Diferencial (dispositivo mecánico)

Un diferencial es un tren de engranajes con tres ejes que tiene la propiedad de que la velocidad de rotación de un eje es el promedio de las velocidades de los demás, o un múltiplo fijo de ese promedio.

La siguiente descripción de un diferencial se aplica a un automóvil o camión tradicional de tracción trasera con un diferencial de deslizamiento limitado o abierto combinado con un conjunto de engranajes de reducción que utiliza engranajes cónicos (estos no son estrictamente necesarios; consulte el diferencial de engranajes rectos ):

Así, por ejemplo, si el automóvil gira a la derecha, la corona dentada principal puede realizar 10 rotaciones completas. Durante ese tiempo, la rueda izquierda hará más rotaciones porque tiene que viajar más lejos, y la rueda derecha hará menos rotaciones ya que tiene menos distancia que recorrer. Los engranajes solares (que impulsan los semiejes del eje) girarán a diferentes velocidades en relación con la corona (uno más rápido, uno más lento) por, digamos, 2 vueltas completas cada uno (4 vueltas completas entre sí), lo que da como resultado la la rueda izquierda realiza 12 rotaciones y la rueda derecha 8 rotaciones.

La rotación de la corona es siempre el promedio de las rotaciones de los engranajes solares laterales. Ésta es la razón por la que si las ruedas motrices se levantan del suelo con el motor apagado y el eje de transmisión se mantiene (por ejemplo, dejando la transmisión en una marcha evitando que la corona gire dentro del diferencial), girar manualmente una rueda motriz provoca la rueda de carretera opuesta para girar en la dirección opuesta en la misma cantidad.

Cuando el vehículo se desplaza en línea recta, no habrá ningún movimiento diferencial del sistema planetario de engranajes que no sean los movimientos mínimos necesarios para compensar las ligeras diferencias en el diámetro de las ruedas, las ondulaciones en la carretera que hacen que la trayectoria de las ruedas sea más larga o más corta. etc.

En automóviles y otros vehículos con ruedas, el diferencial permite que la rueda motriz exterior gire más rápido que la rueda motriz interior durante un giro. Esto es necesario cuando el vehículo gira, lo que hace que la rueda que se desplaza por el exterior de la curva de giro ruede más lejos y más rápido que la otra. El promedio de la velocidad de rotación de las dos ruedas motrices es igual a la velocidad de rotación de entrada del eje de transmisión. Un aumento en la velocidad de una rueda se equilibra con una disminución en la velocidad de la otra.

Un diferencial de engranajes rectos construido al acoplar los engranajes planetarios de dos trenes de engranajes epicicloidales coaxiales . La carcasa es el portador de este tren de engranajes planetarios.
Si el engranaje solar izquierdo (rojo) encuentra resistencia, el engranaje planetario (verde) gira además de girar, permitiendo que el engranaje solar izquierdo disminuya la velocidad, con una aceleración igual del engranaje solar derecho (amarillo).
Diferencial automotriz: El engranaje impulsor 2 está montado en el portador 5 que soporta los engranajes cónicos planetarios 4 que se acoplan a los engranajes cónicos impulsados ​​3 unidos a los ejes 1.
Diferencial ZF . El eje de transmisión entra por la parte delantera y los ejes de transmisión corren de izquierda a derecha.
Diferencial de coche de un Škoda 422
El engranaje epicicloidal se utiliza aquí para distribuir el par de forma asimétrica. El eje de entrada es el verde hueco, el amarillo es la salida de bajo par y el rosa es la salida de alto par. La fuerza aplicada en los engranajes amarillo y rosa es la misma, pero como el brazo del rosa es de 2 × a 3 × más grande, el par será de 2 × a 3 × más alto.
Diferencial utilizado para controlar el carrete de recogida de un lector de cinta de papel fabricado por Tally alrededor de 1962. Los engranajes cónicos giran libremente sobre sus ejes, a menos que una zapata de freno detenga el engranaje izquierdo. Esto hace que el engranaje planetario impulse el eje de salida a la mitad de la velocidad del engranaje impulsado a la derecha.
Diferencial planetario utilizado para impulsar un registrador de gráficos alrededor de 1961. Los motores impulsan el sol y los engranajes anulares, mientras que la salida se toma del portador de engranajes planetarios. Esto da 3 velocidades diferentes dependiendo de qué motores estén encendidos.
"A la vuelta de la esquina" (1937), una película de Jam Handy realizada para Chevrolet que explica cómo funciona un diferencial abierto
Par de engranajes hipoide que conecta un eje de transmisión automotriz a un diferencial
ARB, diferencial de bloqueo de aire
Un dibujo en corte del eje trasero de un automóvil , que muestra la corona y el piñón de la transmisión final y los engranajes diferenciales más pequeños.
Una vista en corte de una unidad de transmisión final automotriz que contiene el diferencial