Tutorial Diferenciales Como funcionan

Abro este post donde recopilare informacion sobre los diferentes tipos de diferenciales y su funcionamiento.

Empezamos con los DIFERENCIALES NORMALES.

Podeis saltar hasta el minuto 3:14



El mecanismo diferencial tiene por objeto permitir que cuando el vehiculo da una curva sus ruedas propulsoras puedan describir sus respectivas trayectorias sin patinar sobre el suelo.
La necesidad de este dispositivo se explica por el hecho de que al dar una curva el coche, las ruedas interiores a la misma recorren un espacio menor que las situadas en el lado exterior, puesto que las primeras describen una circunferencia de menor radio que las segundas.

El diferencial reparte el esfuerzo de giro de la transmision entre los semiejes de cada rueda, actuando como un mecanismo de balanza; es decir, haciendo repercutir sobre una de las dos ruedas el par, o bien las vueltas o angulos de giro que pierda la otra. Esta caracteristica de funcionamiento supone la solucion para el adecuado reparto del par motor entre ambas ruedas motrices cuando el vehiculo describe una curva, pero a la vez se manifiesta como un serio inconveniente cuando una de las dos ruedas pierde su adherencia con el suelo total o parcialmente deslizante.

En estas circunstancias, cuando por ejemplo una de las dos ruedas del eje motriz rueda momentáneamente sobre una superficie deslizante (hielo, barro, etc), o bien se levanta en el aire (a consecuencia de un bache o durante el trazado de una curva a alta velocidad), la caracteristica de balanza del diferencial da a lugar que el par motor se concentre en la rueda cuya adherencia se ha reducido.
Esta rueda tiende a embalarse, absorbiendo todo el par, mientras que la opuesta permanece inmovil, lo que se traduce en perdida de traccion del coche.
El diferencial autoblocante tiene como objetivo resolver este importante problema de perdida de traccion

En la actualidad los diferenciales autoblocantes han sido desplazados por los Controles de traccion electronicos (TCS, ASC+T, ASR, EDS, los cuales detectan con los captadores de ABS la rueda que patina, frenando la misma y mandando el exceso de par a la otra rueda, de igual forma que haria un diferencial autoblocante.

El control de tracción reduce la potencia del motor si el efecto de frenar una rueda no es suficiente, para reducir el par que recibe y canalizarlo adecuadamente de esta forma a la rueda adecuada. De este modo la extensión del uso del ABS/EDS a sustituido los diferenciales autoblocantes.

Solo vehiculos de altas prestaciones y racing siguen montando diferenciales autoblocantes, ya que se descarga el trabajo de los frenos, e incluso aumenta la capacidad de transmision de potencia, pero encareciendo el montaje.

Por ejemplo el diferencial Torsen se combina muy bien con lo controles de traccion electronicos, ademas de descargar de trabajo a estos como hemos dicho antes, consigue la maxima transferencia del par a las ruedas sin que lleguen a deslizarse, consiguiendo aceleraciones muy rapidas y progresivas.



Diferenciales AUTOBLOCANTES


El diferencial autoblocante limita la posibilidad de que una rueda gire libre respecto a la otra , según un tarado fijo predeterminado; es decir, solo se anula parte del efecto diferencial.

A su vez, pueden ser de varios tipos pero como nos centraremos en el mundo del RC, solo detallaremos el funcionamiento del Sistema Torsen.

El diferencial torsen es un tipo de diferencial autoblocante. Fue inventado por Vernon Gleasman y fabricado por el Gleason Corporation. Torsen es una contraccion del ingles torque sensitive.

El torsen es el único capaz de repartir la fuerza de forma independiente a la velocidad de giro de los semiejes. Funciona mediante la combinacion de tres pares de ruedas helicoidales que engranan a traves de dientes rectos situados en sus extremos (engranajes de concatenacion). La retencion o el aumento de la friccion se produce porque las ruedas helicoidales actuan como un mecanismo de tornillo sin fin: el punto de contacto entre los dientes se desplaza sobre una linea recta a lo largo del propio diente, lo que significa la union del movimiento de giro de las ruedas con el movimiento de deslizamiento que supone friccion. El tarado o grado de resistencia se determina precisamente por el angulo de la helice de estas ruedas helicoidales.

