Puente Trasero y Diferencial

 

Es el conjunto de mecanismos que se encarga de transmitir el giro de la caja de velocidades a las ruedas traseras, suele estar constituido por una cadena de elementos: diferencial, trompetas y semiejes o palieres.

  C oncept oncepto o y F unci unciona onamie mient nto o 

El diferencial es un elemento mecánico encargado de trasladar la rotación producida por el motor hacia las ruedas encargadas de la tracción, es decir, permite que las llantas de la derecha y de la izquierda giren a velocidades distintas, según la curva que esté tomando el coche, esto significa que cuando un coche toma una curva hacia la derecha, la rueda de este lado gira un recorrido más corto con respecto a la rueda izquierda, y lo mismo sucede en el caso contrario. Es bueno que recordemos un poco los tiempos pasados porque antiguamente las ruedas de los coches estaban montadas de manera fija sobre el eje, lo cual causaba que una de las dos ruedas se forzara más de lo debido generando desestabilización en el coche, de tal manera que el diferencial hace el trabajo que conlleva su nombre, hace la diferencia mejorando la conducción del vehículo.

P artes de dell D iferenci iferencia al  .- De entrada vamos a comenzar con el Carter o Carcasa, este se alinea a todo el mecanismo compuesto por una parte central en donde se encuentra ubicada ubicada la corona. .- El Piñón de Ataque el cual toma el giro del eje de salida de la caja llevándolo a la corona. .- La Corona, esta toma el giro del piñón de ataque llevándolo en una dirección correcta para así rotar las ruedas motrices. .- Caja de satélites, esta caja está unida a la corona y en ella hay unos engranajes. .- Núcleo, aquí están cuatro satélites o piñones los cuales están engranados a dos ruedas cónicas que se le denominan planetarios.

.- Palieres, estos unen el giro del diferencial a través de los piñones en conjunto con la rueda. .- Bloque del diferencial, es un sistema que soluciona los problemas causados por la pérdida de tracción en condiciones difíciles. .- Cubo, estos son muy frecuentes en los coches ligeros, y son necesarios para desacoplar y acoplar los palieres con diferencial delantero. Los cubos son muy importantes debido a que conecta o desconecta la doble tracción partiendo del comando interior del automóvil.

 

Empezaremos por decir que este componente se encuentra conformado por 6 engranajes, los mismos que, por su ubicación y funcionamiento, se subdividen en:    

       

Piñón de ataque: Transmite el movimiento del motor a la corona. Corona: Gira libre sobre uno de los semiejes de la rueda. Planetarios: Transmiten el movimiento a los semiejes de la rueda. Satélites: Al estar unidos a la corona, transmiten el movimiento a los planetarios.

Tipos de Di Dife ferencia renciall 

Esto es importante destacar porque así como hay muchas marcas y modelos de autos obviamente también los componentes que estos llevan consigo también son diferentes, adaptándose cada cual a su marca y modelo. Los tipos de Diferenciales son los siguientes: .- Autoblocantes: Este sistema es el más usado, sim embargo los sistemas electrónicos están a punto de terminar de reemplazar este sistema ya que los electrónicos realizan el trabajo a través de sensores. .- Diferencial de deslizamiento limitado: Este diferencial esta subdivido en dos tipos los cuales son: A) Autoblocante mecánico: Son usados en vehículos v ehículos de viajes largos que normalmente son de tracción trasera y estos usan una serie s erie de discos de fricción, distribuyendo la potencia en todas las ruedas de forma coherente. B) Autoblocante por discos de fricción: Tiene discos independientes que se cruzan entre ellos y es el más común entre los autoblocantes mecánicos.

 

.- Diferencial viscoso o Ferguson: Son los que llevan una carcasa en el árbol de transmisión el cual cubre los discos intercalados entre sí, y también se encuentran incorporados incorporados en la caja de cambios. .- Diferencial Torsen: Este nombre viene de la denominación en ingles Torque Sensitive y es sensible al par, de tal manera que su funcionamiento es más completo y eficiente porque trabaja dependiendo depend iendo la velocidad a la que este circulando en la curva. El reparto entre las ruedas es mucho más representativo según las condiciones en las que se esté conduciendo. Para ser un poco más específico del funcionamiento de este diferencial destacamos que se va accionando por tres pares de ruedas helicoidales, estas funcionan como un mecanismo de tornillo sin fin. .- Diferencial de deslizamientos controlados: Son simplemente embragues embragues multidisco y su trabajo es con un paquete de discos conductores presionados por un sistema hidráulico. Este diferencial también es llamado como sistema Haldex y cumple la misma función que los diferenciales viscosos, pero parecido al sistema del funcionamiento de un embrague o acopladores multidisco.

