La transmisión y el diferencial
 
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LA TRANSMISIÓN Y EL DIFERENCIAL DE BOLAS EN LOS COCHES ELÉCTRICOS




Por: Alfonso Perales



 

En este artículo hablaremos de la transmisión en los coches eléctricos y de los diferenciales a bolas, que se usan tanto en eléctricos como en térmicos. Trataremos especialmente de su mantenimiento y limpieza, ya que una transmisión limpia significa mayor velocidad, mayor autonomía y un coche más estable y manejable.



La transmisión es la parte mecánica más importante de los coches de radiocontrol (RC). Como su nombre indica, su misión es transmitir o enviar el movimiento del motor a las ruedas. En los coches eléctricos el movimiento del motor se transmite mediante el piñón de ataque a la corona principal y eso supone una reducción en el número de revoluciones del motor según vimos en el número 213 de RC Model. La corona principal va unida mediante un eje a otro engranaje. En el caso de los coches de tracción trasera, el engranaje es generalmente un piñón que engrana con uno o más piñones, que a su vez transmitirán su movimiento circular al diferencial, y éste a las ruedas. En el caso de los coches de 4x4 el eje de la corona irá unido generalmente a una polea que mediante unas correas trasmitirá su movimiento a los dos diferenciales.

Una parte muy importante de la transmisión es el diferencial Su misión es la siguiente: cuando un coche va en línea recta por una superficie plana, todas sus ruedas van a la misma velocidad. Sin embargo al tomar una curva, a igualdad de tiempo la rueda exterior de un mismo tren ha de recorrer más distancia que la interior. Si las ruedas son independientes no hay problema, pero en un eje rígido la rueda exterior arrastraría a la interior y habría una pérdida de adherencia, para evitar esto se recurre al diferencial. Resumiendo, la función del diferencial es la de compensar la diferencia de velocidad de giro que han de desarrollar las ruedas del mismo eje tractor.

Cuando hace años se empezaron a utilizar en los coches RC los diferenciales, estos estaban basados en los de los coches de escala 1/1 y generalmente estaban formados por unos piñones cónicos denominados satélites y planetarios. Estos diferenciales que podemos denominar clásicos pasaban la mayoría del par a la rueda de menos adherencia, lo que suponía una pérdida de motricidad. Actualmente en los coches eléctricos los diferenciales de piñones se emplean sobre todo en coches de iniciación, mientras que en competición se han sustituido por los denominados diferenciales a bolas. Estos ofrecen un deslizamiento limitado de tal forma que el par se reparte entre la rueda más adherente y la menos adherente. Este reparto es función de cómo lo hayamos reglado.

Los diferencias a bolas no se usan actualmente en los coches de escala 1/1 pero sí en los coches RC. El primer fabricante que los utilizó en los automodelos fue Schumacher, en sus modelos de 1/12. Desde entonces sus cualidades han permitido que sean mayoritarios entre muchos coches de competición: pista eléctricos de 1/10 y 1/12, T.T. 1/10 eléctricos y los térmicos de pista tracción trasera de 1/10 y 1/8.

Los diferenciales de bolas están formados por un engranaje al cual llega la potencia y en cuyo interior presentan unos orificios para alojar unas bolas metálicas que pueden rodar en sus alojamientos. A ambos lados de las bolas se apoyan unas placas metálicas que giran empujadas por las bolas. Todo ello va bañado en grasa. La presión de las placas sobre las bolas es regulable mediante la acción de un tornillo y una tuerca, que atraviesan y comprimen todo el sistema con la ayuda de unas arandelas cónicas o un muelle. La presión de las placas determina el reparto de potencia entre las ruedas del coche. Otro elemento importante en este tipo de diferencial es un rodamiento de empuje, que también va bañado en grasa y que permite que la cabeza del tornillo gire libremente.

 

La limpieza y el mantenimiento de la transmisión y del diferencial:

 

Lo primero que hay que recomendar es el trabajar sobre una superficie lisa y despejada y a ser posible hacerlo sobe una trapo o una toalla vieja. Esto evita que las bolas del diferencial rueden y puedan perderse.

Otro punto más importante para nuestra salud es que si trabajamos con spray de motores o con tricloetileno, hemos de tener cuidado de no mancharnos los ojos o la piel y trabajar en una zona ventilada. Por otra parte, ambos pueden atacar a los plásticos.

