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Cómo funciona: diferencial autoblocante

17 mayo, 2012 por

Los diferenciales autoblocantes sirven para anular el efecto del propio diferencial, que permite que los coches puedan trazar curvas al haber una diferencia de giro entre la rueda exterior y la interior de la curva. Los hay de varios tipos, pero actualmente están proliferando los electrónicos, mucho más versátiles.

Cómo funciona: diferencial autoblocante4

De pequeño, mi padre me explicó más de una docena de veces cómo funcionaba un diferencial. No fui capaz de entenderlo hasta que, con quince años, en el Deutsches Museum de Munich pude ver uno completo, pero seccionado, y me pasé un rato jugando a hacer girar uno y otro eje. Así que no va a ser fácil explicar con palabras cómo funciona un diferencial. Intentaré dejar claro para qué sirve, sus inconvenientes y el porqué de la necesidad de bloquearlo en algunas circunstancias.

El diferencial recibe la fuerza de la salida de la caja de cambios a un engranaje llamado piñón de ataque. Éste hace girar una corona dentada que tiene atornillada un conjunto de piñones, que son los que hacen posible la diferencia de giro. Se denominan satélites y planetarios. Los planetarios van unidos uno a cada semi-eje, de forma que su movimiento hace girar las ruedas. Los satélites giran alrededor de los planetarios y son los que permiten la diferencia de giro entre estos últimos. En linea recta, los satélites están quietos y ambos planetarios giran a igual velocidad. En una curva, los satélites empiezan a girar y hacen que los planetarios giren a diferente velocidad.  Un diferencial autoblocante es aquel que permite anular el giro de los satélites según convenga.

Para entender el mecanismo en sí mismo, la forma más eficaz es que lo veáis en funcionamiento en este vídeo:

Vídeo sobre el diferencial

En una curva, la rueda que va por el interior de la trayectoria recorre una circunferencia de menos perímetro que la del exterior. Si ambas ruedas estuviesen unidas por un mismo eje y girasen solidarias, sólo podrían describir una circunferencia si la que va por el interior patinase. Así, ¿cómo conseguir que la rueda del exterior dé más vueltas que la del interior de la curva? La forma más sencilla es como sucede en los ejes de los trenes, en los que la superficie de rodadura de las ruedas no es plana; es cónica. Sin embargo, los automóviles no van sobre raíles, así que, para permitir que una rueda gire a distinta velocidad que la otra del mismo eje motriz, se intercala entre ambas el diferencial.

Cuando circulamos en linea recta, ambas ruedas recorren la misma distancia y ofrecen la misma resistencia a dar vueltas de modo que, en el diferencial, toda la potencia del motor se reparte a partes iguales entre las dos ruedas del mismo eje. Al trazar una curva, la rueda del interior tiene que dar menos vueltas que la exterior, se frena y ofrece una resistencia mayor a girar que la del otro extremo, de modo que el diferencial envía la fuerza del propulsor a la exterior, que es la que menos resistencia ofrece. El mecanismo funciona siempre.

Lo malo es que no siempre una rueda que ofrece menos resistencia que la otra al avance lo hace porque estemos trazando una curva: puede que esté sobre el musgo del arcén, una placa de hielo o, simplemente, en el aire. En esas circunstancias, el diferencial enviaría toda la fuerza a la rueda que “gira loca”; la que tiene adherencia se quedaría sin nada.  Si no disponemos de un dispositivo que elimine la acción del diferencial, bastaría que una sola rueda no tuviese adherencia para que nuestro coche no se moviera del sitio, aunque fuese un 4×4.

Autoblocante neumatico, Autor RichardHarvey, Wiki Commons4
Este tipo de diferencial es muy empleado en todo terrenos debido a su pesada construcción. Un mando neumático bloquea los satélites.

Este tipo de diferencial es muy empleado en todo terrenos debido a su pesada construcción. Un mando neumático bloquea los satélites.Otra situación en la que el diferencial tiene serios inconvenientes es al trazar curvas a elevada velocidad. La inercia desplaza el peso a la rueda del exterior de la trazada, dejando la interior casi en el aire. Si necesitamos acelerar en ese momento, la rueda interior girará loca y, por efecto del diferencial, la del exterior (que es la que tiene más adherencia) no recibirá nada de fuerza, de modo que, por más que aceleremos, no conseguiremos avanzar.

