Los bloqueos de diferencial

PASO A PASO

Del botón a la curva

1. 01

   Qué se bloquea

   El diferencial sigue siendo el mismo: corona, caja, satélites y planetarios. El bloqueo añade una pieza dentada que se desliza por el palier y engrana a la vez con un planetario y con la caja. En el Air Locker de ARB es un engranaje de embrague que el aire empuja hasta su sitio; en el ELocker de Eaton, un anillo de bloqueo. No hay engranajes nuevos en el camino del par: solo una unión que se hace o se deshace.

2. 02

   Con uno basta

   En un diferencial de engranajes cónicos, las vueltas de las dos ruedas suman el doble de las de la caja. Si un planetario queda unido a la caja, su rueda gira lo mismo que ella, y a la otra solo le queda girar también lo mismo. Los satélites dejan de girar sobre su eje y todo el conjunto gira en bloque, como un eje rígido.

3. 03

   Aire, electroimán o nada

   En los selectables, el conductor lo pide con un botón. En el Air Locker, un compresor manda aire por un tubo hasta un pistón dentro del diferencial, que empuja el engranaje de embrague; al quitar el aire, unos muelles lo devuelven. En el ELocker, un electroimán acciona una rampa de bolas que empuja el anillo, y un muelle lo suelta. Hay otros mandos, como cable, presión hidráulica o un actuador eléctrico. Los automáticos, como el Detroit Locker de Eaton, no tienen botón.

4. 04

   Los automáticos

   El Detroit Locker va bloqueado en recta y manda par a las dos ruedas. En una curva, la rueda de fuera, que tiene que girar más, desembraga su lado (unas levas separan el embrague de dientes) y gira libre, mientras la de dentro sigue empujando; al enderezar, un muelle vuelve a engranarlo. Por dentro es distinto de un diferencial abierto: sustituye el conjunto entero de la caja.

5. 05

   La cuenta de la curva

   En una curva, las dos ruedas giran alrededor del mismo centro, y la de fuera va a una distancia mayor, justo la vía. Por eso la diferencia de recorrido es vía × ángulo, sea cual sea el radio. En 90° (π/2 radianes) con 1,6 m de vía: 1,6 × 1,571 = 2,51 m. En el ejemplo del reel, la rueda de fuera recorre un arco de radio 4,0 m (6,28 m) y la de dentro uno de 2,4 m (3,77 m). Con el eje bloqueado, las dos dan las mismas vueltas, y esos 2,5 m solo se pueden absorber resbalando.

6. 06

   Barro frente a asfalto

   En barro, arena o nieve el neumático resbala con poco esfuerzo, y la curva se toma casi sin notarlo. En asfalto seco agarra: la rueda de fuera tira hacia atrás y la de dentro hacia delante, y ese par de fuerzas se opone al giro. El coche se resiste a girar y la transmisión se carga a torsión hasta que un neumático cede. Toyota avisa en el manual de que conducir con el central bloqueado en asfalto seco puede dañar el bloqueo y la transmisión.

7. 07

   El central y la respuesta

   En un 4x4 con diferencial central pasa lo mismo entre ejes: en curva, el eje delantero recorre más que el trasero, y el bloqueo central los obliga a girar igual. Por eso el bloqueo se conecta para salir del atasco y se quita en cuanto ya no hace falta: Toyota pide quitar el del central nada más usarlo. Mientras está puesto, algunos coches desconectan el ABS y el control de estabilidad, como la clase G de Mercedes.

CÓMO FUNCIONA

Una unión, no un engranaje

La cinemática del diferencial lo explica todo: n izquierda + n derecha = 2 × n caja. Con el planetario derecho unido a la caja, n derecha = n caja, y la ecuación deja n izquierda = 2 × n caja − n caja = n caja. Por eso basta con trabar un solo lado: el otro queda atado por los satélites.

Abierto, el diferencial da el mismo par a las dos ruedas, y la que menos agarra pone el límite. Bloqueado, las dos giran igual y cada una empuja lo que le deja su agarre, aunque los pares sean muy distintos: si una rueda está en el aire, la otra puede seguir empujando.

El precio llega en las curvas. Como la diferencia de recorrido es vía × ángulo, no depende del radio: en una curva cerrada a poca velocidad, la rueda tiene que arrastrar 2,5 m de neumático cada cuarto de vuelta. En el modelo lineal del estudio SAE 942485 (Hopkins y Metz, 1994), un diferencial bloqueado añade subviraje; su simulación matiza que el efecto real depende del reparto de pesos y de balanceo, de la tracción disponible y del radio.

Wikipedia («Locking differential») recoge el resto del coste: los automáticos gastan más los neumáticos, y dejar un bloqueo puesto somete a la transmisión a grandes esfuerzos. De ahí que los fabricantes pidan quitarlo en cuanto no hace falta, y que Mercedes-Benz, en la clase G, desactive ESP y ABS mientras están puestos.

EN CIFRAS

LO QUE SE OYE EN EL TALLER

Errores típicos

• SE OYEUn bloqueo lleva engranajes especiales que reparten la fuerza.

  EN REALIDADEl selectable usa los mismos engranajes del diferencial y solo añade una unión dentada que traba un planetario con la caja. Al soltarla, vuelve a ser un diferencial abierto.

• SE OYECon el bloqueo puesto se va más seguro en cualquier firme.

  EN REALIDADEn asfalto seco el coche se resiste a girar y la transmisión se carga a torsión. Toyota pide no conducir con el central bloqueado sobre firme seco, y algunos coches, como la clase G, desconectan ABS y ESP con los bloqueos puestos.

• SE OYEUn autoblocante y un bloqueo automático son lo mismo.

  EN REALIDADEl autoblocante frena la diferencia de giro; el bloqueo automático (tipo Detroit) va trabado en recta y suelta del todo la rueda de fuera en las curvas.