Diferenciales autoblocantes
Antes que nada, debemos entender el funcionamiento de un diferencial abierto, y ver este video es la mejor forma de hacerlo, además es muy gracioso jajja.
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=K4JhruinbWc[/youtube]
Podemos apreciar que el par tenderá a ire por la rueda que tenga menos aderencia, lo cual supone un “gran problema” pero todo tiene una solución y para eso gente muy lista, ha inventado los diferenciales autoblocantes, que podemos dividir en 3 categorias:
-Diferenciales de deslizamiento limitado (viscoso o ferguson y autoblocantes mecánicos)
-Diferenciales de deslizamiento controlado (embragues multidisco)
-Diferenciales torsen.
Ventajas del diferencial autoblocante
Basicamente se podría reducir a dos palabras: MAS TRACCIÓN! más traccion implica, mas aceleración, mas velocidad de salida de curvas y más seguridad.
Pero hay más:..
Estabilidad: con el dispositivo autoblocante, cuando una de las dos ruedas motrices pierde adherencia (se levanta en una curva, pasa sobre una placa de hielo, etc), no se produce su embalamiento ni, por lo tanto, existe el riesgo que se da en los diferenciales normales de que la rueda, girando loca, haga desviarse bruscamente al recuperar su adherencia normal. En la practica, esta característica se traduce en una gran seguridad que se nota especialmente en curvas.
Marcha en condiciones de adherencia limitada: cuando la adherencia que ofrece el piso es reducida, con un diferencial corriente el par disponible en las ruedas se halla limitado por la rueda que goza de menor adherencia. En esta situación, la rueda con menor capacidad de tracción se embala, mientras que la opuesta permanece inmóvil y el vehículo, por lo tanto, queda bloqueado.
Con el autoblocante, cuando estas circunstancias se producen todo el par motor disponible se aplica sobre la rueda de mayor tracción, lo que permite al vehículo una posibilidades mucho mayores de no quedarse atascado.
Además de esto, si queremos pegar unas buenas cruzadas con un trasera, el diferencial se hace indispensable, ya que si no toda la fuerza se iria por la rueda trasera interior al perder agarre por la inclinación del coche, cortando totalmente la cruzada (a no ser que vayamos haciendo inercial drift, pero eso es solo para algunos elegidos
)
Y si hablamos de un delantera, se hace “totalmente indispensable” si queremos ir rápido con el, ya que nos quitarán el comportamiento subvirador del coche al dar gas, haciendo que el morro del coche se inscriba hacia dentro de la curva cuando pisamos el acelerador.
Ahora vamos a explicar el funcionamiento de los diferentes tipos de diferenciales que hay en el mercado:
Diferencial viscoso.
Es aquel en el que no existe una unión mecánica entre los semiejes, sino a través de un fluido de alta viscosidad. Este fluido baña un cilindro en el que hay dos juegos de discos intercalados, cada uno de ellos solidario con uno de los semiejes del diferencial. Si la diferencia de giro entre estos dos juegos de discos no es grande —por ejemplo, la que se produce entre las ruedas de cada lado al tomar una curva— se mueven casi independientemente. Ahora bien, a medida que la diferencia de giro aumenta, los que giran más rápido tienden a arrastrar a los otros. Si se trata de un diferencial trasero —por ejemplo— y una de las dos ruedas patinan, arrastra en alguna medida a la otra, lo que mejora la tracción. Este sistema puede estar unido a un diferencial normal, como sistema autoblocante; en este caso se denomina «acoplamiento viscoso». El principal inconveniente del sistema viscoso de transmisión es que su funcionamiento está muy condicionado por la temperatura del fluido, que pierde viscosidad a medida que se calienta y que tiene retraso en “acoplar”
El ejemplo más sencillo que se me corre para explicar su funcionamiento es que nos imaginemos que el la cabeza de cada palier tenemos una hélice y que estan casi tocándose, todo esto bañado en un liquido denso, si giramos lentamente uno de los palieres prácticamente no moverá el liquido por lo que girara independientemente, si empezamos a girar a mucha velocidad haremos girar el liquido en el que esta bañado y este liquido hará girar la hélice del palier opuesto repartiendo así el giro. Pero si bloquemas muy fuertemente uno de los palieres, aunque hagamos girar una de las ruedas a gran velocidad, no podremos hacer girar la otra, ya que realmente no hay unión fisica entre ellos.
Autoblocante de placas de fricción o embragues
De entre los diversos típos de diferenciales autoblocantes que existen, sin duda el más utilizado y posiblemente el mas eficaz es el Thotnton Powr-Lok, llamado también “de placas de fricción”. En este diferencial de cruzan uno sobre otro, pero constituyendo dos piezas independientes, a diferencia de los diferenciales corrientes, donde forman una pieza única con cuatro brazos. Los extremos de ambos ejes en la zona de acoplamiento en la caja del diferencial van tallados con dos planos formando una “V”. Los alojamientos para cada eje en la caja del diferencial están sobredimensionados, de modo que el eje entre con una considerable holgura. Estos alojamientos presentan además dos rampas talladas formando también una “V” de idéntico ángulo que la existente en los ejes.
Los piñones satélites planetarios son análogos a los de un diferencial convencional. Cada piñón planetario se acopla sobre sendos bujes estriados, que a su vez encajan sobre cada una de las dos mitades de la caja diferencial. Entre cada mitad de la caja y el buje estriado correspondiente existe un embrague compuesto por placas de fricción y arandelas eñásticas de acero, o bien -como es el caso del conjunto que aparece el la secuancia fotográfica- pequeños muelles helicoidales alojados en las carcasas.
