Diferencial de vehículo: definición, funcionamiento y tipos
Un diferencial es un dispositivo mecánico formado por varias marchas que se monta en el tren motriz de la mayoría de los vehículos de cuatro ruedas. Se utiliza para transmitir la potencia desde el eje de transmisión a las ruedas motrices y su función principal es permitir que las ruedas motrices giren a diferentes revoluciones cuando el vehículo toma una curva, evitando el deslizamiento y permitiendo que ambas ruedas reciban par motor.
Cómo funciona
En condiciones normales (recta), el diferencial reparte el par de forma que ambas ruedas giren a la misma velocidad. Cuando el vehículo toma una curva, la rueda exterior recorre una distancia mayor que la interior, por lo que debe girar más rápido. El diferencial consigue esto mediante un conjunto de engranajes (corona, piñón, satélites y planetarios) que permiten una diferencia de velocidad entre los ejes de salida mientras mantienen la transmisión de torque desde el eje de entrada.
Explicado de forma simple:
- En línea recta: los engranajes giran solidariamente y las dos ruedas reciben un giro similar.
- En curva: los engranajes internos permiten que una rueda aumente su velocidad relativa y la otra la disminuya, manteniendo la tracción.
Tipos de diferencial
Existen varios tipos según su diseño y comportamiento ante la pérdida de adherencia:
- Diferencial abierto: Es el más simple; permite libre diferencia de velocidad entre ruedas. Si una rueda pierde tracción, la mayor parte del par se va por la rueda de menor resistencia, lo que puede dificultar avanzar.
- Diferencial autoblocante (limited-slip / LSD): Reduce la diferencia de velocidad cuando detecta mucha diferencia entre las ruedas. Hay variantes mecánicas (discos, embragues), torsen (engranajes helicoidales) y viscosas.
- Diferencial bloqueable (locking): Puede bloquearse para que ambas ruedas giren al mismo régimen, útil en conducción off-road o situaciones de baja adherencia.
- Diferencial central: Presente en vehículos 4x4 o AWD; reparte par entre ejes delantero y trasero.
- Diferenciales controlados electrónicamente: Combinan sensores y electrónica para frenar selectivamente una rueda o actuar sobre embragues internos y así simular un bloqueo o distribuir par (vectorización de par).
Componentes principales
- Piñón y corona: Transmiten el par desde la transmisión al conjunto del diferencial.
- Caja diferencial: Aloja los engranajes satélites y planetarios (o los elementos de embrague en un LSD).
- Ejes de salida (palieres): Conducen el movimiento hacia las ruedas.
- Sellos y retenes: Evitan fugas del aceite (lubricante) del diferencial.
Problemas comunes y síntomas
- Ruidos metálicos o aullidos al acelerar: suelen indicar desgaste en corona o piñón.
- Vibraciones a ciertas velocidades: posible desalineación del piñón o holguras en rodamientos.
- Fugas de aceite en la tapa del diferencial o en los retenes de los palieres.
- Pérdida de tracción (una rueda gira en vacío): señal de un diferencial abierto sin control de par o de fallo en un LSD.
- Calentamiento excesivo: falta de lubricación o engranajes muy desgastados.
Mantenimiento y recomendaciones
- Revisar y cambiar el aceite del diferencial según el intervalo recomendado por el fabricante; usar el lubricante especificado.
- Comprobar y sustituir retenes o juntas si hay fugas.
- Atender ruidos o vibraciones tempranamente para evitar daños mayores.
- En vehículos 4x4, asegurarse de entender el funcionamiento del diferencial central y cuándo bloquearlo o desconectarlo.
- Si el vehículo dispone de un sistema electrónico de control del diferencial, seguir las indicaciones del fabricante y realizar diagnósticos con equipos adecuados en caso de fallo.
En resumen, el diferencial es una pieza clave para la seguridad y la eficiencia de la transmisión en cualquier vehículo: permite que las ruedas giren a diferentes velocidades cuando es necesario y, según su tipo, puede mejorar la tracción y el comportamiento dinámico en diversas condiciones de conducción.
