Cuidados del Rodamiento Guía de la Punta del Piñón
El diferencial es un componente mecánico del vehículo preferentemente conformado por engranajes del tipo hipoidales, que se encarga de distribuir el torque que proviene de la caja de cambios hacia las ruedas, el diferencial permite que las ruedas giren a velocidades diferentes, algo fundamental para el correcto desplazamiento en las curvas, es decir hace posible la acción de giro en la conducción, tomando en cuenta que un neumático hará un recorrido más corto que el otro, dependiendo de la dirección del giro , en otras palabras cuando un automóvil toma una curva hacia la izquierda, la rueda de este lado gira un recorrido más corto con respecto a la rueda derecha, de igual forma en el giro contrario.
El diferencial es el responsable directo de que nuestros vehículos puedan desplazarse de manera adecuada en espacios curvos.
El diferencial, también permite poder realizar el correcto desplazamiento en áreas con pendientes, ya que, su mecanismo establece la capacidad de giro según el entorno por donde se esté desplazando el vehículo; según sea tierra, asfalto o lodo, el diferencial permitirá el correcto desplazamiento por las diferentes superficies.
¿Cómo funciona el diferencial? ¿De qué manera es posible dar una curva estable?
El movimiento procedente de la transmisión es cambiado de sentido en 90° y es reducido al mismo tiempo en el par cónico emplazado en el puente trasero. En su extremo posterior, el árbol de transmisión termina en la junta cardan que transmite el movimiento al eje de entrada del puente trasero. De este último lo toman las ruedas por medio de palieres que pasan por el interior de los ejes.
El diferencial - en su definición más fundamental -tiene 2 ejes, uno enlazado a cada llanta. Cuando el vehículo va en línea recta, ambos giran a la misma velocidad. Cuando difiere la trayectoria entre neumáticos exteriores e interiores, entra en acción el engranaje diferencial para ajustar la velocidad de ambos y evitar el patinado.
¿Y cual es la falla más común?
El desgaste prematuro del rodamiento guía de la punta del piñón, esto provoca una pérdida de la geometría del eje (grave) y desgaste por condiciones de servicio (tracción forzada en los cambios de fuerza).
Entre los modos de fallos, podemos listar:
- La tensión constante y la carga a la que están expuesto los elementos rodantes.
- Contacto defectuoso en el sistema.
- Perno de fijación del engranaje impulsado cónico suelto o desgaste acentuado en alguno de los engranes del sistema
- Falta de lubricante en el compartimiento o el uso de un lubricante no adecuado.
¿Qué es un lubricante adecuado para el diferencial?
Para responder la pregunta, primero debemos saber cuales son las funciones del lubricante para engranajes:
1. Lubricar:
La principal función de un lubricante para engranajes es reducir la fricción entre los dientes del engranaje y de esta forma disminuir cualquier desgaste resultante. Idealmente, esto se logra por la formación de una película delgada de fluido la cual mantiene separadas las superficies de trabajo. Cuando los engranajes transmiten potencia, los esfuerzos sobre sus dientes se concentran en una región muy pequeña y ocurre en un tiempo muy corto. Las fuerzas que actúan en esa región son muy elevadas, si los dientes de los engranajes entran en contacto directo, los efectos de la fricción y el desgaste destruirán rápidamente los engranajes.
2. Refrigerar
Particularmente en el diferencial (engranajes cerrados) el lubricante debe actuar como un refrigerante y extraer el calor generado a medida que el diente rueda y se desliza sobre otro.
3. Protección
Los engranajes deben ser protegidos contra la corrosión y la herrumbre.
4. Mantener la limpieza
El lubricante debe sacar todos los desechos que se forman durante el encaje de un diente con otro.
Ahora, si estas son las funciones del lubricante, conozcamos las características que debe tener este fluido lubricante para asegurar una eficiente reducción de la fricción, refrigeración, protección y limpieza:
Viscosidad. Propiedad más importante de un lubricante en general y no podía ser la excepción para los engranajes del diferencial. Debe tener una viscosidad óptimamente alta para mantener un adecuado espesor de película de aceite entre los dientes del engranaje, bajo cualquier condición de operación, en este punto parecería que los aceites con alta viscosidad son los mejores lubricantes para engranajes. Sin embargo, no es así; existen otros factores que se deben tener en cuenta:
- El lubricante para engranajes no solo lubrica los dientes de éstos, sino también los cojinetes que soportan los ejes de las ruedas de los engranajes.
