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Técnica 4x4: cómo funciona el reparto de par a cada rueda, combinando diferenciales [vídeo]

Reparto De Par Casos Posibles 00005

En este nuevo vídeo sobre reparto de par, vamos a contemplar todos los casos posibles para entender cuánto par máximo le puede llegar a una rueda en las peores condiciones posibles, es decir, cuando sólo esa rueda tenga agarre y las demás estén en el aire o sobre una superficie de muy baja adherencia y no puedan recibir par de giro.

Los tres diferenciales de un vehículo 4x4

Empezando por el principio, un vehículo 4x4 puede llevar tracción total permanente o tracción total conectable y, por tanto, puede llevar tres diferenciales (si permite circular por asfalto en modo 4x4) o sólo 2 diferenciales (si prescinde del central y no puede circular por asfalto en modo 4x4).

A los efectos de este vídeo, los vehículos con tracción 4x4 conectable sin diferencial central equivalen a llevar un diferencial central totalmente bloqueado y, por tanto, representado en color rojo en los dibujos. Teniendo eso en cuenta, todos los razonamientos que hacemos con el diferencial central en rojo se aplican por igual, y el caso del diferencial central en verde no sería posible si no tenemos ese diferencial central.

Entendiendo el reparto de par

Lo primero que tenemos que entender sobre el reparto de par es que los diferenciales no reparten el par de giro. Los diferenciales transmiten el par de giro hasta las ruedas y es el agarre del suelo y la resistencia a moverse que presente cada rueda lo que va a determinar el reparto final de par. Por eso hablamos de reparto de par "en el peor caso posible", porque ese reparto dependerá de la situación en la que se encuentre cada rueda, y no solo del mecanismo diferencial.

Os dejo por aquí el vídeo específico que explica cómo funciona cada tipo de diferencial, que será útil para entender el razonamiento que hacemos en esta nueva entrega:

Para entender esto mejor, hay que entender el par a la rueda como el par de torsión que se está aplicando en cada uno de los 4 palieres. Si una rueda está en el aire el par de torsión es igual a cero, porque aunque la transmisión le esté enviando potencia y la rueda esté girando, no tiene nada contra lo que trabajar y por tanto el par de torsión de ese palier es nulo. No se retuerce porque no hay nada al otro lado contra lo que trabajar.

Los casos posibles de reparto de par, con apertura y bloqueo total

Los casos posibles son, a partir de las dos posibilidades que nos da un diferencial bloqueable, cuatro en total. Vamos a verlos uno por uno.

Primer caso: los tres diferenciales están abiertos. Puesto que un diferencial abierto siempre asigna la mitad del par a cada salida y puesto que el par máximo que pueden asignar es el de la rueda que ofrezca menor resistencia, una transmisión en estas condiciones estaría condenada a trabajar con un reparto de par al 50% en el diferencial central y al 25% a cada rueda. Además, el par máximo que puede transmitir a las 4 ruedas sería el mismo: el de la rueda con menor tracción. Con una rueda en el aire, el coche se quedaría atascado, perdiendo todo el giro del motor por el camino de menor resistencia.

Segundo caso: bloqueo de diferencial central. El primer diferencial que podemos bloquear es necesariamente el central, porque no tendría sentido bloquear el delantero o el trasero mientras el central envíe el giro del motor por el camino de menor resistencia. El bloqueo del diferencial central permite a éste enviar hasta el 100% del par de giro al eje delantero o al eje trasero, el que tenga más agarre y por tanto ofrezca más resistencia a moverse. Los diferenciales delantero y trasero abiertos sólo permiten enviar hasta el 50% del par a cada rueda.

Tercer caso: bloqueo central y trasero. De nuevo, se bloquea antes del diferencial trasero que el delantero, siempre. La razón es doble: el eje trasero es el que asume la mayor parte del peso en una subida, con lo que es más importante en tracción si estamos subiendo, pero sobre todo hemos de evitar bloquear el eje delantero mientras sea posible porque eso nos permite mantener la direccionalidad del coche. En este caso, las ruedas traseras pueden llegar hasta el 100% del par (cualquiera de ellas, no las dos a la vez) si todas las demás están patinando.

Cuarto caso: triple bloqueo total. En este caso, las 4 ruedas están obligadas a girar solidariamente, tengan el agarre que tengan, y por tanto la transmisión enviará a cada una el par máximo que pueda soportar en función del agarre disponible, que podría llegar hasta el 100% en cualquiera de las ruedas si las otras 3 están sin agarre. En esta situación, el coche pierde gran parte de su capacidad direccional, pero mantiene la máxima tracción mecánicamente posible a cada rueda.

Instalar un diferencial bloqueable en mi coche: ventajas e inconvenientes

Teniendo en cuenta todo lo anterior, instalar un diferencial bloqueable en un coche que en principio no lo lleva nos va a proporcionar una capacidad de tracción de hasta el doble en cada una de las ruedas implicadas (generalmente estaremos hablando del eje trasero), a cambio de someter a los palieres correspondientes a un esfuerzo de torsión que puede llegar al doble del original del coche, por tanto sería factible romper un palier si lo llevamos al límite.

La razón es que esos palieres están calculados de serie para llevar un diferencial abierto que supone una protección, ya que nunca le puede enviar a cada rueda más de la mitad del par que le llega y al instalar un diferencial bloqueable sin cambiar nada más el esfuerzo de torsión máximo se duplica. Normalmente lo van a soportar, porque los palieres están calculados con una cierta holgura, pero técnicamente les estamos pidiendo algo que no estaba previsto en su diseño.