Torsen
Tipo de diferencial de deslizamiento limitado utilizado en automóviles
Diferencial Torsen de un Audi quattro

Torsen Torque-Sensing (nombre completo: tracción Torsen ) es un tipo de diferencial de deslizamiento limitado utilizado en automóviles .

Fue inventado por el estadounidense Vernon Gleasman [1] y fabricado por Gleason Corporation . Torsen es un acrónimo de Torque-Sensing . TORSEN y TORSEN Traction son marcas registradas de JTEKT Torsen North America Inc (anteriormente Zexel Corporation, anteriormente Gleason Power Systems). Todos los diferenciales Torsen tienen su origen en el diferencial de doble transmisión que fue inventado y patentado por Gleasman en 1958.

Usar

Los diferenciales Torsen se pueden utilizar en una o más posiciones en un vehículo motorizado :

  • centro : se utiliza para distribuir el torque apropiadamente entre los ejes delantero y trasero en un vehículo con tracción en las cuatro ruedas .
  • Trasero : se utiliza para distribuir el par de manera adecuada entre los lados izquierdo y derecho de los ejes traseros. Puede ser en vehículos con tracción trasera o en los cuatro ejes.
  • delantero : se utiliza para distribuir el par de manera adecuada entre los lados izquierdo y derecho de los ejes delanteros. Puede ser en vehículos con tracción delantera o en los cuatro ejes.

Un vehículo con tracción en las cuatro ruedas , por ejemplo, puede utilizar uno, dos o tres diferenciales Torsen.

Tipos

A partir de 2008 [actualizar], existen tres tipos de diferenciales Torsen.

  1. El Torsen T-1 original (Tipo A) utiliza engranajes helicoidales de eje cruzado para limitar la distribución del par. El Tipo I puede diseñarse para relaciones de par más altas que el Tipo II, pero normalmente tiene mayor holgura y potencial de problemas de ruido, vibración y aspereza (NVH), y requiere una configuración/instalación precisa.
  2. El Torsen T-2 (Tipo B) de última generación utiliza una disposición de engranajes paralelos para lograr un efecto similar. También existe una aplicación especializada del T-2, conocida como T-2R (RaceMaster) .
  3. El último Torsen T-3 (Tipo C) es un diferencial de tipo planetario , en el que la distribución nominal del par no es 50:50. El Tipo C está disponible en versión simple o doble; el diferencial Torsen C doble tiene diferencial delantero y central en la misma unidad.

El Torsen T-3 se emplea actualmente como diferencial central en todos los modelos Audi que no son de tracción Haldex con transmisión automática de ZF con tracción a las cuatro ruedas Quattro , como: Audi A6 , Audi A7 y Audi Q7 . Audi utiliza un diferencial central mecánico "Crown Wheel" para todas las implementaciones longitudinales que utilizan transmisiones de doble embrague, como el S4/RS4 2013/14. Alfa Romeo utilizó un diferencial doble Torsen C en el Alfa Romeo 156 Crosswagon Q4 y también en los modelos 159 , Alfa Romeo Brera y Spider Q4. Además, Toyota utiliza un Torsen T-3 en el diferencial central del 4Runner Limited, FJ Cruiser manual de 6 velocidades, Land Cruiser , Land Cruiser Prado y Lexus GX470 , con función de bloqueo manual, y General Motors utilizó un diferencial central Torsen T-3 en la caja de transferencia del Chevrolet TrailBlazer SS y Saab 9-7X (solo modelo Aero).

Comportamiento de los diferenciales de Torsen

El diferencial Torsen funciona igual que un diferencial convencional , pero puede bloquearse si se produce un desequilibrio de par; la relación máxima de desequilibrio de par se define por la relación de polarización de par (TBR). [2] Cuando un Torsen tiene una TBR de 3:1, eso significa que un lado del diferencial puede manejar hasta 3 ⁄ 4 mientras que el otro lado tendría que manejar solo 1 ⁄ 4 del par aplicado. Durante la aceleración en condiciones de tracción asimétrica , siempre que el lado de mayor tracción pueda manejar el mayor par aplicado, no se producirá un giro relativo de las ruedas . Cuando la diferencia de tracción excede la TBR, el lado de salida más lento del diferencial recibe el par de tracción de la rueda más rápida multiplicado por la TBR; cualquier par adicional restante del par aplicado contribuye a la aceleración angular del lado de salida más rápido del diferencial.

El TBR no debe confundirse con la característica de distribución desigual del par en el Torsen III de tipo planetario. El conjunto de engranajes planetarios permite que un diferencial central Torsen III distribuya el par de manera desigual entre los ejes delantero y trasero durante el funcionamiento normal (tracción total) sin inducir un aumento de la velocidad en el tren de transmisión. Esta característica es independiente de la relación de distribución del par.

Torsens en ejes delantero y/o trasero

Cuando un vehículo está en una curva, la rueda exterior girará más rápido que la rueda interior. La fricción en el diferencial se opondrá al movimiento, y eso funcionará para frenar el lado más rápido y acelerar el lado más lento/interior. Esto conduce a distribuciones de par asimétricas en las ruedas motrices, que coinciden con el TBR. Al tomar curvas de esta manera, se reducirá el par aplicado al neumático exterior, lo que posiblemente genere una mayor potencia en las curvas, a menos que la rueda interior esté sobrepotenciada (lo que es más fácil de hacer que con un diferencial abierto). Cuando el neumático interior (que tiene menos tracción debido a la transferencia de peso de la aceleración lateral) está sobrepotenciado, acelera angularmente hasta la velocidad de la rueda exterior (pequeño porcentaje de giro de la rueda) y el diferencial se bloquea, y si la diferencia de tracción no supera el TBR, la rueda exterior tendrá un par mayor aplicado a ella. Si la diferencia de tracción supera el TBR, el neumático exterior obtiene el par de tracción de la rueda interior multiplicado por el TBR, y el par restante aplicado al diferencial contribuye al giro de la rueda.

