Como funciona un diferencial electrico

Diferencial de deslizamiento limitado

En ingeniería de automoción, el diferencial electrónico es una forma de diferencial que proporciona el par necesario para cada rueda motriz y permite diferentes velocidades de las ruedas. Se utiliza en lugar del diferencial mecánico en los sistemas multidrive. En las curvas, las ruedas interiores y exteriores giran a velocidades diferentes, porque las interiores describen un radio de giro menor. El diferencial electrónico utiliza la señal de mando del volante y las señales de velocidad del motor para controlar la potencia de cada rueda, de modo que todas reciban el par que necesitan.

La transmisión clásica de un automóvil está compuesta por un único motor de combustión interna que proporciona par a una o varias ruedas motrices. La solución más común es utilizar un dispositivo mecánico para distribuir el par a las ruedas. Este diferencial mecánico permite variar la velocidad de las ruedas en las curvas. Con la aparición de los vehículos eléctricos son posibles nuevas configuraciones del tren motriz. Los sistemas multidrive son fáciles de implantar gracias a la gran densidad de potencia de los motores eléctricos. Estos sistemas, normalmente con un motor por rueda motriz, necesitan un controlador adicional de alto nivel que realice la misma tarea que un diferencial mecánico.

Diagrama de piezas del diferencial

Tanto para los diseñadores de coches como para los tuneadores, hay una gran variedad de opciones a la hora de seleccionar un diferencial para un vehículo. Veamos las ventajas y desventajas de algunas de las opciones más comunes:

Los diferenciales abiertos son la forma más básica de diferencial. El propósito es permitir diferentes velocidades entre las dos ruedas, mientras que la división del par se mantiene constante al 50/50. Un error común con los diferenciales abiertos es que cuando se levanta una rueda, el 100% del par se envía a ella. Esto no es cierto, sin embargo la cantidad de par enviada a la rueda con tracción es muy baja porque la cantidad de par necesaria para hacer girar una rueda también es baja. Recuerde, ambas ruedas siempre reciben el mismo par, pero si una no tiene resistencia (por ejemplo, si está en el aire), la cantidad de par enviada al eje motriz como resultado es muy baja.

Los diferenciales bloqueados están en el lado opuesto del espectro frente a los diferenciales abiertos. El objetivo es que la velocidad de la rueda permanezca constante entre las dos ruedas, y la principal ventaja es que el par motor irá a la rueda con tracción, hasta el 100% en una sola rueda. Para el uso fuera de carretera, es habitual que el diferencial tenga una función de bloqueo, de modo que esté abierto cuando se conduce por asfalto.

Diferencial delantero

En los automóviles, el motor suele accionar las ruedas mediante un engranaje cónico. Esto permite que el movimiento de rotación del motor a las ruedas se desvíe 90°. Sin embargo, si las ruedas estuvieran rígidamente unidas entre sí por un eje común, se producirían problemas en las curvas. En tal caso, la rueda exterior debe recorrer una distancia mayor que la interior. Sin embargo, como ambas ruedas deben recorrer la curva al mismo tiempo, la rueda exterior debe girar más rápido que la interior.

Si las dos ruedas estuvieran conectadas por un eje común, el eje se torcería debido a las diferentes velocidades de rotación. Tarde o temprano, esta torsión se compensa con el deslizamiento de una de las ruedas. Este deslizamiento en curva no sólo reduce la seguridad de la conducción, sino que también provoca un desgaste considerable de los neumáticos y, a la larga, la rotura del eje.

Por este motivo, en los primeros tiempos sólo se accionaba una de las ruedas. La otra rueda se montaba libremente en el eje para que pudiera girar con una velocidad diferente. Esta tracción unilateral provoca, sin embargo, que el vehículo intente trazar una ligera curva. Esto reduce no sólo la diversión al volante, sino también la seguridad de la conducción. Por lo tanto, era necesario encontrar una solución para accionar las dos ruedas al mismo tiempo y permitir al mismo tiempo velocidades diferentes: Había nacido el engranaje diferencial.

Diagrama diferencial abierto

A los adictos a la gasolina les encanta su terminología. Colector, par, diferencial. Los entusiastas utilizan estos términos con gran desenfreno, mientras que el automovilista medio asiente con la cabeza sin tener mucha idea de lo que se está hablando.

Si eres fan de Top Gear o de su rival en presupuesto: The Grand Tour, puede que reconozcas la expresión “diferencial de deslizamiento limitado”. Probablemente sepas que es algo positivo y que se utiliza en vehículos de alto rendimiento, pero quizá no sepas exactamente por qué.

En pocas palabras, un diferencial es un sistema que transmite el par del motor a las ruedas. El diferencial toma la potencia del motor y la divide, permitiendo que las ruedas giren a diferentes velocidades.

Ahora prueba a pegar las ruedas al eje de paja. Te darás cuenta de que ahora las ruedas resbalan y se deslizan por el suelo al intentar girar. Esto se debe a que cada una de las ruedas tiene que recorrer una distancia diferente, pero están bloqueadas juntas en un solo eje.

Vayamos un poco más allá. Imagina que intentas hacer girar un vehículo de 2 toneladas a 100 km/h con las ruedas bloqueadas. Las ruedas no sólo van a saltar a través de la carretera. Están siendo empujados con fuerza en el asfalto. Estas enormes fuerzas ponen una enorme tensión en toda la estructura del vehículo.