Árbol De Transmisión: Historia, Partes, Tipos, Averías Y Más

El árbol de transmisión también conocido como “eje cardan” es un dispositivo que transmite el par de la caja de cambios o caja de transferencia del automóvil a las ruedas traseras. El prototipo de un eje de este tipo ya tiene más de un siglo y, desde su aparición en el siglo pasado, el diseño no ha cambiado mucho.

Sin embargo, a pesar de que técnicamente es solo un producto metálico de forma compleja, los vehículos a menudo tienen problemas con él. Por ello, te invitamos a echar un vistazo al dispositivo de eje cardán, sus funciones, así como algunas fallas comunes entre otras cosas.

Historia del árbol de transmisión

Los entusiastas de los automóviles inexpertos piensan que todos los automóviles modernos están equipados con un árbol de transmisión o “eje cardán”. De hecho, para los vehículos con tracción delantera, simplemente no hay necesidad de un cardán, ya que el par se transmite al eje delantero a través del diferencial y la marcha principal.

¿Dónde era imposible prescindir de un árbol de transmisión?, era en automóviles con tracción total y trasera. Es este eje el que transmite el par de la caja de cambios del vehículo o la caja de transferencia en el caso de tracción total a las cajas de cambios del eje.

Entonces, el árbol de transmisión o eje cardán fue descrito por primera vez, pero no inventado, por el ingeniero y matemático italiano Gerolamo Cardano en el siglo XVI. Por cierto, este eje cardan o árbol de transmisión fue nombrado en su honor. Uno de los primeros en utilizarlo con éxito en la industria del automóvil fue el industrial Louis Renault.

Como señaló el Sr. Renault, el uso de un eje cardán permitió transmitir el par de manera confiable y sin fallas incluso cuando conduces por una carretera irregular (anteriormente había problemas con esto).

De hecho, el primer árbol de transmisión del automóvil no difiere mucho del moderno: algunas de las características de diseño de los ejes modernos interesarían a los ingenieros del siglo pasado, pero el dispositivo en sí en su conjunto no ha sufrido cambios importantes.

¿Cuáles son sus principales partes?

Como ya se mencionó anteriormente, el dispositivo de los ejes de junta universal no ha sufrido cambios importantes a lo largo del tiempo. Como hace más de un siglo, este consta de cinco elementos.

De hecho, hay más de ellos, sin embargo, las bridas, tuercas, clips, soportes y sellos generalmente no se consideran los elementos principales. Entonces, esto es lo que se encuentra en el corazón del árbol de transmisión:

1.  Eje central

Esta es la pieza más simple y sencilla del conjunto, ya que solo es un tubo de acero hueco. Y dicha cavidad es necesaria para reducir el peso del producto.

2.  Travesaños con puntas

De hecho, se trata de bisagras de forma específica en carácter de cruz, que sirven para transmitir el par, y al mismo tiempo observar la variabilidad de los ángulos (de 0 a 20 grados). El equilibrio del eje de la hélice se viola si el ángulo de rotación del travesaño excede la marca de 20 grados.

3.  Cojinete intermedio

Este soporta el eje principal, lo que le permite girar libremente alrededor del eje. Si hay muchas secciones en el eje de la hélice, habrá dos, tres o incluso más cojinetes intermedios.

4.  Horquilla deslizante

Aquí el elemento conecta constructivamente el eje intermedio y de la hélice en los extremos. Al mismo tiempo, también compensa el aumento de la distancia en altura entre ellos cuando se conduce por terrenos accidentados.

Los ejes de transmisión en sí están divididos, pero son de una o varias secciones. En el caso de los ejes de una sección, el campo de aplicación se limita a los coches deportivos con transmisión trasera y de tracción total, que requieren la transferencia de par más rápida posible a las ruedas motrices.

Los dispositivos de múltiples secciones se utilizan tanto en automóviles convencionales como en camiones. Como puedes imaginar, todos los elementos del eje de la hélice que no figuran en la lista (en total son unos 20) están formados por sellos, sujetadores y elementos de amortiguación.

Debido al hecho de que el árbol de transmisión se utiliza en condiciones particularmente duras, todos estos elementos se distinguen por su simplicidad y alta capacidad de supervivencia.

5.  Ejes de hélice

Se distingue entre árbol de transmisión de una sección y de varias secciones. Los ejes de hélice de sección única se utilizan en el diseño de transmisiones para automóviles deportivos con tracción trasera y en las cuatro ruedas, que requieren la transferencia de par más rápida posible a las ruedas motrices.

• Los árboles de transmisión de secciones múltiples se utilizan en automóviles y camiones estándar.

