Funcionamiento doble traccion

[JPflores]

Abusando de los amigos que han demostrado tener bastantes conocimientos del tema y de mecanica, pongo este tema para que con manzanitas como el video del funcionamiento de diferenciales lo explico, puedan exponer el funcionamiento de una doble traccion y la diferencia en conectar 4H y 4L, mecanica y tecnicamente que es lo que se activa y cual es el comportamiento del carro en 2H, 4H y 4L.
Esperamos a los que saben y a los que no pregunten para aprender

[jtge]

En el caso especifico de un 4x4 convencional, en 2H ( two high) el transfer solo envia la potencia hacia las ruedas traseras del vehiculo (en algunos casos puede ser hacia el frente). Al seleccionar 4H (four high) el transfer envia la fuerza generalmente en 50-50 hacia los diferenciales trasero y delantero. Al seleccionar 4L (four low), el transfer multiplica, con engranajes, por lo que el carro "camina mas despacio", y tu relacion final, es mas alta. Todo esto depende de la relacion que tenga el transfer combinado con tus catarinas. Entre mas alto el numero, mas relacion final tenes.

En el caso de tu Land Rover, tiene full time all wheel drive, o sea que tu transfer adentro tiene un diferencial, y envia la fuerza siempre hacia los ejes trasero y delantero. Al entrar en una curva, o girar el timon, las llantas delanteras giran a diferente velocidad que las traseras, y por eso se necesita ese diferencial, para que se pueda usar en asfalto. Si en asfalto pones la doble de un carro como tu toyota, y giras,vas a oir rechinidos de llantas, ya que tus llantas delanteras van a otra velocidad que las traseras, dado que tu transfer esta mandando la fuerza 50-50 totalmente bloqueado. El transfer del Land Rover tiene bloqueo del transfer, que precisamente es para que dejes el carro en 4H o 4L y que la fuerza este repartida de manera fija.

Saludos

[Blazer79]

El motor mueve la caja de velocidades, y la caja de velocidades está conectada directamente al transfer. Del transfer salen dos transmisiones, una para cada eje:


Ahora miremos como funciona el transfer:


El transfer recibe la fuerza de la caja y con él decidimos qué hacer con la fuerza. Esto lo hacemos por medio de la "palanca de la doble" como le decimos cotidianamente. La primera parte es la de reducción. Es el cuadro amarillo en este dibujo. Esto es controlado por la "H" o por la "L" en nuestra palanca. Si ponemos cualquier velocidad que termine en "H" no hay reducción y la fuerza pasa tal y como viene de la caja de velocidades. Si ponemos una velocidad que termine en "L" se reduce la velocidad que recibimos de la caja (alrededor de la mitad usualmente), pero se aumenta la fuerza (alrededor del doble de la fuerza usualmente). Entonces en L nuestro vehículo va a ir a la mitad de la velocidad pero con el doble de fuerza.

La segunda parte del dibujo es la que escoje para donde se dirige la fuerza. Si escojemos una velocidad que comienza con "2" la fuerza solo pasará a la transmisión trasera, moviendo entonces las llantas traseras. Si escogemos una velocidad que comienza con "4", se conectará la transmisión delantera junto con la trasera, entonces para que se mueva una se tiene que mover la otra, entonces ambos ejes deben girar a la misma velocidad sin importar si uno tiene más tracción que el otro.

Entonces, combinando ambas partes del transfer tenemos:
-2H solo eje trasero sin reducción
-4H ambos ejes sin reducción
-4L ambos ejes con reducción.

Noten que digo "eje" y no llantas. El eje tiene su propio diferencial y la fuerza que recibe la puede mandar a una o a otra o a ambas llantas, dependiendo de la situación. Entonces en un carro stock en 4L la fuerza podría estarse yendo a una llanta del eje delantero y a otra del eje trasero nada más. Tenemos tracción en solo 2 llantas a pesar de tener puesta "la doble". Para que deveras jalen las 2 llantas de un eje se necesita un "locker" o bloqueo de diferencial. Este reemplaza al diferencial abierto de fábrica y lo que hace es que cuando una llanta pierde tracción no le manda toda la fuerza sino que siempre la reparte entre ambas llantas. Solo con un bloqueo en cada eje tendremos fuerza en las 4 ruedas todo el tiempo.