 

Hablando un poco sobre el eje motriz con diferencial podemos decir que consta de engranajes en forma de "U" en el eje, y la transmisión del motor hace girar la rueda grande, la cual hace girar a los engranajes más pequeños. Por otro lado los coches de tracción delantera traen el diferencial integrado en la estructura de la transmisión, y los l os vehículos de tracción trasera usan el eje de transmisión, el cual sé que el motor y el eje trasero se s e comuniquen. En cuanto al diferencial en los vehículos de tracción en las cuatro ruedas en honor a la verdad se necesitan tres diferenciales, ya que ambos ejes son motrices y las ruedas directrices crean una circunferencia de radio mayor que las no directrices.

 

  Interesante documento donde podemos conocer a fondo algunos de los sistemas de transmisión existentes, los distintos tipos de engranajes y sistemas, puente trasero, diferencial, junta homocinética homocinética así como las verificaciones a realizar en el mantenim mantenimiento iento de estos elementos de transmisión del movimiento en el vehículo.

TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO A LAS RUEDAS. PUENTE TRASERO Y DIFERENCIAL.  

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1. Explica la constitución y características de los diversos sistemas de transmisión. 2. Describe la función del acoplamien acoplamiento to deslizante de la transmisión. 3. Cita las ventajas e inconvenientes de las juntas cardan. 4. ¿Qué es una junta homocinética? 5. Describe la misión del par cónico.

 

 

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6. Explica las diferencias que existen en la estructura de un puente trasero rígido y otro  para suspensión suspensión independiente independiente de las las ruedas. 7. ¿Qué es un engranaje hipoide? 8. Explica la necesidad del diferencial. 9. Describe la constitució constituciónn y funcionam funcionamiento iento del diferencial. 10. Describe los diferentes tipos de juntas homocinéticas homocinéticas utilizados en los automóv automóviles. iles. 11. Enumera las verificaciones que deben realizarse en el puente trasero. 12. Explica el proceso de reglaje del conjunto piñón-corona.

1. Explica la constitución y características de los diversos sistemas de transmisión. Dependiendo de la ubicación del grupo motopropulsor en el vehículo, los sistemas de transmisión del movimiento a las ruedas son diferentes. Encontrándonos con dos grupos: Vehículos con motor y tracción delanteros, delanteros, o con motor y propulsión traseros, en donde el secundario de la caja de velocidades termina en un piñón cónico, que da movimiento a una corona, que a su vez lo transmite directamente a las ruedas por medio de sendos ejes de transmisión, emplazados emplazados transversalmente en el vehículo. En los vehículos con motor delantero y propulsión trasera, el movimiento se transmite desde la caja de velocidades al par cónico de reducción (emplazado en el puente trasero) por mediación de un eje hueco llamado árbol de transmisión, que esta emplazado en sentido longitudinal al vehículo. Este sistema de transmisión esta constituido por: una caja de velocidades, árbol de transmisión y puente trasero. El movimiento procedente de la caja de velocidades es cambiado de sentido en 90° y es reducido al mismo tiempo en el par cónico emplazado en el puente trasero. En su extremo posterior, el árbol de transmisión termina termina en la junta cardan que transmite el movimiento al eje de entrada del puente trasero. De este último lo toman las ruedas por medio de palieres que pasan por el interior de los tubos. Esta disposición es la considerada como convencional y fue de muy utilizada unos última años, en que fue sustituida casi por completo en los vehículos turismo, porhasta un hace sistema de tracción delantera.

