Un diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda giren a

revoluciones diferentes, según el vehículo esté tomando una curva hacia un lado o hacia el otro.

Cuando un vehículo toma una curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda derecha recorre un camino

más corto que la rueda izquierda, ya que esta última se encuentra en la parte exterior de la curva.

Antiguamente, las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija sobre un eje. Este hecho

significaba que una de las dos ruedas no giraba bien, de forma que se desestabilizaba el vehículo.

Mediante el diferencial se consigue que cada rueda pueda girar correctamente en una curva, sin perder

por ello la fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor actúa con la misma fuerza

sobre cada una de las dos ruedas.

El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje. Cuando ambas ruedas recorren

el mismo camino, por ir el vehículo en línea recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin

embargo, en una curva los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes

velocidades de giro de las ruedas.

La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas directrices describen una

circunferencia de radio mayor que las no directrices, por ello se utiliza el diferencial.

Un vehículo todoterreno puede tener hasta tres diferenciales: uno en el eje frontal, uno en el eje trasero

y un diferencial central.

En el hipotético caso de que ambos ejes sean directrices, el que tenga mayor ángulo de giro describirá

un radio mayor.

Imagen de un diferencial girando libre

digerencial bloqueado

diferencial antiguo

diferencial moderno

DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE

El diferencial autoblocante limita la posibilidad de que una rueda gire libre respecto a la otra

según un tarado fijo predeterminado; es decir, sólo se anula parte del efecto diferencial.

Los diferentes tipos de Diferenciales

La función de un diferencial es de permitir la rotación de dos ruedas de un eje a diferentes velocidades como por ejemplo cuando se toma una curva. Si el vehículo no tuviera un diferencial, la rueda de la parte de afuera causaría daño al eje y desgaste innecesario. El diferencial distribuye la potencia del eje y la canaliza a la rueda que ofrece menos resistencia. Cuando se conduce en situaciones todo-terreno la rueda que ofrece menos resistencia es normalmente la que esta patinando en la arena o barro. La rueda que patina suele llevarse toda la potencia disponible y es por eso que la otra rueda no consigue desplazarse y mover el vehículo.

Diferenciales Abiertos

Los diferenciales Abiertos son los más comunes en los vehículos y son estándar en la mayoría de los 4wd. El diferencial abierto es un sistema de engranajes que mantiene la misma cantidad de presión en

las caras de los engranajes que operan cada uno de los semiejes (a las ruedas). Cuando una rueda gira más rápido que la otra, como por ejemplo en un viraje, la presión en ella es mantenida (de modo que se aplica más potencia al lado que rueda más rápido). Esta es la mejor aplicación posible de potencia en superficies suaves y secas, y provee el mejor manejo. En condiciones de tracción pobre, como en la arena o el barro, es la peor posible aplicación de potencia. Cuando una de las ruedas pierde tracción, patina. Dado que la presión es la misma en cada uno de los semiejes, poco o ningún torque está disponible en el lado que no está patinando (y que puede tener tracción).

Un diferencial abierto típico mantendrá las rpm promedio en cada eje constantes en relación a las rpm del cardán. Por ejemplo, cuando una rueda no está girando (0 rpm). la otra estará girando al doble de rpm a que lo haría si ambas ruedas estuvieran girando a la misma velocidad en relación al cardán. Esta conducta es debida a los "engranajes araña" (textual) y por lo tanto también estará presente en un diferencial de desplazamiento limitado que tiene el mismo tipo de engranaje. En un giro en que no hay ruedas patinando, un diferencial abierto permitirá a la rueda del exterior girar más rápido que en una linea recta y a la rueda interior hacerlo más lento.

Diferenciales Bloqueables

En un diferencial bloqueado que no tiene los satelites, al menos una rueda debe girar a la misma velocidad en relación al cardán, mientras que la otra rueda puede girar más rápido (pero no más lento).

Lo opuesto a un diferencial abierto es el "spool" (no encontré la traducción correcta para esta palabra). El "spool" reemplaza un diferencial con, efectivamente, un eje sólido entre ambas ruedas. Entonces, la rueda izquierda y la derecha deben girar a la misma velocidad. Para doblar en una curva, una de las ruedas, o ambas, deben patinar en el suelo. Esto pone una enorme carga en los semiejes y gasta los neumáticos rápidamente si se maneja en pavimento seco. Para perder tracción, ambas ruedas deben perder tracción y patinar. Este tipo de diferencial es frecuentemente usado en vehículos para competencias off road.

