Eje de transmisión
Un eje de transmisión, eje motriz, eje propulsor o eje cardán es una parte de una máquina que lleva la potencia del motor a un lugar donde se puede realizar un trabajo útil.
La mayoría de los motores crean potencia en forma de par motor haciendo girar algo. Puede tratarse de un motor de combustión interna (como el de un coche), de agua que impulsa una rueda hidráulica o de gas o agua que pasa por una turbina. Esta potencia de rotación se denomina par motor. La carga que se hace girar crea tensiones de torsión y cizallamiento. Los ejes de transmisión deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar esta tensión. Un eje de transmisión ligero trasladará con mayor eficacia la potencia a la carga, por lo que debe haber un equilibrio entre resistencia y peso.
Eje cardán con juntas universales
Eje de transmisión expuesto en una moto clásica de BMW
Automóviles
La mayoría de los automóviles actuales utilizan ejes de transmisión para llevar la potencia del motor a las ruedas. La mayoría de los coches que se fabrican hoy en día son de tracción delantera (las ruedas delanteras tienen la fuerza para mover el coche). En este caso, los ejes de transmisión están entre el transeje y cada una de las ruedas delanteras.
En los coches con tracción trasera, hay ejes de transmisión entre el diferencial y cada rueda trasera. También hay un eje de transmisión que va a lo largo del coche, desde la transmisión delantera hasta el diferencial trasero. En inglés no se llama drive shaft, sino propeller shaft, o prop-shaft, y los ejes de transmisión pueden llamarse half shafts (ya que hay dos que forman un eje).
Hay diferentes tipos de ejes de transmisión utilizados en los automóviles:
- Eje de transmisión de 1 pieza
- Eje de transmisión de 2 piezas
- Deslizamiento en el eje de transmisión del tubo
El eje de transmisión con tubo deslizante es el nuevo tipo que ayuda a absorber la energía en un choque, protegiendo a las personas en el coche o camión. También se conoce como eje de transmisión plegable.
Un eje de hélice doble de camión
Ejes de transmisión de motocicletas
Los ejes de transmisión se han utilizado en las motocicletas casi desde que existen las motocicletas. Muchas motocicletas utilizan en su lugar una transmisión por cadena o correa más sencilla, pero los ejes de transmisión necesitan menos cuidados y tienen una larga vida útil. El problema de usar ejes de transmisión en una motocicleta es que se necesita un engranaje para girar la potencia 90° desde el eje hasta la rueda trasera, perdiendo algo de potencia en el proceso.
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Bélgica, cuatro cilindros y transmisión por eje
Tractores
Los tractores agrícolas utilizan un tipo de eje de transmisión llamado eje de toma de fuerza, o eje PTO. Se trata de un eje que sale de la parte trasera del tractor. Se puede conectar a cualquier equipo agrícola que necesite energía del motor del tractor, como una empacadora de heno o una picadora de maíz. Esto permite utilizar el tractor para un montón de usos diferentes, y el equipo agrícola no necesita su propio motor, ahorrando dinero.
Antiguo tractor John Deere con toma de fuerza bajo una tapa protectora
Ejes de transmisión en bicicletas
El eje de transmisión también puede utilizarse en una bicicleta en lugar de la transmisión por cadena. Se han utilizado durante el siglo pasado, aunque nunca llegaron a ser muy populares. Cuando se utiliza en una bicicleta, el eje de transmisión tiene varias ventajas y desventajas:
Ventajas
- El sistema de transmisión es menos propenso a atascarse o romperse, un problema común en las bicicletas de cadena
- No hay grasa en el jinete, y no hay "mordedura de cadena" para agarrar la ropa
- Se necesita menos cuidado que en un sistema de cadena cuando el eje de transmisión está encerrado en un tubo, la convención común
- Rendimiento más constante. Dynamic Bicycles afirma que una bicicleta con eje de transmisión ofrece un rendimiento constante del 94%, mientras que una bicicleta con cadena puede ofrecer un rendimiento de entre el 75 y el 97% en función de su estado.
- Más espacio sobre el suelo (distancia al suelo) para pasar por encima de baches o cosas en el camino
- Para las empresas de alquiler de bicicletas, una bicicleta con eje de transmisión tiene menos probabilidades de ser robada, ya que obviamente tiene un aspecto diferente. Este tipo de bicicleta se utiliza en varias ciudades importantes de Europa, donde ha habido grandes proyectos de alquiler o uso compartido de bicicletas gestionados por la ciudad.
Desventajas
- Un sistema de eje de transmisión pesa más que un sistema de cadena, normalmente 1-2 libras más.
- En su mejor estado, una cadena ofrece una mayor eficiencia
- Cubrir la cadena y los engranajes con una funda metálica o de plástico resuelve algunos problemas de las cadenas
- El uso de engranajes ligeros con un número elevado de relaciones es imposible, aunque se pueden utilizar engranajes de buje
- Quitar el volante puede ser difícil de hacer
Una bicicleta con eje.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un árbol de transmisión?
R: Un árbol de transmisión es una pieza de una máquina que transfiere la potencia desde un motor hasta el lugar donde se puede realizar un trabajo útil.
P: ¿Cómo se crea la potencia en los motores?
R: La potencia en los motores se crea en forma de par al hacer girar algo.
P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de fuentes de potencia rotativa?
R: Algunos ejemplos de fuentes de potencia rotativa son un motor de combustión interna (en un coche), el agua que impulsa una rueda hidráulica y el gas o el agua que pasan por una turbina.
P: ¿Qué es la torsión y el esfuerzo cortante?
R: Los esfuerzos de torsión y cizallamiento son tipos de esfuerzo que se crean a medida que la carga girada por el eje motriz crea resistencia a la rotación.
P: ¿Por qué deben ser resistentes los ejes de transmisión?
R: Los ejes motrices deben ser lo suficientemente fuertes como para soportar el par, la torsión y el esfuerzo cortante creados por la carga.
P: ¿Cuál es el equilibrio que hay que lograr en el diseño de los ejes de transmisión?
R: Debe haber un equilibrio entre resistencia y peso en el diseño de los ejes de transmisión, de modo que el eje de transmisión sea fuerte pero no demasiado pesado.
P: ¿Cómo afecta un eje de transmisión ligero a la eficacia de la transferencia de potencia?
R: Un eje de transmisión ligero trasladará la potencia a la carga de forma más eficiente porque tiene menos masa para acelerar y desacelerar, lo que se traduce en un menor desperdicio de energía.