[Blazer79]

Este es un video de un diferencial abierto, osea sin locker. La parte clave aquí son los engranajitos rojos llamados satélites. Estos son los que transieren la fuerza a una llanta o a la otra (la que esté más suave). Es por eso que una llanta en el aire es la que recibe la fuerza y no la que tiene tracción. En este caso la llanta del lado derecho (que dice inner wheel slower) es la que se puso dura, entonces la fuerza se está yendo a la otra llanta:


En este otro se puede apreciar más como frenan una llanta y la otra:
http://www.youtube.com/watch?v=FKaF20iFU9s&NR=1

[JPflores]

[rangie]

si, los bloqueos, locker, de diferencial es eso exactamente lo que hacen. Bloquean o traban el diferencial.

la reductora, transfer, es como una caja de velocidades normalmente de solo dos velocidades. "H" y "L"


todos los vehiculos vienen preparados para poder moverse a velocidades normales o permitidas en la mayoria de paises con una economia de combustible razonable y baja contaminacion, los fabricantes experimentan mucho para lograr el mejor equilibrio en todo eso. Cuando se les hacen modificaciones perderan algunas de las cualidades que traian al salir de la fabrica.

para darte un ejemplo, si a tu carro le metes llantas mas anchas que las originales, aunque sean del mismo alto, se pondra un poco mas gaston porque estas aumentado la superficie de contacto entre llanta y asfalto provocando friccion extra que debe vencer el motor.

lo de las relaciones es todo un rollo pero no dificil de entender.
Hablando de la caja de velocidades usare relaciones aproximadas,
en primera, el eje ciguenal debe girar tres vueltas para que la salida de la caja gire una (mucha fuerza, poca velocidad)
en segunda, el eje ciguenal debe girar dos veces para que la salida de la caja gire una
en quinta el eje ciguenal debe girar 0.8 veces para que la salida de la caja gire una (poca fuerza, mucha velocidad)
si en la salida se coloca una reductora tendras que en posicion "h" la salida de la caja gira una vez y la salida de la reductora tambien gira una vez y en posicion "L" la salida de la caja gira 2 veces y la salida de la reductora lo hace solo 1 de esta forma multiplica por dos la fuerza final, pero igualmente divide en dos la velocidad.
al final tenes la reduccion que da el diferencial, como ejemplo usaremos 3:1 que indica que la transmision o salida de la reductora debe girar 3 veces para que la llanta gire una.
pensemos que el carro tiene llantas originales de 30" de diametro con el motor a 3000 rpm o sea a 180000 revoluciones por hora
en primera (180000/3=60000) con reductora en "L" (60000/2=30000) no olvidemos el diferencial (30000/3=10000) y el tamanio de la llanta que debe girar 465 veces para caminar un kilometro (10000/465=21.5) tendremos al final que el carro ira a 21.5 Km/hora a 3000 rpm.
cambiemos el tamanio de las llantas por unas de 32" sin cambiar relaciones,tendriamos que la llanta debe girar 433 veces en un kilometro (10000/433=23.09) y la velocidad ahora sera de 23.09 Km/hora a las mismas 3000 rpm, perdiendo un 7.4 % de fuerza, pero tambien vas a toparte con que las llantas pesan mas y son mas anchas y en eso estaras perdiendo mas fuerza del motor.
para recuperar esa fuerza perdida podes cambiar relacion en alguno de los compnentes, en el segundo ejemplo cambiemos la relacion de la catarina por una 4:1 tendriamos en el diferencial (30000/4=7500) con llantas 32" (7500/433=17.32) quedando la velocidad a 17.32 Km/hora a 3000 rpm 19.44% mas fuerte que original pero igualmente 19.44% mas lento. Para efectos 4x4 se gana bastante aunque se pondra un tanto mas goloso con el comustible.

[JPflores]

Vos Rangie, gracias por la explicacion, tons te planteo lo siguiente: Mi LC traia llanta 245/75/16, segun he averiguado pero sin certeza la relacion es 4:1, si tomamos esto como cierto y tomando los datos de tu ejemplo seguimos subiendo de llanta a 35" que relaciones se recomendaria poner para recuperar fuerza original o mejor aun?

