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La transmisión 4x4, arboles y semiárboles

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REPARTO DE PAR EN LOS VEHICULOS 4x4

La propulsión tota (4x4) reparte el par disponible del motor entre las cuatro ruedas, mejorando la capacidad y la seguridad de comportamiento en cualquier circunstancia y de un modo especial en curva.

En un vehículo 4x2, todo el par del motor se transmite a las ruedas impulsoras. En condiciones de baja adherencia y en curvas estas pueden llegar a derrapar.

Un vehículo que disponga de propulsión a las cuatro ruedas aprovecha mejor la potencia disponible del motor y puede circular y trabajar mejor en terrenos y superficies de baja adherencia (arena, barro, nieve, etc.

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TRANSMISIÓN 4x4 EN AUTOMOVILES Y VEHICULOS

TODOTERRENOS

Transmisión 4x4 manual

Es un sistema de transmisión que se desarrolla partiendo de modelos con transmisión delantera o trasera a las que se le acoplan elementos mecánicos necesarios para poder transmitir el par a los dos ejes.

Propulsión trasera y tracción delantera acoplable: La transmisión permanece acoplada de forma permanente en el

eje trasero y, en condiciones de baja adherencia, se puede acoplar manualmente la tracción delantera.

Un dispositivo, cubo de rueda libre, permite el acoplamiento a las ruedas delanteras 4x4.

Una vez acoplados los dos ejes, la unión entre ellos no puede ser rígida, el acoplamiento debe disponer de un dispositivo repartidor, diferencial central, que compense las diferencias de giro entre ejes que se producen al tomar las curvas.

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TODOTERRENOS

Transmisión 4x4 acoplable automáticamente

Los sistemas de transmisión a las cuatro ruedas con acoplamiento automático de un eje pueden ser de dos tipos:

Transmisión fija al eje delantero y acoplable al trasero:

Un embrague pilotado trasero gestionado electrónicamente permite el acoplamiento de la tracción al eje trasero 4x4.

Se emplea en vehículos diseñados con tracción delantera y todo terrenos pequeños.

Transmisión fija al eje trasero y acoplable al delantero:

Un embrague pilotado de discos (X-Drive) gestionado electrónicamente permite el acoplamiento de la tracción al eje delantero 4x4.

Se emplea en vehículos todo terrenos que circulan normalmente con propulsión trasera.

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TODOTERRENOS

Transmisión con acoplamiento Haldex (4Motion):

Es el sistema de transmisión a las cuatro ruedas que utilizan aquellos vehículos que equipan un embrague multidisco electrohidráulico Haldex (4Motion).

El sistema que es gestionado electrónicamente es capaz de regular el porcentaje de tracción a las ruedas traseras del 0 al 50% de forma proporcional a las necesidades de tracción.

Transmisión con acoplamiento X-Drive:

El sistema emplea para el acoplamiento del eje delantero un dispositivo por discos bañados en aceite (similar al Haldex).

El X-Drive acopla el eje delantero proporcionalmente según las necesidades de conducción.

El sistema es gestionado electrónicamente y se encuentra integrado en la red Can Bus, compartiendo información con otros sistemas o dispositivos del vehículo.

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TODOTERRENOS

Transmisión 4x4 integral o permanente : Los vehículos que equipan este sistema reparten el par a los dos

ejes de manera continua sin dispositivos de acoplamiento manual ni con gestión electrónica.

El reparto de par entre los ejes suele ser fijo y lo realiza un diferencial repartidor central, según el diseño del fabricante oscilando entre 45 a 50% en el eje delantero y 55 a 60% al eje trasero.

Este diseño tiene el inconveniente que cuando el vehículo circula por terrenos resbaladizos y con baja adherencia, al disponer de diferenciales de giro libre, si una de las ruedas de un eje pierde adherencia, el par se puede escapar por esa rueda y eje, descompensado el reparto inicial entre ejes.

Para evitar escapes de par entre ejes se emplean los dispositivos siguientes:

Bloqueo manual o automático del diferencial central repartidor.

Tren epicicloidal repartidor de par y diferencial (4Matic).

Empleo del diferencial repartidor tipo Torsen.

