Un diferencial es una caja de cambios mecánica que acepta energía de un eje de entrada y la divide en dos ejes de salida. En un vehículo, este componente no es negociable. Toma la fuerza de rotación generada por el motor y la convierte en el par necesario para mover el automóvil.
La función principal permite que cada rueda motriz gire a diferentes velocidades. Esta capacidad es esencial para tomar curvas suavemente. Sin él, la física se hace cargo de una manera que la mayoría de los conductores no quieren experimentar.
El diferencial del automóvil realiza tres trabajos distintos. En primer lugar, dirige la potencia del motor específicamente a las ruedas. En segundo lugar, actúa como etapa final de reducción de engranajes. Reduce la velocidad de rotación de la transmisión por última vez antes de que la energía llegue al pavimento. En tercer lugar, transmite potencia teniendo en cuenta el hecho de que las ruedas interiores y exteriores recorren distancias diferentes.
Por qué su automóvil necesita un diferencial
Las ruedas de los automóviles deben girar a diferentes velocidades, especialmente durante las curvas. La velocidad es igual a la distancia dividida por el tiempo. La rueda exterior cubre más terreno que la rueda interior en la misma cantidad de tiempo. Por tanto, la rueda exterior debe girar más rápido.
En el caso de ruedas no motrices, esto es irrelevante. En un automóvil con tracción trasera, las ruedas delanteras no están conectadas. Giran de forma independiente. Lo mismo se aplica a las ruedas traseras de un vehículo con tracción delantera. Ningún vínculo mecánico significa que no hay conflicto.
Las ruedas motrices son diferentes. Están vinculados para que un solo motor y transmisión puedan hacer girar ambos neumáticos. Si quitaras el diferencial, tendrías que bloquear las ruedas juntas. Se verían obligados a girar a la misma velocidad.
Girar se vuelve difícil. El coche resistiría el giro. Más importante aún, sería duro para el vehículo. Los neumáticos tendrían que patinar para permitir que el coche cambiara de dirección.
Los neumáticos modernos y las carreteras de cemento crean una fricción inmensa. Hacer que un neumático patine requiere una fuerza significativa. Esa fuerza se transmite a través del eje de una rueda a la otra. Esto supone una gran carga para los componentes del eje. Las piezas se rompen bajo ese tipo de tensión.
Los diferenciales necesitan líquido lubricante para funcionar, al igual que los motores y las transmisiones. Este aceite reduce la fricción y enfría los engranajes. Debe revisarse y ocasionalmente reemplazarse durante el mantenimiento automotriz de rutina. Descuidar este fluido conduce a un desgaste prematuro y eventuales fallas.
La mecánica del giro
Cuando un automóvil gira, el neumático exterior recorre un arco más amplio. El neumático interior adopta una línea más estrecha. La diferencia de distancia es sustancial a velocidades más altas. Si las ruedas están bloqueadas mecánicamente, el neumático con menos tracción patinará mientras el otro se arrastra. Esto se llama salto de rueda o unión.
Un diferencial abierto estándar resuelve este problema al permitir que el torque se envíe a la rueda con menor resistencia. Esto funciona bien en pavimento seco. Falla cuando una rueda está sobre hielo o grava suelta. El vehículo no llega a ninguna parte porque el diferencial envía toda la potencia a la rueda que patina.
Aquí es donde entran en juego los diferenciales de deslizamiento limitado. También conocidos como positracción, estos sistemas restringen la diferencia de velocidad entre las dos ruedas. Obligan a ambos neumáticos a mantener la tracción. Esto proporciona una mejor aceleración al salir de las curvas, especialmente en condiciones climáticas adversas.
Existen varios tipos de diferenciales de deslizamiento limitado. Los LSD tipo embrague utilizan placas de fricción para unir las ruedas bajo carga. Los LSD con detección de par utilizan engranajes planetarios para distribuir la potencia en función de la resistencia. Los sistemas electrónicos pueden simular este comportamiento frenando la rueda que patina.
Sin ningún tipo de gestión de la tracción, sería casi imposible conducir rápidamente los coches de alto rendimiento modernos en las curvas. El diferencial no es sólo un componente pasivo. Gestiona activamente cómo se entrega la energía a la carretera.
El mantenimiento importa
El líquido dentro de un diferencial es fundamental.
