Diferencial limitado: ¿cómo funciona?

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificación: 2024-02-19 14:12

El término "bloqueo del diferencial" o "diferencial limitado" (autobloqueo) ha sido escuchado por muchos automovilistas, pero solo unos pocos saben cómo se ve este proceso en la práctica. Y si los fabricantes de automóviles anteriores equiparon dicha "opción" principalmente con SUV, ahora también se puede encontrar en un automóvil bastante urbano. Además, a menudo los propietarios de automóviles que no están equipados con autobloqueos, al comprender los beneficios que brindan, los instalan por su cuenta.

Pero antes de comprender cómo funciona un diferencial autoblocante, debe comprender cómo funciona sin bloqueo.

¿Qué es un diferencial?

El diferencial (diff) puede considerarse uno de los elementos principales del diseño de la transmisión del automóvil. Con su ayuda se produce la transmisión, cambio y distribución del par producido por el motor entre un par de consumidores: ruedas situadas en el mismo eje de la máquina o entre sus ejes. Además, la fuerza del flujo de energía distribuida, si es necesario, puede ser diferente, lo que significa que la velocidad de rotación de las ruedas es diferente.

BEl diferencial de la transmisión del automóvil se puede instalar: en la carcasa del eje trasero, la caja de cambios y la caja de transferencia, según el (los) dispositivo (s) de transmisión.

Aquellos diferenciales que se instalan en el puente o en la caja de cambios se denominan interwheel, y que se ubican entre los ejes del automóvil, respectivamente - interaxle.

Asignación diferencial

Como saben, un automóvil realiza varias maniobras mientras conduce: giros, cambios de carril, adelantamientos, etc. Además, la superficie de la carretera puede contener baches, lo que significa que las ruedas del automóvil, según la situación, en un mismo tiempo puede cubrir diferentes distancias. Por lo tanto, por ejemplo, al girar, si la velocidad de rotación de las ruedas en el eje es la misma, entonces una de ellas inevitablemente comenzará a patinar, lo que conducirá a un desgaste acelerado de los neumáticos. Pero esto no es lo peor. Mucho peor, el manejo del vehículo se reduce considerablemente.

Para resolver tales problemas, idearon un diferencial, un mecanismo que redistribuirá la energía proveniente del motor entre los ejes del automóvil de acuerdo con el valor de la resistencia a la rodadura: cuanto menor sea, mayor la velocidad de la rueda será, y viceversa.

Mecanismo diferencial

Hoy en día, hay muchas variedades de diferenciales, y su dispositivo es bastante complejo. Sin embargo, el principio de funcionamiento es generalmente el mismo, por lo que será más fácil comprender el tipo más simple: un diferencial abierto, que consta de los siguientes elementos:

1. Engranajes montados en semiejes.
2. Engranaje conducido (corona), fabricado en forma de cono truncado.
3. Engranaje impulsor montado en el extremo del eje impulsor, que junto con la corona forma el engranaje principal. Dado que el engranaje conducido es más grande que el engranaje impulsor, este último deberá dar varias vueltas alrededor de su eje antes de que la corona dé solo una. Por lo tanto, son estos dos elementos del diferencial los que reducen la cantidad de energía (velocidad) que finalmente llega a las ruedas.
4. Los satélites que forman el engranaje planetario, que juega un papel clave para proporcionar la diferencia necesaria en la velocidad de rotación de las ruedas.
5. Casos.

Cómo funciona el diferencial

Durante el movimiento rectilíneo del automóvil, sus semiejes y, por lo tanto, las ruedas, giran a la misma velocidad que el eje de transmisión con su engranaje helicoidal. Pero durante el giro, la carga sobre las ruedas se vuelve diferente (una de ellas intenta girar más rápido), y debido a esta diferencia, los satélites se liberan. Ahora la energía del motor pasa a través de ellos, y dado que un par de satélites son dos engranajes separados e independientes, se transmite una velocidad de rotación diferente a los semiejes. Así, la potencia generada por el motor se reparte entre las ruedas, pero de forma desigual, y en función de la carga que actúe sobre ellas: lo que se mueve por el radio exterior experimenta menos resistencia a la rodadura, por lo que el diferencial le transfiere más energía, girandomás rápido.

No hay diferencia en cómo funcionan el diferencial central y el diferencial de rueda: el principio de funcionamiento es similar, solo que en el primer caso el par distribuido se dirige a los ejes del vehículo, y en el segundo, a sus ruedas ubicado en el mismo eje.

