Especialidad Mecánica Automotriz Profesor: Sr. Carlos Villalobos M. Curso o Nivel: 4º

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1 Diferenciales Antes de dar una mirada más de cerca a la construcción y funcionamiento de un diferencial es apropiado saber por que es necesario el diferencial. Mientras que todas las ruedas recorren la misma distancia durante la conducción en línea recta, la situación cambia al describir giros. Al observar la ruta de las ruedas y los ejes individualmente durante un giro, puede notarse que las ruedas deben recorrer diferentes distancias. No solo entre las derechas e izquierdas, sino que también entre las delanteras y traseras. Para el eje no conducido, este no es un problema, debido a que las ruedas pueden girar libremente, pero para el caso de un eje conducido, pudiera producirse problemas si las salidas del lado derecho e izquierdo tuvieran un eje rígido simple. Con un eje rígido simple la única forma de igualar la diferencia en el recorrido es que una rueda deslice. Como la fricción en un camino de pavimento seco es alta, se requerirá una mayor fuerza para dejar deslizar una rueda, produciendo a un alto nivel de tensión al eje y al neumático. Esto podría causar una conducción incomoda, desgaste prematuro de los neumáticos, mal adherencia en caminos ásperos y hasta daños en los componentes del tren de potencia. Por lo tanto el eje esta dividido en dos ejes conductores, conectados por el diferencial. El diferencial permite una diferencia de velocidad entre el lado derecho e izquierdo (esta es la razón de su nombre). MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 18

2 Su funcionamiento es el siguiente: (Durante la conducción en línea recta en un camino en buen estado con igual coeficiente de fricción) el torque desde el motor se aplica al piñón cónico mediante el eje propulsor que lo hace girar. Como el eje cónico esta en contacto con el engranaje de corona, este también gira. Como dos engranajes están conectados a la corona mediante el cuerpo de los piñones, ellos giraran junto con la corona. Estos dos piñones están fijos al cuerpo de forma que ellos pueden girar alrededor de su eje. Debido a que otro par de piñones esta en contacto con ellos, el sentido de giro del cuerpo producirá dirección de giro opuesta en cada par de piñones. Como el segundo par puede girar alrededor de su eje en un sentido, pero esta conectado a los ejes de mando, no es posible para ellos hacerlo (esto requeriría girar el vehículo alrededor del centro del eje de mando), debido a que debe superarse una alta fuerza de fricción existente entre los neumáticos y el camino, los piñones no pueden girar el diferencial, giran como una unidad simple: el vehículo se mueve hacia adelante o atrás. Durante un giro, los engranajes del diferencial giran de manera opuesta una pequeña cantidad, debido al movimiento relativo entre el lado derecho y el lado izquierdo. Pero esto es posible con una velocidad relativa con diferente distancia recorrida, ambas ruedas aún son conducidas. En caso que una de las ruedas este ubicada en una superficie de baja fricción es posible que la fuerza de giro de los piñones pueda superar la fuerza de fricción. En este caso, el piñón y la rueda del lado con mayor adherencia no giraran, mientras que el otro piñón y su rueda giraran en dirección opuesta y con el doble de la velocidad de la corona (los dos piñones conductores también giraran en dirección opuesta en este caso). El vehículo no será capaz de moverse en esta condición. MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 19

3 Diferenciales con Bloqueo Como se acaba de ver, las fallas de un diferencial convencional producen que el vehículo pueda atascarse fácilmente. Para superar esto se han desarrollado los llamados diferenciales con bloqueo. Existen diferentes tipos de diferencial con bloqueo disponibles: los del tipo bloqueo total, generalmente acoplados por el conductor. Como puede verse en el dibujo, este tipo bloqueara completamente el diferencial conectando la corona al cuerpo del diferencial a través de medios mecánicos. En esta condición, el eje de mando no puede moverse contra el otro y giran juntos como un eje sólido simple. El vehículo puede moverse aún si una rueda esta sobre una superficie resbaladiza. Otro tipo de diferencial con bloqueo es el tipo de auto bloqueo. Estos están disponibles en diferentes construcciones como se muestra en las imágenes inferiores. Frecuentemente este tipo usa discos de fricción para transmitir el torque desde la rueda que esta deslizando a la que no desliza, de modo que el vehículo puede moverse aún en la condición descrita anteriormente, con una rueda en una superficie de baja fricción. Este tipo no bloquea el diferencial completamente; aún es posible algún movimiento opuesto entre los ejes. Los detalles acerca de su operación se muestran en la página siguiente. MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 20

