El diferencial es un elemento esencial en los vehículos, especialmente en aquellos diseñados para la tracción 4x4. Permite que las ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin deslizamiento sobre el suelo al tomar una curva.
El Diferencial Convencional: Una Necesidad con Limitaciones
El diferencial, en su forma más básica, es un conjunto de engranajes que permite que las ruedas de un mismo eje giren a diferentes velocidades. Esta capacidad es esencial para tomar curvas, ya que la rueda que se encuentra en el exterior de la curva debe recorrer una distancia mayor que la rueda interior. Sin un diferencial, las ruedas estarían obligadas a girar a la misma velocidad, lo que provocaría deslizamientos, dificultad para controlar el vehículo y un desgaste excesivo de los neumáticos.
Sin embargo, el diferencial convencional tiene una limitación inherente: cuando una rueda pierde tracción (por ejemplo, en una superficie resbaladiza o al estar en el aire), el diferencial envía la mayor parte del par motor a esa rueda que patina. Esto se debe a que la rueda que ofrece menor resistencia es la que recibe la mayor parte de la potencia. Como resultado, la otra rueda, que sí tiene tracción, recibe muy poco o ningún par, lo que impide que el vehículo avance. Esta situación es particularmente problemática en terrenos off-road o en condiciones climáticas adversas.
El Diferencial Autoblocante: Superando las Limitaciones
El diferencial autoblocante, como su nombre indica, está diseñado para "bloquear" o limitar la diferencia de velocidad entre las ruedas en ciertas condiciones. A diferencia del diferencial convencional, que siempre permite una diferencia de velocidad, el autoblocante intenta mantener un nivel mínimo de par motor en ambas ruedas, incluso si una de ellas está perdiendo tracción.
Existen varios tipos de diferenciales autoblocantes, cada uno con su propio mecanismo de funcionamiento y características. Algunos de los más comunes son:
- Diferenciales de Embrague o Discos de Fricción: Estos diferenciales utilizan un conjunto de discos de fricción o embragues para conectar los semiejes. Cuando una rueda comienza a patinar, la diferencia de velocidad activa los embragues, que aplican fricción y transfieren parte del par motor a la rueda que tiene mayor tracción.
- Diferenciales Torsen (Torque Sensing): Los diferenciales Torsen utilizan engranajes helicoidales que se entrelazan para transmitir el par motor. Cuando una rueda comienza a patinar, los engranajes helicoidales generan una fuerza de fricción que bloquea parcialmente el diferencial, enviando más par a la rueda con mayor agarre.
- Diferenciales de Viscoso: Estos diferenciales utilizan un fluido viscoso que se espesa cuando hay una diferencia de velocidad entre las ruedas. El fluido viscoso, al espesarse, crea fricción y transfiere par motor a la rueda con mayor tracción.
- Diferenciales Electrónicos: Aunque técnicamente no son diferenciales autoblocantes "mecánicos", los sistemas electrónicos que simulan un bloqueo del diferencial se han vuelto comunes. Estos sistemas utilizan los sensores del ABS y el control de tracción para detectar cuando una rueda está patinando. Luego, aplican el freno a esa rueda, lo que obliga al diferencial a enviar más par a la rueda con tracción.
El Diferencial Torsen
El Diferencial Torsen debe su nombre procede de las palabras inglesas Torque Sensitive (sensible al par). Este sistema fue inventado por Vernon Gleasman y fabricado por el Gleason Corporation. Se trata de diferencial central autoblocante que regula la potencia entre los ejes delantero y trasero de acuerdo con la demanda. Responde en función de la variación de las fuerzas de rotación entre los ejes de entrada y de salida (eje delantero y trasero).
Funcionamiento del diferencial Torsen
El diferencial Torsen emplea un conjunto de ruedas helicoidales para funcionar. Estas ruedas son las encargadas de reducir o aumentar la cantidad de fricción gracias a su mecanismo. Los dientes de las ruedas tienen unas zonas de contacto que se mueven a lo largo de una línea recta o a través del diente en sí mismo.
En el momento en el que el vehículo se encuentra tomando una curva, los ejes se encuentran girando sobre sí mismos, y en función de este movimiento giratorio, uno de los ejes aumentará su giro y el otro lo reducirá.
Ventajas y desventajas del diferencial Torsen
Ventajas:
- Rápida respuesta de actuación.
- Tracción permanente en la 4 ruedas.
- No interviene en el funcionamiento del ABS.
- Reparto preciso del par a las ruedas.
- Actúan en aceleración y en los momentos de frenado.
- Aporta más par de frenado a la rueda que más lo necesite.
Desventajas:
- Sistema muy caro.
- Los vehículos que lo equipan no pueden ser arrastrados.
- Sistema muy rígido.
- No es compatible con electrónica, debido a su concepción mecánica.
Dentro de los autoblocantes Torsen, encontramos 3 variantes dependiendo de su constitución interna.
- La versión T-1: el sistema utiliza un cruce de engranajes helicoidales para aumentar la fricción interna. El tipo I se pueden diseñar para relaciones de par más alta que la de tipo II, este sistema es más brusco, y es más propenso al ruido, además de mayores vibraciones y mayor dureza.
- La versión T2: del diferencial Torsen, difiere con respecto al T1 en la posición de los engranajes satélites que están encima de las ruedas, ya que en vez de estar cruzados están paralelos. El funcionamiento es exactamente el mismo.