 

Desmontaje de la caja de transmisión:

 

En los 4x4 no existe una caja de transmisión como tal. Las poleas de la transmisión van generalmente al aire y no van engrasadas, por lo que no acumulan polvo. El diferencial sí requiere un mantenimiento y además ha de hacerse una revisión del estado de las correas, para cambiarlas si están deterioradas.

En los actuales 4x2 la caja de transmisión es prácticamente hermética, pero esto no impide que pueda introducirse algo de polvo tras mucho uso, por ello y además del mantenimiento del diferencial, es necesario también un mantenimiento del resto de la transmisión. Vamos a proceder a explicar cómo se realiza ese mantenimiento. En otro apartado presentamos un resumen ilustrado con fotografías.

En primer lugar procederemos a desmontar el embrague de fricción (slipper) en caso de que el coche disponga de él. Sus piezas las dejaremos aparte para su posterior comprobación.

Cuando desmontemos la caja de transmisión para limpiarla o para el mantenimiento del diferencial, hemos de marcar en qué posición se encuentran los engranajes, para luego poder montarlos en la misma posición. Esto es importante, ya que los piñones o engranajes se encuentran adaptados unos a otros y si los montáramos en otra posición, acabarían estropeándose. Los marcaremos con un rotulador indeleble o cualquier otro sistema equivalente. En realidad puede ser suficiente con marcar el piñón intermedio, ya que el que va unido a la corona tiene una sola posición, lo mismo que el del diferencial, que ha de montarse en una posición determinada indicada en el manual del coche. Para comprobar el estado de los piñones de la transmisión, los observaremos de perfil, si la forma de los dientes fuera plana en la parte superior y los laterales abombados, estaría en buenas condiciones, pero si la parte superior fuera puntiaguda o afilada indicaría que están estropeados y hemos de cambiarlos por unos piñones nuevos. Se recomienda que si es posible se cambien a la vez todos los piñones, para que acoplen bien unos con otros. Si es necesaria la limpieza de los piñones, esta se puede realizar de manera práctica con la ayuda de un cepillo de dientes viejo, jabón líquido y agua caliente, pero teniendo cuidado de no quitar la marca que hicimos al principio. Luego los dejaremos secar.

También hemos de comprobar los rodamientos de la caja. Si son casquillos hemos de lubricarlos con la grasa recomendada por el fabricante. Si se trata de rodamientos a bolas, al estar protegidos en el interior de la caja suele bastar con ponerles 1 ó 2 gotas de un buen lubricante para rodamientos. Luego comprobaremos su funcionamiento introduciendo en su interior unas pinzas o tenazas y haciéndolos girar, si no giran bien, hacen ruido o tienen un tacto arenoso, se limpian con spray limpiamotores, se dejan secar y se añade el lubricante.

 

Desmontaje y limpieza del diferencial:

 

A continuación procederemos al desmontaje del diferencial y hemos de fijarnos en la posición de cada una de las piezas para luego montarlo de forma adecuada, o tener a mano el manual del fabricante. Generalmente, para que las piezas queden libres, basta con aflojar el tornillo que lo atraviesa y que va unido a una tuerca. A veces también es necesario quitar un clip en forma de E. Una vez que está desmontado el diferencial procedemos a limpiar el piñón que aloja las bolas con el socorrido cepillo de dientes, agua y jabón.

Las bolas las colocamos en un pequeño recipiente y como tendrán restos de grasa antigua y de suciedad, las limpiaremos con un disolvente orgánico, como un spray limpiamotores, tricloroetileno o simplemente con alcohol, luego las secaremos muy bien con un papel o paño. Puede ser necesario cambiar las bolas, ya que estas tienen una vida limitada, y dependiendo del material de que estén hechas pueden durar o unas pocas carreras o una temporada entera. Las más duraderas son las de carburos metálicos, como las de tungsteno, pero también son las más caras. Las placas metálicas las limpiaremos de la misma forma que las bolas. Una vez limpias, comprobaremos el estado de las placas, si solo están marcadas podemos continuar con ellas pero si hay un surco tendremos que o darles la vuelta para que ofrezcan una superficie lisa si son del tipo que permite hacerlo, o cambiarlas por unas nuevas.

