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Prefacio
Este módulo educativo es una introducción alsistema del puente trasero y forma parte deuna serie de módulos cuya función esproporcionar algunas nociones básicas sobrela transmisión.
El presente módulo debe estudiarse despuésde los módulos: Información general, Caja decambios y Embrague.
Al estudiar este módulo, tendrá la oportunidadde aprender la función del puente trasero ysus componentes principales así como elfuncionamiento de los componentes de formaindividual y en conjunto.
ÍndiceIntroducción 3
Componentes principales del puente trasero:cárteres 4
Función del diferencial 5
Componentes de la transmisión a las ruedas 6
Perno de empuje 7
Juego de corona de piñón de ataque 8
Combinaciones de corona y piñón de ataque 9
Relación de transmisión del engranaje
de ángulo 10
Diferencial 11
Funcionamiento del mecanismo
del diferencial 13
Funcionamiento del diferencial 14
Bloqueo de diferencial, información general 17
Bloqueo de diferencial, componentes
principales 18
Bloqueo de diferencial, funcionamiento 19
Reducción del cubo, información general 20
Reducción del cubo, componentes principales 21
Propulsión doble 22
Diferencial con un mecanismo de
transferencia 23
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Introducción
La función principal del puente trasero es transmitir la energía motriz del motor a las ruedas.El puente trasero consta de los siguientes componentes:
Cuerpo del puente trasero (1), que es de fundición y apoya y protege todos los componentesdel puente.
Va atornillada con pernos al sistema de suspensión del vehículo.
Transmisión a las ruedas (2) con piñones helicoidales que transmiten la energía motriz en 900.
Palieres o semiejes (3) que transfieren la energía motriz a las ruedas.
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Componentes principales del puente trasero: cárteres
Cuerpo del puente trasero (1):
El cuerpo del puente trasero incluye todos los componentes de la unidad completa del puentetrasero.La caja del diferencial está instalada delante de la caja del puente trasero con cuatro puntos deapoyo.
Caja del diferencial (2):
La caja del diferencial es de fundición y de una pieza para resistir el enorme esfuerzo dinámicocausado por el peso de los componentes del puente trasero del vehículo. Esto significa queaparte del sombrerete del cojinete y el juego de piñones, todos los componentes forman partede la caja.
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Función del diferencial
El diferencial se encarga de ajustar la velocidad de cada una de las ruedas motrices manteniendo la fuerzamotriz total. Esto es muy necesario porque al tomar el vehículo una curva, la rueda exterior debe recorrermayor distancia que la rueda interior, por lo que debe girar a más velocidad.
Si no hubiera diferencial y las dos ruedas estuvieran montadas rígidamente al mismo eje y dando el mismonúmero de vueltas en una curva, una de las ruedas se vería obligada a patinar para compensar la diferenciade trayecto.
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Componentes de la transmisión a las ruedas
La transmisión a las ruedas que va atornillada con pernos a la caja del puente trasero consisteen:
El piñón de ataque (1), que es el eje de entrada del puente trasero. Va apoyado en doscojinetes de rodillos cónicos en la parte delantera y un cojinete de rodillos normal en la partetrasera.
El cojinete trasero mantiene el piñón de ataque engranado en la corona.
La corona (2). El piñón de ataque transmite la energía motriz a la corona, que va instalada en lacaja del diferencial. Al girar el piñón de ataque y la corona en un ángulo de 90°, la energía motrizpuede transmitirse a las ruedas motrices a través los semiejes.
El diferencial (3) va incluido en la caja del diferencial y consta de los piñones del diferencial,cuatro satélites instalados en una cruceta y dos planetarios de mayor tamaño conectados a lossemiejes.
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Perno de empuje
El mecanismo de transmisión a las ruedas tiene un perno de empuje que impide eldesplazamiento de la corona (separándose del piñón) cuando está sometida a mucha carga.Durante condiciones normales de funcionamiento, el perno de empuje permanece apartado dela corona y sólo entra en contacto con la corona por el empuje del piñón cuando el mecanismoestá sometido a mucha carga.
