DIFERENCIAL

Un diferencial es el elemento mecánico que permite que las ruedas derecha e izquierda de

un vehículo giren a revoluciones diferentes, según éste se encuentre tomando una curva

hacia un lado o hacia el otro.

Cuando un vehículo toma una curva, por ejemplo hacia la derecha, la rueda derecha recorre

un camino más corto que la rueda izquierda, ya que esta última se encuentra en la parte

exterior de la curva.

Antiguamente, las ruedas de los vehículos estaban montadas de forma fija sobre el eje. Este

hecho significaba que una de las dos ruedas no giraba bien, desestabilizando el vehículo.

Mediante el diferencial se consigue que cada rueda pueda girar correctamente en una curva,

sin perder por ello la fijación de ambas sobre el eje, de manera que la tracción del motor

actúa con la misma fuerza sobre cada una de las dos ruedas.

Funcionamiento

El diferencial consta de engranajes dispuestos en forma de "U" en el eje.

Cuando ambas ruedas recorren el mismo camino, por ir el vehículo en línea

recta, el engranaje se mantiene en situación neutra. Sin embargo, en una curva

los engranajes se desplazan ligeramente, compensando con ello las diferentes

velocidades de giro de las ruedas.

La diferencia de giro también se produce entre los dos ejes. Las ruedas

directrices describen una circunferencia de radio mayor que las no directrices,

por ello se utiliza el diferencial.

Un vehículo con tracción en las cuatro ruedas puede tener hasta tres

diferenciales: uno en el eje frontal, uno en el eje trasero y un diferencial

central.

En el hipotético caso de que ambos ejes sean directrices, el que tenga

mayor ángulo de giro describirá un radio mayor.

El diferencial se compone por un piñón, una corona, dos satélites y dos

planetarios, y a éstos los cubre la caja del diferencial.

Dado que un diferencial ordinario reparte la fuerza por igual entre ambas

ruedas (reparto 50%-50%), la capacidad de tracción máxima es siempre el

doble de la de la rueda con menor tracción. En caso de que esta sea cero en

una de las ruedas, la capacidad de tracción total es lógicamente cero. Para

solucionar este problema se emplean diferenciales autoblocantes o

bloqueables. Estos últimos pueden enviar hasta el 100% del par a una sola

rueda.

Referencias

Nash, Frederick C. (18 de Septiembre de 1980) [1970]. Fundamentos de

mecánica automotriz [Automotive fundamentals]. Traducido por Ing. Juan

José Blanco (12 edición). México .F.: Editorial Diana. p. 293

Tracción en las cuatro ruedas

La tracción en las cuatro ruedas o tracción total, generalmente abreviada

como 4x4 o 4WD, es un sistema de tracción en unautomóvil en el que todas

las ruedas pueden recibir simultáneamente la potencia del motor.1 La mayoría de

los automóviles todoterreno y camionetas tienen tracción a las cuatro ruedas, y también

algunos turismos y deportivos.

Sistemas

Los vehículos con tracción a las 4 ruedas se dividen en dos categorías:

Tracción total permanente (AWD):

Este sistema de tracción total permanente, también conocido como tracción integral, (full

time AWD en inglés) distribuye siempre la fuerza de tracción a las cuatro ruedas. La fuerza

de tracción del motor se transmite al diferencial central a través de la transmisión, y desde

aquí a las cuatro ruedas. Además, el diferencial central absorbe las diferencias de rotación

de las ruedas delanteras y de las traseras, controlando el fenómeno de frenado al tomar

curvas cerradas. Este tipo de tracción se usa más en turismos que circulan por carreteras

que por caminos (offroad).

Tracción total conectable (4WD):

Este sistema, (part time 4WD en inglés), tienen tracción permanente en uno de los ejes

(delantero o trasero, según el modelo). El otro eje se conecta al motor con una palanca

según la voluntad del conductor, o bien automáticamente mediante un sistema electrónico

que detecta las condiciones de la vía. Esto quiere decir que permanentemente las cuatro

ruedas giran a la misma velocidad. Este tipo de tracción se utiliza más en todoterrenos.