2. Describe la función del acoplamiento deslizante de la transmisión. Debido al movimiento vertical del puente trasero, el cual altera constantemente la longitud del árbol de transmisió transmisión, n, se hace necesaria la posibilidad de aumentar o disminuir esta est a longitud, adaptándola a la requerida en cada caso en función de los movimientos del puente trasero. Esto se consigue con un acoplamiento deslizante, que se coloca del lado de la salida de la caja de velocidades, como se muestra en (3) y en (9) de la figura. figu ra. En el caso de árbol  partido, se dispone dispone además además de un cojinete cojinete (10) en el el extremo posterior posterior del árbol árbol intermedio. intermedio.

 

La siguiente imágen muestra un árbol de transmisión cuyo acoplamiento deslizante (9)  permite las variaciones de longitud. Este dispositivo dispositivo esta formado formado por un manguito manguito estriado estriado interiormente interiorme nte con el que ensambla la punta estriada del árbol de transmisión (5). El manguito (9) se une en este caso al eje (1) de salida de la caja de cambios por medio de la  junta elástica elástica (2), fijada en (3) y en (7) (7) al eje de salida salida y al manguito manguito deslizante, deslizante, respectivamente. En su extremo posterior, el árbol de transmisión termina en la junta cardan (10) que transmite el movimiento al eje de entrada (13) del puente trasero.

3. Cita las ventajas e inconvenientes de las juntas cardan. Ventajas:  La principal ventaja de la junta cardan es la de poder transmitir elevados esfuerzos de rotación. Inconvenientes:  El principal inconveniente, es que cuando los ejes unidos por la junta giran desalienados, el de salida se adelanta y retrasa periódicamente respecto al de entrada, en función de la disposición que ocupan entre sí. Como consecuencia de ello, los engranajes de la caja de cambios y el puente trasero quedan sometidos a variaciones variaciones de su velocidad angular angular y, por lo tanto, a esfuerzos alternos que aumentan su fatiga. Cuanto mayor sea el ángulo formado por los ejes unidos a la junta, mayor es la fluctuación de la velocidad angular del eje de salida,  por cuya causa causa las juntas cardan sólo son son utilizables para desviaciones desviaciones angulares máximas máximas de 15°.

4. ¿Qué es una junta homocinética? Para compensar las variaciones periódicas de la velocidad angular debidas a la presencia de la junta cardan, se disponen dos de éstas, una a cada extremo del árbol de transmisión, de manera que sean compensados los adelantos y retrasos del árbol conducido en la segunda  junta cardan. cardan. El acoplamiento de estas dos juntas cardan se denomina acoplamiento homocinético o junta homocinética.

 

5. Describe la misión del par cónico. El giro del motor, que llega al puente trasero por medio del árbol de transmisión, tiene que aplicarse a las ruedas que están situadas en un eje perpendicular al del árbol de transmisión,  por lo que ha ha de cambiarse cambiarse el giro en en un ángulo ángulo de 90°, lo cual cual se consigue consigue por medio medio del  par cónico formado formado por el piñón cónico cónico y la corona. corona. El piñón piñón cónico o piñón piñón de ataque ataque recibe el movimiento del árbol de transmisión y lo comunica a la corona, que por mediación del mecanismo diferencial, diferencial, lo pasa a los palieres y a las ruedas.

6. Explica las diferencias que existen en la estructura de un puente trasero rígido y otro para suspensión independiente de las ruedas. En la siguiente imágen se muestra el despiece de un puente trasero de tipo convencional (rígido), en el cual los palieres o semiejes (9) quedan alojados en las trompetas (6), apoyándose por su extremo interior en el conjunto diferencial (5), del cual recibe el movimiento,, mientras que por el extremo exterior se apoyan en la trompeta por medio del movimiento rodamiento (8). A la caja del diferencial (5) se fija la corona (4), que recibe movimiento del  piñón de ataque ataque alojado en la carcasa carcasa del diferencial, diferencial, apoyado apoyado sobre sobre ella por medio medio de los cojinetes (1) (3), y (7).alojado

 

  En otros casos, como el representado en la siguiente imágen, los palieres van al descubierto y enlazan con las ruedas por interposición de juntas universales, que permiten los desplazamientos desplazami entos de las ruedas con respecto al puente en la marcha del vehículo, ya que el  puente está fijado al chasis chasis en estos casos casos (suspensión (suspensión independiente independiente de las ruedas ruedas traseras). traseras).

7. ¿Qué es un engranaje hipoide?