Tipos de ejes de transmisión

A pesar de que es un dispositivo bastante simple el árbol de transmisión y, en general, su ámbito de aplicación no es demasiado amplio, los ingenieros han encontrado varias soluciones al problema de la transmisión de par. Los accionamientos de cardán se pueden implementar utilizando las siguientes estructuras:

• Junta de velocidad constante.
• Bisagra de velocidad angular desigual.
• Juntas semicardanas rígidas.
• Bisagras elásticas semicardanas.

Se considera que la opción clásica es el uso de juntas de velocidad angular desigual (UAS). Tales bisagras han encontrado aplicación no solo en transmisiones cardán. Se implementaron en columnas de dirección e incluso en algunos instrumentos.

Sin embargo, en los SUV modernos, un sistema con juntas homocinéticas ya se usa con más frecuencia, es decir, bisagras de velocidades angulares iguales. Las bisagras elásticas también se utilizan con bastante frecuencia.

La peculiaridad de estas bisagras es que transmiten momentos en curvas que no superan los 8 grados. Al mismo tiempo, las bisagras que son acoplamientos de goma elástica, garantizan la ausencia de cargas dinámicas bruscas y, de hecho, no requieren mantenimiento.

Pero las juntas semicardanas rígidas ya no se utilizan en la industria automotriz, aunque ha habido intentos relativamente exitosos.

Averías o mal funcionamiento

Hay bastantes averías que se encuentran en el sistema del árbol de transmisión o cardán y la opción más segura es contactar a los especialistas de la estación de servicio para un diagnóstico preciso.

Sin embargo, un automovilista prestará atención a muchas cosas incluso antes de que se haga un “diagnóstico” preciso. A continuación vamos a enumerarlos, y te contaremos qué hacer en caso de un mal funcionamiento:

• Fuga de aceite en la zona de la caja de cambios o en la parte delantera del cardán.
• Vibración al aumentar la velocidad, así como golpes o golpes después de poner en funcionamiento la caja de cambios.
• Chirrido (tanto constante como infrecuente).
• Vibración.
• Zumbido en el tubo del eje.

Si ves aceite en el árbol de transmisión o en el área de la caja de cambios, se recomienda encarecidamente que revises el sello de aceite de la caja de cambios. Con el tiempo, los sellos se desgastan y dejan de ser elásticos, como resultado de lo cual se forma un pequeño espacio entre el sello de aceite y el eje de la junta universal.

A través de él, el aceite puede escapar de la unidad. También vale la pena prestar atención a la integridad de la conexión spline. Si las estrías son rugosas o tienen rebabas, también pueden producirse fugas de aceite. Como regla general, el problema se resuelve limpiando las estrías con un papel de lija.

Por otra parte como ha demostrado la práctica, la aparición de golpes y golpes cuando se carga el cardán se debe a su reacción. En primer lugar, se verifica la cruz: si comienza a colapsar, el reemplazo es estrictamente obligatorio. También presta atención a los pernos del eje de la hélice. Solo necesitas apretarlos. Compruebe también los cojinetes y las estrías móviles.

En caso de desgaste de las estrías y aparición de juego en los cojinetes, estos elementos deben ser reemplazados. El problema con el chirrido que se produce al presionar el gas, a menudo radica en el trabajo de las bisagras. Así que verifica los travesaños o juntas homocinéticas.

El travesaño puede corroerse y acuñarse. Si se ignora el problema, simplemente colapsa y el reemplazo debe realizarse lo antes posible. Con juntas de velocidad constante todavía puedes trabajar. Se clasifican, inspeccionan, lubrican si es necesario y luego se prueban en condiciones reales. Si el chirrido persiste, es necesario reemplazar las juntas homocinéticas.

¿Cuál es el principal indicador de un mal funcionamiento?

Quizás el indicador más común de un mal funcionamiento del árbol de transmisión es la vibración. Inmediatamente, notarás que también se pueden observar vibraciones con desequilibrio en las ruedas. Si todo está en orden con las ruedas, entonces el eje cardán es muy a menudo la fuente de vibración a ciertas velocidades.

Las vibraciones se observan a menudo a velocidades de 60-80 km / h, así como a 90-120 km / h. Ten en cuenta que la vibración del eje de la hélice se puede observar no solo durante el desarrollo de sus elementos individuales, sino incluso después de la reparación. Este es el problema:

• Entrada de partículas sólidas y suciedad en la caja de cambios, caja de transferencia y elementos cardán individuales. Se recomienda limpiar la junta universal y especialmente sus bridas.
• Los anillos de equilibrio están arrancados o severamente corroídos. Puedes identificar el problema durante el examen.
• Violación de la integridad de las cruces. Se recomienda reemplazarlos.
• Daño mecánico en el propio cardán. Si la “tubería” tiene más de un milímetro y medio de deformación, entonces debe ser reemplazada. De lo contrario, se puede enderezar en una prensa hidráulica.