4 Diferencial con Auto Bloqueo del tipo Multi Placas El diferencial con deslizamiento limitado por placas de fricción es del tipo sensitivo al torque. Esto significa que debe actuar un mínimo torque sobre la rueda deslizante con el fin de accionarlo. Este no funciona si por ejemplo una rueda esta girando debido a una superficie de muy baja fricción, por ejemplo, hielo. Este funciona de la siguiente forma: si se produce un deslizamiento con el torque requerido, no solo los piñones planetarios están girando, sino que también las placas de levas se moverán una contra otra. Debido al diseño especial de las placas de levas (de sección inclinada), esto provocara que ellas sean forzadas hacia afuera por el pasador de los piñones. Este movimiento hacia afuera comprime un juego de placas de fricción a cada lado. Como las placas de fricción están conectadas al cuerpo del diferencial, el diferencial estará parcialmente bloqueado. Por lo tanto, la rueda que no esta deslizando recibe un torque mayor, de modo que el vehículo puede moverse. MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 21

5 Diferencial con Auto Bloqueo del Tipo Helicoidal El diferencial con auto bloqueo del tipo helicoidal utiliza la fricción entre los piñones y el cuerpo del diferencial para conseguir la condición de bloqueo parcial. De manera similar al diferencial convencional, el piñón no gira durante la conducción en línea recta. Si se produce una diferencia de velocidad entre el eje derecho y el izquierdo, los piñones giran. Debido al diseño especial de los dientes, los engranajes se mueven hacia el cuerpo o hacia los otros. Adicionalmente, los engranajes son forzados hacia afuera. Estos movimientos crean una fuerza de alta fricción, de forma que aunque una rueda este en un terreno resbaladizo, se puede suministrar torque a la otra rueda. Una gran ventaja del diferencial de tipo helicoidal es el hecho que el factor de bloqueo para la condición de freno del motor es más bajo que en la condición de conducción, lo que resulta beneficioso para el control ABS. MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 22

6 Tracción Delantera Las explicaciones dadas son aplicables para los vehículos con tracción delantera y tracción trasera. Pero por su puesto hay algunas diferencias, por ejemplo, en un vehículo con tracción delantera el diferencial esta construido en el cuerpo de la transmisión. Por lo tanto este usualmente utiliza piñones convencionales para el diferencial en lugar de una corona y piñón cónico. Pero el funcionamiento del diferencial es el mismo que con tracción trasera. Como el eje frontal no solamente actúa como parte de la suspensión, sino que también como parte de la dirección, se requieren ejes de mando especiales que permitan un movimiento de arriba hacia abajo del eje así como también hacia la derecha e izquierda para mover las ruedas al accionar la dirección. Se requieren cambios de longitud del eje de mando durante el movimiento hacia arriba y abajo, por lo tanto el eje interior tiene variación en el largo, como se puede ver en la figura inferior izquierda. La parte exterior del eje de mando hace posible la dirección; por lo tanto, su diseño es diferente a la de la parte interior del eje. Existen diferentes diseños disponibles para esto. Un punto clave durante la inspección es revisar los fuelles de goma, debido a que las homocinéticas se desgastan rápidamente si la grasa es lavada por el agua (agua de lluvia en el camino) o con el ingreso de polvo. El daño en las homocinéticas puede producir fuerte vibración, especialmente durante la aceleración, o como mínimo generar ruido. MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 23

7 Mantención y Servicio No hay muchos trabajos regulares requeridos con relación a las transmisiones manuales. El más importante es mantener el nivel y uso del aceite apropiado. Para las especificaciones individuales y torques de apriete, referirse al Manual de Servicio. Siempre se deben utilizar juntas nuevas. Otro trabajo durante la inspección es revisar filtraciones y daños, especialmente en los fuelles del eje de mando y revisar el mecanismo de cambios para un apropiado ajuste y funcionamiento. Transmisiones KIA MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 24

8 MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 25

9 Tabla de Aplicación de Transmisiones (sólo para referencia) Tabla de Aplicación de Transmisiones (sólo para referencia) MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE TRANSMISION Y FRENADO 26

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