4X4
Índice:
Ventajas y principios del funcionamiento de la transmisión 4x4
CAJA DE TRANSFERENCIA
TRACCION EN LAS CUATRO RUEDAS
Sistema de tracción Haldex
Sistema de transmision xDrive
Transmision 4x4 integral o permanente. Tracción total conectable.
Arboles de transmisión
Arboles de transmisión con juntas universales cardan
Mantenimiento y diagnostico de averías.
Ventajas y principios del funcionamiento de la transmisión 4x4
La tracción total o tracción 4x4 es la mejor solución, tanto desde el punto de vista de la eficacia como de la seguridad, para transmitir al suelo la potencia del motor. En los vehículos que incorporan este tipo de tracción, se hace necesario montar un diferencial para cada eje, así como un tercero central, que compense las diferencias de velocidad de giro entre el eje delantero y el trasero. Dependiendo de si incorporan diferencial central o no, los vehículos 4x4 se pueden dividir en tracción total permanente o conectable. La mayoría de los turismos poseen tracción total de tipo permanente. Los de tipo conectable se emplean sobre todo en algunos vehículos todoterreno, en los que la tracción a las cuatro ruedas se debe conectar cuando se circula por suelos deslizantes, pistas de tierra, etc., ya que el deslizamiento del terreno absorbe las diferencias de giro entre ejes. Su conexión en terreno adherente (asfalto) provocará rápidos desgastes en los neumáticos y en las transmisiones.
La tracción total tiene como principales ventajas una mejora de la capacidad de tracción, ya que, al repartir el par motor entre las cuatro ruedas, es más difícil sobrepasar el límite de adherencia de las mismas, mayor estabilidad de dirección, con un comportamiento neutral en curva y, por lo tanto, mayor seguridad. En determinados sistemas 4x4 la tracción se efectúa, en condiciones normales, principalmente en un eje; En caso de que éste pierda adherencia, el sistema envía automáticamente parte de la fuerza del motor al otro eje. Algunos vehículos disponen de un sistema automático que conecta la tracción 4x4, sin intervención del conductor,cuando detecta deslizamientos.
Estructura: a diferencia de los turismos de carretera, hoy día casi todos equipados de carrocería monocasco, los todo-terreno suelen contar con un robusto bastidor independiente, sobre el que van anclados los conjuntos mecánicos, así como una carrocería también espacialmente sólida, construida con chapa de espesor doble o hasta triple de la utilizada en coches ligeros.
Motor: Suelen equipar motores de cilindrada elevada, casi siempre superior a los 2.000 CC, son motores poco brillantes en cuanto a rendimiento en caballos por litro de cilindrada, pero capaces de un elevado par motor a bajas revoluciones, y una marcha muy desahogada que garantiza además una gran seguridad de funcionamiento.
CAJA DE TRANSFERENCIA La misión de la caja de transferencia, en vehículos doble tracción, es la de permitir conectar o desconectar la propulsión o las ruedas delanteras, como así también la de proveer dos velocidades auxiliares. Sus engranajes, son conectados por acción de las dos palancas ubicadas en el piso del vehículo. La palanca de tracción delantera, mas larga y a la izquierda, sirve para conectar o desconectar dicho tracción. La palanca de velocidad auxiliar, más corta o la derecha, sirve para lograr los cambios de marcha alta o baja, evitar en la posible el uso de la tracción delantera sobre pavimentos duros o en carretera, pues se producirá un rápido desgaste de los neumáticos delanteros y los cambios de velocidades se harán difíciles.
Componentes:
TRACCION EN LAS CUATRO RUEDAS La gran mayoría de los vehículos son impulsados por los ruedos traseras, es decir, que estas son realmente las "motrices", por lo que las ruedos delanteras sólo son empujadas por aquellas (simple tracción). Los vehículos "doble tracción", son
impulsados por sus cuatro ruedas cuando está conectada la tracción delantera. Las traseras "empujando" y las delanteras "remolcando", lo que se traduce en cuatro puntos de tracción. La tracción en las cuatro ruedas, se usará solo cuando se requiera una fuerza de arrastre mayor a la provista por la primera velocidad de la caja de velocidades común.
Sistema de tracción Haldex Sirve para evitar pérdidas de tracción a las ruedas en condiciones de aceleración y frenado.
Las ventajas que ofrece un vehículo equipado con embrague Haldex respecto a uno de tracción delantera, o incluso a tracción total, son las siguientes: -Tracción regulable en las ruedas traseras, la cual es gestionada electrónicamente.