Ventajas y desventajas

Debido a su diseño relativamente simple, los árboles de transmisión son extremadamente duraderos. Son indispensables en vehículos que deben operarse en condiciones todoterreno. Uno de los elementos más tenaces (teniendo en cuenta las cargas) de un automóvil en general, una cruz, es parte del eje de la hélice.

Sin embargo, junto con la capacidad de supervivencia y la capacidad de soportar cargas enormes, existen algunas desventajas. Es fácil trazar aquí una analogía con algunos otros componentes de los vehículos que, por algunas circunstancias, no han sufrido complicaciones a lo largo del tiempo y la aparición de nuevas soluciones técnicas.

El principal y, quizás, el único inconveniente del eje cardán es su gran peso y dimensiones. Todas las demás desventajas se derivan de esto. Por ejemplo, las juntas cardán de los camiones KamAZ pueden pesar de 19,8 a 45 kilogramos. El eje por sí solo aumenta significativamente el peso en vacío del vehículo, lo que afecta el rendimiento dinámico y el consumo de combustible.

Cabe señalar que para la instalación del eje es necesario asignar un túnel debajo de la parte inferior del automóvil. En el caso de los camiones, esto no es tan importante, sin embargo, en los automóviles pequeños, debido a la presencia de un eje de hélice, la geometría de la parte trasera de la cabina cambia.

Además, el eje giratorio se convierte en una fuente de vibración y ruido, lo que, sin embargo, no será un problema si el conductor instala materiales aislantes de vibración y ruido.

Recomendaciones para encontrar y sustituir el árbol de transmisión

En general, encontrar un cardán o árbol de transmisión adecuado no es difícil. Un entusiasta de los automóviles puede comprar uno nuevo en una tienda o encontrar una pieza usada en un taller de reparación de automóviles.

Cada una de estas opciones es buena a su manera. La principal ventaja del enfrentamiento es que el automovilista podrá encontrar piezas de automóvil baratas allí. Cuando se trata de encontrar autopartes en una tienda, existen varias opciones:

• Búsqueda por código de componente.
• Búsqueda por código VIN del coche.
• Búsqueda por parámetros clave del coche: marca, modelo, año de fabricación y algunos parámetros de las unidades.

Hoy en día, cada vez se utiliza más a menudo la última opción de búsqueda, tk. Las tiendas en línea modernas utilizan no solo la búsqueda por códigos, sino también la orientación por listas en forma de árbol, un movimiento gradual según el esquema “marca - modelo - categoría de repuestos - pieza de recambio”.

Así solo debes indicar los parámetros del vehículo con mucho cuidado, sin cometer un solo error. Como regla general, las tiendas en línea ofrecen un nuevo árbol de transmisión de producción asiática, con menos frecuencia europea.

¿Qué sucede si es una pieza usada?

Si decides comprar un cardán usado, deberás verificarlo. Primero, debes inspeccionar los puntos de fijación. Si están arrugadas o dobladas, entonces no vale la pena comprar un producto de este tipo. Es especialmente importante inspeccionar las juntas cardán, que no están diseñadas para bridas. En segundo lugar, debes verificar las tuberías de la junta universal.

Si están doblados, todo el eje vibrará rápidamente. En tercer lugar, el producto aún deberá llevarse a un especialista: él debe identificar si el eje se desmontó y, si lo fue, se ensambló mediante tecnología.

En cuarto lugar, es necesario prestar atención a la conexión spline. Muescas, abolladuras y rastros de corrosión severa indican que el cardán no vale la pena comprarlo. Y finalmente, en quinto lugar, los rodamientos externos deben estar intactos, no emitir sonidos extraños, etc.

Montaje e instalación incorrectos de la junta universal

Tenga en cuenta que el cardán no siempre es la fuente de vibración. Por ejemplo, la vibración puede ocurrir a las mismas velocidades, pero en diferentes marchas. En este caso, no es necesario verificar el árbol de transmisión o cardán.

Si la vibración comienza a debilitarse  al cambiar a otra marcha, pero no desaparece en absoluto, vale la pena revisar el eje de la hélice. Y en cuanto al zumbido en el tubo del eje, entonces una cubierta de las estrías que salga volando puede convertirse en su fuente. En este caso, se corta el cardán y se suelda la cubierta en su lugar.

En casos muy raros, el soporte del núcleo de plomo colocado dentro de la tubería, diseñado para compensar el desequilibrio, se desprende por completo o se deshace. De ser así, el cardán solo se puede reemplazar por uno nuevo.

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