los ejes con placas de enclavamiento. Ambos tipos de bloqueos automáticos permiten cierto grado de velocidad diferencial de las ruedas al tomar curvas en condiciones de tracción uniforme, pero bloquean ambos semiejes cuando las condiciones de tracción lo exigen.
- Ventajas: Funcionamiento automático, no es necesario detenerse para activar o desactivar el sistema cuando cambian las condiciones de la carretera.
- Desventajas: Mayor desgaste de los neumáticos e impacto notable en el comportamiento de conducción. Durante las curvas, el semieje que se desacopla depende de la dirección del par aplicado por la transmisión. Cuando se invierte la dirección del par, la velocidad de la transmisión cambia repentinamente del eje interior al exterior, acompañada de chirridos de neumáticos y una sacudida fuerte. Durante las curvas, el bloqueo automático se caracteriza por un subviraje pronunciado que pasa instantáneamente a sobreviraje por potencia cuando se supera la tracción. [ 1 ]
Algunos otros bloqueos automáticos funcionan como un diferencial abierto hasta que se detecta deslizamiento de las ruedas, momento en el que se bloquean. Estos tipos generalmente utilizan un regulador interno para monitorear la velocidad del vehículo y el deslizamiento de las ruedas. Un ejemplo de esto es el diferencial de bloqueo automático Eaton (ALD), o bloqueo diferencial automático Eaton (ADL), desarrollado por Eaton Corporation e introducido en 1973 para las camionetas y utilitarios de la serie C/K Rounded-Line de GM . [ 2 ] El Eaton ADL a veces se denomina incorrectamente Gov-Lok, a pesar de que ni GM ni Eaton lo han llamado nunca así. Gov-Lok es más bien un nombre no oficial de origen desconocido que ganó popularidad con el paso de los años. Ni Eaton ni GM saben de dónde proviene el nombre, y Eaton ha realizado varios intentos infructuosos en el pasado para desacreditar el nombre Gov-Lok. [ 3 ] Una versión actualizada del antiguo diseño del Eaton ADL todavía está disponible en Eaton, ahora conocida como el bloqueo diferencial mecánico Eaton mLocker.
Algunos diferenciales autoblocantes funcionan como un diferencial abierto hasta que se aplica un par motor elevado, momento en el que se bloquean. Este tipo suele utilizar sistemas de engranajes internos con una fricción muy alta. Un ejemplo de ello son los pasadores deslizantes y levas de ZF, disponibles en los primeros modelos de Volkswagen.
Taquillas seleccionables en el metro
Los bloqueos seleccionables permiten al conductor bloquear y desbloquear el diferencial a su antojo desde el asiento del conductor. Esto se puede lograr de diversas maneras.
- Aire comprimido ( neumática ).
- Vacío
- Mecanismo accionado por cable, similar al que se emplea en el "Ox Locker".
- Solenoides electrónicos y ( electromagnetismo ) como el "ELocker" de Eaton. Sin embargo, los fabricantes de equipos originales (OEM) también están comenzando a ofrecer bloqueos electrónicos. El bloqueo eléctrico de Nissan Corporation se puede encontrar como equipo opcional en la Frontier (Navara), Xterra y Titan. Ford ofrece un bloqueo electrónico trasero en las camionetas de la serie F y Ranger, así como en la Bronco de tamaño completo. Toyota actualmente ofrece un bloqueo electrónico trasero en la Tacoma, 4Runner y Tundra (2022+) (solo en las versiones TRD Off-Road y TRD Pro), pero también ha ofrecido bloqueos electrónicos delanteros y traseros en vehículos como el Land Cruiser en el pasado.
- Ventajas: Permite que el diferencial funcione como un diferencial "abierto" para mejorar la conducción y la maniobrabilidad, y proporciona capacidad de bloqueo total cuando se desea o se necesita.
- Desventajas: Mecánicamente complejo, con más piezas susceptibles de fallar. Algunos bloqueos requieren que el vehículo se detenga para activarse. Requiere intervención humana y previsión del terreno. Los conductores inexpertos suelen someter los componentes de la transmisión a un estrés excesivo al dejar el diferencial bloqueado en terrenos que no lo requieren.
Carrete
Un diferencial autoblocante (o diferencial autoblocante completo, a diferencia de un diferencial autoblocante pequeño) es un dispositivo que conecta los dos ejes directamente a la corona dentada. No hay diferencia entre los lados, por lo que un vehículo equipado con un diferencial autoblocante puede provocar que los neumáticos chirríen en las curvas y volverse inmanejable en condiciones de lluvia o nieve. Los diferenciales autoblocantes suelen reservarse para vehículos de competición que no se utilizan en la calle. [ 4 ]
El mini-spool utiliza el soporte original y reemplaza únicamente los componentes internos del diferencial, de forma similar al bloqueo tipo "lunchbox". Un full-spool reemplaza todo el conjunto del soporte con una sola pieza mecanizada. Un full-spool es quizás el método más robusto para bloquear un eje, pero no tiene capacidad para diferenciar la velocidad de las ruedas, lo que somete a todos los componentes de la transmisión a un gran esfuerzo.
