Interesante documento donde podemos conocer a fondo algunos de los sistemas de transmisión existentes, los distintos tipos de engranajes y sistemas, puente trasero, diferencial, junta homocinética así como las verificaciones a realizar en el mantenimiento de estos elementos de transmisión del movimiento en el vehículo.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO A LAS RUEDAS. PUENTE TRASERO Y DIFERENCIAL.
- 1. Explica la constitución y características de los diversos sistemas de transmisión.
- 2. Describe la función del acoplamiento deslizante de la transmisión.
- 3. Cita las ventajas e inconvenientes de las juntas cardan.
- 4. ¿Qué es una junta homocinética?
- 5. Describe la misión del par cónico.
- 6. Explica las diferencias que existen en la estructura de un puente trasero rígido y otro para suspensión independiente de las ruedas.
- 7. ¿Qué es un engranaje hipoide?
- 8. Explica la necesidad del diferencial.
- 9. Describe la constitución y funcionamiento del diferencial.
- 10. Describe los diferentes tipos de juntas homocinéticas utilizados en los automóviles.
- 11. Enumera las verificaciones que deben realizarse en el puente trasero.
- 12. Explica el proceso de reglaje del conjunto piñón-corona.
1. Explica la constitución y características de los diversos sistemas de transmisión.
Dependiendo de la ubicación del grupo motopropulsor en el vehículo, los sistemas de transmisión del movimiento a las ruedas son diferentes. Encontrándonos con dos grupos:
Vehículos con motor y tracción delanteros, o con motor y propulsión traseros, en donde el secundario de la caja de velocidades termina en un piñón cónico, que da movimiento a una corona, que a su vez lo transmite directamente a las ruedas por medio de sendos ejes de transmisión, emplazados transversalmente en el vehículo.
En los vehículos con motor delantero y propulsión trasera, el movimiento se transmite desde la caja de velocidades al par cónico de reducción (emplazado en el puente trasero) por mediación de un eje hueco llamado árbol de transmisión, que esta emplazado en sentido longitudinal al vehículo. Este sistema de transmisión esta constituido por: una caja de velocidades, árbol de transmisión y puente trasero. El movimiento procedente de la caja de velocidades es cambiado de sentido en 90° y es reducido al mismo tiempo en el par cónico emplazado en el puente trasero. En su extremo posterior, el árbol de transmisión termina en la junta cardan que transmite el movimiento al eje de entrada del puente trasero. De este último lo toman las ruedas por medio de palieres que pasan por el interior de los tubos.
Esta última disposición es la considerada como convencional y fue muy utilizada hasta hace unos años, en que fue sustituida casi por completo en los vehículos de turismo, por un sistema de tracción delantera.
2. Describe la función del acoplamiento deslizante de la transmisión.
Debido al movimiento vertical del puente trasero, el cual altera constantemente la longitud del árbol de transmisión, se hace necesaria la posibilidad de aumentar o disminuir esta longitud, adaptándola a la requerida en cada caso en función de los movimientos del puente trasero. Esto se consigue con un acoplamiento deslizante, que se coloca del lado de la salida de la caja de velocidades, como se muestra en (3) y en (9) de la figura. En el caso de árbol partido, se dispone además de un cojinete (10) en el extremo posterior del árbol intermedio.
La siguiente imágen muestra un árbol de transmisión cuyo acoplamiento deslizante (9) permite las variaciones de longitud. Este dispositivo esta formado por un manguito estriado interiormente con el que ensambla la punta estriada del árbol de transmisión (5). El manguito (9) se une en este caso al eje (1) de salida de la caja de cambios por medio de la junta elástica (2), fijada en (3) y en (7) al eje de salida y al manguito deslizante, respectivamente. En su extremo posterior, el árbol de transmisión termina en la junta cardan (10) que transmite el movimiento al eje de entrada (13) del puente trasero.
3. Cita las ventajas e inconvenientes de las juntas cardan.
Ventajas: La principal ventaja de la junta cardan es la de poder transmitir elevados esfuerzos de rotación.
Inconvenientes: El principal inconveniente, es que cuando los ejes unidos por la junta giran desalienados, el de salida se adelanta y retrasa periódicamente respecto al de entrada, en función de la disposición que ocupan entre sí. Como consecuencia de ello, los engranajes de la caja de cambios y el puente trasero quedan sometidos a variaciones de su velocidad angular y, por lo tanto, a esfuerzos alternos que aumentan su fatiga. Cuanto mayor sea el ángulo formado por los ejes unidos a la junta, mayor es la fluctuación de la velocidad angular del eje de salida, por cuya causa las juntas cardan sólo son utilizables para desviaciones angulares máximas de 15°.
