Tipos de diferenciales autoblocantes

El diferencial, tal y como lo conocemos hoy en día, fue inventado por Pecquer y fue utilizado por la misma razón por la que lo utilizamos actualmente, pues para tomar una curva con un eje solidario es necesario que exista deslizamiento en las ruedas, sobre todo en curvas muy cerradas.

Todos los diferenciales que podemos encontrar se encuentran entre el diferencial libre y el bloqueado al 100%. A lo largo de los años se han visto un buen número de diferenciales de deslizamiento limitado que buscaban mejorar el comportamiento a baja velocidad, baja resistencia y buen comportamiento cuando existen diferencias de velocidad.

Diferencial de deslizamiento limitado

También conocidos por LSD, de sus siglas en inglés, Limited Slip Diferential, traducido, es un diferencial de deslizamiento limitado, que se diferencia en dos tipos:

Autoblocante mecánico

Estos sistemas son muy utilizados en los vehículos de carreras, generalmente en tracción trasera (aunque tenemos también vehículos con tracción total con este sistema).

Debido a las grandes potencias con las que juegan determinados autos, necesitan incorporar este tipo de sistema, ya que suelen tener pérdidas de tracción y es vital controlar la tracción mediante el uso de una serie de discos de fricción que distribuyan la potencia a las ruedas de forma similar.

Autoblocante por discos de fricción

Aunque existen diversos tipos más utilizados, este es sin lugar a dudas es el más común de los autoblocantes mecánicos. Este sistema tiene discos independientes que se cruzan entre sí.

Diferencial viscoso o Ferguson

Estos diferenciales se caracterizan por llevar una carcasa en el árbol de transmisión que cubre los discos intercalados entre sí, o incluso también se encuentran incorporados en la caja de cambios en la actualidad.

Su funcionamiento se basa en una especie de aceite mezclado con silicona. Cuando el eje pierde tracción, la temperatura de este lubricante aumenta así como su presión, consiguiendo así un total recubrimiento de los discos. Con esta actuación se obtiene un bloqueo armónico en función de la atención que requiera cada rueda.

Es un sistema muy común en los vehículos 4×4 ya que es un sistema barato y compacto, y permite distribuir el diferencial con dos árboles de transmisión, uno para cada eje.

El principal problema que representan es que hay veces que la tracción total solo se activa cuando hay superficies deslizantes, pero en circunstancias normales actúa como un vehículo de tracción trasera o delantera.

En este sistema también encontramos una alternativa para el viscoacoplador. Es cuando utilizamos un diferencial normal haciendo su función principal de bloquear las cuatro ruedas cuando sea necesario, con la diferencia de que la acción permite mantener la tracción a las cuatro ruedas de forma constante, eliminando así el problema de modalidad dual de tracción que presenta un sistema viscoso normal.

Diferencial Torsen

 

El diferencial Torsen, denominado así debido a su definición en inglés Torque Sensitive, es un sistema sensible al par tal como su traducción nos indica. A diferencia de los anteriores modelos, su funcionamiento es más completo y eficiente. Es decir, en vez de distribuir el giro de cada rueda dependiendo de la velocidad a la que se esté circulando en la curva, este sistema lo hace en función de la resistencia que oponga cada eje a dicho giro. El reparto entre las ruedas es más representativo a las condiciones en las que se está conduciendo.

Su funcionamiento va accionado por tres pares de ruedas helicoidales que funcionan como un mecanismo de tornillo sin fin. Es decir, se desplazan como si estuviera girando por una línea recta.

Cuando el auto está tomando una curva estos ejes giran sobre símismos, y dependiendo del giro un eje gira más y el contrario se ralentiza, ya que el contrario que gira más rápido provoca esta reacción en un momento del deslizamiento.

Otra de las ventajas que ofrece este sistema es que no solo actúan en aceleración; también lo hacen en los momentos de frenado. Un dato muy importante pues en muchas ocasiones en el momento de frenar, ya sea en una curva o en carreteras con irregularidades, este sistema aporta más par de frenado a la rueda que más lo necesite, ya sea la izquierda o derecha.

