Automovilismo - Cómo funcionan los acoplamientos viscosos

Cómo funcionan los acoplamientos viscosos

Por Don Chaikin

Se observan las placas alternas de embrague separadas por una fina capa de fluido de silicona

Conduzca alrededor de una curva suave después de haber cruzado sobre un charco, y en las huellas podrá comprobar que cada rueda sigue su propio arco. Como cada rueda gira a una distancia diferente, entonces cada una viaja a su propia velocidad a través de ese arco.
Aunque pequeñas, estas diferencias de velocidad entre las ruedas son suficientes para dañar el tren de mando (aunque se tomen precauciones para el deslizamiento). En los automóviles con tracción en dos ruedas, el diferencial compensa esta diferencia, permitiendo que las ruedas de un mismo eje giren a ritmos diferentes.

En los vehículos con tracción en las cuatro ruedas, que normalmente son conducidos fuera de la carretera o sobre superficies resbaladizas, el bajo coeficiente de fricción entre el neumático y la superficie de rodamiento permite que las ruedas delanteras y traseras se deslicen lo necesario para no perjudicar el tren de mando.

Pero este reto es diferente en un vehículo con tracción permanente en las cuatro ruedas. El sistema de tracción en las cuatro ruedas, cada vez más común en los autos de pasajeros, son diseñados para enviar potencia a las cuatro ruedas, incluso sobre pavimento seco. Sin un medio para compensar por las variaciones de velocidad de las ruedas en los virajes, un sistema de tracción en las cuatro ruedas fallaría prematuramente. Todos los vehículos con tracción en las cuatro ruedas están equipados con cierta clase de diferencial entre sus ejes delantero y trasero.

El diferencial

El diferencial típico, como el usado para darle mando a las ruedas exterior e interior en un mismo eje, es un cojinete de anillo y cruceta. En vehículos con motor delantero y tracción trasera, el diferencial es integral con el mando final de piñón satélite del eje. Pero este sistema es muy grande ya la vez pesado para resultar práctico en la mayoría de las aplicaciones de tracción en las cuatro ruedas.

En su lugar, para dividir la potencia entre los ejes delantero y trasero, la mayoría de los fabricantes, desde los minivanes Chrysler hasta el 3000GT de Mitsubishi, usan un componente compacto llamado acoplamiento viscoso. Los acoplamientos viscosos están encontrando aplicaciones en los diferenciales de norma, para dividir la potencia entre las ruedas de un mismo eje.

En algunos vehículos se usan los acoplamientos viscosos para llevar la potencia hasta el otro extremo del vehículo, pero hay un límite máximo para la cantidad de potencia que de esta forma puede ser transmitida. Muchos usan un diferencial con engranaje planetario, con un acoplamiento viscoso como limitador de la división de potencia. Esto también permite incluir una división de la torsión preajustada al frente y atrás, usando el tamaño apropiado de engranaje central y los piñones satélites en el conjunto del engranaje planetario.

Lubricación de silicona

Montadas dentro del eje exterior, sobre el eje interior, hay una serie de delgadas placas, muy parecidas a las placas del embrague de la transmisión automática. Estas placas están ranuradas, la mitad de ellas activadas por la cubierta exterior, la otra mitad movidas por el eje interior. Las placas están separadas por delgados anillos espaciadores, de sólo unas pocas milésimas de pulgada de espesor. Esta unidad es llena de un 80% de fluido de silicona espeso, parecido al aceite. El volumen restante es ocupado por las burbujas de aire en el fluido.

Cuando el vehículo se mueve en línea recta en pavimento seco, las ruedas giran a la misma velocidad, de modo que los dos ejes y sus respectivas placas giran juntos. Sin embargo, cuando las ruedas se mueven a velocidades distintas; por ejemplo, en los virajes, las placas giran a ritmos distintos, previniendo que se junten.

Como las placas alternas son forzadas a girar a distintas velocidades, ellas revuelven entre sí el fluido de silicona, lo que causa que se desarrolle calor. Según el fluido se calienta, su presión se eleva, comprimiendo las burbujas y permitiendo que las placas alternas se deslicen más cercanas unas de otras. La delgada capa de silicona entonces transfiere torsión desde las placas sin carga a las placas que le dan mando a las ruedas con carga. A medida que las velocidades se igualan, el fluido se enfría y las placas se separan.

Algunos fabricantes automotrices colocan el acoplamiento viscoso dentro de la transmisión del vehículo o también en la caja de cambios

Fuente: Revista Mecánica Popular - Volumen 45 - Febrero 1992 - Número 2