El cojinete de empuje está formado por dos pequeñas placas y unas bolas que giran sobre ellas y es otra de las piezas que más atención requiere. Las placas que llevan un surco para que rueden las bolas son más duraderas que las planas. Su limpieza se hará de la misma manera que en el caso de las bolas y placas del diferencial. Los casquillos o rodamientos internos se tratarán como se dijo anteriormente para los de la caja de transmisión. También se limpiarán las demás partes, como las arandelas cónicas o el muelle, según el modelo de diferencial de que se trate. Un punto importante de comprobación son los vasos de salida del diferencial que se unen a los palieres, si están desgastados apreciablemente, habrá que cambiarlos. En caso contrario en aceleración el coche absorberá mal los baches y la tracción a la salida de las curvas será irregular.

 

Montaje del diferencial:

 

Una vez tengamos todas las partes del diferencial y transmisión limpias, procederemos a montarlo. Para ello seguiremos las instrucciones del manual del coche. En los diferenciales que lo incorporen, y para evitar problemas se recomienda cambiar el clip en E por uno nuevo cada vez que se abre el diferencial. El cojinete de empuje que va montado sobre el tornillo lo impregnaremos de grasa negra (de grafito), para ello pondremos una capa delgada de grasa entre las arandelas y las bolas. Seguiremos las instrucciones de montaje del manual, pero en todos los casos hay que colocar las placas del diferencial en cada uno de los vasos de salida. Para que las placas no se caigan algunos las pegan con unas gotitas de cianocrilato, pero si la placa queda un poco torcida puede ser contraproducente. Lo habitual es poner unas gotitas de grasa de silicona (grasa transparente) para retenerlas en su lugar. A continuación y manteniendo cada vaso con su placa en posición vertical, pondremos una cantidad moderada de grasa de silicona en cada una de las placas. Una vez hecho esto, pondremos el piñón del diferencial con sus rodamientos sobre una de las placas de los vasos. Manteniéndolo siempre en posición vertical iremos impregnando las bolas con una cantidad grasa de silicona de tamaño similar al de la bola, y las colocaremos en los orificios del piñón del diferencial con la ayuda de unas pinzas. Luego colocaremos sobre él el otro vaso con su placa y con la ayuda del tornillo y de la tuerca vamos apretándolo con el destornillador correspondiente. Para ello vamos cerrando el tornillo introducido en un vaso mientras sujetamos el otro vaso con las manos o con una herramienta. Cuando cueste trabajo apretar cogeremos el centro del piñón del diferencial y uno de los vasos y comprobaremos que hace el efecto diferencial, es decir al mover un vaso se ha de mover el otro en sentido contrario, si se mueven los dos en el mismo sentido, está demasiado apretado y hemos de aflojar. Durante todo este proceso hemos de mover de vez en cuando el diferencial para que la grasa se reparta bien y las bolas y placas ajusten lo mejor posible. Nunca hay que apretar demasiado el conjunto, ya que se pueden estropear las placas y las bolas. El punto correcto de ajuste es el siguiente: apretaremos poco a poco el tornillo hasta que al sujetar ambos vasos con dos destornilladores, para que no se muevan, nos sea muy difícil hacer girar el piñón del diferencial. Una vez llegado a este punto se aprieta aproximadamente 90º más de giro del destornillador y el diferencial ha de estar listo. Comprobaremos entonces la suavidad de su funcionamiento, y si tuviese un tacto arenoso, indicaría que alguna parte metálica está estropeada y tendríamos que cambiar el cojinete de empuje y/o las bolas y placas del diferencial. La mayoría de las veces es el cojinete de empuje el responsable.

 

Montaje de la caja y embrague:

 

Después de esto montaremos el diferencial y los otros engranajes de la caja en la posición de partida y cerraremos la caja con los tornillos. Los tornillos los apretaremos del todo para luego aflojarlos ligeramentey de esta forma permitir que la transmisión gire más libremente. La mayoría de las cajas de transmisión actuales son prácticamente herméticas, pero los más exigentes sellan la caja pegando una cinta adhesiva a su alrededor para evitar que entre tierra o polvo. Posteriormente revisaremos la corona de la transmisión y si presenta pequeñas partículas entre sus dientes, las limpiaremos con un bisturí.

Si el coche está provisto de un embrague de fricción o slipper hay que realizar un sencillo mantenimiento. La parte que más se estropea es el disco rugoso que lleva, si se ve muy brillante y liso es mejor sustituirlo por uno nuevo. Si no disponemos de recambio o queremos aprovecharlo, quitaremos los depósitos que se hayan formado sobre él, raspando ambos lados con una hoja de bisturí y luego frotándolo sobre un papel de lija de 500 ó 600 impregnado con un poco de aceite. Si el slipper dispone de cojinete de empuje hay que revisarlo y lubricarlo muy ligeramente con grasa de grafito. Además hemos de comprobar la tuerca de apriete para que no esté pasada y se pueda aflojar involuntariamente.