 

Tanto el piñón cónico como la corona disponen de un dentado helicoidal, atacando el  primero a la segunda un un poco por debajo debajo de su centro. centro. Esta disposición disposición recibe recibe el nombre nombre de engranaje hipoide. Y presenta la ventaja de que resulta más adecuada a las carrocerías de  piso bajo que que se utilizan en los vehículos vehículos actuales, actuales, ganando en estabilidad estabilidad del mismo. mismo. Por otra parte, con esta disposición existe un mayor nº de dientes de piñón en contacto con la corona aumentando su diámetro con respecto a ella, lo que supone una mayor robustez.

8. Explica la necesidad del diferencial.

Debido a que esta constatado que las ruedas de un automóvil, ante una trayectoria curva, realizan diferentes trazados, lo cual implica que la rueda interior hace un recorrido menor que la rueda exterior, lo cual provocaría (si estuvieran unidas directamente a la corona del  par cónico) el arrastre o patinado de de una de las ruedas. Debido a esto, es necesario montar un mecanismo que permita el giro de las dos ruedas motrices a distintas velocidades, al mismo tiempo que transmite a las mismas el esfuerzo motriz. Esto se consigue con la implantación de un mecanismo diferencial, que en las curvas  permite dar un mayor nº de vueltas a la rueda exterior exterior y disminuye disminuye las de la la interior, ajustando el giro de cada rueda al recorrido que efectúa.

9. Describe la constitución y funcionamiento del diferencial. Esta constituido por la corona (2), que se une a la caja del diferencial por mediación de tornillos como el (1), y en su interior se aloja el mecanismo diferencial, formado formado por los satélites (7, en nº de dos generalm generalmente) ente) y los planetarios (4) y (9). Los satélites se montan sobre el eje (6) que va alojado en la carcasa (3), de manera que puedan girar libremente en él; pero son volteados por la caja (3) cuando gira la corona (2). Engranados con los satélites se montan los planetarios, cuyos ejes de giro se alojan en la corona y caja del diferencial respectivamente, respectivamente, pudiendo girar libremente en ellos con interposiciónn de casquillos de fricción. A los ejes de los planetarios se unen a su vez los interposició  palieres, que transmitirá transmitiránn el movimiento movimiento a las ruedas. ruedas.

 

El conjunto queda ensamblado como muestra el detalle de la figura, apoyado en la carcasa del puente trasero por interposición de cojinetes de rodillos troncocónicos, troncocónicos, situados en ambos lados de la corona y caja de diferencial respectivamente. respectivamente.

Constituido así el mecanismo, cuando la corona empieza a girar impulsada por el piñón de ataque, arrastra con ella a la caja del diferencial (B), que en su giro voltea a los satélites (C) y (D) que, actuado como cuñas, arrastran a su vez a los planetarios (E) y (F), los cuales transmiten el movimiento a las ruedas haciéndolas girar en el mismo sentido y con igual velocidad mientras el vehículo marche en línea recta; pero cuando toma una curva, la rueda interior ofrece más resistencia al giro que la exterior (al tener que recorrer distancias desiguales) y, por ello, los satélites (C) y (D) rodarán un poco sobre uno de los planetarios (el correspondiente correspondiente a la rueda interior) multiplicando multiplicando el giro en el otro (el de la rueda exterior). De esta manera, lo que pierde en giro una rueda lo gana la otra, ajustándose automáticamente automáticam ente el giro de cada una de ellas al recorrido que le corresponda efectuar en cada curva. Igualmente, las diferencias de trayectoria en línea recta, debidas a diferencias de la presión de inflado de los neumáticos, irregularidades del terreno, etc., son absorbidas por el diferencial.

 

 

10. Describe los diferentes tipos de juntas homocinéticas utilizados en los automóviles.

Uno de estos tipos de juntas es la constituida por dos juntas cardan, donde el giro alterado  por una de ellas ellas es rectificado rectificado por la otra, otra, transmitiéndose transmitiéndose así una rotación rotación uniforme a las ruedas cualquiera que sea su orientación.