Para evitar que esto pase existen los bloqueos de los diferenciales, que pueden ser accionados por el conductor (más propio de vehículos todo terreno) o de forma automática. Estos últimos son los denominados diferenciales autoblocantes. En ellos, lo que se hace es permitir una diferencia de giro máxima, a partir de la cual el diferencial  se bloquea. Dicha diferencia de giro máxima permitida es lo que se llama “tarado del autoblocante” y se indica con dos cifras que hacen referencia al porcentaje en el que el diferencial se bloquea cuando está en aceleración y en retención. Un diferencial 0/0 sería un diferencial convencional que no se bloquea ni en aceleración, ni en retención (si una rueda da 100 vueltas, la del otro lado podría dar 0). Un diferencial 100/100 sería básicamente soldar una rueda a la otra, no permite diferencias de giro entre ambas. Un diferencial 25/40 sería aquel en el que si la rueda de un lado diese 100 vueltas, la otra daría 25 (y en retención, 40).

En los coches de competición se suelen emplear bloqueos superiores al 40%, sin embargo, en los modelos que encuentras en los concesionarios esos tarados serían demasiado bruscos, por lo que no suelen superar el 25% -salvo que se trate de diferenciales activos con control electrónico, en los cuales el tarado es variable en función de las condiciones-.

Normalmente en los vehículos con tracción delantera no se suelen emplear diferenciales autoblocantes, ya que producen reacciones sobre la dirección y, si el conductor no está atento, pueden hacer girar el volante, por lo que sólo versiones con clara vocación “sport” cuentan con diferenciales autoblocantes en el eje delantero.

¿Cómo se bloquea el diferencial?

Bien, aquí vamos a separarlos en dos grupos: los que lo hacen de forma mecánica y los que lo hacen empleando la electrónica.

Bloqueos mecánicos:

Existen varios tipos dentro de este grupo; los más frecuentes son los de disco, que se basan en la fricción. Se intercalan una serie de discos especiales en cada semieje, de forma que el rozamiento entre ellos arrastra siempre al semieje opuesto. Cuanto más apretados están, más fricción hay y más arrastran. Son muy efectivos y sencillos, pero tienen bastante desgaste si se abusa de ellos. Otros sistemas se basan en la fuerza centrífuga; comunmente se les llama  de “dados”. Básicamente, se trata de unos trinquetes que se expanden con la fuerza centrífuga y engranan en una corona que arrastra el otro semieje. Son muy bruscos y ruidosos y apenas se emplean.

Diferencial trasero con bloqueo regulable hidráulico, AUDI.4
En esta sección se ven los embragues de disco que mediante la presión hidráulica, bloquean más o menos el diferencial.

Luego están los diferenciales “Torsen”: la forma de sus engranes hace que trabajen de forma distinta al diferencial convencional. Son súper efectivos, pero muy caros y pesados.

Por último tenemos los diferenciales de tipo viscoso. El principio de funcionamiento es el mismo que el de discos: la fricción. El diferencial está bañado en una silicona especial que varía su viscosidad con la temperatura. Cuando hay mucha diferencia de giro entre una rueda y otra, la silicona se calienta y se expande, arrastrando al semi eje opuesto.

Bloqueos electrónicos:

En este caso, emplean los sensores del ABS y del ESP para decidir cómo debe repartir el diferencial la fuerza. Según convenga, la unidad de mando bloquea más o menos el diferencial gracias a unos embragues intercalados en el diferencial. Estos embragues se accionan normalmente con presión hidráulica.

Estos diferenciales precisan de una unidad electrónica que tome la decisión de cómo, cuándo y cuánto bloquearlos. Lo normal es que, ya que tenemos un ordenador que varía el reparto del diferencial, se puedan seleccionar varios programas de trabajo para adaptar el comportamiento del diferencial bien a los gustos del conductor, bien al tipo de superficie sobre el que circulemos. Son los diferenciales activos que se suelen encontrar en coches de tracción integral de altas prestaciones, como los Subaru Impreza o Mitsubishi EVO.

Actualmente, estos avances electrónicos están haciendo que proliferen unos diferenciales que, en lugar de quitar par a la rueda interior, lo que hacen es incrementar el de la rueda exterior, de forma que ayudan a girar el coche en la curva. Es, por ejemplo, el que emplea Porsche en el eje trasero de sus 911; se suelen llamar diferenciales vectoriales.