La necesidad de un diferencial central se vuelve especialmente notoria cuando se conduce un automóvil sobre terreno accidentado, cuando su peso presiona el eje que está más bajo que el otro, por ejemplo, en una cuesta arriba o cuesta abajo.

Problema diferencial

A pesar de que el diferencial ciertamente juega un papel importante en el diseño del automóvil, su funcionamiento a veces crea problemas para el conductor. A saber: cuando una de las ruedas está en una sección resbaladiza de la carretera (barro, hielo o nieve), entonces la otra, ubicada en un terreno más duro, comienza a experimentar una mayor carga, el diferencial intenta solucionar esto, redirige la energía del motor a la rueda deslizante. Así, resulta que recibe la máxima rotación, mientras que el otro, que tiene un fuerte agarre en el suelo, simplemente permanece inmóvil.

Precisamente para solucionar este tipo de problemas se inventó el bloqueo (desactivación) del diferencial.

El principio de bloqueo y sus tipos

Habiendo entendido el principio del diferencial, podemos concluir que si lo bloquea, el par aumentará en la rueda o el eje que tenga el mejor agarre. Esto se puede hacer conectando su cuerpo a uno de los dos semiejes o impidiendo que los satélites giren.

Bloquearpuede estar completo - cuando las partes del diferencial están conectadas rígidamente. Se lleva a cabo, por regla general, con la ayuda de un embrague de levas y el conductor lo controla a través de un accionamiento especial desde la cabina del automóvil. O puede ser parcial, en cuyo caso solo se transmite una fuerza limitada a las ruedas; así es como funciona un diferencial autoblocante, que no requiere intervención humana.

Cómo funciona un diferencial autoblocante

El diferencial autoblocante es esencialmente un compromiso entre un bloque completo y un diferencial libre, y le permite reducir el deslizamiento de las ruedas del automóvil en caso de una diferencia en el coeficiente de tracción entre ellas. Por lo tanto, la capacidad a campo traviesa, el manejo todoterreno y la dinámica de aceleración del vehículo aumentan significativamente, independientemente de la calidad de la carretera.

El bloqueo automático elimina el bloqueo total de las ruedas, lo que protege los semiejes de cargas críticas que pueden ocurrir en diferenciales forzados.

Los bloqueos de los ejes se liberan automáticamente si la velocidad de las ruedas se iguala durante la conducción en línea recta.

Los tipos de autobloqueos más comunes

El autobloqueo de disco es un conjunto de discos de fricción instalados entre el cuerpo del diferencial y el engranaje del eje.

No es difícil entender cómo funciona un diferencial con un bloque de este tipo: mientras el automóvil circula en línea recta, el cuerpo del diferencial y ambos ejes giran juntos, tan pronto como hay una diferencia en las velocidades de rotación (la rueda ha tocado una zona resbaladiza), se produce fricción entre los discos, reduciéndola. Es decir, la rueda.que permanece en suelo duro continuará girando, en lugar de detenerse, como en el caso de un diferencial libre.

El acoplamiento viscoso, o de otro modo el acoplamiento viscoso, además del diferencial anterior, contiene dos paquetes de discos, solo que esta vez perforados, instalados entre ellos con un pequeño espacio. Una parte de los discos tiene un embrague con el cuerpo, la otra con el eje de transmisión.

Los discos se colocan en un recipiente lleno de un líquido de organosilicio que, cuando se gira de manera uniforme, permanece sin cambios. Tan pronto como hay una diferencia de velocidad entre los paquetes, el líquido comienza a espesarse rápidamente y con fuerza. Hay resistencia entre las superficies perforadas. De este modo, se ralentiza un paquete demasiado destorcido y se nivela la velocidad de rotación.

Autobloqueo dentado (tornillo, tornillo sinfín). Su trabajo se basa en la capacidad del par de tornillos sinfín para acuñar y bloquear así los semiejes cuando se produce una diferencia de par en ellos.

Autobloqueo de cámara. Para comprender cómo funciona este tipo de diferencial, basta con imaginar un diferencial abierto, en el que se instalan pares de engranajes (levas) en lugar de un mecanismo de engranajes planetarios. Las levas giran (s altan) cuando las velocidades de las ruedas son casi iguales y se bloquean (atascan) tan pronto como una de ellas comienza a patinar.

