Sistema Diferencial del Automóvil: Funcionamiento, Tipos y Averías

El sistema diferencial

Los sistemas diferenciales se encargan de adaptar el giro de las ruedas motrices en las curvas, asegurando su estabilidad y buen funcionamiento. Sus componentes principales son el piñón de ataque, la corona, los planetarios y los satélites.

Comprobaciones del diferencial

• Comprobación del aclarado de la corona del diferencial.
• Comprobación visual de posibles pérdidas de aceite.
• Comprobación visual de los cojinetes de apoyo.
• Comprobación visual del piñón de ataque y la corona.
• Comprobación de las arandelas de espesores.

Tipos de diferenciales

Diferencial autoblocante

Realiza el bloqueo del diferencial de forma automática.

Diferencial Track Lock

Se basa en el rozamiento de discos múltiples de fricción colocados junto a los planetarios de un diferencial convencional. Está compuesto por: caja de diferencial, conjunto de embrague multidisco, satélites, planetarios, piñón de ataque, corona y eje de satélites.

Diferencial Frigusen o viscoso

Basa su funcionamiento en el acoplamiento de dos ejes traccionables en función de la diferencia de velocidad angular entre los mismos, cuando existe un resbalamiento por el bajo coeficiente de rozamiento de la rueda motriz. Provoca un aumento de presión entre los discos, frenada de la rueda en movimiento y traslado de parte de la tracción a la rueda inmóvil en contacto con el suelo.

Diferencial tipo Torsen

Son diferenciales de bloqueo automático de accionamiento mecánico, capaces de repartir el par de fuerza entre un 15 y un 85% entre ambas ruedas de un mismo eje.

La caja reductora-transferencia

Es un elemento que se interpone entre la caja de velocidades y los diferenciales delantero y trasero. Permite aumentar el par de salida de la caja de cambios y distribuir la tracción en función de las necesidades del vehículo.

Componentes: piñones de dentado helicoidal, árbol primario, árbol secundario, ángulo intermediario, sincronizador de marchas cortas y largas, y tracción a las 2 y 4 ruedas.

Mantenimiento: pérdidas de aceite, ruidos procedentes del conjunto y nivel de aceite.

Sistema de transmisión en el vehículo

Está formado por los elementos que conducen el movimiento desde el motor hasta las ruedas, para que estas ejerzan tracción con el suelo y se produzca el movimiento del vehículo.

Tracción total

Los automóviles con tracción total reciben la potencia del motor sobre sus 4 ruedas. Ventajas:

• Reparto de la potencia del motor entre las 4 ruedas.
• Menor riesgo de derrapaje, gracias a que traccionan las cuatro ruedas.
• Mayor estabilidad del vehículo en marcha.

Árboles de transmisión

Los árboles de transmisión tienen la función de transmitir la potencia del motor a las ruedas, pasando por la caja de cambios y el diferencial. Los palieres son los árboles que transmiten el movimiento del diferencial a las ruedas.

Junta cardán

La junta cardán permite variaciones angulares de hasta 25º. Suele utilizarse en los árboles que conectan las cajas de cambios con el diferencial trasero.

Junta Ook

Son variantes de las juntas cardán; la principal diferencia es que en los brazos de la cruceta incorporan cojinetes de agujas para facilitar el movimiento.

Canalizaciones del sistema de frenos

Las canalizaciones son el circuito de frenos encargado de trasladar el líquido de frenos desde la bomba a los elementos receptores de frenado, es decir, a las pinzas de freno y a los bombines.

Junta trípode

Es una variante de la junta Ook cuya geometría presenta forma de trípode para permitir una variación lineal del movimiento.

Junta homocinética o Rzeppa

Las juntas homocinéticas, también conocidas como junta Rzeppa, son una de las juntas de transmisión más utilizadas, ya que permiten ángulos de giro de hasta 60º.

Rodamientos de las ruedas

Sirven de apoyo para que giren las ruedas del vehículo y se encuentran en el buje: rodamientos de bolas, rodamientos cónicos y de agujas.

Durabilidad de los rodamientos

Factores que afectan: frenadas bruscas del vehículo, cambios muy rápidos, montaje de llantas y neumáticos sobredimensionados, y entradas bruscas en curvas.

Averías de palieres

Ruidos de bolas emitidos principalmente al girar en curva y vibraciones producidas en la marcha del vehículo.

