Cómo funciona: El tren motriz
Independientemente de que conduzcas un deportivo de 500 CV o un utilitario económico de 96 CV, toda esa potencia bajo el capó de tu coche o camión no sirve de nada si el par motor no llega a las ruedas motrices a través de un complejo laberinto de engranajes.
De hecho, la transmisión puede ser la parte menos comprendida de un vehículo. Las nuevas innovaciones en la tracción a las cuatro ruedas y a las cuatro ruedas no han hecho más que empeorar esa confusión para muchos conductores. He aquí un manual para ayudar a explicar ese misterio que se esconde bajo el suelo: lo que realmente ocurre cuando se pisa el acelerador.
DRIVACIÓN DELANTERA
Aunque la tracción delantera se encuentra en clásicos como el Cord de 1929, la configuración moderna más popular se basa en el Mini de 1959. Su creador, Sir Alec Issigonis, colocó el pequeño motor de forma transversal -de lado- bajo el capó, montó la transmisión y el diferencial en una unidad llamada transeje y la instaló debajo y en la parte trasera del motor. Mientras que algunos conductores delanteros tienen un tren de transmisión montado longitudinalmente (de la parte delantera a la trasera), todos los componentes siguen estando en la parte delantera. Debido a que las ruedas delanteras deben dirigir así como propulsar, están conectadas a los semiejes a través de complejas juntas universales, llamadas juntas de velocidad constante, que pueden transmitir la potencia suavemente mientras están severamente articuladas.
PRO
– Más espacio para las personas y la carga.
– Mejor economía de combustible debido a la reducción del peso.
– Mejor tracción en tiempo húmedo gracias al peso sobre las ruedas motrices.
CON
– Mayor desgaste de los neumáticos delanteros y la suspensión.
– El compartimento del motor estrecho dificulta el mantenimiento.
– Limita la cantidad de potencia que las ruedas delanteras pueden manejar sin que la dirección sea impredecible.
– Reducción de la tracción sobre mojado en las mejoras.
Transaxle
Transmisión variable continua (CVT)
Las CVT están ganando popularidad y se utilizan en varios Ford, Saturns y Audis nuevos. En lugar de engranajes, la CVT utiliza una correa entre dos poleas. Una de ellas es accionada por un eje del motor, y la otra impulsa un eje hacia la unidad diferencial y los ejes de transmisión. Ambas poleas están divididas para que sus mitades puedan acercarse y alejarse. A medida que la correa sube y baja en las poleas, cambian las relaciones de transmisión efectivas entre los ejes motrices y conducidos.
Dirección trasera
Siendo el clásico, la tracción trasera fue básicamente el único sistema de transmisión durante muchos años. Un motor montado longitudinalmente, con la transmisión atornillada directamente a él, envía la potencia a través de un eje de transmisión a una unidad diferencial en el eje trasero. El diferencial gira la potencia 90º y la envía a las ruedas traseras. (Algunos coches deportivos como Corvettes, Ferraris y Porsches colocan una transmisión y un diferencial combinados -o transeje- en la parte trasera.)
El eje de transmisión se conecta a través de juntas universales de tipo yugo y una junta de expansión estriada para permitir el movimiento vertical y longitudinal de la suspensión.
PRO
– Una mejor distribución del peso delantero/trasero da como resultado un manejo más ágil.
– Facilidad de servicio gracias a la dispersión de los componentes.
– Menos desgaste porque los neumáticos delanteros no tienen que dirigir y tirar del coche.
Con
– Poca tracción y estabilidad en carretera mojada sin sofisticados controles electrónicos.
– Menor espacio para pasajeros y carga.
Transmisión manual
Transmisión automática
Un convertidor de par lleno de aceite que multiplica el par del motor dentro de la campana de la transmisión permite cierto deslizamiento para que el vehículo pueda detenerse mientras el motor está en marcha. Un embrague de fricción integrado en el centro del convertidor bloquea sus ejes de entrada y salida a la misma velocidad para la circulación por carretera. La presión hidráulica controlada por ordenador selecciona qué combinación de engranajes dentro de varios conjuntos planetarios puede girar, cambiando las relaciones entre los ejes de entrada y salida.
Diferencial abierto
Al tomar las curvas, las ruedas exteriores forman un arco más amplio que las interiores. El diferencial tiene que garantizar que las ruedas exteriores e interiores puedan girar a diferentes velocidades -de ahí su nombre- sin dejar de suministrar potencia a ambas ruedas. La carcasa básica del diferencial contiene una gran corona dentada que se engrana con un pequeño piñón accionado por el eje de transmisión. La relación entre la corona y el piñón se conoce como relación de transmisión final o relación del eje trasero. La corona dentada también hace girar un soporte que contiene engranajes de araña con engranaje perpendicular que permiten que los ejes izquierdo y derecho giren de forma independiente. Inconveniente: La rueda con menos tracción limita la potencia aplicada a la carretera.
