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El diferencial con bloqueo. Su funcionamiento con Lego Technic

5 Sep

Hoy voy a tratar de explicar un complemento al diferencial: El bloqueo.

Para entender el funcionamiento de un diferencial creado con las piezas de LEGO® os remito a otra entrada publicada en este mismo blog.

En este caso hablaré para que sirve el bloqueo del diferencial.

Vimos que, por su naturaleza, el diferencial transmite más potencia a la rueda que se encuentra más libre. Entonces, ¿que pasa si circulamos por terrenos resbaladizos o con poco adherencia o si alguna de las ruedas se queda en el aire?, pues que la rueda que se encuentra en el terreno más adherente no tracciona, y la que se encuentra en el terreno más rebaladizo o al aire patina sin cesar o gira alocadamente, provocando que el vehículo no supere la cuesta o el obstáculo en cuestión. Es decir, la rueda que se encuentra en la zona más resbaladiza o al aire se lleva toda la potencia de la transmisión y la rueda que se encuentra en la zona más adherente y que sería la que ayudaría al vehículo a salir del atolladero se queda parada.

¿Qué se consigue con el bloqueo?. Pues justamente anular el efecto del diferencial; repartiendo la potencia a las dos ruedas por igual. Así pues cuando el diferencial esta desbloqueado, el diferencial permite que cada rueda pueda girar de forma independiente, a diferentes velocidades. Por el contrario, cuando el diferencial está bloqueado, las ruedas izquierda y derecha giran a la misma velocidad. Mediante el bloqueo se obliga a las dos ruedas a girar unidas como si estuvieran montadas en un mismo eje.

Como podréis adivinar, el bloqueo es muy utilizado en los 4×4 o todoterrenos reales. Y como no, es un complemento perfecto  que se puede añadir en nuestras creaciones con LEGO® para que nuestro vehículo pueda superar los obstáculos más inverosímiles que le pongamos por delante.

Si visualizáis el vídeo comprobaréis que el bloqueo se consigue accionando un mecanismo, de modo que la pieza de transmisión especial de Technic con referencia 6539 (pieza roja) encaje en el interior de la jaula del diferencial, haciendo solidarios los dos ejes que conectan sendas ruedas.

Las instrucciones del montaje que he preparado para que veáis el comportamiento del bloqueo aquí.

Adelante vídeo.

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El diferencial. Su funcionamiento con Technic

7 Jun

Es asombroso lo que hemos aprendido estos días, al construir nuestros propios diferenciales, empleando para ello nuestras piezas de LEGO® Technic.

Básicamente sabía para que servía un diferencial empleado en un vehículo, pero no ha sido hasta que lo he visto de primera mano, cuando he entendido su funcionamiento.

Digamos que el diferencial es el componente de un vehículo encargado de transmitir la fuerza motriz de la transmisión a las ruedas de tracción posibilitando además el giro correcto en las curvas. Me explico.

En una curva, las ruedas no recorren la misma longitud; la rueda que va por el interior de la trayectoria recorre una circunferencia de menor longitud que la rueda que va por el exterior de la trayectoria. En el caso de que ambas ruedas estuviesen unidas por un mismo eje girando solidarias, ocurriría que la rueda interior patinaría o se “arrastraría” ocasionando un grave comportamiento. De este modo para conseguir que la ruedas recorran de forma idónea esta diferencia de longitudes en una curva (de ahí creo que provenga el nombre de “diferencial”) y que una rueda gire a distinta velocidad que la otra, la solución pasa por intercalar el diferencial en el eje motriz.

En las dos variantes que hemos creado con Technic (ver las fotos adjuntas), el diferencial se compone de 5 engranajes: un piñon de ataque, una corona dentada, dos planetarios y un satélite (no, no me he vuelto loco, no me he pasado a hablar de astronomía, seguimos hablando del diferencial).

Detalle diferencial Technic Detalle diferencial Technic 2

Como puede apreciarse, el engranaje que transmite la fuerza motriz del motor es el piñón de ataque, éste engrana con la corona dentada haciéndolo girar. La rotación de la corona dentada hace girar toda la caja o jaula del diferencial y también los engranajes planetarios unidos a cada semieje de cada rueda. El satélite gira alrededor de los planetarios y es éste engranaje el que posibilita la diferencia de giro que puede presentarse entre los planetarios. En una trayectoria recta, los planetarios giran a una misma velocidad y el satélite se mantiene quieto; sin embargo en una curva el satélite comienza a girar permitiendo que los planetarios puedan girar a diferente velocidad.

En una trayectoria recta, la resistencia que ofrece cada rueda  a la rodadura es la misma, por tanto en el diferencial toda la fuerza del motor se reparte a partes iguales entre las dos ruedas. En una trayectoria curva, la rueda interior tiene que recorrer una longitud menor, con lo que  se frena, ofreciendo una mayor resistencia a la rodadura que la rueda exterior,  y ocasionando que el diferencial reparta más fuerza del motor a la rueda exterior, que ofrece menor resistencia, que a la rueda interior.

Bueno, llegado a este punto lo mejor es que veáis el vídeo siguiente; es más fácil ver como trabaja el diferencial que explicarlo con palabras.

El vídeo se compone de dos partes; en una primera parte se muestra un diferencial, donde el piñón de ataque engrana con la corona dentada en un ángulo de 90º (el eje motor/transmisión es perpendicular al eje de tracción de las ruedas) empleando la pieza especial ref. 62821 que conforma la caja o jaula; y en una segunda parte se muestra otro diferencial alternativo  más “currado”, donde el piñón de ataque engrana con la corona dentada en un ángulo de 0º (el eje motor/transmisión es paralelo al eje de tracción de las ruedas) y donde se utiliza la placa giratoria ref. 48452 para completar el diferencial.

Las instrucciones de montaje del primer diferencial aquí.

Las instrucciones de montaje del segundo diferencial aquí.

Espero que para muchos de vosotros se os haya hecho la luz como se me ha hecho a mi.