Tipos de Diferenciales, Juntas y Transmisiones en Vehículos: Funcionamiento y Mantenimiento

Misiones del Diferencial

El diferencial tiene varias funciones clave:

• Realiza la desmultiplicación de las revoluciones por minuto (RPM), aumentando el giro.
• Compensa las RPM entre las ruedas motrices.
• Convierte el movimiento longitudinal que sale del secundario de la caja de cambios en movimiento transversal.

Tipos de Diferenciales

Existen varios tipos de diferenciales, cada uno con características específicas:

Diferencial Convencional

Está compuesto por un eje que recibe movimiento de la caja de cambios o del árbol de transmisión y termina en un piñón de ataque que conduce a una corona dentada. La corona está unida a una carcasa que cubre dos satélites unidos por un eje y dos planetarios, los cuatro engranados entre sí para transmitir movimiento a las ruedas. El piñón de ataque y la corona dentada forman el grupo reductor o diferencial libre.

Diferencial Helicoidal

Se encuentra en vehículos con tracción delantera transversal.

Diferencial Angular

Se utiliza en vehículos de propulsión longitudinal, ya sean de tracción delantera o trasera. Hay dos tipos principales:

• Juego de piñón y corona cónico: Es el más empleado, muy silencioso y reparte bien la transmisión de los esfuerzos. En función del tallado de los dientes, puede ser Gleason-alemán (con ancho de cabeza constante) o Klingelberg-americano (el piñón termina en punta). Según su ubicación, puede ser espiral (el piñón y la corona están en el mismo eje) o hipoide (el eje de simetría del piñón de ataque está debajo del centro de la corona, consiguiendo mayor contacto).
• Transmisión por tornillo sin fin: Se usa en vehículos industriales como componente de autoblocantes. Está compuesto por un tornillo sin fin con una rosca de una o más entradas y una corona que engrana con el tornillo sin fin.

Instalación del Diferencial

El diferencial puede estar instalado en:

• El interior de un puente motriz.
• Dentro de la caja de cambios.
• En una caja de transferencia.
• En una carcasa suspendida de la carrocería del automóvil (sistema De Dion).

Funcionamiento del Diferencial

En Línea Recta

El cambio comunica el movimiento al árbol de transmisión, que lo transmite al piñón de ataque y este a la corona dentada, aumentando el par de giro. La corona arrastra a la carcasa que gira en el mismo sentido. Los satélites, unidos a la carcasa, arrastran a los planetarios y estos a los palieres. El par de giro de la corona se reparte entre los dos planetarios.

En Curvas

La rueda interior de la curva tiene que realizar un recorrido más pequeño que la exterior, por lo que reduce su velocidad de giro del palier y de su planetario. Esto transmite más movimiento al otro planetario para que su rueda haga un mayor recorrido y compense el movimiento.

Regulación y Ajuste del Diferencial

• Regulación: Se realiza desplazando hacia adelante o hacia atrás el piñón de ataque y la corona.
• Ajuste:
  • Determinar el espesor de la arandela de reglaje del piñón de ataque.
  • Comprobar la precarga de los rodamientos del piñón cónico.
  • Ajustar la holgura entre los piñones de ambos engranajes.
  • Verificar la huella de rozamiento entre los dientes.

Juntas

Junta Universal Cardán

Utilizada en vehículos industriales, está compuesta por dos horquillas solidarias a los elementos a unir que se acoplan a 90 grados. Las dos horquillas se unen por una cruceta con cuatro rodamientos de rodillos. Tiene el inconveniente de que, cuando el eje de entrada está desalineado respecto al de salida, la velocidad de rotación de salida no es constante durante los 360 grados de cada vuelta. Por lo tanto, se deben instalar dos juntas cardán en el mismo árbol para compensar el desfase.

Junta Homocinética

Transmite movimiento constante. Se montan en semiejes transversales tipo transmisión. Pueden usar rodamientos de aguja en unión trípode o deslizante, o usar bolas, que es la opción más común, ya que permite transmitir el giro y un desplazamiento axial, sobre todo en la junta del lado que engrana con el diferencial.

Verificación

Es importante verificar:

• Los niveles de aceite y frenos.
• El estado de los fuelles de las transmisiones, asegurándose de que no pierdan la grasa de lubricación.
• Apretar los tornillos a la presión indicada.

Reductora

Se utiliza para el arrastre de mucho peso, pendientes o ambos. Incrementa el par motor de los ejes mediante desmultiplicación a través de una caja de transferencia, un piñón intermediario o un tren de planetarios. Es manual.

Componentes de la Reductora

• Dos piñones locos.
• Un carrete desplazable.
• Un eje intermediario con dos piñones que están engranados con los piñones locos.
• Un tren de planetarios compuesto por un tren de engranajes planetarios.
• Un diferencial central.
• Una corona desplazable.
• Una horquilla de mando.
• Una cadena de transmisión que comunica el movimiento al eje delantero.

Funcionamiento de la Reductora

Cuando el conductor acciona la reductora, la horquilla desplaza la corona y la engrana con el porta-satélites. El movimiento que llega al planetario hace girar a los satélites sobre sus ejes. La corona transmite el movimiento al diferencial central.

Transmisión

Tracción Delantera o Trasera

El movimiento de las ruedas llega directamente desde el diferencial, que está en la caja de cambios, por medio de los semiejes o ejes transversales.

Tracción Total

La caja transmite el movimiento al diferencial por medio del árbol de transmisión o longitudinal, y a las ruedas les llega por medio de los semiejes o palieres.

Árbol de Transmisión

Está sometido a torsión y flexión. Está hecho de acero elástico, aluminio o fibra de carbono. Debe estar equilibrado para evitar vibraciones. Suele tener una zona extensible.

Semiejes

Transmiten el par desde el diferencial a las ruedas. Tipos:

• Para puentes rígidos.
• Para diferenciales montados en suspensión independiente.
• Palieres semiflotantes para turismos.
• Palieres tres cuartos flotantes para 4x4 o furgonetas.
• Palieres flotantes para camiones e industriales, que solo aguantan direccionalidad.