- El modelo T3: cambia su composición interna, pasando de utilizar engranajes helicoidales y de dientes rectos a usar un sistema planetario.
Como dato informativo final, en la última década se han dotado a los diferenciales Torsen de ayudas electrónicas como los sensores de tracción electrónicos que incluyen los sistemas de ABS. Gracias a esto, sus lecturas del estado de la tracción son más eficientes.
Ventajas de un Diferencial Autoblocante
Las ventajas de un diferencial autoblocante son numerosas y pueden mejorar significativamente el rendimiento y la seguridad de un vehículo, especialmente en ciertas condiciones:
- Mejor Tracción: La principal ventaja es la mejora en la tracción, especialmente en superficies resbaladizas, terrenos off-road o durante aceleraciones fuertes.
- Mayor Control: Al mantener un nivel mínimo de par motor en ambas ruedas, el diferencial autoblocante proporciona un mayor control del vehículo, especialmente en curvas y durante maniobras evasivas.
- Aceleración Más Rápida: En vehículos de alto rendimiento, el diferencial autoblocante puede mejorar significativamente la aceleración, especialmente desde parado o al salir de curvas.
Consideraciones al Elegir un Auto con Diferencial Autoblocante
Al considerar la compra de un automóvil con diferencial autoblocante, es importante tener en cuenta los siguientes factores:
- Tipo de Conducción: ¿Dónde y cómo planea utilizar el vehículo? Si conduce principalmente en la ciudad o en carretera, un diferencial autoblocante puede no ser necesario. Sin embargo, si conduce con frecuencia en condiciones resbaladizas, en terrenos off-road o si busca un rendimiento superior en pista, un diferencial autoblocante puede ser una excelente inversión.
- Tipo de Diferencial Autoblocante: Investigue los diferentes tipos de diferenciales autoblocantes y elija el que mejor se adapte a sus necesidades y preferencias. Los diferenciales Torsen son ideales para vehículos de alto rendimiento, mientras que los diferenciales de embrague pueden ser más adecuados para off-road. Los sistemas electrónicos pueden ser una opción más económica, pero su rendimiento puede ser limitado.
- Presupuesto: Los diferenciales autoblocantes pueden ser costosos, tanto en términos de precio de compra como de instalación. Establezca un presupuesto y busque opciones que se ajusten a sus posibilidades.
- Mantenimiento: Tenga en cuenta los costos de mantenimiento asociados con un diferencial autoblocante. Algunos tipos de diferenciales requieren un mantenimiento más frecuente que otros.
- Prueba de Conducción: Si es posible, realice una prueba de conducción de un vehículo con diferencial autoblocante para experimentar de primera mano sus beneficios y desventajas.
Consejos para el Uso Correcto del 4x4
Al manejar en terrenos difíciles con exceso de lodo o arena, lo normal es quedarse atascado aun que conduzcas un 4x4. En estos momentos es súper común que casi por instinto aceleres a fondo para encontrar algo de tracción… ¡No lo hagas!
Todo lo contrario, debes acelerar con la mayor delicadeza, para colocar la máxima cantidad de torque en la superficie. Una de las ventajas del 4×4 es que, con el sistema de Low Range o 4L, se obtiene una aplicación del acelerador muy sensible, por lo que no hay que aplicar mucha fuerza al pedal.
- No utilices bloqueos de diferencial en pavimento: El 4x4 nunca debe usarse cuando conduces en pavimento, al circular a alta velocidad en una superficie con ese nivel de agarre, las ruedas exteriores, al momento de pasar por una curva, tienen que recorrer una distancia mayor que las interiores. Al activar un bloqueo de diferencial, estás forzando a las ruedas a girar a una velocidad igual, lo que podría resultar en que una de las ruedas patine, o de plano, ocasionar problemas con los engranes del diferencial o caja reductora.
- No pases a 4L con el vehículo en marcha: No debes pasar a 4L con el vehículo en movimiento o con una velocidad engranada. En posición 4L, o 4 Low, la entrega de torque al piso está en su máxima entrega por lo que podrías provocar daños serios en la mecánica del vehículo todoterreno. Lo correcto es cambiar la transmisión en Neutral y con el vehículo 4×4 detenido.
- El uso correcto del Control de Tracción: Si el SUV o Pick-Up transita por terrenos complicados como nieve compactada o escalando por rocas, es necesario utilizar todo el torque disponible, y por ello, es necesario utilizar el control de tracción, este será de mucha ayuda. En el caso de que una de las llantas comience a patinar, el control de tracción ayudará a mantener el control sobre el vehículo y así no perder la trayectoria.
Tipos de Tracción 4x4
- Tracción AWD: ofrecen tracción en las cuatro ruedas sin que intervenga el conductor. Posee un diferencial central que iguala la tracción en cada una de las ruedas por separado para potenciar el control del vehículo.
- Tracción 4WD: similar al AWD, pero con la diferencia de que es el conductor quien selecciona el bloqueo de los dos ejes o de uno solo.
4L: obtienes tracción en las 4 ruedas y bajas el número de revoluciones (velocidad).
4H: activas la función 4WD, lo que te entrega la posibilidad de conducir por terrenos de poca adherencia.
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