4. ¿Qué es una junta homocinética?
Para compensar las variaciones periódicas de la velocidad angular debidas a la presencia de la junta cardan, se disponen dos de éstas, una a cada extremo del árbol de transmisión, de manera que sean compensados los adelantos y retrasos del árbol conducido en la segunda junta cardan.
El acoplamiento de estas dos juntas cardan se denomina acoplamiento homocinético o junta homocinética.
5. Describe la misión del par cónico.
El giro del motor, que llega al puente trasero por medio del árbol de transmisión, tiene que aplicarse a las ruedas que están situadas en un eje perpendicular al del árbol de transmisión, por lo que ha de cambiarse el giro en un ángulo de 90°, lo cual se consigue por medio del par cónico formado por el piñón cónico y la corona. El piñón cónico o piñón de ataque recibe el movimiento del árbol de transmisión y lo comunica a la corona, que por mediación del mecanismo diferencial, lo pasa a los palieres y a las ruedas.
6. Explica las diferencias que existen en la estructura de un puente trasero rígido y otro para suspensión independiente de las ruedas.
En la siguiente imágen se muestra el despiece de un puente trasero de tipo convencional (rígido), en el cual los palieres o semiejes (9) quedan alojados en las trompetas (6), apoyándose por su extremo interior en el conjunto diferencial (5), del cual recibe el movimiento, mientras que por el extremo exterior se apoyan en la trompeta por medio del rodamiento (8). A la caja del diferencial (5) se fija la corona (4), que recibe movimiento del piñón de ataque (3), alojado en la carcasa del diferencial, apoyado sobre ella por medio de los cojinetes (1) y (7).
En otros casos, como el representado en la siguiente imágen, los palieres van al descubierto y enlazan con las ruedas por interposición de juntas universales, que permiten los desplazamientos de las ruedas con respecto al puente en la marcha del vehículo, ya que el puente está fijado al chasis en estos casos (suspensión independiente de las ruedas traseras).
7. ¿Qué es un engranaje hipoide?
Tanto el piñón cónico como la corona disponen de un dentado helicoidal, atacando el primero a la segunda un poco por debajo de su centro. Esta disposición recibe el nombre de engranaje hipoide. Y presenta la ventaja de que resulta más adecuada a las carrocerías de piso bajo que se utilizan en los vehículos actuales, ganando en estabilidad del mismo. Por otra parte, con esta disposición existe un mayor nº de dientes de piñón en contacto con la corona aumentando su diámetro con respecto a ella, lo que supone una mayor robustez.
8. Explica la necesidad del diferencial.
Debido a que esta constatado que las ruedas de un automóvil, ante una trayectoria curva, realizan diferentes trazados, lo cual implica que la rueda interior hace un recorrido menor que la rueda exterior, lo cual provocaría (si estuvieran unidas directamente a la corona del par cónico) el arrastre o patinado de una de las ruedas.
Debido a esto, es necesario montar un mecanismo que permita el giro de las dos ruedas motrices a distintas velocidades, al mismo tiempo que transmite a las mismas el esfuerzo motriz. Esto se consigue con la implantación de un mecanismo diferencial, que en las curvas permite dar un mayor nº de vueltas a la rueda exterior y disminuye las de la interior, ajustando el giro de cada rueda al recorrido que efectúa.
9. Describe la constitución y funcionamiento del diferencial.
Esta constituido por la corona (2), que se une a la caja del diferencial por mediación de tornillos como el (1), y en su interior se aloja el mecanismo diferencial, formado por los satélites (7, en nº de dos generalmente) y los planetarios (4) y (9). Los satélites se montan sobre el eje (6) que va alojado en la carcasa (3), de manera que puedan girar libremente en él; pero son volteados por la caja (3) cuando gira la corona (2).
Engranados con los satélites se montan los planetarios, cuyos ejes de giro se alojan en la corona y caja del diferencial respectivamente, pudiendo girar libremente en ellos con interposición de casquillos de fricción. A los ejes de los planetarios se unen a su vez los palieres, que transmitirán el movimiento a las ruedas.
El conjunto queda ensamblado como muestra el detalle de la figura, apoyado en la carcasa del puente trasero por interposición de cojinetes de rodillos troncocónicos, situados en ambos lados de la corona y caja de diferencial respectivamente.
