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[EL DIFERENCIAL VISCOSO]

El diferencial viscoso. El diferencial viscoso, también llamado acoplador viscoso o diferencial tipo Ferguson es un diferencial autoblocante que se emplea principalmente en vehículos de tracción a las cuatro ruedas como diferencial central. El diferencial viscoso es un dispositivo mecánico constituido por una carcasa solidaria al árbol de transmisión que contiene un número de placas circulares con lengüetas y perforaciones, muy cerca unas de otras encerradas en esa carcasa hermética. Las placas están conectadas en orden alternativo a ambos ejes de transmisión (el árbol de transmisión que corresponde con la carcasa y el eje de salida). El tambor está lleno de un fluido dilatante1 a base de silicona. Cuando los dos conjuntos de placas giran a las mismas revoluciones el fluido se mantiene a una temperatura baja y permanece en estado líquido. Cuando los ejes y por lo tanto las placas comienzan a girar a diferentes revoluciones porque las ruedas de uno de los ejes está deslizando sobre una superficie, el efecto cizalla que provocan las pestañas y perforaciones en el fluido causará que se caliente y se convierta en un sólido debido a que la viscosidad de los fluidos dilatantes aumenta rápidamente con el cizallamiento. El fluido en este estado hace que las placas actúen como un solido. El tamaño de las pestañas o las perforaciones, el número de placas y el fluido utilizado determinarán el momento en que el diferencial se bloquea, en función de la diferencia en el número de vueltas entre ambos ejes.

Ventajas e inconvenientes. Como principales ventajas de este sistema están el bajo precio en comparación con otros y su tamaño compacto. La desventaja que presenta el acoplamiento viscoso es su elevado tiempo de respuesta. Ya que la reacción automática del diferencial se fundamenta en la reacción del fluido viscoso a la diferente velocidad de giro de los discos, existe un breve espacio 1

Fluidos dilatantes o cizalla-espesantes son aquellos que sufren un aumento de la viscosidad aparente a velocidades de cizallamiento más altas.

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de tiempo (el que tarda el fluido en aumentar su viscosidad aparente) durante el cual la rueda que sufre deslizamiento no se detiene.

Actuación acoplamiento viscoso en lugar de un diferencial central Cuando el diferencial viscoso actúa como diferencial central en condiciones normales toda la energía se transfiere a un solo eje. Una parte del viscoso está conectada al eje motor y otra al eje motriz. Si las ruedas motrices patinan el sistema de acoplamiento viscoso se bloquea y el par es transferido al otro eje. En este caso el diferencial viscoso se comporta como un sistema de tracción total automático. Como ya se ha nombrado antes, este tipo de diferenciales actúa con cierto retraso. Este retraso es especialmente crítico en los sistemas automáticos de doble tracción, cuando un vehículo toma una curva en aceleración la parte trasera se activa con un pequeño retraso, lo que provoca en el vehículo un cambio repentino del comportamiento pasando del subviraje al sobreviraje. Además de esto cuando los vehículos que equipan este sistema se ven obligados a iniciar la marcha en un terreno arenoso debido al tiempo de reacción las ruedas motrices pueden llegar a clavarse en el terreno antes de que se halla puesto en marcha el bloqueo del diferencial que evite este fenómeno. En un intento de reducir el tiempo de activación del sistema de acoplamiento algunos vehículos como el Wolkswagen Golf Mk2 Syncro (producido entre 1986 y 1989) empleaban un sistema que siempre transfiere el 5% del par a las ruedas traseras. Esta transferencia continua se lograba mediante un eje de transmisión trasero cuya rotación era ligeramente más lenta que la del eje delantero, lo que provocaba un leve calentamiento del fluido y por tanto un pequeño aumento de la viscosidad.

Acoplamiento viscoso integrado en el diferencial central En este caso todas las ruedas están recibiendo par en todo momento. El acoplamiento viscoso se encuentra integrado en el diferencial central y este distribuye la potencia a todas las ruedas, aunque permitiendo a su vez, diferentes velocidades a cada una de ellas en las curvas. Cuando se produce el deslizamiento de una de las ruedas en un eje el acoplamiento viscoso bloquea el diferencial e iguala las velocidades de los dos ejes, transfiriéndose el par a la rueda que tiene tracción. En este caso el acoplamiento viscoso se comporta como un sistema de tracción total constantemente. Este tipo de sistema integrado en el diferencial central ha sido empleado a menudo en coches de rallye como por ejemplo el Celica GT4, el Subaru 2

Impreza, Mitsubishi Lancer o el Ford Escort RS Cosworth El acoplamiento viscoso también puede ser integrado en el diferencial trasero.

