Árbol de transmisión

Los conductores inexpertos dan por sentado que todos los vehículos modernos están equipados con un cardán o "árbol de transmisión". En los vehículos de tracción delantera, el árbol de transmisión no es necesario, ya que el par se transfiere al eje delantero a través del palier o tripoides y la transmisión principal.

El árbol de transmisión aplica en los vehículos de tracción total y trasera. Este eje transmite el par desde la transmisión del vehículo o, en el caso de la tracción total, desde la transmisión a los ejes motrices.

El árbol de transmisión fue descrito por primera vez por el ingeniero y matemático italiano Gerolamo Cardano en el siglo XVI, pero no fue inventado. De hecho, este eje de hélice o cardán lleva su nombre. El industrial Louis Renault fue uno de los primeros en utilizarla con éxito en la industria del automóvil.

Renault observó que el uso del árbol de transmisión permitía una transmisión fiable y suave del par, incluso en carreteras irregulares, ya que, anteriormente había habido problemas en este ámbito.

En realidad, el primer árbol de transmisión para automóviles no es muy diferente del actual. Algunas características de diseño de los árboles de transmisión actuales serían de interés para los ingenieros del siglo pasado, pero el diseño en sí no ha cambiado mucho.

El árbol de transmisión se encarga de transferir la rotación del motor a las ruedas del segundo eje. Es decir, se encuentra en un coche con motor delantero, pero con tracción trasera o total. Por lo tanto, son las bielas, junto con otros componentes, las que deben soportar el par motor sin desgastarse ni provocar vibraciones.

En el caso de un vehículo de tracción delantera o de un vehículo de tracción total con motor montado en la parte trasera, generalmente se utiliza tripoides o palier.

Función del árbol de transmisión

Su tarea principal es mediar entre la caja de cambios y el diferencial. Para entender su papel en la transmisión, es necesario considerar sus principales componentes: El volante de inercia transmite el movimiento de rotación al embrague, el embrague a la caja de cambios y de ahí al eje de transmisión, si el motor está en un eje distinto de las ruedas motrices. De ahí pasa al diferencial y de ahí se distribuye a los dos ejes, uno para cada rueda.

Tipos de árbol de transmisión

Aunque el árbol de transmisión es un dispositivo bastante simple y su campo de aplicación no suele ser muy amplio, los ingenieros han encontrado varias soluciones al problema de la transmisión del par. Los árboles de transmisión pueden estar equipados con los siguientes diseños:

• Junta de velocidad constante.
• Una junta o bisagra de velocidad angular desigual.
• Juntas rígidas y semiflexibles.
• Articulaciones semigiratorias y flexibles.

La variante clásica es el uso de juntas de velocidad angular desigual (UAS). Estas juntas no sólo se utilizan en los semiejes. Se utilizan en las columnas de dirección y también en algunos equipos.

Sin embargo, las juntas que son de velocidad constante, es decir, las juntas con la misma velocidad angular, se utilizan más comúnmente en los vehículos todoterreno modernos. También se suelen utilizar bisagras flexibles.

La particularidad de estas bisagras es que transmiten los momentos en un arco de hasta 8 grados. Al mismo tiempo, las juntas de goma flexibles hacen que no se vean sometidas a fuerzas dinámicas repentinas y que no necesiten mantenimiento.

Sin embargo, los semiejes rígidos ya no se utilizan en la industria del automóvil, aunque se han hecho intentos relativamente exitosos.

Partes del árbol de transmisión

Como ya se ha mencionado, el árbol de transmisión no ha cambiado mucho a lo largo de los años. Como hace más de un siglo, consta de cinco componentes.

En realidad, hay muchos más, pero las bridas, las tuercas, las abrazaderas, los soportes y las juntas no suelen considerarse los componentes más importantes. Este es el corazón del árbol de transmisión:

El eje central

Esta es la parte más sencilla y fácil de montar, ya que es simplemente un tubo de acero hueco. Y este hueco es necesario para reducir el peso del producto.

vigas transversales con pinchos

Se trata de vigas transversales de forma especial que se utilizan para transmitir el par motor manteniendo un ángulo variable (de 0 a 20 grados). El equilibrio del eje de transmisión se altera cuando el ángulo de rotación de la culata supera los 20 grados.

