CURSO: Sistema de Embrague y Diferencial
INFORME N° “EL MECANISMO DIFERENCIAL”
ALUMNO: Carlos Jesus Villafuerte Berrocal
PROFESOR: Elis Rivera Chumpitaz
ESPECIALIDAD Y SECCIÓN Mecánica Automotriz – Gupo B
2016
INTRODUCCIÓN El siguiente tema a exponer abordará sobre el funcionamiento, características y particularidades de un mecanismo diferencial. Además, haremos una breve descripción de lo observado en el taller.
I. OBJETIVOS Conocer el funcionamiento del mecanismo deferencial. Identificar la función que cumple de cada uno de los componentes de
este sistema.
II. CONCEPTOS GENERALES El mecanismo diferencial es una pieza mecánica, cuya función es repartir la fuerza del motor entre las ruedas permitiendo que viajen a diferentes velocidades. El diferencial reparte el esfuerzo de giro de la transmisión entre los semiejes de cada rueda, actuando como un mecanismo de balanza; es decir, haciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par motor, o bien las vueltas o ángulos de giro que pierde la otra. Esta propiedad en el funcionamiento del mecanismo diferencial supone la solución para el adecuado reparto del par motor entre ambas ruedas cuando el vehículo describe una curva, pero a la vez se presenta como un serio inconveniente cuando una de las ruedas pierde su adherencia con el suelo total o parcialmente. Este caso se presenta cuando, por ejemplo, una de las ruedas del eje motriz rueda momentáneamente sobre una superficie deslizante o se levanta a consecuencia de un bache, es ahí donde la característica de balanza del diferencial da lugar a que el par motor se concentre en la rueda cuya adherencia ha disminuido. Esta rueda tiende a embalarse, absorbiendo todo el par, mientras que la otra rueda permanece inmóvil, lo que representa pérdida de tracción del vehículo. Para evitar este tipo de inconveniente se le ha incorporado al vehículo un sistema de bloqueo que permite resolver este importante problema de pérdida de tracción. Existen sistemas de bloqueo de accionamiento mecánico y electrónico.
III. PROCEDIMIENTO DE SISTEMA DIFERENCIAL
ANÁLISIS
DEL
Figura 1
Fuente propia
Figura 2
Fuente propia
Esta sesión de taller fue principalmente de observación y análisis del mecanismo diferencial. En la imagen 1 y 2 se pueden visualizar claramente el puente propulsor y los componentes que conforman el mecanismo diferencial. Los elementos que componen el sistema del puente propulsor son:
Figura 3
Fuente: http://www.maquinariaspesadas.org
El árbol de transmisión Junta cardan El piñón de ataque Corona Planetarios Satélites Rodamientos Canastilla o caja del diferencial Semiejes
FUNCIÓN DE CADA UNO DE LOS COMPONENTES DEL PUENTE PROPULSOR Árbol de transmisión Es un dispositivo que conecta la transmisión al diferencial posterior en vehículos FR (motor delantero, transmisión posterior). Este órgano se encarga de transmitir el movimiento de la caja de cambios al mecanismo diferencial. El eje es hecho de una tubería de acero hueca, que es liviana en peso y lo suficientemente fuerte para resistir torsión y doblado
Juntas Cardan Transmiten grandes niveles de potencia o par motor teniendo desplazamientos angulares de hasta 15° en las de construcción normal y 25° en las de construcción especial.
Piñón de ataque Recibe el movimiento del eje secundario de la caja de transmisión y lo transmite a la corona.
Corona Presenta mayor número de dientes que el piñón de ataque, por lo tanto, la velocidad proveniente del eje secundario sufre una desmultiplicación muy grande. El piñón y corona transmiten potencia, aumentan el torque, disminuyen las RPM y transforman la dirección del movimiento de giro longitudinal de la caja a 90° para las ruedas motrices.
Planetarios A ellos van unidos los semiejes ó palieres
Satélites Van encajados en el armazón de la corona. Al girar el armazón de la corona giran los satélites y estas arrastran a los planetarios.
Rodamientos Los rodamientos en el diferencial son por lo general de rodillos cónicos o cilíndricos de alta capacidad para soportar elevadas cargas radiales y axiales.
Semiejes o palieres Pueden ser rígidos o articulados (para suspensión independiente). Tienen la misión de transmitir el movimiento desde el diferencial a las ruedas.
Están constituidos por eje de acero forjado, uno de sus extremos se acopla al planetario del diferencial y el otro extremo se acopla al cubo de la rueda.
Figura 4
Fuente: file:///C:/Users/Profesional/Downloads
FUNCIONAMIENTO DEL MECANISMO DIFERENCIAL
Figura 5
Fuente: http://www.todomecanica.com
El mecanismo diferencial está constituido por la corona, que se une a la caja del diferencial por medio de tornillos y en su interior se aloja el mecanismo diferencial, formado por los satélites y los planetarios. Los satélites se montan sobre el eje que va alojado en la carcasa, de manera que puedan girar libremente en el; pero son volteados por la caja cuando gira la corona. Engranados con los satélites se montan los planetarios, cuyos ejes de giro se alojan en la corona y caja del diferencial respectivamente, pudiendo girar libremente en ellos con interposición de casquillos de fricción. A los ejes de los planetarios se unen a su vez los palieres o semiejes, que finalmente transmiten el movimiento a las ruedas.
TIPOS DE DIFERENCIALES POR SU FUNCIONAMIENTO Hoy en día hay una gran variedad de diferenciales que pueden reducir el patinado de las ruedas no deseados en un lado del eje, lo que se evita utilizando por ejemplo, un fluido de alta viscosidad que a continuación detallaremos sobre su funcionamiento, también existen sistemas mecánicos, hidráulicos y electrónicos.