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Juego de corona de piñón de ataque
El piñón de ataque va apoyado delante por dos cojinetes de rodillos cónicos y detrás por uncojinete de rodillos normal (2).
Para hacer más silenciosa y eficaz el funcionamiento, la corona y el piñón de ataque searmonizan durante la fabricación. Ambos componentes se señalan con un número (3) paraasegurar que encajen. Deben instalarse siempre juntos durante el montaje del mecanismo detransmisión a las ruedas.
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Combinaciones de corona y piñón de ataque
La corona y el piñón de ataque trabajan juntos para comunicar el par motor a través de unángulo de 90°. El objetivo de esta operación es transmitir la energía motriz del motor a lossemiejes.
Pueden encontrarse dos construcciones diferentes de corona y piñón de ataque:
Cónicohelicoidal, dientes helicoidales (1), el piñón de ataque está a la altura del centro de lacorona.
Hipoide, dientes helicoidales (2), la línea del centro del piñón de ataque está por debajo de lacorona.Esto permite el contacto de más dientes y la transmisión de un par motor más elevado delpiñón de ataque a la corona. El tipo hipoide es el más usual en los mecanismos de transmisióna las ruedas de Volvo.
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Relación de transmisión del engranaje de ángulo
La velocidad de giro transmitida por el árbol de propulsión es muy alta, pero ésta se reduce en elmecanismo de transmisión a las ruedas para que las ruedas giren a una velocidad adecuada.
La corona (1) y el piñón (2) de ataque reducen la velocidad, incrementando al mismo tiempo el parmotor de las ruedas.
He aquí la relación que provoca la reducción de la velocidad:
N° de dientes de la corona —————————————- N° de dientes del piñón de ataque
Ejemplo:
30 —— = reducción 3:1 10
Si la corona tiene 30 dientes y el piñón 10, el piñón da 3 vueltas por cada vuelta del piñón.A consecuencia de esto, el par motor aumentará en la misma proporción.
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Diferencial
El diferencial consiste en:
4 satélites (pequeños) (1) que giran sobre una cruceta, 2 planetarios (más grandes) que giranen dos ejes conductores independientes o semiejes.
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Los semiejes son los componentes del sistema de transmisión de potencia sometidos a losmayores esfuerzos en vehículos que no están equipados con un mecanismo de reducción delcubo.
Los semiejes son de fundición de acero forjado. Son de tal resistencia y elasticidad que puedentorcerse casi una vuelta entera sin quebrarse.
El extremo interior del eje está provisto de ranuras que encajan en los planetarios (los piñonesde mayor tamaño) y el extremo exterior lleva un plato con agujeros para los pernos del cubo dela rueda.
Si el puente trasero dispone de un mecanismo de reducción del cubo, el extremo exterior delsemieje lleva ranuras (1) que encajan en los planetarios del mecanismo de reducción.
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Funcionamiento del mecanismo del diferencial
Para comprender mejor la adaptación de la velocidad efectuada por el diferencial, debemoscomprobar su sistema de engranaje.
Cada semieje está conectado por el plato del extremo exterior a una de las ruedas (1).
En el otro extremo, el semieje comunica con el engranaje de planetarios del diferencial (2).
Cada uno de los semiejes va conectado a un planetario.
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Funcionamiento del diferencial
Cuando el vehículo corre en línea recta, los satélites (1) están fijos en la cruceta pero giran con(2) la corona.Esto provoca la rotación de los planetarios (3) que hacen girar sus semiejes respectivos a lamisma velocidad (4).
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De este modo, cuando el vehículo gira en una curva, la rueda interior está sometida a un parmás elevado, lo cual “reduce” ligeramente la velocidad del semieje interior.
A causa de esto, los satélites empiezan a girar alrededor de su eje acelerando ligeramente lavelocidad del otro semieje.
Este movimiento impide el deslizamiento de la rueda interior en una curva.
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De este modo, cuando el vehículo gira en una curva, la rueda interior está sometida a un parmás elevado, lo cual “reduce” ligeramente la velocidad del semieje interior.
A causa de esto, los satélites empiezan a girar alrededor de su eje acelerando ligeramente lavelocidad del otro semieje.
Este movimiento impide el deslizamiento de la rueda interior en una curva.