 

En el otro extremo de la transmisión (generalmente del lado de unión a la caja de cambios), suele disponerse una junta deslizante trípode, que permite las variaciones de longitud de la transmisión que se producen con los movimientos oscilantes y de orientación de las ruedas. El tipo de junta trípode deslizante consiste en un trípode (2) formado por tres pernos en los que se acoplan los rodillos (3), que se alojan en tres ranuras cilíndricas del cajeado (4, donde  pueden deslizarse) deslizarse) el cual, cual, a su vez, va estriado al planetario del diferencial. diferencial. En el trípode (2) se aloja a su vez el palier (1), estriado sobre él, resultando de todo ello una junta homocinéticaa deslizante. homocinétic

Otras veces del lado de la rueda se monta una junta homocinética del tipo de bolas, provista de seis bolas de acero mantenidas en una jaula conductor apropiada yy conducido. que pueden deslizarse en unas gargantas tóricas formadas en los semiárboles

11. Enumera las verificaciones que deben realizarse en el puente trasero. Comprobación de la carcasa (27), la cual no debe tener deformaciones ni grietas en su Comprobación superficie y los alojamientos de retenes y cojinetes se encuentran en perfecto estado. Los engranajes del par cónico (8) y (25), así como los satélites (33) y planetarios (35), no deben presentar desgastes excesivos, roturas ni deformaciones. Cuando se desmonte la corona, en su posterior montaje sobre la caja del diferencial deben de utilizarse tornillos nuevos e impregnarlos con un sellador. Comprobación Comprobac ión de los cojinetes de apoyo (17 y 22) del piñón de ataque y (7) y (38) del conjunto corona-diferencial, no debiendo presentar anomalías de ningún tipo. Observar que

 

los rodillos no estén picados y que las pistas no presenten deformaciones ni huellas de desgastes.

Comprobación de los espaciadores y arandelas de reglaje, no deben presentar desgastes ni deformaciones. Con el conjunto diferencial ensamblado, se verificará con una galga de espesores el juego lateral de cada planetario, que no ha de superar los 0.15 mm., se sustituirán las arandelas de empuje por otras de mayor espesor.

 

  En la operación de ensamblado del conjunto par cónico-diferencial, se impregnarán convenientemente sus componentes del aceite adecuado, debiendo observar durante esta fase una escrupulosa limpieza. Al ajustar el piñón de ataque, acoplaremos sus cojinetes de manera que no exista juego entre ellos, pero tampoco excesiva dureza. El montaje del conjunto corona-diferencial corona-diferencial requiere también una operación de reglaje, que determine el posicionamiento posicionamiento de la corona con respecto al piñón.

12. Explica el proceso de reglaje del conjunto piñón-corona.

 

Se realiza simultáneamente cónico simultáneamente durante la operación de ensamblado del conjunto par cónicodiferencial, ajustamos ajustamos el conjunto piñón-corona, ajustamos 1º la posición del piñón de ataque (fases 1 y 2) y después la corona (fase 3), para terminar con la verificación de la  posición y contacto contacto de los los dientes de ambos (fase (fase 4).

Esta verificación se realiza impregnando la corona con un colorante y haciéndola rodar una vuelta completa arrastrada arrastrada por el piñón. Si la huella de contacto entre ambos es correcta, el ajuste está bien realizado; en caso contrario deberá repetirse este ajuste corrigiendo la  posición del del piñón de ataque o de la la corona en en función de la huella huella obtenida obtenida en la comprobación.

 

Cubos  son parte de los diferenciales diferenciales y estan alojados alojados en la maza del diferencial, diferencial, son como su nombre nombre lo dice un reductor de revoluciones que provienen del diferencial y son transmitidas al extremo de la manga por el eje pallier, el cual en su extremo está provisto de un piñón planetario que engrana con los satelites dentro del cubo-reductor, y hace disminuir las r.p.m emanadas del diferencial, logrando transmitir transmitir hasta la maza el maximo torque del motor y no perderlo por torsión en los ejes pallier en el caso de los diferenciales directos o convencionales, logrando rescatar hasta un 20% de H.P. perdido por torsión en el caso del diferencial convencional. convencional. Otra ventaja del cubo reductor es proteger el piñón y corona, ya que la desmultiplicación de las fuerzas se efectuán en el cubo-reductor y no en el piñón y corona , por ende el cubo-reductor  se calientan hasta hasta una temperatura temperatura de 80 cº, ademas ademas es raro que corten corten ejes pallier, siendo estos mas delgados que un convencional.