Para ser un buen conductor no basta con saber mover el vehículo, tener buenos reflejos y respetar las normas de tránsito. También tienes que conocer las partes que componen tu auto y su utilidad. Una de las más importantes es el diferencial.
¿Qué es un Diferencial?
El diferencial es un elemento que permite que, en el momento que el vehículo está tomando una curva, sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin deslizamiento sobre el suelo.
Cuando te pregunten qué es el diferencial de un auto, ahora puedes responder que consiste en un sistema de engranajes que te ayuda a tomar correctamente las curvas.
En los automóviles de tracción delantera, el diferencial se integra a la estructura de la transmisión o caja de cambios.
En los vehículos de cuatro ruedas, generalmente solo dos de las cuatro ruedas son tractoras, es decir, solo dos ruedas van conectadas al motor y generan el movimiento. En vehículos de pasajeros (sedán, hatchback), usualmente las ruedas tractoras son las delanteras.
Volviendo al vehículo: para mantener la misma capacidad de tracción en ambos lados y no patinar en la curva, la rueda interna tiene que girar más lento que la externa. Cuando las dos ruedas avanzan en línea recta, los diferenciales se mantienen en neutro (básicamente porque las ruedas van a la misma velocidad).
Hay varias formas de entender este problema, pero básicamente es lo mismo que sucede cuando un atleta olímpico debe tomar la curva externa en el estadio: la distancia es mayor que la recorrida por el atleta que toma la curva interna, es por eso que quienes están más alejados del centro comienzan con una cierta ventaja al principio.
Componentes del Diferencial
Diferencial o núcleo: es el grupo de piñones denominados “satélites” (usualmente cuatro), que se acoplan con dos ruedas de forma cónicas (denominadas “planetarios”).
El Diferencial Torsen
Lo que nos compete: El Diferencial Torsen. 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
Otra de las ventajas que ofrece este sistema, es que no solo actúan en aceleración, también lo hacen en los momentos de frenado. Un dato muy importante, pues en muchas ocasiones en el momento de frenar, ya sea en una curva, o en carreteras con irregularidades, este sistema aporta más par de frenado a la rueda que más lo necesite, ya sea la izquierda o derecha.
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.
Variantes del Torsen
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 (imagen posterior).
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.
El Diferencial Autoblocante
El diferencial autoblocante, un componente a menudo subestimado pero crucial en vehículos de alto rendimiento y aquellos diseñados para condiciones de conducción exigentes, representa una evolución significativa del diferencial convencional. Para comprender su importancia, es fundamental desglosar la función del diferencial en sí mismo y luego explorar cómo el autoblocante mejora ese diseño fundamental.
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.
Tipos de Diferenciales Autoblocantes
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. La cantidad de bloqueo puede ser ajustada en algunos modelos, permitiendo adaptar el comportamiento del diferencial a diferentes necesidades y condiciones de conducción.
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. Los diferenciales Torsen son conocidos por su suavidad y progresividad, lo que los hace ideales para vehículos de alto rendimiento y deportivos. No obstante, requieren una cierta cantidad de par en ambas ruedas para funcionar correctamente; si una rueda está completamente en el aire, el Torsen puede no ser efectivo.
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. Los diferenciales de viscoso son relativamente sencillos y económicos de fabricar, pero su respuesta puede ser más lenta y menos precisa que la de otros tipos de autoblocantes.
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. Si bien estos sistemas pueden ser efectivos en ciertas situaciones, su rendimiento suele ser inferior al de los diferenciales autoblocantes mecánicos en condiciones extremas.
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. Al evitar que una rueda patine sin control, el diferencial autoblocante permite que el vehículo avance de manera más eficiente.
- 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.
Ejemplos de Vehículos con Diferencial Autoblocante
A menudo se encuentra como opción en modelos deportivos, de alto rendimiento o diseñados para off-road. Aquí hay algunos ejemplos notables, aunque la lista no es exhaustiva y puede variar según el mercado:
Vehículos Deportivos y de Alto Rendimiento
- BMW M3/M4: Tradicionalmente, los modelos M de BMW han ofrecido diferenciales autoblocantes para mejorar la tracción y el control en pista.
- Porsche 911: Muchos modelos de Porsche 911, especialmente las versiones GT, vienen equipados con diferenciales autoblocantes para optimizar el rendimiento en curvas.
- Ford Mustang (Performance Pack): El paquete de rendimiento en el Ford Mustang suele incluir un diferencial autoblocante Torsen.
- Subaru WRX STI: El WRX STI es conocido por su sistema de tracción integral y, en muchas versiones, incluye un diferencial autoblocante para mejorar el rendimiento en condiciones exigentes.
- Honda Civic Type R: El Civic Type R utiliza un diferencial helicoidal de deslizamiento limitado (LSD) para mejorar la tracción y reducir el subviraje.
Vehículos Off-Road
- Jeep Wrangler Rubicon: El Wrangler Rubicon está diseñado para el off-road extremo y viene equipado con diferenciales autoblocantes en ambos ejes.
- Toyota Land Cruiser: Algunos modelos de Land Cruiser ofrecen diferenciales autoblocantes para mejorar la tracción en terrenos difíciles.
- Mercedes-Benz Clase G: El Clase G es conocido por su capacidad off-road y suele incorporar diferenciales autoblocantes.
