La transmisión de vehículos de varios ejes y con tracción total utiliza un mecanismo para distribuir el par entre los ejes motrices: el diferencial central.Lea todo sobre este mecanismo, su finalidad, diseño, principio de funcionamiento, así como reparación y mantenimiento en el artículo.
¿Qué es un diferencial central?
Diferencial central: unidad de transmisión de vehículos de ruedas con dos o más ejes motrices;Un mecanismo que divide el par proveniente del eje de la hélice en dos corrientes independientes, que luego se alimentan a las cajas de cambios de los ejes motrices.
En el proceso de movimiento de automóviles y vehículos de ruedas con varios ejes motrices, surgen situaciones que requieren la rotación de las ruedas de diferentes ejes a diferentes velocidades.Por ejemplo, en los automóviles con tracción total, las ruedas de los ejes delantero, intermedio (para vehículos de varios ejes) y trasero tienen velocidades angulares desiguales al girar y maniobrar, al conducir por carreteras con pendiente y superficies irregulares, etc. Si todos los ejes motrices tuvieran una conexión rígida, en tales situaciones algunas ruedas se deslizarían o, por el contrario, se deslizarían, lo que perjudicaría significativamente la eficiencia de la conversión del par y, en general, afectaría negativamente el movimiento de los medios de transporte.Para evitar tales problemas, se introduce un mecanismo adicional en la transmisión de automóviles y automóviles con varios ejes motrices: un diferencial central.
El diferencial central realiza varias funciones:
● Separación del par procedente del eje de la hélice en dos corrientes, cada una de las cuales se suministra a la caja de cambios de un eje motriz;
● Modificar el par suministrado a cada eje en función de las cargas que actúan sobre las ruedas y sus velocidades angulares;
● Bloqueo de diferenciales: dividir el par en dos flujos estrictamente iguales para superar tramos difíciles de la carretera (al conducir en carreteras resbaladizas o fuera de carretera).
Este mecanismo debe su nombre al latín diferencial: diferencia o diferencia.Durante la operación, el diferencial divide el flujo de par entrante en dos, y los momentos en cada uno de los flujos pueden diferir significativamente entre sí (hasta el hecho de que todo el flujo entrante fluye hacia un eje y nada hacia el segundo). eje), pero la suma de los momentos en ellos es siempre igual al par entrante (o casi igual, ya que parte del par se pierde en el propio diferencial debido a las fuerzas de fricción).
El diferencial central de los vehículos de tres ejes suele estar situado en el eje intermedio.
Los diferenciales centrales se utilizan en todos los automóviles y máquinas con dos o más ejes motrices.Sin embargo, la ubicación de este mecanismo puede diferir según la fórmula de la rueda y las características de la transmisión del vehículo:
● En la caja de transferencia: se utiliza en automóviles 4×4, 6×6 (son posibles opciones tanto para conducir sólo el eje delantero como para conducir todos los ejes) y 8×8;
● En el eje motriz intermedio: se usa más comúnmente en vehículos 6×4, pero también se encuentra en vehículos de cuatro ejes.
Los diferenciales centrales, independientemente de su ubicación, brindan la posibilidad de funcionamiento normal del vehículo en todas las condiciones de la carretera.Las averías o el agotamiento del recurso diferencial afectan negativamente al rendimiento del vehículo, por lo que conviene eliminarlas lo antes posible.Pero antes de reparar o reemplazar completamente este mecanismo, es necesario comprender su diseño y funcionamiento.
Tipos, dispositivo y principio de funcionamiento del diferencial central.
Varios vehículos utilizan diferenciales centrales construidos sobre la base de mecanismos planetarios.En general, la unidad consta de un cuerpo (generalmente formado por dos copas), en cuyo interior hay una cruz con satélites (engranajes cónicos) conectados a dos engranajes de medio eje (engranajes del eje motriz).El cuerpo está conectado mediante una brida al eje de la hélice, desde donde gira todo el mecanismo.Los engranajes están conectados mediante ejes a los engranajes impulsores de los engranajes principales de sus ejes.Todo este diseño se puede colocar en su propio cárter, montado en el cárter del eje motriz intermedio, o en la carcasa de la caja de transferencia.
El diferencial central funciona de la siguiente manera.Cuando el automóvil se mueve uniformemente en una carretera con una superficie plana y dura, el par del eje de la hélice se transmite a la carcasa del diferencial y al travesaño con los satélites fijados en él.Dado que los satélites engranan con los engranajes de los semiejes, ambos también giran y transmiten par a sus ejes.Si por alguna razón las ruedas de uno de los ejes comienzan a desacelerar, el engranaje de medio eje asociado con este puente desacelera su rotación: los satélites comienzan a rodar a lo largo de este engranaje, lo que conduce a una aceleración de la rotación de la segunda marcha del medio eje.Como resultado, las ruedas del segundo eje adquieren una velocidad angular mayor en relación con las ruedas del primer eje; esto compensa la diferencia en las cargas sobre los ejes.
