Caja de transferencia

La caja de transferencia es una caja de cambios intermedia que transfiere la potencia de la transmisión de un vehículo a los ejes motrices de vehículos con tracción en las cuatro ruedas , tracción integral y otros vehículos multieje, tanto para uso en carretera como fuera de ella. Como parte del sistema de transmisión del vehículo , utiliza ejes de transmisión para distribuir mecánicamente la potencia motriz. La caja de transferencia también sincroniza la diferencia de rotación entre las ruedas delanteras y traseras (solo en sistemas 4WD/AWD de alta velocidad) y puede contener uno o más juegos de engranajes de baja velocidad para uso todoterreno.

La caja de transferencia (un sistema de transmisión secundario) recibe potencia de la transmisión y la envía a ambos ejes, delantero y trasero, o solo a uno (generalmente el trasero). Esto se puede lograr mediante engranajes, sistema hidráulico o transmisión por cadena. En algunos vehículos, como camiones con tracción en las cuatro ruedas o vehículos todoterreno, esta función la controla el conductor. El conductor puede seleccionar el modo de tracción en dos o en cuatro ruedas. Tradicionalmente, esto se lograba mediante una palanca de cambios , similar a la de una transmisión manual . Cada vez más, se opera electrónicamente mediante un interruptor en el tablero, la consola central o la palanca de cambios.

Una caja de transferencia que permite alternar entre los modos de tracción en dos ruedas y tracción en las cuatro ruedas, pero que carece de un diferencial central para coordinar las velocidades de los ejes, se conoce como de " tracción parcial ". Algunos vehículos, como los deportivos con tracción integral (AWD), tienen cajas de transferencia no seleccionables, conocidas como de "tracción permanente". Dicha caja de transferencia está permanentemente "bloqueada" en el modo AWD. En las últimas décadas se han desarrollado vehículos híbridos que comparten propiedades de ambos tipos. ^{[ 1 ]}

Las cajas de transferencia también desempeñan otras funciones. Algunas son comunes a todos los tipos, otras varían según el tipo:

• La caja de transferencia puede contener uno o más juegos de engranajes de baja velocidad para uso todoterreno. Estos engranajes se activan mediante una palanca de cambios o un interruptor electrónico. En muchas cajas de transferencia, esta palanca es la misma que selecciona la tracción 2WD o 4WD. Los engranajes de baja velocidad permiten que el vehículo circule a velocidades mucho más bajas, manteniendo el rango de potencia útil del motor. Esto también aumenta el par motor disponible en los ejes. Los engranajes de baja velocidad se utilizan en condiciones de carretera muy adversas, para remolcar cargas pesadas a baja velocidad, para circular lentamente por caminos irregulares y sin pavimentar, y para maniobras todoterreno extremas como la conducción sobre rocas . Esta característica suele estar ausente en los vehículos con tracción integral. Algunos vehículos muy grandes, como maquinaria pesada o camiones militares, pueden tener más de un juego de engranajes de baja velocidad.
• La caja de transferencia puede requerir detenerse por completo para activar la tracción en las cuatro ruedas (o solo la tracción en las cuatro ruedas de baja velocidad), reducir la velocidad a una velocidad determinada para activar o desactivar un eje adicional, o puede permitir la activación completa de la tracción en las cuatro ruedas de alta velocidad "sobre la marcha" a cualquier velocidad.
• Las cajas de transferencia diseñadas para el uso normal en carretera sincronizan la diferencia entre la rotación de las ruedas delanteras y traseras, ^{[ 2 ]} de forma muy similar a como actúa el diferencial en un eje determinado. Esto es necesario porque los neumáticos delanteros y traseros nunca giran a la misma velocidad. Las diferentes velocidades de rotación de los neumáticos se deben generalmente a los diferentes diámetros de los neumáticos (ya que los neumáticos delanteros y traseros se desgastan inevitablemente a ritmos diferentes) y a las diferentes relaciones de transmisión en los diferenciales delantero y trasero, puesto que los fabricantes suelen tener una relación ligeramente inferior en el eje delantero que en el trasero para mejorar el control (por ejemplo, 3,55:1 en el diferencial trasero y 3,54:1 en el delantero). Si la caja de transferencia no compensara la diferencia entre las dos velocidades de rotación, se produciría un bloqueo y la caja de transferencia podría dañarse. Esta es también la razón por la que una caja de transferencia no diseñada para uso en carretera provocará problemas de torsión en la transmisión si se conduce sobre pavimento seco.
• La mayoría de las cajas de transferencia tradicionales diseñadas para uso todoterreno incluyen la capacidad de bloquear mecánicamente los ejes de transmisión delantero y trasero para distribuir uniformemente la velocidad de salida (y diferenciar el par) entre ellos. ^{[ 1 ]} Esto es similar a la capacidad del bloqueo del diferencial para forzar a ambas ruedas de un eje a girar simultáneamente al bloquearlas juntas, solo que entre ejes en lugar de ruedas.
• Una caja de transferencia híbrida de tiempo parcial/completo permite que un vehículo funcione en tracción a dos ruedas, tracción a las cuatro ruedas de tiempo completo (con el diferencial central abierto) y tracción a las cuatro ruedas de tiempo parcial (con el diferencial central bloqueado) tanto en rangos altos como bajos. ^{[ 1 ]}

Las cajas de transferencia utilizadas en vehículos todoterreno con tracción a las cuatro ruedas parcial, como camiones y algunos vehículos militares especializados, generalmente permiten al conductor seleccionar tracción a dos o cuatro ruedas, así como marchas cortas o largas. Las versiones automatizadas utilizadas en autos deportivos y sedanes de alto rendimiento suelen ser transparentes para el conductor; no hay palanca de cambios ni selector de marchas.