Los diferenciales tienen una larga historia que, según muchos, se remonta al primer milenio antes de Cristo y fue registrada por China.
Si bien no tenían automóviles en ese entonces, los carros, vagones y carros todavía experimentaban el problema de que las ruedas se deslizaran y se arrastraran al tomar una curva, lo que dañaba las ruedas, los ejes y las carreteras. Para evitar esto, se inventó un simple diferencial.
Hoy en día, existen cuatro tipos principales de diferenciales que se utilizan en los vehículos. Aquí están con un resumen rápido de lo que es cada tipo.
Tipos de diferenciales en automóviles y camiones
Diferencial abierto
Este tipo de diferencial es el más básico y solo permite variaciones de velocidad de rueda individual o deslizamiento, pero eso es todo. En condiciones óptimas de la carretera, permite que la rueda exterior gire más rápido que la rueda interior. El problema es cuando las condiciones de la carretera no son ideales, como en pavimento mojado, hielo, nieve o grava.
Con un diferencial abierto, el par del motor aún se transfiere incluso si la rueda tiene tracción cero, de modo que la llanta que patina simplemente girará y no irá a ninguna parte.
Los diferenciales abiertos se encuentran en la mayoría de los vehículos en la carretera hoy en día, por lo que, en términos generales, el costo de reparación del diferencial es menor que en otros tipos de diferenciales (si el mismo eje).
Diferencial de deslizamiento limitado
En condiciones ideales de la carretera, un diferencial de deslizamiento limitado actúa como un diferencial abierto y transfiere el par de forma independiente a cada rueda.
Pero, en curvas pronunciadas o aceleraciones fuertes donde un diferencial abierto generalmente haría que un neumático patinara, un diferencial de deslizamiento limitado evita que la cantidad normal de torsión llegue al neumático que patina (el que tiene menos resistencia).
Lo hace mediante el uso de embragues y placas dentro del diferencial. Esto permite que el vehículo pase por las curvas con las que tendría dificultades un vehículo con un diferencial abierto. Los autos de carrera y otros vehículos de alto rendimiento (así como algunos vehículos todoterreno) utilizan diferenciales de deslizamiento limitado.
Diferencial de bloqueo
Encontrado en muchos vehículos todoterreno y algunos autos de alto rendimiento, los diferenciales de bloqueo usan embragues y resortes para activar un bloqueo que envía una cantidad igual de potencia a cada rueda sin importar la situación de tracción. Esto esencialmente crea un eje fijo.
El beneficio es la capacidad del diferencial bloqueado para ganar una mayor cantidad de tracción, ya que la cantidad total de torque siempre está disponible para una rueda y no está limitada por la menor tracción de una rueda.
A velocidades más altas, esto es negativo, pero cuando se usa todo terreno o escalada en roca, es una gran ventaja.
Ver también: Diferencia de deslizamiento limitado vs Diferencia de bloqueo
Diferencial de vectorización de par
El tipo de diferencial más complicado y avanzado, un diferencial de vectorización de par, utiliza una colección de sensores y componentes electrónicos para obtener datos de varias cosas (superficie de la carretera, posición del acelerador, sistema de dirección, etc.) para activar embragues accionados electrónicamente y un controlador.
También conocidos como diferenciales activos, funcionan de la manera más eficiente, lo que da como resultado una experiencia de conducción verdaderamente dinámica y de alto rendimiento. Los diferenciales de vectorización de par se pueden encontrar en algunos vehículos con tracción trasera y tracción total de alto rendimiento.
Cómo funciona un diferencial
Todos los vehículos tienen un diferencial delantero o un diferencial trasero como parte del conjunto del eje. Un automóvil con tracción delantera tendrá un diferencial delantero, mientras que un automóvil con tracción trasera tendrá un diferencial trasero.
Si el vehículo tiene tracción en las 4 ruedas, entonces podría tener diferenciales delanteros y traseros.
Un diferencial se puede definir como una caja de cambios que tiene 3 elementos comunes: Engranaje lateral, Engranaje de anillo y Engranaje de piñón. Su trabajo es conducir un par de ruedas sobre un eje, pero permitiéndoles rotar a diferentes velocidades.
Esto es necesario cuando su automóvil está girando en la carretera. A medida que da la vuelta, la rueda exterior debe cubrir una distancia más larga que la rueda interior, por lo que la rueda exterior debe girar más rápido. El diferencial permite que esto suceda.
Tipo de motor delantero / tracción trasera (FR)
Motor → Transmisión → Eje de transmisión → Diferencial trasero → Eje del eje → Ruedas traseras
Tipo de motor delantero / tracción delantera (FF)
Motor → Transmisión y diferencial delantero incorporado → Ruedas delanteras
Tipo de tracción en las 4 ruedas
Motor → Transmisión → Caja de transferencia → Eje de transmisión delantero y trasero → Diferencial delantero y trasero → Eje de transmisión delantero y eje trasero → Ruedas delanteras y traseras
Según la información anterior, la configuración del motor delantero / tracción delantera utiliza un diferencial delantero que está integrado junto con la transmisión / transeje. Esto significa que el costo de reparación de esta configuración suele ser más caro que otros.
Para reparar el diferencial, el transeje también debe bajarse y desmontarse.