[rangie]

[coco]

[israel]

Noten que digo "eje" y no llantas. El eje tiene su propio diferencial y la fuerza que recibe la puede mandar a una o a otra o a ambas llantas, dependiendo de la situación. Entonces en un carro stock en 4L la fuerza podría estarse yendo a una llanta del eje delantero y a otra del eje trasero nada más. Tenemos tracción en solo 2 llantas a pesar de tener puesta "la doble". Para que deveras jalen las 2 llantas de un eje se necesita un "locker" o bloqueo de diferencial. Este reemplaza al diferencial abierto de fábrica y lo que hace es que cuando una llanta pierde tracción no le manda toda la fuerza sino que siempre la reparte entre ambas llantas. Solo con un bloqueo en cada eje tendremos fuerza en las 4 ruedas todo el tiempo.

Perdona mi ignorancia, Blazer79 pero entonces yo que tengo una chevrolet tracker con 4L, bueno ya me paso en una pendiente de tierra estando en 4L una de las llantas de adelante quedo en el aire y esta empezo a girar mas rapido y la otra que estaba en el suelo nada o sea que la fuerza del eje delantero se fue a la llanta en el aire. Entonces a pesar de que mi carro tiene 4L no tiene bloqueo de diferencial, y esto se le compra aparte o hay carros que ya vienen con esto o se le adapta, no se, como es eso entonces. Segun yo con tener reductora (4L) ya estaba hecho al parecer no se nada todavia, bueno para salir de esa pendiente busque donde no quedara la llanta en el aire y logre salir. Bueno imagino que aunque me quedara una llanta del eje delantero el eje de atras a no ser de que pierda traccion empuja el carro, deberia haber sacado la cuesta sin problemas. Puede ser el caso contrario o sea que una llante del eje trasero quede en el aire, entonces si el eje delantero tiene traccion hala el carro. Es asi como funcion esto o estoy perdido todavia?

No se si por ejemplo un pickup Toyota 4x4. Terios, Sorento, Samurai , etc, ya traen el bloque de diferencial como standar o solo son 4x4 (con 4H y 4L) sin bloqueo de diferencial y este es algo extra.

Otra pregunta este carro (tracker '02) usa flechas en el eje delantero y he visto por ejemplo el Suzuki Samurai, Toyota land crusier que adelante tiene el eje parecido a la catarina de atras con una gran chivola en los extremos para el giro de llanta imagino o parecen mas fuertes no se.


Alguien me puede hacer el favor de explicar esto.

Saludos...

[rangie]

[Blazer79]

Se podría resumir así: Los 4wd que conocemos comunmente son realmente 2wd y los 2wd son realmente 1wd.

Si tu carro NO tiene bloqueos en los diferenciales de los ejes:
-1 llanta en el aire de cada eje: El carro se queda quieto y las dos llantas en el aire dan vueltas.
-1 llanta de un eje en el aire y las 2 llantas en el suelo del otro eje: Tu carro avanza y la llanta en el aire da vueltas como si estuviera en el suelo.
-2 llantas de un eje en el aire y 2 llantas del otro eje en el aire: Ya volcastes!

Lo del bloqueo central aplica solo a carros conocidos como "full-time 4x4" o "All Wheel Drive" o "AWD".
En asfalto y en posición normal de la palanca del transfer, la fuerza se reparte entre ambos ejes por medio de un diferencial, osea que el eje que más fácil se mueva, se lleva la fuerza y posteriormente cada eje tiene su diferencial. Es como si tuvieras un eje sin bloqueo con los ejes conectados donde irian las llantas. Entonces con 1 llanta de cualquier eje que quede en el aire, el carro se queda quieto y esa única llanta se lleva toda la fuerza del motor. Por eso estos vehículos tienen la posición "Lock" o "bloqueo al transfer" que ya manda la fuerza igual a ambos ejes y entonces actua como un 4wd normal.

Lo del eje delantero, como ya explicó Rangie, es simplemente darle al consumidor lo que pide. Un eje sólido enfrente es menos amistoso para manejarlo en carretera y agarrar las curvas, mientras que las muletas son más livianas, más baratas de producir y se siente más cómodo el carro. La desventaja es que topan muy fácil, son más frágiles que un eje sólido y el carro queda muy limitado en cuanto a flexión. Entonces si de verdadero 4x4 se trata, siempre es mejor un eje sólido.

Para tu Tracker venden los bloqueos. En los Estados cuestan como $300 c/u. Alli si te quedaría calidá porque no importa qué llanta quede en el aire, las dos de un mismo eje se van a mover a la misma velocidad, pero en curvas el locker destraba y permite que una vaya más rápido que la otra.

[israel]

Muchas gracias, por las explicaciones ahora comprendo mas.


Saludos...