Diagrama de arte lineal de un engranaje diferencial. (1) Corona, (2) Piñones, (3) Eje de transmisión, (4) Piñón de transmisión, (5) Eje derecho, (6) Engranajes laterales, (7) Eje izquierdo
Diferentes tipos
- Un diferencial abierto (OD) es el tipo más común. También es el más barato. Un diferencial abierto permite que el vehículo tome las curvas sin arrastrar la rueda exterior. Sin embargo, la potencia se transfiere a la rueda con menos tracción (agarre a la carretera). Si esa rueda está sobre hielo u otras superficies resbaladizas, el vehículo no avanzará y la rueda con la potencia simplemente girará. En los vehículos con tracción a dos ruedas, si tienen un diferencial abierto en efecto, sólo tienen una rueda motriz. En los vehículos con tracción a las cuatro ruedas que utilizan diferenciales abiertos (normalmente de serie desde la fábrica), sólo una rueda en cada eje impulsa el vehículo. Las ventajas son que rara vez se rompe un eje, se desgastan menos los neumáticos y son gratuitos, ya que la mayoría de los vehículos nuevos vienen con diferenciales abiertos.
- Un diferencial de deslizamiento limitado (LSD) supera este problema. Utilizando una serie de embragues (llamados paquete de embragues), el LSD permite un deslizamiento limitado de las ruedas mientras mantiene la potencia en ambas ruedas motrices. Los LSD son populares en los coches de carreras, ya que a menudo hay momentos en los que salen de las curvas y necesitan acelerar sin perder potencia en una de las ruedas motrices.
- Un diferencial de bloqueo (locker) es capaz de bloquear juntas las dos ruedas motrices de un eje. La ventaja es que ambas ruedas tienen potencia en todo momento. La desventaja es que los giros son mucho más difíciles, ya que ambas ruedas deben girar a las mismas revoluciones. Por ello, la mayoría de los bloqueadores deben desconectarse cuando se realizan giros bruscos. Los bloqueadores también pueden plantear al conductor algunas situaciones peligrosas. Por ejemplo, al atravesar una pendiente (yendo en sentido transversal) si una rueda motriz pierde tracción, ambas pierden tracción y el vehículo puede deslizarse lateralmente por la pendiente. A menudo se advierte a los conductores que no deben atravesar una pendiente si la superficie está suelta o resbaladiza. Los bloqueos pueden activarse o desactivarse mecánicamente, electrónicamente (e-locker) o mediante aire comprimido (air locker). Los bloqueos son deseables en los vehículos todoterreno, pero no suelen ser útiles en las calles y carreteras.
- Un carrete es un diferencial abierto en el que los ejes se han unido mecánicamente. Esto no permite que ninguna de las ruedas vaya más rápido o más lento en las curvas. Es barato y añade poco o ningún peso al vehículo, pero suele limitarse a las competiciones off-road y a la conducción por caminos. No son deseables para conducir en la calle, ya que "chirrían" los neumáticos al tomar las curvas.
Torsen- el mismo efecto final que el deslizamiento limitado pero no utiliza embragues ni tiene la vacilación de hacerlo
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un diferencial?
R: Un diferencial es un dispositivo mecánico que consta de varios engranajes y que suele encontrarse en los vehículos de cuatro ruedas.
P: ¿Para qué sirve un diferencial?
R: La función principal de un diferencial es permitir que las ruedas motrices giren a diferentes revoluciones para que puedan girar en las curvas mientras siguen recibiendo potencia del motor.
P: ¿Dónde se encuentra el diferencial?
R: Un diferencial está situado entre el eje de transmisión y las ruedas motrices de un vehículo.
P: ¿Qué tipo de potencia transmite un diferencial?
R: Un diferencial se utiliza para transmitir potencia del árbol de transmisión a las ruedas motrices.
P: ¿Qué tipo de vehículos utilizan diferenciales?
R: Casi todos los vehículos mecanizados de cuatro ruedas utilizan diferenciales.
P: ¿Qué ocurre si un vehículo no tiene diferencial?
R: Si un vehículo no tiene diferencial, las ruedas motrices tendrían que girar a la misma velocidad, lo que dificultaría las curvas y podría dañar el vehículo.
P: ¿Se puede utilizar un diferencial en un vehículo de dos ruedas?
R: Un diferencial no se suele utilizar en vehículos de dos ruedas, ya que no requieren la capacidad de permitir que las ruedas motrices giren a diferentes velocidades.