Constituido así el mecanismo, cuando la corona empieza a girar impulsada por el piñón de ataque, arrastra con ella a la caja del diferencial (B), que en su giro voltea a los satélites (C) y (D) que, actuado como cuñas, arrastran a su vez a los planetarios (E) y (F), los cuales transmiten el movimiento a las ruedas haciéndolas girar en el mismo sentido y con igual velocidad mientras el vehículo marche en línea recta; pero cuando toma una curva, la rueda interior ofrece más resistencia al giro que la exterior (al tener que recorrer distancias desiguales) y, por ello, los satélites (C) y (D) rodarán un poco sobre uno de los planetarios (el correspondiente a la rueda interior) multiplicando el giro en el otro (el de la rueda exterior). De esta manera, lo que pierde en giro una rueda lo gana la otra, ajustándose automáticamente el giro de cada una de ellas al recorrido que le corresponda efectuar en cada curva. Igualmente, las diferencias de trayectoria en línea recta, debidas a diferencias de la presión de inflado de los neumáticos, irregularidades del terreno, etc., son absorbidas por el diferencial.
10. Describe los diferentes tipos de juntas homocinéticas utilizados en los automóviles.
Uno de estos tipos de juntas es la constituida por dos juntas cardan, donde el giro alterado por una de ellas es rectificado por la otra, transmitiéndose así una rotación uniforme a las ruedas cualquiera que sea su orientación.
En el otro extremo de la transmisión (generalmente del lado de unión a la caja de cambios), suele disponerse una junta deslizante trípode, que permite las variaciones de longitud de la transmisión que se producen con los movimientos oscilantes y de orientación de las ruedas. El tipo de junta trípode deslizante consiste en un trípode (2) formado por tres pernos en los que se acoplan los rodillos (3), que se alojan en tres ranuras cilíndricas del cajeado (4, donde pueden deslizarse) el cual, a su vez, va estriado al planetario del diferencial. En el trípode (2) se aloja a su vez el palier (1), estriado sobre él, resultando de todo ello una junta homocinética deslizante.
Otras veces del lado de la rueda se monta una junta homocinética del tipo de bolas, provista de seis bolas de acero mantenidas en una jaula apropiada y que pueden deslizarse en unas gargantas tóricas formadas en los semiárboles conductor y conducido.
11. Enumera las verificaciones que deben realizarse en el puente trasero.
Comprobación de la carcasa (27), la cual no debe tener deformaciones ni grietas en su superficie y los alojamientos de retenes y cojinetes se encuentran en perfecto estado.
Los engranajes del par cónico (8) y (25), así como los satélites (33) y planetarios (35), no deben presentar desgastes excesivos, roturas ni deformaciones. Cuando se desmonte la corona, en su posterior montaje sobre la caja del diferencial deben de utilizarse tornillos nuevos e impregnarlos con un sellador.
Comprobación de los cojinetes de apoyo (17 y 22) del piñón de ataque y (7) y (38) del conjunto corona-diferencial, no debiendo presentar anomalías de ningún tipo. Observar que los rodillos no estén picados y que las pistas no presenten deformaciones ni huellas de desgastes.
Comprobación de los espaciadores y arandelas de reglaje, no deben presentar desgastes ni deformaciones.
Con el conjunto diferencial ensamblado, se verificará con una galga de espesores el juego lateral de cada planetario, que no ha de superar los 0.15 mm., se sustituirán las arandelas de empuje por otras de mayor espesor.
En la operación de ensamblado del conjunto par cónico-diferencial, se impregnarán convenientemente sus componentes del aceite adecuado, debiendo observar durante esta fase una escrupulosa limpieza.
Al ajustar el piñón de ataque, acoplaremos sus cojinetes de manera que no exista juego entre ellos, pero tampoco excesiva dureza.
El montaje del conjunto corona-diferencial requiere también una operación de reglaje, que determine el posicionamiento de la corona con respecto al piñón.
12. Explica el proceso de reglaje del conjunto piñón-corona.
Se realiza simultáneamente durante la operación de ensamblado del conjunto par cónico-diferencial, ajustamos el conjunto piñón-corona, ajustamos 1º la posición del piñón de ataque (fases 1 y 2) y después la corona (fase 3), para terminar con la verificación de la posición y contacto de los dientes de ambos (fase 4).
Esta verificación se realiza impregnando la corona con un colorante y haciéndola rodar una vuelta completa arrastrada por el piñón. Si la huella de contacto entre ambos es correcta, el ajuste está bien realizado; en caso contrario deberá repetirse este ajuste corrigiendo la posición del piñón de ataque o de la corona en función de la huella obtenida en la comprobación.