-Transmisión de un elevado par, hasta 3.200 Nm sobre el eje trasero. -Reacción rápida en el reparto del par motriz entre ejes. El eje trasero es capaz de transmitir hasta 1.000 Nm, con tan sólo una diferencia de 10º de giro entre ejes. -Conducción confortable, similar a la de un vehículo de tracción delantera. -Es totalmente combinable con las funciones de los sistemas ABS, EBD, EDS (Electronic Differential Lock), ASR, MSR (Motor Spin Regulation) y ESP. -Posibilita la conducción con la rueda de emergencia, situación en la que se circula con tracción delantera. -Permite el remolcado del vehículo con un eje levantado.
Componentes mecánicos Los componentes mecánicos asumen la función de transmitir el par de tracción, procedente del árbol cardán, al diferencial mediante un embrague multi-disco. Las piezas que forman los componentes mecánicos son: -El árbol de entrada -Los discos interiores y exteriores (conjunto multi-disco) -El disco de leva -Los cojinetes de rodillos con el émbolo anular -El árbol de salida
Componentes hidráulicos -La bomba hidráulica (bomba eléctrica de aceite) -La válvula reguladora de presión -El acumulador -El filtro de aceite -Válvulas auxiliares
Componentes electrónicos Los componentes electrónicos tienen la responsabilidad de gestionar la presión del aceite que comprime más o menos el conjunto multi-disco. Las piezas que forman los componentes electrónicos son: -La unidad de control -El transmisor de temperatura -El servomotor para la válvula reguladora -El motor de la bomba eléctrica de aceite.
Sistema de transmision xDrive El sistema de transmision xDrive esta basado en un diferencial central de discos de friccion en los que los acoplamientos estan controlados de forma electronica, dando este elemento de friccion la posibilidad de provocar la desviacion de la traccion hacia
el tren de adelante gracias a un eje que paralelo al arbol de trasmision. Estos 2 componentes estan comunicados gracias a una cadena. Se trata asi de un sistema absolutamente diferente con el objetivo de aprovechar al extremo la traccion existente para enviar la fuerza del motor al piso y asimismo arreglar las reacciones que dificulten la neutralidad de el coche ya sea por un sobregiro. Este sistema es una de los mas desarrollados dentro de los sistemas similares, el sistema xDrive puede enviar la totalidad de la traccion a las ruedas de atras o bien gran parte de ella a las ruedas delanteras siendo de los sistemas mas evolucionados de su tipo. Es por esto que cuando se habla del sistema xDrive se habla realmente de un sistema inteligente que distribuye la traccion segun las necesidades del vehículo aportando una gran conduccion a la seguridad. La propulsion del eje trasero es la caracteristica por excelencia en el modo de traccion, siendo la traccion distribuida a las ruedas traseras durante la puesta en marcha de el coche y hasta llegar a los 20 kilometros por hora. para luego distribuirse a las delanteras segun las nececisades requeridas, con una gran rapidez de reaccion del sistema gracias a diferentes sensores que son utilizados en el control de estabilidad de el coche y por ende ya son conocidos diferentes parametros como el giro de ruedas, presion ejercida en el acelerador como ademas la rotacion del mismo coche en su eje vertical. Esto lleva a que el xDrive actue de forma mas rapida y espontanea que otros sistemas, llegan esta reaccion a ser de solo apenas algunas fracciones de segundos, ya que sabe de forma anticipada muchos parametros necesarios para las correcciones, por ejemplo conociendo asi previamente en que momento un neumatico se encuentra a punto de patinar sobre el camino. Es de destacar que en muchas situaciones con tracciones convencionales el sistema de estabilidad no llegan a actuar a su debido tiempo, situacion corregida con el accionar del xDrive. Una de las ventajas realmente apreciable de este sistema puede observarse al desplazarse por una curva a gran velocidad, ahi realmente se nota lo que este sistema es capas de hacer brindando la fuerza necesaria en cada eje en todo el viraje. En caminos sinuosos es un gran aliado del conductos, siendo igual de util también para la conduccion en la nieve. Los cambios bruscos de velocidad tambien son asimilados por el xDrive con increible eficacia. En repechos con nieve o hielo el embrague es cerrado transmitiendo la fuerza a los 2 ejes para no dejar patinar a ninguna rueda mientras que al maniobrar con el vehículo para estacionar el embrague se abre al maximo para transmitir la potencia al eje trasero.
Transmision 4x4 integral o permanente. Este sistema de tracción total permanente distribuye siempre la fuerza de tracción a las cuatro ruedas. La fuerza de tracción del motor se transmite al diferencial central a través de la transmisión, y desde aquí a las cuatro ruedas. Además, el diferencial central absorbe las diferencias de rotación de las ruedas delanteras y de las traseras, controlando el fenómeno de frenado al tomar curvas cerradas. Este tipo de tracción se usa más en turismos que circulan por carreteras que por caminos.
