El diferencial es una parte integral de todos los automóviles de cuatro ruedas. Las ruedas reciben potencia del motor a través de un eje de transmisión, y la función principal del diferencial es permitir que estas ruedas giren a diferentes revoluciones por minuto mientras reciben potencia del motor. Consideremos estas ruedas que están negociando una curva. Claramente, la rueda izquierda debe recorrer una mayor distancia que la rueda derecha, lo que significa que la rueda izquierda debe girar a una velocidad más alta.
Si estas ruedas estuvieran conectadas utilizando un eje sólido, como se muestra, las ruedas deberían deslizarse para realizar la curva. Aquí es donde entra en juego un diferencial. El ingenioso mecanismo de un diferencial permite que las ruedas izquierda y derecha giren a diferentes RPM mientras transfieren potencia a ambas ruedas.
Mecanismo del diferencial
Paso a paso, aprenderemos cómo un diferencial logra este objetivo utilizando su configuración más simple. La potencia del motor se transfiere a la corona dentada a través de una rueda de piñón. La corona dentada está conectada a una rueda central que es el corazón del diferencial. Esta rueda central puede girar de dos maneras diferentes: a lo largo de la corona dentada y en su propio eje. La rueda central está en engranaje con dos ruedas laterales, por lo que la potencia del motor fluye desde el piñón hasta las ruedas izquierda y derecha, como se muestra en el diagrama.
Funcionamiento del diferencial en diferentes situaciones
Veamos diferentes casos. Cuando el vehículo se mueve en línea recta, la rueda central gira junto con la corona dentada, pero no gira en su propio eje. La rueda central empujará y hará que ambas ruedas laterales giren a la misma velocidad. Cuando el vehículo toma una curva hacia la derecha, la rueda central juega un papel fundamental. Junto con la rotación de la corona dentada, la rueda central gira en su propio eje para cumplir con las demandas de las ruedas derecha e izquierda, que giran a diferentes velocidades. La rueda central tiene una rotación combinada. El efecto de esta rotación combinada en la rueda lateral es interesante. Cuando se acoplan correctamente, la rueda lateral debe tener la misma velocidad periférica que la rueda central. En el lado izquierdo de la rueda central, la velocidad periférica es la suma de la velocidad de giro y la velocidad rotacional. Sin embargo, en el lado derecho, es la diferencia entre las dos velocidades. La rueda lateral izquierda tendrá una velocidad más alta en comparación con la rueda lateral derecha, de esta manera el diferencial logra hacer girar las ruedas izquierda y derecha a diferentes velocidades.
Diferenciales de deslizamiento limitado
Cuando el vehículo toma una curva hacia la izquierda, la rueda central girará en dirección opuesta para soportar la carga. Además, a menudo se agrega otro diferencial de tipo rueda central para vehículos de carga pesada. Además de permitir que las ruedas giren a diferentes RPM, el diferencial tiene otras dos funciones. La primera de estas funciones alternativas es la reducción de velocidad en el conjunto de engranajes del piñón y la corona dentada, lo que resultará en una multiplicación de torque. La otra función es cambiar la dirección del flujo de potencia en 90 grados. Hasta ahora, el diferencial que hemos analizado se conoce como un diferencial abierto o estándar. Es capaz de hacer girar las ruedas a diferentes RPM, pero tiene una gran desventaja. Consideremos una situación en la que una rueda del vehículo está en una superficie con buen agarre y otra rueda está en una pista resbaladiza. En este caso, un diferencial estándar enviará la mayor parte de la potencia a la rueda resbaladiza, lo que impide que el vehículo se mueva. Para solucionar este problema, se introdujeron los diferenciales de deslizamiento limitado. Aprenderemos más sobre ellos en un video separado.
