Si alguna vez te has preguntado qué es eso del diferencial autoblocante y por qué los suelen montar coches de corte deportivo, has llegado al lugar adecuado. En este reportaje, te contamos cómo funciona, para qué sirve y qué tipo de diferenciales autoblocantes existen. ¡No te pierdas el vídeo!
El diferencial autoblocante tiene la función de 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. En este reportaje, te contamos en detalle cómo funciona y para qué sirve este sistema que encontramos habitualmente en coches de corte deportivo como Ford Fiesta ST, Toyota GR Yaris o Mercedes AMG GTC Roadster.
Todos los coches necesitan llevar un diferencial en el eje motriz para permitir que pueda trazar una curva. Es un elemento mecánico muy ingenioso que funciona muy bien, pero que, en determinadas situaciones, sería mejor no tenerlo. Para esas situaciones es para lo que se diseñan los diferenciales autoblocantes o los bloqueables.
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 (cada uno va a una rueda del 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 bloqueándolos según convenga.
Para entender el mecanismo en sí mismo, la forma más eficaz es que lo veáis en funcionamiento en este vídeo:
Vídeo: cómo funciona el diferencial
Para qué sirve 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.
Tal vez te interese: vídeo prueba Renault Alpine A110
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.
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.
Tal vez te interese: vídeo prueba Jeep Wrangler Rubicon
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.
Comentarios
Escribir comentario
Escribo desde México, sobre frenar o retener el motor, pregunto lo siguiente: Sobre el descenso en un Ford Figo 2016 de 1.5 de volumen de motor y transmisión automática con palanca de corredera P, R, N, D y S. Noté la diferencia con un una explorer 2010 de un volumen de 4.0 también de transmisión automática descendiendo pendientes pronunciadas y prolongadas con palanca de corredera P, R, N, D, 3, 2, 1, que en la explorer colocaba la palanca en 2 o en 1, y la camioneta comenzaba a descender llegando a un límite máximo de r.p.m., y por consiguiente a un límite máximo de velocidad, que en el caso era de 40 y de 20 km/h respectivamente. No tenía necesidad de usar el pedal de freno. Pero en el Figo al usar el modo "S" y comenzar un descenso el motor se revoluciona, aumenta la velocidad y pasa de 1a a 2a, y puede seguir revolucionando y cambiar a 3a. Pero si cuando pasa a 2a oprimo el botón y selecciono bajar a la 1a, acepta el cambio, pero al seguir descendiendo sigue revolucionando (no sé cuanto sea el límite al que podría llegar, porque la velocidad es demasiado peligrosa y uso el freno), ha llegado casi a las 4,000 r.p.m. con 40 km/h, en resumen en la explorer elegir solo avanzar en primera marcha limita las revoluciones del motor y con ello la velocidad de giro de las ruedas pero en el auto chico no. Entonces, noté la diferencia entre la explorer y el Figo, será por lo siguiente: ¿Es porque el motor de la explorer soportaba bien por si el 100% del frenado? ¿Y el Figo no soporta el frenado solo con el motor y debe repartirse entre el motor y el freno de pedal? En este caso ¿hasta cuanto puedo dejar revolucionar el Figo durante un descenso usando modo "S" y seleccionando y manteniendo solo la 1a marcha? En este modo ¿el freno de pedal hay que utilizarlo para mantener las revoluciones del motor en un rango donde la caja no cambie a la marcha superior? ¿Es la cilindrada del motor la que no ayuda a retener? O, ¿cuál es la técnica para descender usando freno de motor con el ford Figo, si es que es posible? slp2414821@hotmail.com Gracias.
Hola, como ya le comenté, hay dos diferencias entre ambos coches que son determinantes: 1.- La caja de cambios del Explorer bloquea la marcha fijada, de modo que no pasa a la superior en ningún caso, mientras que la del Figo, al acercarse el motor a su régimen máximo pasa automáticamente a la siguiente marcha. 2.- La compresión del motor del explorer es mayor y su capacidad de retención también, de modo que la inclinación de la pendiente no es capaz de vencer la resistencia de giro del motor tanto como en el Figo, de menor cilindrada. Si la pendiente es tan pronunciada como para que el motor no sea capaz de mantener una velocidad sin embalarse tendrá que apoyarse en los frenos.
Hola otra vez Rubén... Una ultima pregunta con respecto a mi tema. Coincido contigo en descompensar el coche lo menos posible, entonces que sucedería o que riesgo tendría, si dejo el coche como lo tengo actualmente, es decir seguir usándolo con el "cardán" desmontado pero conservando en su posición el resto del sistema aunque esté desactivado, según el mecánico si se queda así existe el riesgo de que en un momento dado el eje trasero se pudiera enganchar o bloquear y no permitir la rotación de las llantas, sería esto posible. Saludos y una vez mas gracias.
De acuerdo Rubén... Gracias por el comentario, lo tomaré en cuenta para mi decisión final. Saludos.
Hola Rubén, he leído algunos de tus comentarios y es impresionante lo que sabes del tema y tu disposición para orientar a quién lo necesita, enhorabuena por eso. Tengo una Honda CRV 4WD 2008, ya hace tiempo tiene una vibración bastante fuerte al girar el volante ya sea a la derecha o la izquerda, esto sucede en vueltas muy cerradas o al estacionarme. Lo he llevado a donde el mecánico y me dice que es una falla en el diferencial del 4x4, me propone reemplazarlo por uno nuevo que es muy costoso o desactivar el sistema 4WD, yo solo uso la camioneta en ciudad por lo cual el sistema 4x4 no me es indispensable, para empezar le retiró el "cardán" del sistema y el sonido y vibración desapareció por completo. El mecánico me dice que si se deshabilita el sistema hay que retirar y desmontar el sistema completo. Mi duda y preocupación es que riesgo de manejo tengo al desactivar el sistema 4WD y cual es tu recomendación en este caso. De antemano gracias por el tiempo y la atención.
Hola Jaime, gracias por tus palabras, animan a seguir así. En cuanto a tu problema, yo intentaría buscar un grupo central usado que esté en buen estado. Eliminar el 4WD requiere dejar algo deseguilibrado el coche, ya que lo correcto sería cambiar incluso el eje trasero por el de una versión de tracción delantera en vez de 4WD. Si no queda más remedio que eliminarlo, se elimina, pero no es la solución ideal. Un saludo.
de que depende que el diferencial torsendeje girar las rueda a velocidades diferentes en una curva o que se bloquee cuando empiece a patinar
De la diferencia en la velocidad de giro en una rueda o en otra. En una curva, por muy cerrada que sea, la diferencia de giro no es tanta como cuando una empieza a patinar. Cuando los piñones del Torsen tienen que girar a velocidades relativas muy distintas actúa como un bloqueo.