Los engranajes internos de un diferencial abierto también se pueden soldar para formar un eje bloqueado; sin embargo, este método no se recomienda, ya que el proceso de soldadura compromete seriamente la composición metalúrgica de los componentes soldados y puede provocar la falla de la unidad bajo tensión.
Diferencial soldado
Diferencial abierto convencional con engranajes internos soldados para formar un diferencial bloqueado o de bloqueo. Es común en el drifting o la conducción todoterreno, donde los diferenciales bloqueables son demasiado caros o poco fiables.
Desventajas
Debido a que no funcionan con la misma suavidad que los diferenciales estándar, los diferenciales autoblocantes suelen ser responsables de un mayor desgaste de los neumáticos. Algunos diferenciales autoblocantes antiguos son conocidos por producir un chasquido o un golpeteo al bloquearse y desbloquearse cuando el vehículo toma curvas. Esto resulta molesto para muchos conductores. Los diferenciales autoblocantes también afectan la capacidad de dirección del vehículo, especialmente si el bloqueo se encuentra en el eje delantero. Además del desgaste irregular de los neumáticos al girar en superficies de alta fricción (bajo deslizamiento), los ejes bloqueados provocan subviraje y, si se usan en el eje delantero, aumentan la fuerza de dirección necesaria para girar el vehículo. Asimismo, los diferenciales autoblocantes pueden provocar una pérdida de control sobre hielo, donde un diferencial abierto permitiría que una rueda patinara mientras la otra se mantiene en su sitio, sin transferir potencia. Un ejemplo de esto sería un vehículo estacionado de lado en una pendiente resbaladiza. Cuando ambas ruedas patinan, el vehículo pierde tracción y se desliza cuesta abajo.
Alternativas
Los diferenciales de deslizamiento limitado (LSD) se consideran un punto intermedio entre un diferencial estándar y un diferencial autoblocante porque funcionan de manera más suave y dirigen un par adicional a la rueda con mayor tracción en comparación con un diferencial estándar, pero no son capaces de un bloqueo del 100 %. [ 5 ]
Los sistemas de control de tracción también se utilizan en muchos vehículos modernos, ya sea como complemento o como sustituto de los diferenciales autoblocantes. Algunos ejemplos son: el bloqueo electrónico del diferencial (EDL) de Volkswagen , el TC+ de Opel instalado por primera vez en el Opel Astra G (2001), etcétera. En realidad, no se trata de un bloqueo del diferencial, sino que actúa en cada rueda. Los sensores monitorizan la velocidad de las ruedas y, si una gira a más de un número específico de revoluciones por minuto (p. ej., 100) que la otra (es decir, patina), el sistema de control de tracción la frena momentáneamente. Esto transfiere más potencia a la otra rueda, [ 6 ] pero sigue utilizando el diferencial abierto , que es el mismo que en los coches sin la opción EDL. Si todas las ruedas motrices pierden tracción, se puede aplicar automáticamente el control del acelerador. Los sistemas electrónicos de control de tracción pueden integrarse con los sistemas de frenos antibloqueo (ABS) , que tienen una acción de frenado similar y utilizan algunos componentes parecidos. Estos sistemas se utilizan, por ejemplo, en los modelos más recientes de Nissan Pathfinder , Land Rover Defender , Land Rover Freelander , McLaren P1 y McLaren 650s.
Diferencial soldado (comúnmente llamado diferencial soldado): los engranajes de un diferencial (abierto) se sueldan entre sí para que funcione como si no hubiera diferencial. Esta es una alternativa económica para la conducción todoterreno o el drifting . [ 7 ] [ 8 ]
La tracción individual en las ruedas (IWD, por sus siglas en inglés) utiliza motores, propulsores y/o cajas de cambios independientes para cada rueda del vehículo, de modo que no es necesaria la distribución del par motor con componentes de la transmisión desde una ubicación centralizada.
Referencias
- ↑ "Cómo funcionan los bloqueos automáticos" . Leisure Wheels . 24 de diciembre de 2016. Consultado el 22 de noviembre de 2021 .
- ↑ "Camionetas Chevy/GMC de 1974" . 73-87.com . Consultado el 24 de junio de 2012 .
- ↑ "Randy's Ring & Pinion" . TheDieselPage.com . Consultado el 24 de mayo de 2012 .
- ↑ "Transportadores estándar, diferenciales Positraction y de deslizamiento limitado, diferenciales autoblocantes, carretes y mini-remolques" . RingPinion.com . Consultado el 29 de agosto de 2012 .
- ↑ "Guía para identificar diferenciales" . Miata.net . 17 de enero de 2010. Consultado el 6 de marzo de 2023 .
- ↑ "Sistemas de tracción a las cuatro ruedas y marcas de VAG" .
- ↑ Dan (25/04/2019). "¿Qué es un diferencial soldado? Guía completa y ventajas y desventajas" . Pro Car Reviews . Consultado el 29/10/2023 .
- ↑ Red, Rare Car (16 de diciembre de 2020). "Ventajas y desventajas de soldar un diferencial abierto" . Rare Car Network . Consultado el 29 de octubre de 2023 .
- Tecnologías de transmisión automotriz