Lo mas interesante del torsen es que puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en funcion de la resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior en una curva gire menos que la exterior, aunque esta ultima reciba menos par.

En cualquier diferencial autoblocante, ya sea convencional o viscoso, el reparto de fuerza entre los dos semiejes se realiza siempre de forma proporcional a su velocidad de giro, sin embargo el diferencial Torsen puede repartir la fuerza del motor a cada semieje en funcion de la resistencia que oponga cada rueda al giro, pero al mismo tiempo permite que la rueda interior en una curva gire menos que la exterior, aunque esta ultima reciba menos par.

Funcionamiento:​


Basa su funcionamiento en la combinación de una serie de engranajes convencionales y helicoidales. En concreto, se utilizan tres pares de ruedas helicoidales que engranan a traves de dientes rectos situados en sus extremos. La retencion o el aumento de la fricción se produce porque las ruedas helicoidales funcionan como un mecanismo de tornillo sinfín: el punto de contacto entre los dientes se desplaza sobre una linea recta a lo largo del propio diente, lo que supone unir al movimiento de giro de las ruedas un movimiento de deslizamiento que supone fricción. El tarado o grado de resistencia se determina precisamente por el angulo de la helice de estas ruedas helicoidales.

Si lo comparamos con un diferencial convencional, en un Torsen se sustituyen los satelites 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 satelites giran sobre sus ejes acelerandose uno y frenandose otro para permitir la diferente velocidad de cada rueda. Si se genera el deslizamiento de una rueda los satelites helicoidales no pueden hacer girar mas rapido al planetario, dada la disposicion de tornillo sin fin. Como los satelites forman parejas , la reaccion 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 angulo de la helice helicoidal.

Esto nos permite, disponer siempre del maximo 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 traccion en ninguna rueda, mientras hay capacidad de transmitir, lo que favorece las aceleraciones y evita derivas que tengan que ser controladas.

Los diferenciales traseros autoblocantes tipo Torsen y similares no solo actuan en aceleracion sino que tambien lo hacen en retencion. En este caso ocurre lo mismo que en aceleracion, el diferencial aporta mas par de frenado (de retencion) a la rueda izquierda o derecha dependiendo de cual tenga mas agarre. Es una caracteristica inherente al diferencial Torsen. Por cierto decir que estos diferenciales se ajustan de forma que cuando el reparto de par a uno u otro lado llega a un cierto limite el diferencial se bloquea por completo... y dicho porcentaje de bloqueo (lo que habitualmente se denomina "tarado" del diferencial) suele ser distinto para aceleración y para retención.

Hay varias versiones de diferenciales Torsen, su constitución interna cambia según el modelo.

En la figura inferior se ve la utilizacion de un diferencial Torsen como central y su situacion en el conjunto de la transmision. La marca Audi ha utilizado en sus modelos Quattro (traccion a las 4 ruedas) el diferencial Torsen como central y tambien en el eje trasero.

Tambien el allroad quattro dispone de un diferencial intermedio Torsen (reparto basico 50/50), que puede repartir las fuerzas entre los ejes delantero y trasero, en funcion de las condiciones dadas, a razon del factor 3-4 hacia las ruedas del eje que tienen la mayor adherencia momentanea.

Con el cambio automatico de 5 relaciones tambien se combina un diferencial Torsen, cuyo funcionamiento equivale al Torsen de las versiones con cambio manual, pero su diseño es diferente.En virtud de que las ruedas para sin fin cilindrico van posicionadas paralelamente a los arboles primario y secundario, se le da el nombre de Torsen de ejes paralelos, abreviado en ingles PAT.

Ventajas de la utilizacion del diferencial Torsen:

* Altos niveles de confort, porque el efecto blocante del diferencial Torsen se genera de forma netamente mecanica, hallandose continuamente en ataque y reaccionando sin escalonamientos.
* Se mantiene siempre la direccionabilidad del vehiculo.
* Siempre que los pares de friccion de las ruedas sean suficientes, el diferencial Torsen trabaja de modo completamente imperceptible.
* No puede haber manejos equivocados, porque el diferencial Torsen trabaja de forma automatica.
* El diferencial Torsen funciona ampliamente exento de desgaste.

