Grupos Reductores y Diferenciales en Automóviles: Funcionamiento y Tipos

Grupos Reductores para Automóviles

Piñón y Corona Helicoidal/Piñón Cónico y Corona Circular de Dentado Cónico

Estos grupos reductores se emplean en la tracción delantera. La caja de cambios, el grupo reductor y el diferencial forman un conjunto, lo que permite colocar el motor en posición transversal. Los ejes de entrada y salida de fuerza se encuentran paralelos entre sí.

Piñón Cónico y Corona Circular de Dentado Cónico

Se emplea en motores longitudinales y propulsión trasera o tracción delantera. Los grupos cónicos pueden ser de dentado recto o helicoidal, proporcionan mayor superficie de ataque entre los dientes y su funcionamiento es más silencioso que el dentado recto. Los grupos cónicos de tipo hipoide son más apropiados para vehículos con carrocerías de piso bajo. Al poder llevar el centro del eje de la corona del diferencial más alto que el del piñón, pueden tener el centro de gravedad más bajo, aumentan su estabilidad y tienen mayor espacio libre para los ocupantes.

Grupos Cónicos de Doble Reducción

Para conseguir una relación de transmisión grande en el grupo cónico, es necesario que la corona dentada tenga un número de dientes muy grande y un piñón pequeño. El grupo con doble reducción tiene un engranaje helicoidal reductor interpuesto entre la corona del grupo y el diferencial. La primera reducción se produce en el piñón y la corona del grupo cónico, y la segunda reducción se consigue en los cubos de las ruedas empleando un tren epicicloidal reductor. En el tren epicicloidal reductor, la corona está frenada y la fuerza se transmite desde el piñón planetario, que se encuentra enclavado al palier, transmitiendo el par por los ejes de la porta satélites al cubo de la rueda.

El Diferencial

El diferencial reparte el par que sale de la caja de cambios a los semiárboles que, unidos al eje de giro de las ruedas, finalizan la cadena cinemática de transmisión.

Compensa las diferencias de giro de los ejes de las ruedas cuando el vehículo toma una curva. El mecanismo compensa la diferencia de giro y las revoluciones, de manera que los valores que pierde un eje se transmiten al otro. El diferencial pierde su eficacia cuando un neumático del mismo eje patina.

Partes del Diferencial

Carcasa

Se fabrica de fundición, se acopla a los rodamientos, la corona del grupo cónico y el conjunto diferencial.

Planetarios

Son piñones de dentado recto y forma cónica. Se engranan con los palieres a través de su eje ranurado. El diferencial tiene dos planetarios, uno por palier, enfrentados entre sí. Los planetarios tienen arandelas axiales de material antifricción. Las arandelas axiales se montan también en los satélites y corrigen las holguras del conjunto.

Satélites

Van engranados con los piñones planetarios y su dentado debe encajar perfectamente con estos. Pueden tener 2 o 4 piñones y transmiten el giro entre los planetarios al tomar una curva, compensando el giro entre los dos planetarios.

Tipos de Diferenciales

Diferencial de Giro Libre: de Dientes Rectos

Diferenciales Controlados

• Diferenciales con Bloqueo Manual
• Diferenciales Autoblocantes

Diferencial Torsen

Diferenciales Autoblocantes

Estos diferenciales incorporan un mecanismo que permite anular el efecto diferencial en las situaciones de pérdida total de adherencia de una rueda y se activa automáticamente.

Diferenciales Autoblocantes por Conos de Fricción

Tienen la misma estructura que el resto de diferenciales, satélites y planetarios, la diferencia está en el dispositivo que equipa para evitar la fuga de par cuando una rueda pierde la adherencia al suelo. El diferencial de conos de fricción y deslizamiento limitado transfiere el par sobre la rueda con mejor adherencia.

Dispositivos de Bloqueo

El bloqueo manual se consigue desplazando un manguito ranurado montado en el palier, al desplazarse, fija el palier al cuerpo del diferencial, anulando el efecto diferencial. El manguito se desplaza por un mecanismo mecánico, de varillas o cables desde el punto de conducción. Mientras el bloqueo del diferencial está conectado, se mantiene fuera de la acción del diferencial.

Cuando el engranaje diferencial está bloqueado, se transmiten las mismas revoluciones y el mismo par en ambas ruedas.

Constitución del Diferencial Torsen

Los palieres se unen a unos engranajes cilíndricos de dentado helicoidal que sustituyen a los planetarios de dentado cónico del diferencial convencional. Está formado por:

• Dos planetarios del tipo tornillos sin fin
• Tres parejas de satélites con dos tipos de dentado, helicoidal y recto

Funcionamiento del Diferencial Torsen

Está basado en el comportamiento de dos engranajes helicoidales que se cruzan a 90º. La inclinación de los dientes del engranaje permite diseñar diferenciales más flexibles, el ángulo de inclinación comunica la transmisión del giro de un planetario a otro, generando el efecto diferencial.

Cuando el vehículo toma una curva, el palier se frena y el engranaje satélite gira sobre su planetario sinfín. El giro del satélite se transmite a su pareja por medio del engranaje de dentado recto. El satélite que engrana con el otro planetario sinfín le transmite el giro y le obliga a girar más rápido debido al efecto diferencial. Las revoluciones que pierde un palier las gana el otro, como un diferencial de dentado recto normal.

Diagnóstico de Averías

Ruidos en los Engranajes

• Falta de lubricación
• Excesiva o incorrecta holgura entre el piñón y la corona
• Desgaste excesivo de los dientes de los engranajes

Ruidos en los Rodamientos

• Cuando están desgastados o tienen dañadas sus pistas
• Falta de lubricación
• Desgaste por funcionamiento