El diseño del diferencial central del camión.
Los diferenciales centrales pueden tener algunas diferencias de diseño y características de operación.En primer lugar, todos los diferenciales se dividen en dos grupos según las características de la distribución del par entre las dos corrientes:
● Simétrico: distribuye el momento uniformemente entre dos corrientes;
● Asimétrico: distribuye el momento de manera desigual.Esto se logra mediante el uso de engranajes semiaxiales con diferente número de dientes.
Al mismo tiempo, casi todos los diferenciales centrales tienen un mecanismo de bloqueo que garantiza el funcionamiento forzado de la unidad en el modo de distribución simétrica del par.Esto es necesario para superar tramos difíciles de la carretera, cuando las ruedas de un eje pueden desprenderse de la superficie de la carretera (al superar baches) o perder tracción con ella (por ejemplo, resbalar sobre hielo o barro).En tales situaciones, todo el par se suministra a las ruedas de este eje y las ruedas que tienen tracción normal no giran en absoluto: el automóvil simplemente no puede continuar moviéndose.El mecanismo de bloqueo distribuye a la fuerza el par por igual entre los ejes, evitando que las ruedas giren a diferentes velocidades, lo que le permite superar tramos de carretera difíciles.
Hay dos tipos de bloqueo:
● manuales;
● Automático.
En el primer caso, el conductor bloquea el diferencial mediante un mecanismo especial; en el segundo caso, la unidad se autobloquea cuando ocurren ciertas condiciones, que se describen a continuación.
El mecanismo de bloqueo controlado manualmente suele tener la forma de un acoplamiento dentado, que se encuentra en los dientes de uno de los ejes y puede acoplarse con el cuerpo de la unidad (con uno de sus cuencos).Al moverse, el embrague conecta rígidamente el eje y la carcasa del diferencial; en este caso, estas partes giran a la misma velocidad y cada uno de los ejes recibe la mitad del par total.El control del mecanismo de bloqueo en los camiones suele ser accionado neumáticamente: el embrague de marcha se mueve con la ayuda de una horquilla controlada por la varilla de la cámara neumática integrada en el cárter del diferencial.El aire a la cámara se suministra mediante un grifo especial controlado por el interruptor correspondiente en la cabina del vehículo.En SUV y otros equipos sin sistema neumático, el control del mecanismo de bloqueo puede ser mecánico (mediante un sistema de palancas y cables) o electromecánico (mediante un motor eléctrico).
Los diferenciales autoblocantes pueden tener mecanismos de bloqueo que controlan la diferencia de par o la diferencia en las velocidades angulares de los ejes motrices de los ejes motrices.Como tales mecanismos se pueden utilizar embragues viscosos, de fricción o de levas, así como mecanismos planetarios o helicoidales adicionales (en diferenciales tipo Torsen) y diversos elementos auxiliares.Todos estos dispositivos permiten una cierta diferencia de par en los puentes, por encima del cual se bloquean.No consideraremos aquí el dispositivo y el funcionamiento de los diferenciales autoblocantes; hoy en día existen muchas implementaciones de estos mecanismos, puede obtener más información sobre ellos en las fuentes relevantes.
El diseño del diferencial central del camión.
Cuestiones de mantenimiento, reparación y sustitución del diferencial central.
El diferencial central experimenta cargas importantes durante el funcionamiento del vehículo, por lo que con el tiempo sus piezas se desgastan y pueden destruirse.Para garantizar el funcionamiento normal de la transmisión, esta unidad debe revisarse, mantenerse y repararse periódicamente.Por lo general, durante el mantenimiento de rutina, el diferencial se desmonta y se somete a reparación de fallas, todas las piezas desgastadas (engranajes con dientes desgastados o desmenuzados, sellos de aceite, cojinetes, piezas con grietas, etc.) se reemplazan por otras nuevas.En caso de daños graves, el mecanismo cambia por completo.
Para prolongar la vida útil del diferencial, es necesario cambiar periódicamente el aceite que contiene, limpiar los respiraderos y comprobar el funcionamiento del accionamiento del mecanismo de bloqueo.Todos estos trabajos se realizan de acuerdo con las instrucciones de mantenimiento y reparación del vehículo.
Con un mantenimiento regular y un funcionamiento adecuado del diferencial central, el coche se sentirá seguro incluso en las condiciones de carretera más difíciles.
Hora de publicación: 14-jul-2023