Rodamiento intermedio

Soporta el eje principal para que pueda girar libremente a su alrededor. Si el árbol de transmisión consta de varias partes, puede haber dos, tres o incluso más cojinetes intermedios.

Horquilla deslizante

En este caso, el componente conecta estructuralmente el eje intermedio y el árbol de transmisión en los extremos. Al mismo tiempo, compensa la gran diferencia de altura entre ambos cuando se conduce por terrenos accidentados.

Los ejes de las hélices están divididos, pero pueden ser sólidos o de varias piezas. En el caso de los ejes macizos, la gama de aplicaciones se limita a los coches deportivos de tracción trasera y a los de tracción total, en los que el par motor debe transmitirse a las ruedas motrices lo más rápidamente posible.

Las unidades multieje se utilizan tanto en coches como en camiones convencionales. Como puedes imaginar, todas las partes del árbol de transmisión que no se mencionan (hay unas 20 en total) son acoplamientos, soportes y elementos de amortiguación.

Dado que el árbol de transmisión se utiliza en condiciones especialmente duras, todos estos componentes se caracterizan por su sencillez y alta durabilidad.

5) Ejes de hélice

Se distingue entre ejes de hélice de una pieza y de varias piezas. Los ejes de hélice macizos se utilizan en las cajas de cambios de los coches deportivos con tracción trasera y a las cuatro ruedas, donde se requiere la transferencia más rápida posible del par a las ruedas motrices. Los ejes multitornillo se utilizan en los coches y camiones convencionales.

Ubicación del árbol de transmisión

Se encuentra ubicado entre dos ejes, el piñón del grupo cónico-diferencial y la caja de cambios.

Fallas del árbol de transmisión

Las averías de la transmisión o del árbol de transmisión son numerosas y lo más seguro es acudir a un taller especializado para obtener un diagnóstico preciso.

Sin embargo, hay una serie de elementos que el conductor debe tener en cuenta antes de hacer un "diagnóstico" preciso. A continuación, los enumeramos y sugerimos qué hacer en caso de avería:

-Fuga de aceite en la zona de la caja de cambios o en la parte delantera del eje de transmisión.

-Vibraciones al aumentar la velocidad y sacudidas o tirones al arrancar la caja de cambios.

-Ruidos de crujidos (constantes e intermitentes).

-Vibraciones.

-Ruido de zumbido en el tubo del eje.

-Si observa que hay aceite en el árbol de transmisión o alrededor de la caja de cambios, debes comprobar el sello de aceite de la caja de cambios. Con el tiempo, las juntas se desgastan y se vuelven inflexibles, provocando un pequeño espacio entre la junta del eje y el eje de la caja de cambios.

-Esto puede provocar una fuga de aceite. También es importante comprobar que las estrías están intactas. Si las estrías son desiguales o tienen rebabas, puede haber fugas de aceite. La limpieza de las ranuras con papel de lija suele resolver el problema.

-Por otra parte, la práctica demuestra que la aparición de irregularidades y sacudidas bajo carga en el cigüeñal se debe a la reacción del propio cigüeñal. Comprueba primero el travesaño: si está dañado, debe ser sustituido. Presta también atención a los tornillos del árbol de transmisión. Simplemente apriétalos. Comprueba también los rodamientos y los engranajes móviles.

-Si los engranajes están desgastados y hay juego en los rodamientos, estas piezas deben ser sustituidas. El problema de chirridos que se produce al abrir el acelerador suele estar relacionado con el funcionamiento de las bisagras.

-El travesaño puede estar corroído y pegado. Si se ignora el problema, se romperá y deberá ser sustituido lo antes posible. Los travesaños siempre pueden ser tratados. Se seleccionan, se inspeccionan, se lubrican si es necesario y se prueban en condiciones reales. Si el chirrido persiste, hay que cambiar las juntas homocinéticas.