- Una viscosidad elevada por rangos arriba de lo normal conllevaría a una pérdida de potencia a medida que los engranajes y los cojinetes que los soportan están sujetos a un incremento en el arrastre.
- Una viscosidad elevada, aumenta la temperatura del sistema de engranajes y del aceite, el cual aceleraría la oxidación acentuando el aumento de la viscosidad por el efecto de la oxidación.
- Los lubricantes de alta viscosidad no son particularmente efectivos en disipar el calor. Si la viscosidad es muy alta, los cojinetes se sobrecalentarán y en el peor de los casos puede fallar.
- Los lubricantes de alta viscosidad tienen la desventaja de formar espuma.
- Deficiente propiedades de separación de agua.
- Difícil de filtrar y son menos hábiles para despojarse de los contaminantes sólidos.
En general, la viscosidad ideal es la mínima consistente con la lubricación apropiada de los dientes del engranaje.
Otras propiedades relevantes requeridas de lubricantes para engranajes son:
- Un índice de viscosidad apropiado para que, en todas las temperaturas de operación de los engranajes que conforman el diferencial, la viscosidad del lubricante se mantenga en valores dentro de los límites aceptables.
- Propiedades antidesgaste adecuadas para minimizar la fricción y el desgaste cuando se opera bajo cargas extremas a bajas y/o altas velocidades. Estos aditivos reaccionan con las superficies de metal para formar una película química, dicha película se adelgaza y rompe más fácilmente que dos superficies metálicas en contactoy por lo tanto es capaz de reducir la fricción y el desgaste y amortiguar el efecto de la carga
- Resistencia a la oxidación, anticorrosión y propiedades antiespumantes y buena demulsibilidad.
Selección de lubricante:
Siempre desde este blog vamos a fomentar que el Fabricante es quien te dice que características y especificaciones debe tener el lubricante, así como el periodo/frecuencia de cambio de dicho lubricante.
Sin embargo, es importante saber que el lubricante debe ser lo suficientemente viscoso para formar una película efectiva de lubricante a la temperatura de operación, pero no tan gruesa que se tenga pérdida excesiva de potencia a través de la fricción fluida. En general, entre mayor sea la velocidad en la cual el engranaje opera, menor será la viscosidad requerida del lubricante. El sistema de engranajes del diferencial trabaja en condiciones de velocidades bajas/altas y cargas altas, donde se vuelve imposible de mantener la lubricación hidrodinámica es relevante que el lubricante este aditivado de extrema presión (EP) con lo cual se reduce la fricción y minimiza el desgaste, es decir el lubricante debe cumplir la especificación API GL5. Este nivel de servicio es característico de engranajes automotrices, particularmente HIPOIDALES operados bajo condiciones de alta velocidad, alto torque.
Por lo que en todo lo expuesto se recomienda la aplicación de los lubricantes CAM2 Gear Lubricant en todo sistema donde recomiende SAE 80W-90 o SAE 85W-140, API GL-5 y/o MIL-L-2105D:
CAM2 GEAR LUBRICANT GL-5, lubricante para engranajes automotrices manufacturados con bases minerales de alta refinación y estabilidad térmica, y excelentes aditivos que brindan una máxima protección a todo tipo de engranajes, en especial para aquellos helicoidales e hipoidales de amplia aplicación en cajas de transmisión mecánica y diferenciales.
CAM2 GEAR LUBRICANT GL-5, SAE 80W-90 y SAE 85W-180; lubricantes que gracias a sus aditivos de extrema presión (EP), evitan el astillamiento o despostillado de las superficies de los engranajes, sobre todo en aquellos usados en unidades de servicio diesel pesado, donde las condiciones de operación producen elevados torques a baja velocidades, durante períodos prolongados de operación. Aplica para cajas de transmisión, diferenciales y engranajes planetarios de automóviles, camionetas, furgonetas, microbuses, buses y camiones, en servicio severo y dentro o fuera de carretera. También puede usarse en ejes de dirección, divisores de energía, chumaceras de ruedas lubricadas por aceite, etc.
Excede los requerimientos de categoría de servicio API GL-5 y de la especificación MIL-L-2105D.