En la última década se han dotado a los diferenciales Torsen de ayudas electrónicas como los sensores de tracción electrónicos que incluyen los sistemas de ABS. Gracias a esto sus lecturas del estado de la tracción son más eficientes. Este diferencial es el que utiliza la marca Audi con su famoso sistema quattro.

Hay que tener especial cuidado a la hora de remolcar los autos que incorporan este sistema, pues la grúa puede estropear el diferencial y la avería puede salir costosa.

Diferenciales de deslizamiento controlado (embragues multidisco)

Este es el conocido sistema Haldex, un diferencial de deslizamiento controlado que cumple la misma función de un diferencial viscoso, pero en este caso el sistema funciona más como un embrague. De hecho también se les conoce como embragues o acopladores multidisco.

La tarea se lleva a cabo con un paquete de discos conductores presionados por un sistema hidráulico.

El mecanismo es muy similar al de un embrague y  según la necesidad actúa más sobre una rueda que otra.

Es un sistema muy común en los autos de tracción total como el Audi TT o el Volkswagen Golf 4motion, que incorpora un diferencial central de embrague multidisco. En condiciones normales funciona como tracción delantera y  ante situaciones extremas la transmisión empuja la potencia del motor a las ruedas traseras.

Todo esto en la actualidad va gestionado por unidades de control gracias al trabajo de los sensores del ABS o del ESP y la aceleración, que detecta condiciones en la vía para que el diferencial actúe de acuerdo a la necesidad.

¿Para qué sirve el diferencial?

En las curvas, la rueda interior se mueve en un círculo de menor radio que la exterior. Si las dos ruedas están unidas por el mismo eje y giran juntas, sólo pueden realizar un giro si la rueda interior patina. ¿Cómo se consigue que la rueda exterior gire más que la interior? La forma más sencilla es en los ejes de ferrocarril, donde las bandas de rodadura de las ruedas no son planas, sino cónicas. Sin embargo, como los coches no viajan sobre raíles, el diferencial cambia entre las dos ruedas, permitiendo que una gire a una velocidad diferente que la otra en el mismo eje de transmisión.

Al conducir en línea recta, ambas ruedas cubren la misma distancia y ofrecen la misma resistencia en las curvas, de modo que toda la potencia del motor se distribuye uniformemente entre las dos ruedas en el mismo eje diferencial. En las curvas, la rueda interior tiene que girar menos que la exterior, frena y ofrece más resistencia que la rueda del otro extremo de la curva.

La mala noticia es que la rueda que ofrece menos resistencia que la otra no siempre lo hace porque esté entrando en una curva, sino porque puede estar sobre la espuma dura del arcén, sobre una placa de hielo o simplemente en el aire. En tales circunstancias, el diferencial transfiere toda la potencia a la rueda, que gira por sí sola, mientras que la rueda con el embrague permanece al ralentí.  Salvo que dispongamos de un dispositivo que desactive el funcionamiento del diferencial, basta con que una rueda no tenga tracción para que nuestro vehículo se quede parado, aunque sea un 4×4.

Otra situación en la que el diferencial tiene serias desventajas es en las curvas a alta velocidad. La inercia transfiere el peso a la rueda situada fuera de la línea, dejando la rueda interior casi en el aire. Si tenemos que acelerar en este punto, la rueda interior patinará y, por efecto del diferencial, la exterior, que tiene más agarre, no podrá recuperarse, por lo que, por mucho que aceleremos, no podremos avanzar.

Para evitar este problema, existen bloqueos de diferencial que el conductor puede controlar, pero son más bien específicos de los vehículos todoterreno, o bloqueos de diferencial automáticos. Estos últimos se denominan diferenciales autoblocantes.

Proporcionan un diferencial de dirección máximo, más allá del cual el diferencial se bloquea.