DIFERENCIAL LIBRE Su única función es la de compensar la diferencia de distancia que recorren las ruedas exteriores frente a las interiores al tomar el vehículo una curva.
DIFERENCIAL LIMITADO
AUTOBLOCANTE
O
DE
DESLIZAMIENTO
Es un tipo de diferencial bloqueable en el que solo se anula una parte del diferencial, es decir, limitan la posibilidad de que una rueda gire libre respecto a la otra. Los hay de varios tipos, aunque tradicionalmente los más utilizados eran los autoblocantes mecánicos, en los que al detectar diferencia de giro entre los semiejes la resistencia de un muelle hace actuar un mecanismo que aumenta el rozamiento interno limitando el efecto diferencial. En la actualidad se utilizan mucho los diferenciales autoblocantes electrónicos, que utilizan los sensores del ABS y frenan las ruedas que pierden adherencia e incluso limitan momentáneamente la potencia del motor para que no se pierda l a capacidad de tracción por ellas. Otros tipos de diferenciales autoblocantes son los Torsen y los de acoplamiento viscoso.
DIFERENCIAL BLOQUEABLE Se utilizan para evitar que la capacidad de transmitir movimiento de un conjunto mecánico se malogre porque una rueda patine. Pueden ser bloqueables manualmente o autoblocantes. En el primer caso, el conductor puede, a través de un mando específico, hacer solidarias las ruedas de un mismo eje, anulando el efecto diferencial. Al hacer solidarias los dos ejes, solo se puede utilizar el bloqueo manual a bajas velocidades y cuando las condiciones de adherencia son realmente malas, pues de no ser así la transmisión se vería sometida a esfuerzos que podrían producir daños mecánicos (en una curva cerrada el eje se retorcería excesivamente). Este tipo de diferenciales ya casi no se usan en turismos y solo se monta en algunos vehículos para todo terreno.
DIFERENCIAL VISCOSO Es aquel en el que no existe una unión mecánica entre los semiejes, sino a través de un fluido de alta viscosidad. Este fluido baña un cilindro en el que hay dos juegos de discos intercalados, cada uno de ellos solidario con uno de los semiejes del diferencial. Sil diferencia de giro entre estos dos juegos de discos no es grande, por ejemplo, la que se produce entre las ruedas de cada lado al tomar una curva, se mueven casi independientemente. A medida que la diferencia de giro aumenta, los que giran más rápido tienden a arrastrar a los otros. Si se trata de un diferencial posterior, por ejemplo, y una de las dos ruedas patinan, arrastra en alguna medida a la otra, lo que mejora la tracción. Este sistema puede estar unido a un diferencial normal, como sistema autoblocante; en este caso se denomina acoplamiento viscoso. El principal inconveniente del sistema viscoso de transmisión es que su f uncionamiento está muy condicionado por la temperatura del fluido, que pierde viscosidad a medida que se calienta.
DIFERENCIAL TIPO TORSEN (TORQUE SENSING) El diferencial Torsen no es igual a un diferencial convencional, su finalidad es la misma, pero este sistema evita la fuga de par por una rueda. Su traducción quiere decir sensible al par. Es un tipo de diferencial cuya peculiaridad radica en que reparte la fuerza que procede del motor a las ruedas de forma independiente a la velocidad rotatoria de cada uno de los dos semiejes de transmisión que parten de el. Su gran virtud es que puede transmitir, en una curva, más par a la rueda que menos gira, en contraposición al resto de diferenciales. En cualquier diferencial autoblocante, ya sea convencional o viscoso, el reparto de fuerza entre los dos semiejes se realiza siempre de forma proporcional a su velocidad de giro, sin embargo, el diferencial Torsen puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en función de la resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior en una curva gire menos que la exterior, aunque esta última reciba menos par.
Los vehículos de mayor tamaño, como las maquinarias pesadas, también
poseen puente propulsor; lógicamente sus componentes son de mayores dimensiones pero los principios de funcionamiento son los mismos.
Figura 6
Fuente propia
IV. OBSERVACIONES
Al igual que en la caja de transmisión la lubricación es vital para este mecanismo, porque permite evitar el desgaste prematuro de los componentes. La ventaja del mecanismo diferencial resalta cuando el vehículo describe una curva, sin embargo, presenta una desventaja cuando una de las ruedas se atasca al pasar por una superficie irregular. Para ello se le ha incorporado sistemas de bloqueo que pueden ser de accionamiento mecánico y electrónico. La principal ventaja de la junta cardan es transmitir elevados esfuerzos de rotación, sin embargo, presenta inconvenientes cuando los ejes unidos por la junta giran desalineados, el de salida se adelanta y retrasa periódicamente al de entrada. Como consecuencia, los engranajes de la caja de cambios y el diferencial quedan sometidos a variaciones de su velocidad angular, y por lo tanto, a esfuerzos alternos que aumentan la fatiga de los m ateriales de los que están construidos.
V. CONCLUSIONES Gracias a la explicación recibida en clase, lo observado en el taller y a la
elaboración del presente informe he podido conocer detalladamente el funcionamiento del mecanismo diferencial, asimismo, conocer los distintos tipos de diferenciales que existen, los cuales reúnen características que proporcionan una mayor eficiencia de este sistema. Además este trabajo asignado nos ha otorgado un conocimiento más completo respecto a la función que cumple cada uno de los componentes del puente propulsor.
BIBLIOGRAFÍA Información y datos extraídos de los siguientes enlaces: http://www.highmotor.com http://www.maquinariaspesadas.org/ https://es.scribd.com http://www.aficionadosalamecanica.net/ https://diccionario.motorgiga.com http://www.racesimonline.com/