Tracción total conectable. Este sistema tienen tracción permanente en uno de los ejes (delantero o trasero, según el modelo). El otro eje se conecta al motor con una palanca según la voluntad del conductor, o bien automáticamente mediante un sistema electrónico que detecta las condiciones de la vía. Esto quiere decir que permanentemente las cuatro ruedas giran a la misma velocidad. Este tipo de tracción se utiliza más en todoterrenos. En un sistema de tracción total conectable, la fuerza de tracción del motor se transmite a la caja de la transferencia a través de la transmisión. Cuando se selecciona 2WD, la fuerza de tracción se distribuye a dos ruedas y cuando se selecciona 4WD, la fuerza de tracción se distribuye a las cuatro ruedas. En algunos tipos de 4WD, al seleccionar 4WD, el conductor puede seleccionar 4 –alta, que emite la fuerza de tracción normal o 4 –baja (marcha reductora), que se emplea cuando el vehículo requiere una fuerza de tracción adicional .
( En esta página viene explicado muy simplificado, aparte de entenderse fácil ).
http://www.autastec.com/assets/comparativa-sistemas-4x4.pdf
Arboles de transmisión
Estan sometidos en su funcionamiento a esfuerzos constantes de torsión que son contrarrestados por la elastidad del material. Por este motivo están diseñados para que aguanten el máximo de revoluciones sin deformarse. Se fabrican en tubo de acero elástico, con su sección longitudinal en forma de uso (mas grueso en el medio que en los extremos) y perfectamente equilibrados para no favorecer los esfuerzos en ningún punto determinado. Ademas del esfuerzo de torsíon, el árbol de transmisión está sometido a otro de oscilación alrededor de su centro fijo de rotación. Debido a este movimiento de oscilación se modifican continuamente las longitudes de las uniones, dando como resultado un movimiento axial del árbol de transmisión.
Arboles de transmisión con juntas universales cardan La juntas cardan son las mas empleadas en la actualidad, ya que pueden transmitir un gran par motor y permite desplazamientos angulares de hasta 15º en las de cotrucción normal, llegando hasta los 25º en las de construcción especial. Tienen el inconveniente de que cuando los ejes giran desalineados quedan sometidos a variaciones de velocidad angular y, por tanto, a esfuerzos alternos que aumentan la fatiga de los materiales de los que estan construidos.
Semiárboles de transmisión o palieres Los semiarboles o palieres pueden ser rigidos o articulados (para suspensiones independiente) tienen la misión de transmitir el movimiento desde el diferencial a las ruedas. Estan constituidos por un eje de acero forjado, uno de sus extremos se acopla al planetario del diferencial y, el otro extremo se acopla al cubo de la rueda.En vehiculos con motor delantero y propulsión trasera dotada de puente trasero flotante (sin suspensión independiente) se emplean para el montaje de estos semiárboles, varios sistemas:
Montaje semiflotante: En este sistema el palier (1) se apoya por un extremo en el planetario (2) del diferencial y, por el otro lado, lo hace en la trompeta (3) del puente, a través de un cojinete (4). Con este montaje, el peso del vehículo descansa en (P) y queda totalmente soportado por el palier que, además, transmite el giro a la rueda; queda, por tanto, sometido a esfuerzos de flexión y torsión; por esta razón, estos palieres tiene que ser de construcción mas robustos.
Montaje tres cuartos flotante : En este montaje el palier se une al cubo de la rueda, siendo este el que se une al mangón (3) a través de un cojinete (4). En este caso, el peso del vehículo se transmite desde la trompeta del puente al cubo de la rueda y el palier queda libre de este esfuerzo, teniendo únicamente que mantener el cubo alineado y transmitir el giro.
Montaje flotante: En este montaje (el mas utilizado en los camiones) el cubo de la rueda se apoya en el mangón del puente (3) a través de dos cojinetes (4), quedando así alineada la rueda que soporta el peso del vehículo. El palier queda liberado de todo esfuerzo, ya que solamente tiene que transmitir el giro de las ruedas. En los montajes semiflotantes y tres cuartos flotante, el palier no puede ser extraido del puente sin haber antes liberado a la rueda del peso del vehículo, cosa que no ocurre con este ultimo sistema en el que, como puede verse, el palier queda totalmente libre.
Semiárboles para transmisión con motor y propulsión traseros y suspensión independiente Uno de los mas empleados es el que se ve en la figura inferior, donde el palier (1) se une por un extremo al planetario por medio de los patines (2) alojados en el cajeado del mismo. Su forma esferica les permte deslizarse en el cajeado y adaptarse perfectamente a cualquier posición del palier. Por el otro extremo se acopla el manguito (3) por medio del estriado de ambos y que permite el deslizamiento del palier dentro del mismo, ajustando así la longitud diferencial-rueda por muy accidentado que sea el terreno.
( En esta página viene explicado muy simplificado, aparte de entenderse fácil ).
http://www.aficionadosalamecanica.net/transmisiones.htm