Los frenos del vehículo

Tienen como misión detener la marcha del vehículo a voluntad del conductor, de forma eficaz y sin perder la estabilidad durante el proceso.

Factores de frenado

• Fuerza de ejecución: fuerza que el conductor aplica sobre el pedal.
• Fuerza de frenado: fuerza ejercida por las pastillas sobre el disco.
• Fuerza de adherencia: superficie de rozamiento neumático-suelo.
• Superficie de contacto: superficie de rozamiento pastilla-disco.
• Coeficiente de fricción: disco y tambor con la pastilla y zapata.

Freno de disco

Ofrece mayor poder de frenado y mayor estabilidad en las frenadas. Desventajas: pérdida de rendimiento cuando aumenta su temperatura. Ventaja: mayor facilidad de montaje, lo que reduce los costes. Los discos no ventilados son macizos, y los ventilados tienen orificios en su interior para disipar el calor.

Pinzas flotantes, estacionarias o fijas

Tipos de pinzas utilizadas en los sistemas de frenado de disco.

Frenos de tambor

Tienen mayor superficie de fricción de las zapatas que las pastillas en los frenos de disco. Su nivel de ruido es inferior gracias a la menor precisión que ejercen las zapatas. No es necesario utilizar materiales tan duros como en los frenos de disco. Componentes: zapata, tambor, bombín y sistema de reglaje automático.

Fenómeno de fading

Se origina en los frenos debido al aumento de la temperatura por su uso prolongado, y ocasiona pérdidas muy notables de rendimiento.

Líquido de frenos

Es el elemento que transmite la presión necesaria para iniciar la acción de frenado. Características:

• Temperatura de ebullición en torno a los 250 grados.
• No absorbe con facilidad la humedad.
• Tiene propiedades anticorrosivas.
• Presenta gran estabilidad química.
• Cumple las normas europeas SAE.

Sistemas de embrague

Son los encargados de interrumpir la transmisión del movimiento del motor de combustión hacia la caja de cambios y hacia el resto de sistemas de transmisión del vehículo.

Tipos de embrague

Embrague de fricción, embrague centrífugo, embrague electromagnético, embrague hidráulico y embrague multidisco.

Partes del sistema de embrague de fricción

• Disco de embrague: elemento de fricción que transmite el par y la potencia del motor a la caja de cambios. Tiene alto coeficiente de rozamiento.
• Volante motor: tiene como misión eliminar desequilibrios para un mejor funcionamiento del motor.
• Maza presora: presiona el disco de embrague contra el volante motor para transmitir el movimiento del motor a la caja de cambios.
• Collarín de empuje: es un rodamiento que acciona la maza de presión para lograr el acople y desacople del disco de embrague.

Embrague hidráulico

Transmite el movimiento gracias a la circulación de aceite en su interior. Está constituido por: bomba, turbina receptora, carcasa y fluido.

Ventajas: gran suavidad en el acoplamiento, inexistencia de ruidos de funcionamiento, menor número de averías, ya que no existe ninguna fricción entre sus componentes.

Funcionamiento: se transmite el movimiento gracias a la corriente de fluido que pasa de la bomba a la turbina, y a unos álabes que, según su inclinación, serán capaces de transmitir un mayor movimiento.

Tipos de cajas de cambios

Caja de cambios simplificada, caja de dos ejes simples y caja de cambios con eje intermediario.

Funcionamiento de la sincronización

La sincronización de las velocidades se basa en el aprovechamiento de la fricción entre las superficies cónicas de los elementos para modificar la velocidad de uno de ellos.

Averías de la caja de cambios

• Ruidos extraños: engranajes helicoidales desgastados o rotura de dientes, holgura en los rodamientos de apoyo de ambos árboles, desalineación de algunos de los árboles, ruidos metálicos en el interior, falta de nivel de aceite.
• Dureza en las velocidades: endurecimiento de las varillas desplazables, rotura de los muelles de enclavamiento del sincronizador, regulación y estado defectuoso.
• Desengrane de las velocidades: desgaste prematuro o rotura, pérdida del coeficiente.
• Rascado de velocidades: desgaste del sincronizador o mal estado.
• Pérdida de aceite: exceso de nivel que produce una sobrepresión, o mal estado de juntas o retenes.
• Holgura en la palanca de accionamiento: holgura en el varillaje o desgaste de las horquillas.