¿Cuál es el indicador más importante de una avería?

Las vibraciones son probablemente el síntoma más común de un eje de transmisión defectuoso. Si las ruedas están desequilibradas, notará inmediatamente una vibración. Si las ruedas no tienen problemas, muy a menudo la fuente de las vibraciones a ciertas velocidades es el árbol de transmisión.

Las vibraciones suelen observarse a 60-80 km/h y 90-120 km/h. Hay que tener en cuenta que las vibraciones del árbol de transmisión pueden producirse también después de las reparaciones. Algunas causas:

-Penetración de partículas y suciedad en la caja de cambios, la caja de cambios intermedia y los componentes individuales del árbol de transmisión. Recomendamos la limpieza del árbol y especialmente de las bridas.

-Los equilibradores están rotos o muy corroídos. El problema puede identificarse durante la inspección.

-Los travesaños están dañados. Es aconsejable sustituirlos.

-Daños mecánicos en el propio eje cardán. Si el "tubo" se deforma más de un milímetro y medio, debe ser sustituido. Si no, se puede enderezar con una prensa hidráulica.

Sus ventajas y sus desventajas

Debido a su diseño relativamente sencillo, son extremadamente robustos. Son indispensables para los vehículos que deben circular fuera de la carretera. El árbol de transmisión es uno de los componentes más fuertes (en términos de tensión) de todo el vehículo.

Sin embargo, aparte de su durabilidad y capacidad para soportar enormes cargas, también tiene algunas desventajas. Es fácil establecer una analogía con otras piezas del automóvil, donde las complicaciones no han surgido con el tiempo y la llegada de nuevas tecnologías.

La principal y probablemente única desventaja del árbol de transmisión es su peso y tamaño. Todas las demás desventajas se derivan de esto. Por ejemplo, las juntas universales de los vehículos KAMAZ pueden pesar entre 19,8 y 45 kg. El propio eje aumenta considerablemente la tara del vehículo, afectando a su dinámica y al consumo de combustible.

Ten en cuenta que para montar el eje es necesario instalar un túnel bajo la parte inferior del vehículo. Para los camiones esto no es tan importante, pero para los vehículos pequeños la presencia del árbol de transmisión cambia la geometría de la parte trasera de la cabina.

Además, el eje giratorio se convierte en una fuente de vibraciones y ruido, pero esto no es un problema si el conductor instala materiales para aislar las vibraciones y el ruido.

Consejos para encontrar y sustituir un árbol de transmisión

Por lo general, no es difícil encontrar un árbol de transmisión adecuado. El dueño del vehículo puede comprar una pieza nueva en una tienda o encontrar una usada en un taller. Cada una de estas opciones es válida a su manera. La principal ventaja de un desguace es que un aficionado al automóvil puede encontrar allí piezas de recambio a bajo precio. A la hora de buscar piezas de automóvil en un taller, hay varias opciones:

Buscar por número de pieza

-Búsqueda por número de identificación del vehículo.

-Búsqueda por parámetros importantes del coche: marca, modelo, antigüedad y algunos parámetros de la unidad.

-Hoy en día, la última opción de búsqueda -tk- se utiliza cada vez más. Las tiendas online modernas utilizan no sólo una búsqueda por código, sino también una orientación de árbol, es decir, un movimiento paso a paso como "marca - modelo - categoría de pieza - piezas".

-Esto significa que basta con introducir los parámetros del vehículo con mucha precisión, sin cometer errores. Las tiendas online suelen ofrecer ejes de hélice nuevos procedentes de Asia, y con menos frecuencia de Europa.

Diferencia entre árbol de transmisión y eje de transmisión

Árbol de transmisión

• Descansan sobre cojinetes.
• Hay diferentes modelos y presentaciones.
• Son elementos que transmiten fuerzas y están sometidos a esfuerzos de torsión.
• Debe girar.
• Están diseñados para transmitir el par y los momentos de desplazamiento.

Eje de transmisión

• No están sometidos a sistemas de torsión.
• No transmiten potencia.
• Guía el movimiento de rotación a una pieza.