Diferencial de deslizamiento limitado
El concepto de proporcionar tracción a la rueda motriz no deslizante con un diferencial de deslizamiento limitado se remonta al menos a finales de la década de 1950. Aunque ahora hay muchas arrugas en el viejo tema, lo esencial es lo mismo. Los engranajes de la araña están unidos mecánicamente para compartir el par motor independientemente de las condiciones. Esto puede hacerse simplemente añadiendo paquetes de embrague con resortes que impiden que los engranajes de araña giren. La potencia fluye entonces a ambas ruedas hasta el límite de la capacidad de los paquetes de embrague. Las arañas también pueden bloquearse neumática o eléctricamente, pero esto anula la función del diferencial.
Cuatro – & Tracción a las cuatro ruedas
Desde el punto de vista de la tracción, lo mejor es que tanto las ruedas delanteras como las traseras impulsen el vehículo. Sin embargo, los ejes delantero y trasero giran a velocidades diferentes, excepto cuando se conduce en una línea perfectamente recta. Por lo tanto, la única manera de que ambos impulsen el vehículo en las curvas de la carretera seca es si hay un diferencial entre ellos. (En superficies resbaladizas, el deslizamiento de los neumáticos compensa las diferencias de velocidad de las ruedas.)
Muchos vehículos con tracción integral comparten gran parte de su tren motriz con modelos similares de tracción delantera, pero añaden un diferencial central compacto, un eje de transmisión y un diferencial trasero. Los vehículos con tracción a las cuatro ruedas utilizan una caja de transferencia situada después de la transmisión que dirige la potencia a los ejes delantero y trasero cuando es necesario. Cuando está conectada, la caja de transferencia acciona dos ejes de transmisión separados que hacen funcionar los diferenciales individuales. No se utiliza ningún diferencial central en los verdaderos vehículos 4×4 que van fuera de la carretera en modo 4×4.
PRO
– Máxima tracción en una variedad de superficies.
CON
– Peso añadido, lo que reduce el ahorro de combustible.
– Más cosas que se pueden romper.
– Mayor coste.
FUTURA CONDUCCIÓN
Dentro de dos décadas, puede esperar que la energía para mover su vehículo sea eléctrica. Probablemente tendrá un motor eléctrico relativamente pequeño para cada rueda, y los conceptos de tracción delantera, trasera y total quedarán obsoletos. La electrónica podrá dirigir la potencia a cualquier rueda, a todas las ruedas al mismo tiempo o a cualquier combinación. La electricidad será suministrada por una pila de combustible de hidrógeno o por un motor de combustión interna que funcione con hidrógeno y haga girar un generador. Dado que los costes de desarrollo de las pilas de combustible siguen siendo asombrosos, una alternativa más económica podría ser sustituir las gasolineras por estaciones de servicio de hidrógeno.
Acoplamiento viscoso
Se trata de un diferencial sin engranajes. El eje de entrada del transeje (en las ruedas delanteras) y el eje de salida a las ruedas traseras llevan cada uno una serie de placas que se entrelazan alternativamente y están muy espaciadas. todas las placas nadan en un fluido especial que transfiere la potencia de las placas de entrada a las de salida cuando es necesario. Si las ruedas motrices delanteras empiezan a patinar, su eje y sus platos giran más rápidamente que los demás. Este diferencial de velocidad dentro de la carcasa agita y calienta el fluido, que lo espesa y une más estrechamente las placas alternas. Una parte del par motor se envía ahora a las ruedas con más agarre hasta que las que giran recuperan la tracción.
Diferencial Torsen
El Torsen data de 1983. Desde entonces ha sido utilizado por varios fabricantes de automóviles, entre ellos Audi y Hummer. El Torsen multiplica el par disponible en el eje que empieza a girar o a perder tracción, y lo envía al eje de giro más lento con mejor tracción. Los engranajes permiten una relación de par de 4:1, lo que significa que pueden entregar cuatro veces más potencia al eje que no patina que la que puede soportar el eje que patina. Una gran ventaja de los sistemas Torsen es que, al ser puramente mecánicos, reaccionan muy rápidamente al deslizamiento.
Caja de transferencia
Se trata de una caja de cambios independiente montada detrás de la transmisión. La potencia va a la caja de transferencia para ser dirigida a las ruedas traseras solamente o a las delanteras y traseras. Un eje de transmisión separado conecta la caja de transferencia a un diferencial en el eje delantero. La mayoría de las cajas de transferencia también ofrecen dos relaciones de transmisión, para una gama alta y una gama baja. Aunque muchos vehículos siguen teniendo una caja de transferencia de accionamiento manual, varios ofrecen ahora un accionamiento eléctrico.