Diferenciales:tipos Y Funcionamiento:
Podemos distinguir tres tipos de diferenciales autoblocantes:
1-.Diferenciales de deslizamiento limitado (viscoso o ferguson y autoblocantes
mecánicos)
2-.Diferenciales de deslizamiento controlado (embragues multidisco)
3-.Diferenciales Torsen (Torque Sensitive)
1-. Diferenciales con autoblocante mecánico (LSD)
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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.
El enclavamiento de planetario, y blocaje del mismo se puede producir de varias
maneras:
mediante unos discos entre corona y planetario que con la aceleración del ultimo
generará un desplazamiento axial del mismo y su embrague a la corona.
el blocaje de los satélites a un determinado numero de revoluciones.
Los diferenciales autoblocantes tienen un valor de diseño a partir del cual este alcanza
su blocaje. Para establecer el valor a partir del cual se bloquea este mecanismo , se
apoyan no 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.
En la actualidad han sido desplazado por los controles de tracción electrónicos, 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 a sustituido los diferenciales autoblocantes,
al disponer de la bomba de presión de este , así como de sus sensores para generar
este mismo efecto que el citado diferencial.
Solo vehículos de altas prestaciones siguen montando autoblocantes, ya que se
descarga el trabajo de los frenos, e incluso aumenta la capacidad de transmisión de
potencia, pero encareciendo el montaje.
2-.Diferencial FERGURSON o viscoacoplador (VLSD)
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Es el ejemplo mas fácil y barato de diferencial bloqueable, suele situarse de diferencial
central. Está presente en modelos como los Silvia 200Sx de chasis s14.
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 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. Caso de los sincros en los Volkswagen.
El uso de estos diferenciales como centrales obliga a un embrague automático que
desembrague la tracción al segundo eje en el momento de frenado, 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.
3-. Embrague multidisco
Este sistema difiere del anterior (un viscoacoplador): en los materiales de elementos
rozantes, el líquido usado, y el mecanismo de control presentando, por otro lado una
disposición parecida.
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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 ferguson, 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 embrague 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.
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.
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.
Las realizaciones de volkwagen y audi en motor transversal (golf y A3 ) se realizan con
el sistema HALDEX que sustituyó a las realizaciones sincros dotadas de un ferguson
central.
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.
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.
Actualmente el A8 se ha sustituido el torsen central por un multidisco ya que en
realizaciones con cajas automáticas, la presencia de una bomba para suministrar
presión de aceite en la caja se usa para el accionamiento del embrague, dejando el
torsen para uno de los trenes, donde también sus efecto será beneficioso.
4-. Diferencial TORSEN
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Los diferenciales TORSEN reciben el nombre de un acrónimo de Torque Sensitive, lo
que se podría traducir como sensible al par.
Aportan una ventaja frente a todos los sistemas estudiados , no son diferenciales
exactamente autoblocantes , ya que no se bloquean para un determinado cantidad de
revoluciones , sino que envían el par a la rueda que mejor puede traspasarla al suelo.
Frente a los diferenciales autoblocantes tradicionales , evitan el deslizamiento de una
de las ruedas , aportando solo lo que esta puede mandar al suelo, y desviando el
excedente a la otra.
De igual modo que un autoblocante permitía trabajar con deslizamiento en ambas
ruedas, un torsen puede hacerlo de igual manera , dejando el reparto de par entre ejes
al 50%.
Frente a los embragues de discos en aceite , aportan la ventaja de un control
automático y sencillo de forma mecánica , pero no le permite modificar el reparto de
par cuando ambos ejes o semiejes entran en deslizamiento cosa que el embrague de
discos puede controlar enviando mas par al eje que considere.
El perfecto control de aporte de par a cada eje y un control de tracción que elimine el
aporte no digerible por las cuatro ruedas , lo hace superior en cuanto a capacidad de
tracción frente a ningún otro sistema.
Sin embargo cara a modificar el comportamiento del vehículo en según que
circunstancias , el sistema multidisco facilita el reparto de par a un eje para permitir
que este derive , tal vez perdiendo capacidad de tracción pero ganando en agilidad en
curvas.
¿Cómo es un TORSEN?
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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.
Curva del coeficiente de deslizamiento general de un Torsen
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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.
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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.
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