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Bloqueo de diferencial, información general
Si patinara una de las ruedas motrices como, por ejemplo, por una superficie helada, puededesactivarse la acción del diferencial fijando los semiejes mediante un bloqueo de diferencial.Con el bloqueo de diferencial activado ambas ruedas giran a la misma velocidad.
El bloqueo de diferencial debe usarse sólo cuando hay peligro de que patinen las ruedas. Si seutilizara al conducir por una superficie sólida, los componentes axiales se verían sometidos a ungran esfuerzo con riesgo a sufrir daños.
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Bloqueo de diferencial, componentes principales
El bloqueo de diferencial consiste en un manguito de acoplamiento (1) que va sujeto a laderecha de la caja del diferencial y un manguito de acoplamiento desplazable (2) para elsemieje derecho.La membrana (3) ejerce presión sobre un manguito (4) conectado a una horquilla (5). Lahorquilla comunica con el desplazable.
El bloqueo del diferencial se activa con un interruptor (7) ubicado en el panel de control. Unconmutador (6) apaga y enciende el testigo de alarma del panel de instrumentos.
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Bloqueo de diferencial, funcionamiento
Para activar el bloqueo de diferencial, el conductor sólo tiene que oprimir el interruptorcorrespondiente del panel de instrumentos. El interruptor activa una válvula de solenoide, queenvía aire comprimido a la membrana del puente trasero. La membrana ejerce presión sobre elmanguito que va conectado a la horquilla. La horquilla empuja el manguito desplazable hastaque engrana con el manguito de acoplamiento de la caja del diferencial. Cuando vanengranados los dos manguitos de acoplamiento, se obliga al diferencial a hacer girar ambossemiejes a la misma velocidad. Al activarse el bloqueo de diferencial, se enciende en el panelde instrumentos el testigo de alarma para el bloqueo del diferencial y se oye una señal acústica.
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Reducción del cubo, información general
Cuando el vehículo se utiliza para trabajos pesados de extrema dureza como, por ejemplo, enobras de construcción, aumentan los esfuerzos que deben resistir los semiejes y el diferencial.
Reduciendo otra vez la relación de transmisión de la fuerza motriz que llega a las ruedas (laprimera reducción tiene lugar en el engranaje de ángulo), puede disminuirse, por consecuencia,los esfuerzos y el desgaste.
La reducción se lleva a cabo mediante la unidad de reducción del cubo (1) que consiste enun engranaje planetario.
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Reducción del cubo, componentes principales
La unidad de reducción del cubo consiste de un sistema de planetarios.
Éste consta de un piñón central (1), tres o cuatro planetarios (según la aplicación de lareducción) y una corona (3).
Cuando el piñón central, que va conectado al semieje, empieza a girar, la rotación se transmitea los planetarios, que están instalados en el cubo de la rueda. Cuando los planetarios giran encontacto con la corona, que va sujeta en la caja del puente trasero, se producirá una reducciónde la relación de transmisión en las ruedas motrices.
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Propulsión doble
Un camión para trabajos pesados va generalmente equipado con propulsión doble, es decir,con ejes traseros dobles.
A consecuencia de esto, las ruedas tienden a patinar menos y agarran mejor. La propulsióndoble es adecuada mayormente para arrastrar remolques de gran peso y para trabajos enobras de construcción.
El eje delantero va provisto de un mecanismo de transferencia mientras que la transmisión a lasruedas del eje trasero consiste en un engranaje único tal como el que se ha descritopreviamente.
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Diferencial con un mecanismo de transferencia
En camiones con propulsión doble, el eje trasero anterior está provisto de un mecanismo detransmisión que distribuye la potencia entre los dos ejes traseros.La potencia transmitida por la caja de cambios pasa por el árbol de entrada de la caja detransmisión (1), el diferencial del mecanismo de transmisión (2) y el árbol de salida (3). Ésteacciona el eje trasero posterior a través de un árbol de propulsión corto.La caja de engranajes de transmisión tiene un rueda dentada (4) con un piñón adicional (5) paratransmitir potencia al engranaje en ángulo (6) del eje trasero anterior.