El acoplamiento viscoso falla: causas y efectos. Un acoplamiento viscoso puede fallar de dos maneras diferentes, o deja de acoplarse por completo y por lo tanto no ejerce su función en ningún momento o se mantiene constantemente bloqueado (aunque generalmente esto ocurra a temperaturas de funcionamiento más altas). La causa más común de fallo cuando el acoplamiento no bloquea en ningún caso suele ser la pérdida del fluido interior del tambor por rotura de alguna junta o una fuga fortuita. El fallo más problemático y caro es el que se produce cuando el acoplamiento se encuentra bloqueado de forma constante incluso en situaciones de conducción donde no debería estarlo. Este fallo puede ser muy grave ya que puede implicar la rotura de toda la cadena cinemática incluyendo el árbol de transmisión. Las dos principales causas del bloqueo continuado del viscoso pueden ser: Que los neumáticos no son del mismo tamaño o el desgaste que se ha producido es disparejo. Cuando se utilizan neumáticos de diferente tamaño o con diferente desgaste esto puede provocar que el viscoso se active antes de lo necesario o incluso constantemente, la diferencia de tamaño provoca en el mecanismo un falso efecto de deslizamiento por lo que se bloquea el diferencial. Cuando el viscoso se bloquea prematuramente o de forma constante, sobre todo a grandes velocidades se produce un calentamiento lo que provoca una cocción del fluido viscoso. Esto provoca que las propiedades dispersantes del fluido se vean alteradas, perdiendo su capacidad de fluidez quedando entonces el fluido en su estado viscoso de forma constante provocando por tanto el estado de bloqueo continuo, afectando por su parte al resto de componentes de la transmisión. La “edad” del viscoso. El acoplamiento viscoso tiene un tiempo de vida natural al menos cuando se somete a temperaturas de funcionamiento altas de utilización. Algunos especialistas también señalan que una causa probable de fallo del viscoso puede ser que el tren de transmisión no esté alineado correctamente lo que provocaría el bloqueo prematuro del acoplamiento viscoso, aunque esto no está totalmente demostrado. También existe controversia respecto a la funcionalidad del acoplamiento viscoso cuando el vehículo realiza curvas muy cerradas (o giros muy bruscos durante el estacionamiento), lo cual pudiera entenderse como una diferencia de giro entre ruedas muy notable, pero el acoplamiento viscoso solo se bloquea cuando la diferencia 3

de revoluciones entre dos ruedas es superior al 6% por ello los nuevos acoplamientos viscosos no se bloquean con estas situaciones ni siquiera cuando el diferencial se encuentra ya a una temperatura elevada. En cualquier caso ya sea por el posible desigual desgaste de las ruedas o por maniobras al aparcar, si se observa que el acoplamiento viscoso realiza su función de manera errática es mejor cerciorarse de su correcto funcionamiento y revisarlo antes de dejar que afecte al resto de componentes de la transmisión.

Efectos de la temperatura sobre el acoplamiento viscoso. Como muestra el grafico adjunto cuando se supera una temperatura de 110ºC la viscosidad del fluido siliconado se incrementa drásticamente, con el correspondiente bloqueo del diferencial. Como la temperatura es una de las causas del bloqueo del diferencial parece probable que la “temperatura de bloqueo” de un fluido que haya estado sometido a un sobrecalentamiento prolongado y por lo tanto a una degradación de sus características, será menor que la “temperatura de bloqueo” de un fluido en perfectas condiciones.

El diferencial de acoplamiento viscoso en el taller. Según los manuales de Volkswagen la comprobación del funcionamiento del acoplamiento viscoso debe realizarse mediante un banco de pruebas donde se pueda analizar la respuesta del diferencial a determinadas situaciones en las que se simulen el deslizamiento de las ruedas. 4

La sustitución del diferencial viscoso es sencilla aunque hay que tener especial precaución con la alineación del eje de transmisión y con las posibles emanaciones de aceite que se puedan producir al retirar parte de la transmisión. La sustitución del diferencial debe hacerse completa ya que los fabricantes no recomiendan la manipulación del interior de la carcasa, ya que el fluido se encuentra en unas condiciones determinadas de ausencia de aire (o cantidades controladas de aire). Aun así existen en internet tutoriales para el desmontaje del interior de este tipo de diferenciales, pero este procedimiento no es recomendable ya que incluso aunque podamos reutilizar la carcasa el resto de componentes internos deben ser sustituidos y su acoplamiento puede implicar un gasto temporal mayor de lo que supone la reposición del diferencial completo nuevo.

Vehículos que han equipado un diferencial. El diferencial viscoso se ha utilizado como diferencial central en algunos vehículos como el Toyota Celica GT-4 con tracción a las cuatro ruedas, este sistema supone una manera más barata de conseguir las cuatro ruedas motrices respecto a la tecnología Torsen de Audi. Uno de los vehículos producidos en masa con capacidad para tracción a las cuatro ruedas fue el AMC Eagle que fue producido desde 1980 hasta 1987. En este vehículo el diferencial central poseía solo un juego de velocidades (no poseía reductora) y se empleaba un fluido viscoso espeso para transferir de manera suave y silenciosa la potencia al eje con mayor tracción. Volvo, subaru, range rover, Vauxhall Opel y otros muchos han utilizado este tipo de diferenciales ferguson en sus producciones en varias ocasiones, en la actualidad se han remplazado en su mayoría por dispositivos de control electrónicos más complejos. Otros Vehículos que han utilizado este sistema son VW Syncro, Lamborghini Diablo VT, Porsche 993/996 Carrera 4 and Turbo, Volvo 850 AWD etc.

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