Con el diferencial Torsen, combinado con la funcion del bloqueo diferencial electronico EDS en todas las ruedas, que funciona hasta los 80 km/h, el allroad quattro se mantiene traccionable si solo una rueda sigue teniendo agarre.

View: https://www.youtube.com/watch?v=cpz__xaj_L8


En este video podéis ver el funcionamiento de un diferencial Torsen.
View: https://www.youtube.com/watch?v=JEiSTzK-A2A



en este video podeis ver lo que audi ha conseguido con estos diferenciales. ;D
View: https://www.youtube.com/watch?v=6T48A9o3TdQ


en este otro podeis ver el Alfa Romeo Q2 equipado con un diferencial Torsen, mostrando las diferencias de trazada respecto al mismo modelo con diferenciales normales.

Venga espero que os sea util.


Informacion extraida de:
www.es.Wikipedia.org
www.Mecanicavirtual.org
 
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Julicmen

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holaa tengo un inferno mp 7.5 y se ha roto el dif delantero... he pensado en transformarlo a 4 satelites. Que me aconsejais???
 

baronrojo

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es lo ke hay ke hacer a ese coche, ponerle los 4 satelites en los 3 differenciales

salu2
 

salvalentino

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la explicacion sobre el funcionamiento de los diferenciales,expuesta por nuestro compañero esta para quitarse el sombrero..pero
podria explicar alguien que efecto tiene el subir de densidad las siliconas en cada uno de los diferenciales de nuestros pequeños,los pros y las contras,los efectos a la hora de tomar curbas etc,,,,,venga animaros los EXPERTOS del foro y todos aprendenmos
saludos foreros
 

cucoo

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la verdad tiene razon el compañero,poner ejemplos de siliconas para cada diff delantero/central/trasero y sus respectivos coches k va a juego con las densidades que aconsejeis, saludos,si me podeis aconsejar unas densidades,de uso en tieraa y en asfalto para mi kyosho inferno motor de fabrica gx21,pendiente completar diferenciales,,se que no es1 gran cohes y mucho menos 1 gran motor,pero es lo que hay i hay que darle gerra,saludoss!!
 

ras1/8ttgas

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bien explicado baron hay que recordar que alomejor para gente que esta empezamdo pues se pone mas nervioso y menos manejable por lo demas todo son ventajas
 

MECA

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que tipo de densidades me podeis recomendar para un inferno 7.5 con 4 satelites... gracias por adelantado
 

ELFO

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Bueno yo lo que me trae de cabeza es que no se la diferencia entre un diferencial thorsen y un spider. Me gustaria saber tambien las ventajas de uno y de otro, asi como su utilizacion (delante, central o trasero)
 

SoloTT

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Normalmente en TT si se monta torsen se monta en el eje delantero.


Los spiders pueden montarse en los tres ejes, aunque lo más normal seria central o central y delantero, ya que el eje trasero se acostumbra a llevar bastante libre para evitar que "patine" en exceso.

Simplificando:

El spider es un diferencial normal pero con 6 satélites, lo que lo hace más "duro" que uno normal con la misma viscosidad de silicona. Comportamiento muy similar al diff normal.

El torsen es un diferencial autoblocante, se usa sin silicona, por lo que no puedes variar su comportamiento. Estos diferenciales actúan tanto al acelerar pasando más par a la rueda con más agarre, como al frenar, consiguiendo mejor entrada en curva.
 

ELFO

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entonces una combinacion aceptable seria: del/torsen,central/spider
o: del/spider,central/spider
Y en el eje trasero un diferencial normal?
 

invitados2

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ELFO dijo:
entonces una combinacion aceptable seria: del/torsen,central/spider
o: del/spider,central/spider
Y en el eje trasero un diferencial normal?
claro uno normal para atras ,asi el eje de atrras no se bloquea ,y puedes jugar con su comportamiento
 

david1

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Porque hay que poner aceites de silicona y no aceites industriales
 

david1

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Cada cuanto hay que cambiar el aceite de los diferenciales
 

2brucelee

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Una pregunta que no se si viene al caso, las coronas de los digerenciales delantero y trasero deben ser iguales???? Mismos dientes quiero decir...

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SoloTT

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Añando este video al post inicial. Muy interesante y aclarador para comprender para que sirven y como funcionan los diferenciales.

Saltad al minuto 3:14

 
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