Otros Vehículos
Algunos fabricantes ofrecen diferenciales autoblocantes como opciones en modelos que no son necesariamente deportivos o off-road, pero que pueden beneficiarse de una mejor tracción y control en ciertas condiciones. Es importante consultar las especificaciones del modelo específico y el año de fabricación para confirmar si incluye o puede equiparse con un diferencial autoblocante.
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.
En resumen, el diferencial autoblocante es un componente valioso que puede mejorar significativamente la tracción, el control y el rendimiento de un vehículo en ciertas condiciones.
La Transmisión del Auto
¿Qué es la transmisión de un auto?
La transmisión de un vehículo es un sistema formado por diversos componentes que transfieren la potencia del motor a las ruedas, permitiendo el movimiento del auto. Junto con transmitir esta potencia, la transmisión regula la velocidad y el par motor, adaptándose a distintas condiciones de conducción.
¿Qué elementos componen la transmisión de un vehículo?
Las piezas que forman parte del sistema de transmisión de un auto son las siguientes:
- Caja de cambio: La caja de cambio es el componente del sistema de transmisión cuyo rol es gestionar y ajustar la relación de marcha entre el motor y las ruedas del vehículo, para adaptarse a diferentes marchas y condiciones de conducción de manera eficiente. Una caja de cambios puede ser manual o automática y está situada entre el embrague y el eje motriz.
- Embrague: El embrague corresponde a una pieza que está situada entre el volante y la caja de cambios, cuyo destino es acoplar o desacoplar las revoluciones del motor. Es un pedal que está junto al freno y el acelerador, y permite desconectar la transmisión del motor sobre el vehículo, para así lograr un cambio de marcha progresivo y con ello, un arranque suave.
- Diferencial: Este elemento es un conjunto de engranajes cuyo destino es permitir que las ruedas motrices giren a distintas velocidades, de esta manera, ayuda a evitar problemas de tracción en las curvas.
- Árbol de transmisión: Conocido también como cardán o eje de transmisión, este componente transmite la potencia del motor desde la caja de cambios hasta el diferencial, y en algunos casos, hasta las ruedas motrices. Este elemento va unido a la caja de cambios, pero solamente está presente en vehículos que tienen el motor en un eje diferente al de las ruedas que mueve, como autos con motor delantero, pero cuya tracción es trasera o total.
- Palieres o semiárboles de transmisión: Estos elementos son barras que están presentes especialmente en autos con tracción delantera o tracción integral (AWD) y trasladan el movimiento directamente a las ruedas motrices, permitiendo que giren y el vehículo se mueva.
- Grupo cónico-diferencial: Este elemento corresponde al dispositivo que otorga la fuerza y velocidad a las ruedas que mueven el auto.
¿Qué tipo de transmisión de auto existen?
El sistema de transmisión que ya hemos desglosado en el punto anterior puede ser manual o automático.
- Transmisión manual: En la transmisión manual o mecánica, quien modifica la relación de transmisión es el conductor a través de la palanca de cambios y el embrague. Se trata de una caja que está compuesta de engranajes de diferentes tamaños, lo que, tras acoplarse, generan un cambio de velocidad en el vehículo.
- Transmisión automática: En los vehículos automáticos no existe el pedal de embrague. Los autos que traen este tipo de transmisión realizan el cambio de marcha por sí solos, haciendo de la conducción un proceso más sencillo, aunque no a todas las personas les gustan estos autos, porque su caja de cambios es más cara de mantener.
Consejos para el Mantenimiento del Sistema de Transmisión
Si falla la transmisión, el arreglo sale caro. Por ello, lo recomendable es dar un buen cuidado al auto para prevenir un desgaste prematuro de las piezas.
Otros Componentes Relacionados con el Motor
El motor es el encargado de transformar la energía disponible del combustible en trabajo útil. Para entender qué tan rápido está trabajando el motor, algunos vehículos poseen un indicador llamado tacómetro, que presenta las revoluciones por minuto del motor, llamadas sencillamente RPM (velocidad de giro).
La velocidad de giro del motor (RPM) es controlada por el conductor mediante la presión que ejerce sobre el acelerador, la cual determina el flujo de combustible que alimenta el motor. Aun cuando no se presione el acelerador, existe un valor mínimo de RPM que va entre las 650 y las 900 RPM. A este estado de motor encendido sin presionar el acelerador se le llama ralentí.
La energía del combustible se utiliza en el motor para generar movimiento. Este movimiento es transferido hacia las ruedas a través del sistema de transmisión. Este sistema conecta el motor con las ruedas a través de un sistema de ejes. En una primera etapa, el movimiento del eje del motor se transmite a la caja de cambios, la cual incrementa la velocidad final de rotación a medida que se pasa a marchas más altas.
Tipos de Motores
Dentro del motor, ocurren un proceso de combustión sumamente rápido, que en velocidades moderadas podría traducirse en nada menos que ¡16 explosiones por segundo!, llegando a ¡más de 30 en carretera!
Existen dos tipos de motores: los motores a gasolina y los motores a diesel. La principal diferencia es que los motores a gasolina requieren de una bujía para generar la chispa que inicia cada combustión. El motor Diesel trabaja a mayores presiones y temperaturas dentro de la cámara de combustión.
Se debe apuntar que la desventaja de los motores Diesel es que tienen una respuesta un tanto más lenta que los motores a gasolina, por ser más pesados en cuanto a su estructura.
El sistema de transmisión está compuesto por una serie de engranajes y ejes que transmiten movimiento.
Si la tracción de tu vehículo es trasera, el movimiento se transmite a través del cardán, que va por debajo del vehículo y se conecta al eje de las ruedas traseras.
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