Una imagen vale más que mil palabras, aqui vemos el despiece de un Kaaz
[img]http://www.drifting.es/wp-content/fotos/Mecánica/Kaaz_LSD.gif[/img]
La parte “importante” para entender el funcionameinto de un lsd de discos es su parte central, concretamente esto:
Si os fijais los porta planetarios estan encerrados entre dos placas con dorma de “V”
Actuación del sistema de bloqueo
Cuando las dos ruedas gozan de similar adherencia, los ejes de los satélites están sometidos a un esfuerzo que tiende a hecharlos subir por las rampas en “V”, pero sin embargo, como ambos se cruzan uno por delante del otro, el efecto de cada uno se contrapone, permaneciendo ambos equilibrados en el fondo de la “V”.
Los embragues de cada planetario están calculados para permitir un cierto resbalamiento mientras no se produzca la total pérdida de adherencia de una de las dos ruedas. Así, cuando el coche da una curva, este pequeño resbalamiento permite que la rueda exterior gire algo mas de prisa que la interior, comportándose el dispositivo como un diferencial convencional. En el momento en que una de las dos ruedas pierde adherencia, los satélites tienden a girar entre los planetarios y la tensión a que estaban sometidos los ejes de los primeros disminuye.
La posición de equilibrio de los ejes de satélites se rompe y entonces el eje del lado de la rueda que todavía tiene adherencia sube por las rampas en “V”, ejerciendo un empuje sobre el piñón planetario que se aplica ahora con fuerza sobre su cubo estriado. Este movimiento hace que las placas se separen y aprieta aprieta el embrague de placas de este lado y el planetario se hace solidario de la caja diferencial, anulándose, por tanto, el efecto diferencial y comportandose nuestro coche como si tueviese un eje completamente rigido “tipo Kart”
Ahora fijaos en la gráfica de la derecha, donde explica el funcionamiento de un diferencial de discos según dea de 1 “way”, 1,5 “way o de 2 “way”. Vemos que segun la forma de la “v” donde se aloja el portasatelites hará que nuestra diferencial funciones solo en aceleración, o en aceleración y retención. También es importante entender que cuanto menos pronunciada sean las rampas donde se aloja el portaplanetarios, más intrusivo sera el diferencial, ya que le costará menos “subir por ellas” y por tanto separar las placas apretando los embragues.
http://www.kaazusa.com/
Diferencial TORSEN o Helicoidales.
Los diferenciales TORSEN reciben el nombre de un acrónimo de torque sensitive, lo que se podría traducir como sensible al par.
Aportan una ventaja frente a todos los sistemas estudiados , no son diferenciales exactamente autoblocantes , ya que no se bloquean para un determinado cantidad de revoluciones , sino que envían el par a la rueda que mejor puede traspasarla al suelo.
Frente a los diferenciales autoblocantes tradicionales , evitan el deslizamiento de una de las ruedas , aportando solo lo que esta puede mandar al suelo, y desviando el excedente a la otra.
De igual modo que un autoblocante permitía trabajar con deslizamiento en ambas ruedas, un torsen puede hacerlo de igual manera , dejando el reparto de par entre ejes al 50%.
Frente a los embragues de discos en aceite , aportan la ventaja de un control automático y sencillo de forma mecánica , pero no le permite modificar el reparto de par cuando ambos ejes o semiejes entran en deslizamiento cosa que el embrague de discos puede controlar enviando mas par al eje que considere.
El perfecto control de aporte de par a cada eje y un control de tracción que elimine el aporte no digerible por las cuatro ruedas , lo hace superior en cuanto a capacidad de tracción frente a ningún otro sistema.
Sin embargo cara a modificar el comportamiento del vehículo en según que circunstancias , el sistema multidisco facilita el reparto de par a un eje para permitir que este derive , tal vez perdiendo capacidad de tracción pero ganando en agilidad en curvas.
video de su funcionamiento:
[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=Hn0uSCmrNc8[/youtube]
¿Cómo es un TORSEN?
En un torsen se sustituyen los satélites convencionales por tres pares de engranajes helicoidales, engranados dos a dos por piñones de dientes rectos en sus extremos. Los planetarios en este caso son tornillos sin fin, con los cuales engrana cada uno de los engranajes helicoidales.
En curva los satélites giran sobre sus ejes acelerándose uno y frenándose otro para permitir la diferente velocidad de cada rueda. Si se genera el deslizamiento de una rueda los satélites helicoidales no pueden hacer girar mas rápido al planetario, dada la disposición de tornillo sin fin. Como los satélites forman parejas , la reacción de uno frente al otro impide el giro del planetario cuando hay deslizamiento.
El tarado a partir de cual manda el par a la rueda que tiene mejor agarre se determina con el ángulo de la hélice helicoidal.
Esto nos permite, disponer siempre del máximo par en la rueda que mas agarre tiene, sin tener que llegar al deslizamiento en la rueda de menor agarre, y que este propicie el blocaje del diferencial, esto redunda en un mejor comportamiento sin perdidas de tracción en ninguna rueda, mientras hay capacidad de transmitir, lo que favorece las aceleraciones y evita derivas que tengan que ser controladas.
Existen dos tipos de diferenciales torsen cada uno con pequelñas particularidades, si quereis profundizar, teneis mucha info aqui: http://www.torsen.com/
Creo que lo principal a entender en estos diferenciales es que reparte el par a la rueda que tiene más agarre, y que su manera de calcularlo es detectando la rueda que tiene menos agarre y multiplicando ese agarre por un numero llamado “bias” (que es el tarado del autoblocante) esto tiene muchas ventajas en cuanto a tracción, PERO si perdemos totalmente la tracción en una rueda, el diferencial hará la “ecuación” 0 agarre x X bias= 0, por lo tanto si tenemos una rueda sin nada de agarre, el diferencial torsen funcionará como uno abierto y perderá toda la fuerza por ella.
Saludos!!