 

Comprobación final:

 

Una vez instalada en el coche la caja de transmisión, si hemos seguido lo recomendado, el diferencial ha de estar bien ajustado. Sin embargo si las bolas o placas son nuevas, puede que cuando vayan acoplándose, diferencial se afloje un poco. Por ello durante las diez primeras baterías es conveniente comprobar el diferencial y apretarlo si es necesario. Para ello con el coche provisto de motor y piñón, apretaremos totalmente el slipper cogeremos con una mano cada una de las ruedas e intentaremos mover la corona, ésta deberá no poder moverse. Si lo hace apretaremos el diferencial poco a poco hasta que no se pueda mover.

La regulación del embrague así como la del Hydradrive o Viscousdrive se trató en el número 180 de nuestra revista. La norma es que el diferencial no patine, sino que sean los otros sistemas los que lo hagan, de esta forma la transmisión estará protegida y durará más.

 

¿Cuándo hay que proceder al mantenimiento?

 

Si el coche no alcanza una adecuada velocidad punta, hace ruido y tiene poca autonomía, la transmisión puede estar estropeada. Si además le cuesta mucho acelerar, el problema es un diferencial o embrague de fricción demasiado sueltos. Si el coche es inestable, puede deberse al diferencial.

Muchas veces no se le da al diferencial la importancia que tiene. Un ejemplo es un piloto que conozco que fue empeorando sus actuaciones en las carreras. Cuando ya creía que estaba perdiendo cualidades, atendió a los consejos de otros pilotos y reconstruyó un diferencial que no había tocado desde que compró el coche. Desde entonces ha vuelto a dar guerra a los mejores y a demostrar que con un diferencial a punto sigue siendo un buen piloto.

No hay números mágicos que nos digan exactamente cuando hemos de rehacer un diferencial, ya que eso depende de numerosos factores. Lo importante es atender a los "síntomas": cuando al mover los dos ejes de las ruedas se notan puntos duros, no hay sensación untuosidad, el diferencial "raspa", etc, hay que limpiar y quizás sustituir algunos de sus componentes.

Entre los factores que influyen en la frecuencia del mantenimiento está el terreno en el que se ruede, y si se lleva el diferencial demasiado suelto o demasiado apretado, en cuyo caso hay que realizar el mantenimiento con más frecuencia.

En los coches de pista de 1/12 o Fórmula 1, los diferenciales no están protegidos por una caja de diferencial, por lo que están más expuestos al polvo, suciedad y fibras de moqueta. En ellos la limpieza ha de ser muy frecuente aunque el cambio de piezas no es tan importante.

En el T.T. el cambio de piezas es más frecuente, debido a que se rueda en un terreno más irregular con baches y saltos y las aceleraciones son más fuertes.

En pista térmico depende de la potencia de los motores por lo que cuanto más potentes sean con más frecuencia hay que hacer el mantenimiento.

Lo que siempre hemos de tener en cuenta es no dejar nunca que el diferencial patine demasiado, ya que pueden estropearse las bolas y placas e incluso fundirse el piñón.

 

Ajustes del diferencial: los reglajes y sus efectos

 

Un diferencial más suelto proporciona más tracción a las ruedas sobre las que actúa. Por ello si tenemos un coche de tracción trasera y rodamos sobre un terreno muy deslizante, podremos aflojar ligeramente el diferencial para que el coche sea más manejable, pero cuidando de que nunca patine más de 30 cm. Hemos de tener en cuenta que un diferencial flojo se estropea más y tendremos que proceder a su reparación antes que en otros casos. Si queremos menos tracción, por ejemplo en un circuito de mucho agarre, apretaremos el diferencial. Todo esto siempre que no dispongamos de un embrague de fricción, ya que en ese caso lo que regularemos será el embrague de fricción y el diferencial deberá ir apretado para que no patine.

En los 4x4 si el diferencial delantero está más flojo que el trasero, el coche es más vivo, entra mejor en las curvas. Si se desea que tenga una mayor adherencia detrás, se reglará el trasero más flojo que el delantero.

En las dos categorías de T.T. eléctrico, cuando hay muchos baches es preferible llevar los diferenciales más sueltos