Ciertos compromisos entre estos dos extremos están disponibles. Estos son: Diferenciales tipo spool que pueden ser activados y desactivados manualmente, bloqueadores, diferenciales de deslizamiento limitado accionados por engranages, y diferenciales de deslizamiento limitado accionados por embragues.Cada uno de ellos tiene ventajas y desventajas.

De los primeros (tipo spool que pueden ser activados y desactivados manualment) hay de dos clases. Uno es operado por presión de aire. En ellos, se instala un compresor y un solenoide es controlado por un interruptor operado por el conductor. Al presionar el interruptor se conecta la fuente de aire comprimido y empuja un pistón que mueve un anillo que bloquea el diferencial. Si se presiona el switch nuevamente, se descomprime la manguera al diferencial y un resorte devuelve el diferencial a su condición abierta. El sistema se comercializa con el nombre ARB Air Locker y está disponible para varios tipos de ejes. Este es el diferencial más caro de todos.

Los bloqueadores son fabricados por dos compañías. Una marca es Lock-Rite o L.A. Locker. La otra es la Detroit Locker o No-Spin. Estos se usan en forma parecida, pero difieren en detalles internos y para qué ejes están disponibles. Funcionan de modo muy similar. Al manejar en una línea recta el bloqueador está normalmente bloqueado. En pavimento seco, al virar, la mayor velocidad del semi eje externo descnoecta el semieje, y se aplica potencia sólo al semieje interno. Esto puede causar una menor reacción al manubrio que es notable. Adicionalmente, si se aplica suficiente potencia mientras se va en la curva, el eje se bloqueará y el vehículo puede desplazarse, patinar o enderezar su rumbo de repente. Estos diferenciales algunas veces hacen un ruido de click al virar, y a algunos les molesta. Este tipo de diferencial no es adecuado para uso en los efes delanteror en vehículos con ejes que se desconectan adelante, que son ejes que vienen en algunos de los vehículos más nuevos. Algunos los consideran una excelente caracteristica y para otros son indeseables y su función es permitir hacer cambios de 2wd a 4wd en movimiento.

En la Wrangler, este bloqueador separa el semieje derecho. No se usan cubos de bloqueo con este sistema. Los problemas de usar bloqueadores en este tipo de ejes es que el cardán será activado y que el lado no desconectado producirá arrastre, especialmente cuando el diferencial está frío. Esto causa un tirón hacia el lado del eje en que está el diferencial.

Diferenciales de desplazamiento limitado (LSD)

Los LSD, en sus tipos por engranajes y por embragues transfieren sólo una fracción del torque disponible al lado que no está patinando. Esto no es tan bueno como un bloqueador, pero puede ser suficiente para salir. Muchos vehículos están disponibles con LSDs como opción de fábrica. Los LSD no son adecuados para usar en ejes delanteros desconectables.

El único LSD por engranajes que conozco es fabricado por Dyneer, la compañía que fabrica el Detroit Locker. Funciona haciendo que la diferencia de velocidad entre los ejes active un engranaje que reduce la libertad de movimiento de ese lado. Esto transfiere torque a la otra rueda mientras la diferencia de velocidad de giro sea suficiente para mantener activado el engranaje. Este tipo de diferencial no requiere servicio especial ni lubricantes especiales. Su principal desventaja es la debilidad mecánica. El True-Trak

está disponible solamente para vehículos más livianos y es recomendado solamente para off-road liviano a mediano.

Los LSD activados por embragues son los más comunes dispositivos para incrementar la tracción. Es el más barato pero también el menos capaz. Usa un embrague o conjunto de ellos para unir los ejes cuando la diferencia de velocidad entre ambos semiejes es suficientemente alta. El embrague no transmite todo el torque disponible cuando está nuevo y se vuelve menos efectivo cuando pasa el tiempo, eventualmente perdiendo toda su capacidad. El embrague debe ser reemplazado periódicamente. Se requiere usar lubricantes especiales para incrementar la fricción en el embrague.

Los vehiculos más viejos y de gama media generalmente llevan LSD, diferenciales autobloqueantes.