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ÁRBOLES DE TRANSMISIÓN

Es el encargado de transmitir el par desde, normalmente, la caja de cambios hasta el puente trasero y en los todo terreno, que equipan dos, el otro une la caja de transferencia con el puente delantero.

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La transmisión 4x4, arboles y semiárboles 7


En vehículos 4x4 se equipan dos árboles de transmisión de diferente tamaño: uno corto para la parte delantera y otro mas largo para la trasera.

La unión a través de árboles de transmisión se realiza por medio de crucetas que permiten el movimiento de vaivén que producen los grupos. Estas, a su vez, absorben la inclinación que se realiza en los puentes en los distintos recorridos de la suspensión.

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Constitución

Se fabrica en acero de alta calidad, con un diámetro mayor en el centro y perfectamente equilibrado.

Es un elemento robusto que se somete a esfuerzos de torsión y fatiga, por lo que se diseña con el menor peso posible.

El árbol de transmisión mas sencillo esta compuesto por dos juntas tipo cardán y el cuerpo del árbol, que es extensible para así poder absorber los desplazamientos ascendentes y descendentes del puente trasero.

Algunos modelos incorporan juntas elásticas de goma, y si el árbol de transmisión es muy largo, se colocan apoyos en el centro, para evitar las vibraciones.

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Juntas universales cardán

Es la mas empleada (por parejas) en la unión entre arboles de transmisión y/o de dirección, ya que pueden transmitir el par generado con desplazamientos angulares de hasta 25º.

Esta unión tiene el inconveniente de la variación de velocidad angular, de manera que, a medida que el ángulo “ά” aumenta, la variación de velocidad también aumenta.

Cuando se montan dos juntas, la velocidad que pierde una se compensa en la otra, debido a que son iguales los ángulos de inclinación “ά” de estas. Con este diseño, las velocidades angulares en la entrada del árbol se mantiene constantes en la salida.

Hasta 25º

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Juntas universales cardán

La junta universal cardán está formada por dos horquillas, unidas entre si por una cruceta montada con vasos sobre rodamientos de agujas.

Las crucetas se comercializan por separado de los arboles y se pueden sustituir si fuera necesario.

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SEMIÁRBOLES DE TRANSMISIÓN

Los semiarboles son los encargados de transmitir el par desde los planetarios del diferencial hasta las ruedas.

Se diseñan teniendo en cuenta el tipo de:

Propulsión.

Suspensión.

Dirección.

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Semiárboles para suspensión independiente

Permiten los movimientos de la rueda en sentido ascendente y descendente a la vez que su movimiento direccional (aquellos que se montan en el eje delantero).

Emplean juntas homocinéticas en ambos extremos, siendo una de ella deslizante.

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Junta homocinética de bolas (tipo Rzeppa)

Lleva seis u ocho bolas por medio de una jaula que se desplaza sobre seis u ocho gargantas tóricas que forman la otra mitad de la junta.

Este diseño de junta permite un deslizamiento de la punta del semiarbol, que la junta cardan normal no podría realizar.

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Junta homocinética deslizante

Este tipo de junta permite compensar el movimiento axial que se produce como consecuencia de la mayor longitud que debería tener el semiárbol cuando la rueda afronta un bache.

Permite también el movimiento ascendente o descendente en cualquier posición que se encuentre la transmisión.

Esta formada por un trípode que acopla tres rodillos con rodamientos de agujas. Los rodillos se acoplan en las tres ranuras cilíndricas de que dispone el alojamiento de la transmisión.

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Junta homocinética doble cardán (Glaencer-spicer)

Este tipo de junta emplea dos juntas cardan unidas por una pieza de doble horquilla, de manera que, el giro alterno que se produce en una junta cardán es compensada por la otra junta cardán.

No permite el deslizamiento del semiarbol, y por ello no se puede montar en solitario cuando el eje de tracción tiene suspensión independiente.

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Semiárboles para eje rígido, palieres

El eje rígido de transmisión se emplea en vehículos todo terreno, camiones y vehículos industriales.

