Mecanismos y Funcionamiento de los Diferenciales Autoblocantes de Deslizamiento Limitado

Tecnología de los Diferenciales Autoblocantes (LSD)

Los diferenciales autoblocantes (Limited-Slip Differentials o LSD) son componentes esenciales en la transmisión vehicular, diseñados para mejorar la tracción al limitar la diferencia de velocidad de giro entre las ruedas motrices. A continuación, se detallan los principales tipos basados en su mecanismo de bloqueo.

Diferencial Autoblocante de Conos de Fricción

Este mecanismo se basa en la interacción de los conos de los planetarios, que se acoplan y desacoplan con las pistas cónicas dispuestas en las carcasas del diferencial.

Ambos planetarios tienen interpuestos unos muelles que aplican una fuerza constante, manteniendo los conos siempre acoplados. Esto tiende a arrastrar los dos planetarios a la misma velocidad que la caja, sin que lleguen a quedar completamente bloqueados. Es decir, al llegar a una curva, el sistema compensatorio funciona correctamente y los conos se deslizan entre sí.

Activación del Bloqueo por Pérdida de Adherencia

Si una de las ruedas pierde adherencia y comienza a patinar, los satélites comienzan a girar sobre sí mismos, desplazándose por el planetario de la rueda que no patina. Ante esta situación, los planetarios tienden a separarse, lo que provoca un aumento de la fuerza de presión sobre los conos. Este incremento de presión tiene dos efectos clave:

• Provoca el frenado de la rueda que patina.
• Fuerza el giro de la rueda que no se desplazaba.

El resultado es la igualación de las revoluciones entre ambos ejes, permitiendo que el vehículo pueda desplazarse eficazmente.

Diferencial Autoblocante de Láminas de Fricción (Multi-Plato)

El efecto de bloqueo en este tipo de diferencial se logra mediante la fricción interna generada por paquetes de discos (láminas) dispuestos entre la carcasa del diferencial y los planetarios. Generalmente, se monta un paquete de discos en cada planetario.

Composición y Precarga del Paquete de Discos

Cada paquete está compuesto por dos tipos de discos que se intercalan entre sí:

1. Discos internos: Poseen estrías en su interior y se ensamblan en los planetarios, permitiendo un pequeño desplazamiento longitudinal sobre ellos.
2. Discos externos: Mediante resaltes exteriores, están sujetos a la carcasa del diferencial.

Cada paquete de discos está sometido a una presión permanente, cuyo objetivo es impedir la pérdida de precarga a pesar de las vibraciones a las que están sometidos. Esta presión se aplica típicamente a través de un muelle helicoidal o una arandela Belleville.

Mecanismo de Transferencia de Par

Cuando una de las ruedas motrices pierde adherencia y aumenta su velocidad de giro (patinaje), este aumento provoca el desplazamiento axial del planetario. Dicho desplazamiento presiona el paquete de discos, frenando el planetario para evitar que gire en vacío y, consecuentemente, traspasando parte del par motor a la otra rueda motriz para asegurar el desplazamiento del vehículo.

Diferencial Viscoso (Acoplamiento Viscoso)

El diferencial viscoso está compuesto por dos juegos de discos intercalados entre sí. Cada juego es solidario con uno de los semiejes del diferencial. Todo el conjunto se encuentra dentro de una carcasa hermética que contiene un fluido de silicona de alta densidad.

Principio de Funcionamiento Termodinámico

Cuando una de las ruedas pierde adherencia y comienza a patinar (girar más rápido), se establece una gran diferencia de giro entre los dos juegos de discos. Este movimiento relativo intenso entre ellos calienta el fluido, lo que provoca un aumento significativo de la viscosidad de la silicona conforme la temperatura se eleva.

Al aumentar la viscosidad del fluido, los discos conductores arrastran progresivamente a los discos conducidos, haciéndose solidarios e igualando la velocidad de giro de las ruedas.

Nota: Este tipo de diferencial presenta un cierto retraso en su activación, ya que su capacidad de bloqueo está directamente condicionada por el tiempo necesario para que la temperatura del fluido aumente y, con ello, su viscosidad.