LUBRICACIÓN DE LOS ENGRANAJES

Al someter a esfuerzos a un conjunto de engranajes, en presencia de unentorno corrosivo, el proceso de corrosión se acelera, en presencia deuna falla superficial esta podría desarrollarse con mayor rapidez de loque se esperaría.La grieta crecerá cuando la pieza sea sometida reiteradamente aesfuerzos cíclicos (rodeada de este entorno corrosivo).La picadura y posterior descascarado de la superficie (falla superficial),puede iniciarse cerca de la zona o en la zona misma de “rodamientopuro del engranaje”, puede darse que el material dentro del área decontacto posea alguna imperfección alojada encima o por debajo de lasuperficie.Un lubricante de viscosidad elevada encuentra dificultades, ya que alfluir lentamente, se demora en llenar la grieta, esto retrasa la falla porpicadura.

Todos deben lubricarse a fin de evitar fallas prematuras como eldesgaste adhesivo o abrasivo.

Es importante controlar la temperatura de la interfaz deacoplamiento para reducir ralladuras y raspaduras en los dientes.(B) El lubricante también debe eliminar calor, además de separar lassuperficies de metal, reduciendo fricción y desgaste.(C) Debe suministrar suficiente lubricante para transferir calor defricción hacia el entorno y no permitir temperaturas excesivas en elacoplamiento.

Ajustes de diferencial

 Determinación del espesor de la arandela de apoyo del piñón cónico. -Para realizarlo se emplea un útil especial denominado “falso piñón”. Este útil especial lleva acoplado un reloj compara

dor cuyas indicaciones combinadas con el número que aparecerá grabado en el piñón permiten determinar directamente el espesor que debe tener la arandela de apoyo del piñón.

2-Precarga de los rodamientos del piñón cónico. -El piñón cónico generalmente va montado sobre dos rodamientos de rodillos cuyas pistas interiores van separadas por un distansiador elástico. La operación de precarga de los rodamientos consiste en un par de apriete a la tuerca de fijación del piñón se requiera un determinado par previamente especificado. Para ello se utiliza una llave dinamométrica para apretar la tuerca y un comprobador de par de giro o llave dinamométrica de precisión para verificar el esfuerzo de giro del piñón.

Ajuste del juego entre corona y piñón y precarga de los rodamientos del conjunto. -El ajuste del piñón y la corona se efectúa acercando o alejando la corona al piñón mediante los anillos de regulación hasta conseguir la holgura entre dientes recomendada . La precargada los rodamientos se da apretando los anillos de regulación de cada lado hasta conseguir una determinada deformación de la carcasa.-

Ajuste del juego entre corona y piñón y precarga de los rodamientos del conjunto. -El ajuste del piñón y la corona se efectúa acercando o alejando la corona al piñón mediante los anillos de regulación hasta conseguir la holgura entre dientes recomendada . La precargada los rodamientos se da apretando los anillos de regulación de cada lado hasta conseguir una determinada deformación de la carcasa.-

Averías:las posibles averías del diferencial generalmente se detectanpor la aparición de ruidos anormales, especialmente cuando el motorestá retenido. El sistema más aconsejable para determinar el tipo deavería que en cada caso pueda presentarse, consiste en realizar unaprueba a fondo del vehículo según el esquema siguiente

DETECCIÓN DE FALLAS Y POSIBLES REPARACIONESAVERIAS CAUSAS SOLUCIONESSireneo al acelerar yretener.

Mal ajuste/desgasteconjunto piñón-corona.Ajustar.Rodamiento conjuntodiferencial o piñón deataque deteriorados.Sustituir rodamientos yreajustar conjunto.

2. Ruidos en curvas.Holgura excesiva odaños en planetarios ysatélites.Reparar

conjuntodiferencial.Mecanismoautoajustable,bloqueadoReparar o sustituir elmecanismo.

RESUMEN DE FALLAS

Hay 2 tipos de fallas en los engranajes, las más comunes:A.- Ruptura de dientes por esfuerzos de flexión.B.- Picaduras de dientes debido a esfuerzos superficiales y fatiga dellubricante.La falla “A” es catastrófica (flexión) ya que por lo general la ruptura deun diente deshabilita la maquina.La falla “B” por picaduras llega gradualmente y da una advertenciaaudible (predictiva), de ser posible se pueden revisar los dientes sindesarmar demasiado el equipo. Los engranajes pueden seguir operandodurante cierto tiempo después de que se inicie la picadura antes detener que reemplazarlos totalmente.Ambos modos de falla son fallas por fatiga debido a esfuerzos repetidosde los dientes individuales conforme entran y salen del acoplamiento