Antes también se empleaban en automóviles y en vehículos de propulsión trasera y puente rígido

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El palier es un semiárbol de una sola pieza, sin juntas homocinéticas, por lo que debe ir montado sobre un puente rígido.

Los palieres, por un extremo, engranan con un estriado en los planetarios del diferencial y, por el otro, se acoplan a la rueda.

El montaje del palier en el puente requiere, como mínimo, el empleo de dos rodamientos de apoyo.

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Los sistemas mas empleados para el montaje de palieres en los puentes son:

Montaje semiflotante.

Montaje tres cuartos flotante.

Montaje flotante.

Montaje semiflotante Montaje flotante

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Montaje semiflotante

Se emplea sobre todo en vehículos ligeros, ya que el peso del vehículo recae sobre el palier.

En este montaje, por un extremo, el palier se apoya en el planetario y en su rodamiento, y por el otro, en la trompeta sobre un rodamiento de bolas.

Montaje semiflotante

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Montaje flotante y tres cuartos flotante

Ambos sistemas son muy similares; se diferencian en el numero de rodamientos de apoyo que se montan en el mangón del puente:

Un rodamiento en el tres cuartos flotante.

Dos en el flotante

Con estos sistemas, el peso del vehículo no recae sobre el palier y, por lo tanto, este no soporta esfuerzos de flexión.

Montaje flotante

Son sistemas muy empleados en los camiones y vehículos industriales.

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Transmisión 4x4 Reparte el par disponible del motor entre las cuatro ruedas, mejorando la capacidad y la seguridad de comportamiento en cualquier circunstancia y de un modo especial en curva.

SISTEMAS

J.H.G. S.T.F. La transmisión 4x4, arboles y semiarboles IDEAS CLAVES

Manual

Cajas de transferencia y cubo de rueda libre.

4x4 permanente

4x4 acoplable Todoterrenos y vehículos agrícolas.

Automático

Embrague pilotado.

Viscomatic.

Haldex.

X-Drive.

Automóviles.

Bloqueo del diferencial repartidor central Manual o automático).

Tren epicicloidal repartidor de par y diferencial.

Diferencial Torsen.

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ARBOLES DE TRANSMISIÓN

Son los encargados de transmitir el par entre distintos conjuntos mecánicos (caja de cambios puente trasero y/delantero).

La unión con otros mecanismo no es rígida, se realiza por medio de crucetas que permiten el movimiento de vaivén que se pueda producir entre ambos.

JUNTAS UNIVERSALES CARDÁN


Dos juntas tipo cardán.

Cuerpo del árbol extensible.

Juntas elásticas (en algunos casos)

Apoyos (si el árbol es muy largo).

Son las mas empleada (por parejas) en la unión entre arboles de transmisión y/o de dirección, ya que pueden transmitir el par generado, permitiendo desplazamientos angulares de hasta 25º.

Componentes

Dos horquillas.

Una cruceta

Cuatro tapas/cojinetes de agujas.

Un tornillo para engrase.

Componentes

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SEMIARBOLES DE TRANSMISIÓN

Son los encargados de transmitir el par entre distintos conjuntos mecánicos (planetarios del diferencial ruedas).

Se diseñan teniendo en cuenta el tipo de:

Propulsión.

Suspensión.

SEMIÁRBOL PARA SUSPENSIÓN INDEPENDIENTE


Permite el movimiento de la rueda en sentido ascendente y descendente a la vez que su movimiento direccional (aquellos que se montan en el eje delantero).

Emplea juntas homocinéticas en ambos extremos, generalmente deslizantes.

Tipos Junta homocinética de bolas (tipo Rzeppa).

Junta homocinética deslizante.

Junta homocinética doble cardán (Glaencer-spicer).

SEMIÁRBOLES PARA EJE RÍGIDO (PALIERES)

Es un semiárbol de una sola pieza, sin juntas homocinéticas, por lo que debe ir montado sobre un puente rígido.

Por un extremo, engrana con un estriado en los planetarios del diferencial y, por el otro, se acopla a la rueda.

Su montaje sobre el puente requiere el empleo de rodamientos sobre los que apoyarse.

Sistemas de montaje sobre el puente

Semiflotante.

Tres cuartos flotante.

Flotante

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