En un sistema de tracción total conectable, la fuerza de tracción del motor se transmite a la

caja de la transferencia a través de la transmisión. Cuando se selecciona 2WD, la fuerza de

tracción se distribuye a dos ruedas y cuando se selecciona 4WD, la fuerza de tracción se

distribuye a las cuatro ruedas. En algunos tipos de 4WD, al seleccionar 4WD, el conductor

puede seleccionar 4–alta, que emite la fuerza de tracción normal o 4–baja (marcha

reductora), que se emplea cuando el vehículo requiere una fuerza de tracción adicional.

Para seleccionar 2WD ó 4WD se utilizan unos botones o una palanca situada en la consola.

Comparación:

La gran diferencia entre los vehículos de tracción total permanente (AWD) y los tracción

total conectable (4WD), es que estos últimos no se deben llevar en carretera, o firmes de

gran adherencia, con tracción en las 4 ruedas porque no suelen llevar diferencial central.

Esta ausencia de diferencial central puede causar problemas al rodar en curvas con piso

adherente sobre todo a alta velocidad (desde desgaste prematuro de neumáticos hasta

destruir palieres, el cambio o transfer). Sólo debe usarse cuando las condiciones del firme

son de baja adherencia y permite, mediante el deslizamiento de las ruedas, girar a diferente

velocidad el eje delantero y el trasero. Los permanentes están diseñados para funcionar todo

el tiempo y en los más sofisticados la distribución de tracción puede variar de acuerdo al

terreno y condiciones atmosféricas.

Configuraciones 4x4:

4x4 derivados de tracción trasera:

Motor delantero / Tracción en las cuatro ruedas

Motor central delantero / Tracción en las cuatro ruedas

La mayoría de las configuraciones de tracción en las cuatro ruedas derivan de vehículos

con motor delantero con tracción trasera (4x2) y el sistema 4x4 añadido.

Los sistemas 4x4 derivados de «Tracción trasera» son por lo general una opción

en automóviles de turismo, deportivos y segmentos de vehículos deportivos utilitarios.

Precursores de los modelos actuales incluyen el Jensen FF, Jeep Cherokee y Land Rover

Defender.

Motor trasero / Tracción en las cuatro ruedas

Motor central trasero longitudinal / Tracción en las cuatro ruedas

Debemos mencionar que también existen un puñado de vehículos con motor trasero y

tracción en las cuatro ruedas, entre estos se encuentran los súper deportivos como

el Lamborghini Gallardo y el Porsche 959.

4x4 derivados de tracción delantera:

Motor delantero transversal / Tracción en las cuatro ruedas

Motor delantero longitudinal / Tracción en las cuatro ruedas

Hoy en día existe una nueva generación de configuraciones que derivan de vehículos

de motor delantero con tracción delantera y el sistema 4x4 añadido.

Los sistemas 4x4 basados en plataforma de «Motor delantero / Tracción delantera»

con motores transversales o longitudinales, son por lo general como una opción o en

modelos de lujo, deportivos y segmentos de vehículos deportivos utilitarios compactos,

como ejemplo, los motores transversales del Mitsubishi 3000GT (→ en) y Toyota RAV4 y

los motores longitudinales de la gama Audi Quattro y la mayor parte de la línea de Subaru.

Cualidades:

Tracción en terrenos resbaladizos:

Cada neumático de un vehículo 4WD tiene fuerza de agarre sobrante; cuando el vehículo

toma una curva en una carretera resbaladiza, no se produce derrape de las ruedas motrices y

el vehículo muestra un excelente rendimiento al tomar curvas. Un tracción delantera podría

perder tracción en las ruedas delanteras, con lo que el vehículo entraría en subviraje;

mientras que un tracción trasera podría sobrevirar al perder adherencia en las ruedas

Caminos en mal estado:

En caminos en mal estado en los que los vehículos 2WD no pueden pasar de forma

satisfactoria, los vehículos 4WD demuestran un excelente rendimiento: si las ruedas

delanteras encuentran algún obstáculo, las ruedas traseras empujan desde atrás o si las

ruedas traseras han caído en un lugar embarrado, las ruedas delanteras tiran del vehículo.

Referencias

Fullerton, Roger. "The difference between 4x4 and 4x2 vehicles" Helium, (en inglés)