No hay diferencia en cómo funciona el bloqueo del diferencial central y el diferencial entre ruedas: el principio de funcionamiento es el mismo, las diferenciassolo en los puntos finales: en el primer caso - dos ejes, en el segundo - dos ruedas montadas en el mismo eje.

Nacional "Niva" y sus diferenciales

Niva ocupa un lugar especial en la línea de VAZ domésticos: a diferencia de sus "parientes" en la línea de montaje, este automóvil está equipado con una tracción total no conmutable.

Hay tres diferenciales instalados en la transmisión del SUV VAZ: diferenciales entre ruedas en cada eje y diferenciales entre ejes en la caja de transferencia. A pesar de tal número, no tendrá que volver a averiguar cómo funcionan los diferenciales en el Niva. Todo es exactamente igual a lo descrito anteriormente. Es decir, durante el movimiento rectilíneo de la máquina, siempre que no haya deslizamiento de las ruedas, la fuerza de tracción entre ellas se distribuye uniformemente y tiene el mismo valor. Cuando una de las ruedas comienza a patinar, toda la energía del motor, que pasa a través de los diferenciales, se dirige a esta rueda.

Bloqueo de diferencial Niva

Antes de hablar sobre cómo funciona el bloqueo del diferencial en el Niva, se debe tener en cuenta un punto, a saber, aclarar el propósito de la manija delantera (pequeña) de la caja de transferencia.

Algunos conductores creen que con su ayuda, la tracción delantera se enciende en el automóvil; esto no es así: tanto la tracción delantera como la trasera del Niva siempre están activadas, y esta manija controla la transferencia caso diferencial. Es decir, mientras está en la posición "adelante", el diferencial funciona normalmente, y cuando"atrás" - apagado.

Y ahora directamente sobre el bloqueo: cuando se apaga el diferencial, los ejes de la caja de transferencia se cierran mediante un embrague, igualando así a la fuerza sus velocidades de rotación, es decir, la velocidad total de las ruedas del eje delantero es igual a la velocidad total del eje trasero. La distribución del empuje se produce en la dirección de mayor resistencia. Digamos que la rueda trasera se desliza, si enciende el bloqueo, la fuerza de tracción irá al eje delantero, cuyas ruedas estirarán el automóvil, pero si la rueda delantera también se desliza junto con la rueda trasera, entonces el Niva no saldrá solo.

Para evitar que esto suceda, los automovilistas instalan autobloqueos en los puentes para ayudar a sacar un automóvil atascado. Hasta la fecha, el más popular entre los propietarios de Niva es el diferencial Nesterov.

Autobloqueo de Nesterov

El secreto de su popularidad radica en la forma en que funciona el diferencial de Nesterov.

El diseño del diferencial permite no solo ajustar de forma óptima la velocidad angular de las ruedas del coche al realizar maniobras, sino que además en caso de patinar o colgar la rueda, el dispositivo le aporta una cantidad mínima de energía del motor Además, la reacción del autobloqueo ante un cambio en la situación del tráfico es casi instantánea. Además, el diferencial Nesterov mejora significativamente el manejo del automóvil incluso en curvas resbaladizas, aumenta la estabilidad direccional, aumenta la dinámica de aceleración (especialmente en invierno) y reduce el consumo de combustible. Y la instalación del dispositivo no requiere ningúncambios en el diseño de la transmisión y se instala de la misma manera que el diferencial clásico.

El diferencial ha encontrado aplicación no solo en la tecnología automotriz, sino que resultó ser muy útil en los motobloques, facilitando enormemente la vida de sus propietarios.

Diferencial para motoblock

Motoblock: la unidad es bastante pesada y se necesita mucho esfuerzo para simplemente girarla, y con una velocidad angular de rotación de las ruedas no regulada, esto se vuelve aún más difícil. Por lo tanto, los propietarios de estas máquinas, si los diferenciales no fueron previstos originalmente por el diseño, los compran e instalan por su cuenta.

¿Cómo funciona el diferencial de un tractor de operador a pie? De hecho, solo proporciona un giro fácil del automóvil, deteniendo una de las ruedas.

Su otra función, no relacionada con la redistribución de potencia, es aumentar la distancia entre ejes. El diseño del diferencial prevé su uso como extensión del eje, lo que hace que el tractor de empuje sea más maniobrable y resistente a los vuelcos, especialmente en las curvas.

En una palabra, el diferencial es una cosa muy útil e insustituible, y su bloqueo aumenta significativamente la capacidad de conducción a campo traviesa del automóvil.