Rubén Fidalgo

90 Comentarios

Daniel Heredia 23 diciembre, 2015

Me podrias ayudar con información del aceite y viscosidad adecuada para utilizar en el diferencial. Es de un transporte de pasajeros. Muchas gracias

teresa espino 23 diciembre, 2015

soy asesor de ventas de autos, un cliente tiene un problema con su touareg 2016, se le va de lado, ya han checado una y otra vez la alineacion de las llantas, y sigue igual, tendra este problema algo que ver con los diferenciales? el problema lo presento desde el primer dia que se le entrego.

Rubén Fidalgo 27 diciembre, 2015

Hola Daniel, depende del modelo del coche, en el manual de usuario del vehículo pone las especificaciones recomendadas por el fabricante, que siempre son las más aconsejables. Un saludo.

Rubén Fidalgo 27 diciembre, 2015

Hola Teresa, ¿A qué te refieres con que se va de lado?¿el coche se atraviesa en las curvas o es que en línea recta tiende a irse hacia un lado? Si el coche tiende a irse a un lado en línea recta y los alineados son los correctos, comprobad que no haya ninguna pinza de freno bloqueada y las presiones de los neumáticos. Si el coche tiende a cruzarse en las curvas y las cotas son las correctas, comprobad el acelerómetro del ESP, puede uqe esté mal montado y el coche interprete que está girando cuando en realidad marcha correctamente. UN saludo y gracias por tu consulta.

nelson guerrero 11 enero, 2016

ante todo buenas tardes me gustraria que alguien me ayudara con esta pregunta vivo en Venezuela y quiero ponerle una bóveda o llamadas tapa pedales pero el que lo intala me comento que en mu Ford escape 2006 pasa un ducto pór el piso del conductor digamne si eso es asi o no

Rubén Fidalgo 12 enero, 2016

Hola Nelson, perdón por mi ignorancia pero desconozco a qué se refiere con bóveda o tapa pedales, imagino que es lo que en España conocemos como cubre cárter. Tampoco sé a qué se refiere con un ducto por el piso del conductor. La mejor manera es que usted eche un vistazo a los bajos del coche o que su mecánico le muestre cuál es el problema por el qeu no se puede instalar esa pieza. Muchas gracias por su consulta, lamento no haber podido ayudarle más.

robert duran 26 enero, 2016

buenas tarde soy un estudiante de la casa de estudi (IUTPC) COMO ES ESE SISTEMA DE CONTROL ELECTRICO DEL DIFERENCIAL

Rubén Fidalgo 29 enero, 2016

Hola Robert, si te refieres al diferencial de tipo vectorial, se trata de un diferencial en el cual se intercalan unos embragues multidisco a la salida hacia cada rueda del mismo eje. El sistema da más presión a unos embragues de una rueda o de la otra y en consecuencia, es capaz de enviar más para a esa rueda o a la otra en función de lo que le ordena la centralita electrónica. Un saludo y gracias por tu consulta.

Tito 17 febrero, 2016

Buen día, tengo un subaru impresa, al tomar las curvas a vaja velocidad se escucha un traqueteo y se siente que se frena, esto solo sucede cuando el auto esta caliente despues de mas de media hora de estar andando, cuando esta frío, su comportamiento es normal. Pienso que es el diferencial delantero que es donde se escucha y se siente.
Le agradezco en lo que me pueda guiar.

Rubén Fidalgo 18 febrero, 2016

Hola Tito, me temo que el problema está en el viscoso del diferencial central, que en caliente se agarra y queda bloqueado, lo que hace que las ruedas delanteras y traseras giren solidarias y esto fuerza las transmisiones, lo que te ha provocado un desgaste de las juntas homocinéticas de las ruedas delanteras, por eso oyes ese cla-cla-cla en ellas. Es muy importante que en ese coche montes las 4 ruedas iguales y con igualdad de desgaste, si hay mucha diferencia de desgaste entre las delanteras y las traseras se estropea el diferencial central. Echa un vistazo a este reportaje y entenderás mejor el problema que te describo: http://www.autocasion.com/actualidad/reportajes/99274/como-funciona-la-traccion-total/

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