Cuando se utiliza un diferencial Torsen, la rueda que se mueve más lentamente siempre recibe más par que la rueda que se mueve más rápido. El Torsen T-2R RaceMaster es el único Torsen que tiene un embrague de precarga . Por lo tanto, incluso si una rueda está en el aire, se aplica par al otro lado. Si una rueda se elevara en el aire, las unidades Torsen normales actuarían como un diferencial abierto y no se transferiría par a la otra rueda. Aquí es donde el "truco" del freno de estacionamiento puede ayudar. Si se aplica el freno de estacionamiento, suponiendo que el freno de estacionamiento aplica una resistencia uniforme a cada lado, entonces la resistencia al lado en el aire se "multiplica" a través del diferencial y TBR por el par de arrastre se aplica al otro lado. Por lo tanto, el lado del suelo vería (TBR X par de arrastre) menos el par de arrastre, y eso puede restaurar el movimiento hacia adelante o hacia atrás. En las aplicaciones Hummer/ HMMWV , hay diferenciales Torsen delanteros y traseros, por lo que el uso de los frenos principales activará este "truco" en ambos ejes simultáneamente.

Usuarios de Torsen

Los diferenciales Torsen se utilizan en muchos de los distintos modelos Audi quattro , excluyendo los A3, S3 y TT , que tienen motores montados transversalmente y utilizan sistemas 4WD Haldex Traction.

También se utiliza en el Toyota Supra de tercera y cuarta generación (opcional) y el Toyota Soarer de tercera generación , la revisión de la plataforma B5 del Volkswagen Passat 4motion (basado en el Audi A4 ), el Mazda MX-5/Miata de 1994 a 1995 tiene un Torsen Tipo I y los modelos de finales de 1995 a 2002 tienen un Torsen Tipo II, el año modelo 2002-2003 del Nissan Maxima SE manual de 6 velocidades, el Honda S2000 y el Nissan Silvia Spec R S15 1999-2002. El Lancia Delta Integrale , el Peugeot 405 T16, así como el Pontiac Firebird y el Chevrolet Camaro modelo 1999-2002 , tenían un diferencial Torsen. El grupo Rover incorporó unidades Torsen tipo 1 y, posteriormente, tipo 2 a su gama de modelos turbo de tracción delantera de alto rendimiento (220, 420, 620ti y 800 Vitesse). El grupo Rover prefirió el uso del diferencial Torsen, ya que es mucho mejor para controlar el giro de las ruedas en los vehículos con tracción delantera que los sistemas electrónicos que reducen la potencia del motor y, por lo tanto, el rendimiento.

El Humvee utiliza dos Torsens, delantero y trasero, con un diferencial central normal bloqueable manualmente (caja de transferencia NVG242HD AMG) en el centro.

Otros usuarios del diferencial de deslizamiento limitado Torsen incluyen el Toyota GT86 y el Subaru BRZ, ambos lanzados en 2012.

El primer vehículo de la empresa Ford en utilizar un diferencial Torsen fue el Ford Ranger FX4 de 2002, que pasó a denominarse FX4 Level II en los años 2003 y posteriores. Todos ellos utilizaban T-2R solo en el diferencial trasero. A partir de 2012, el Ford F-150 SVT Raptor utiliza un diferencial Torsen delantero y el Ford Mustang Boss 302 utiliza un diferencial Torsen trasero.

AMG ofreció los diferenciales Torsen como opción ya en 1988, tanto para los modelos nuevos como para los reequipamientos de los automóviles Mercedes Benz de las series 107, 116, 123 y 126.

El Toyota Altezza (vendido en Europa, Estados Unidos y Canadá como Lexus IS200 e IS300) venía con un diferencial Torsen. En los modelos Lexus, estaba incluido en todos los modelos IS300 con transmisión manual y en el IS200 Sport, y opcionalmente estaba equipado de fábrica con transmisión automática. El Toyota Altezza era estándar en todos los modelos SXE10 con transmisión manual (con el motor Beams 3S-GE de quinta generación y transmisión manual J160 de 6 velocidades).

Aplicaciones de Torsen

Centro

Centro y parte trasera

Ejes delantero y trasero

Solo eje delantero

Solo eje trasero

Referencias

  1. ^ "Inventor de las tecnologías automotrices: el legado de Vernon Gleasman". theautochannel.com . Consultado el 17 de mayo de 2008 .
  2. ^ Nice, Karim (2000-08-02). "Página de Howstuffworks.com sobre diferenciales Torsen". Auto.howstuffworks.com . Consultado el 5 de agosto de 2011 .
  3. ^ "Conoce el Mitsubishi Pajero Evo: el último especial de homologación olvidado".
  4. ^ "Caldina 215 4WD".
  • Animación 3D de un diferencial de Torsen
  • Sitio oficial de Torsen Traction
    • Artículo sobre el control de tracción Torsen (PDF)
  • Torque IsoTorque de Torvec
  • Artículo de divulgación científica
  • Torsen en LEGO
  • Artículo de 1915 sobre el diferencial de Muehl, un dispositivo similar
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