Tracción Quattro Haldex-Torsen

[DavidBcn]

Audi es la marca que mejor ha adaptado la tracción total a los turismos. Antes, hubo algunos intentos anecdóticos de otras marcas. Fue en el salón de Ginebra de 1980, cuando Audi dió un paso de gigante presentando su primer quattro.

Fue a finales de los 70 cuando se empezó a experimentar con prototipos de tracción total. A aquel experimento se le denominó A1, realizando pruebas en circuitos cerrados, carreteras de montaña y en situaciones de baja adherencia. El resultado de todo ello fue el Audi quattro. Un vehículo con la carrocería de Coupé GT, aunque algo sobredimensionado en los pasos de ruedas.

Su previsión de producción fue de 400 unidades, aunque con el tiempo se convirtieron en 11.000.

En sus orígenes iba con tres diferenciales libres, de los cuales se podían bloquear conjuntamente, el central y el trasero (en el coche de serie se desconectaba automáticamente al pasar de 40Km/h).

A partir de 1987 se introduce un diferencia central Torsen, pudiendo bloquear manualmente el trasero. Diferencial central Torsen con trasero libre EDS es el actual recurso de los A4, A6 y A8. El diferencial central y trasero Torsen se montó en el V8 manual. El sistema que montaron los primeros A8 era muy parecido al actual aunque llevaba un diferencial central con embrague multidisco, a medio camino con la ultima aparición en sistema Quattro, el Haldex, montado en el A3 y el TT.

 

POR QUÉ ES MEJOR LA TRACCIÓN TOTAL:

 

ESTABILIDAD, los neumáticos de un vehículo tienen una adherencia limitada que se reparte longitudinalmente y transversalmente, es decir acelera y frena por un lado y se agarre en curva por otro. Por lo general al tomar una curva un tracción delantera tiende a perder la adherencia antes en las ruedas de ese eje y en un trasera ocurre lo mismo con las posteriores. En un tracción total las fuerzas longitudinales se reparten entre cuatro, por lo que existe un mayor margen de adherencia para las fuerzas transversales.

TRACCIÓN, al repartir la fuerza motriz entre cuatro ruedas hay menos posibilidades de perder tracción en situaciones limites (hielo, lluvia, nieve, etc.). Además el sistema quattro tiene la ventaja de repartir más cantidad de par al eje que así lo necesita en cada momento.

NEUMÁTICOS, se desgastan de una manera mucho más uniforme, lo que se traduce en economía y seguridad, al llevar la misma adherencia en los dos trenes.

FRENADA, la retención realizada por el freno motor se efectúa con las cuatro ruedas y no solo con dos, evitando en mayor medida el bloqueo de las mismas. Además no interfiere en el sistema ABS ya que gracias al Torsen el eje delantero puede girar a distinta velocidad que el trasero.

Torsen viene de las palabras inglesas "torque" y "sensing" es decir sensible al par motor. Se compone de elementos mecánicos en forma de engranajes helicoidales, los cuales tienen una disposición similar a los diferenciales normales, con satélites y planetarios. Inicialmente el vehículo parte de una situación en donde ambos ejes tienen el 50% de par, pudiendo llegar hasta un máximo de 66% delante y 33% detrás ó viceversa.

 

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Sistema de electrónico de tracción integral para vehículos con motor transversal (Haldex).

 

Desde la exitosa aplicación de la electrónica al sistema ABS (antibloqueo de frenos) y ESP (control electrónico de estabilidad), los ingenieros de automoción han estado buscando maneras de usar la electrónica como medio de control de la distribución del par motor entre los ejes delantero y trasero del coche. Audi ha encontrado la clave a este problema con la introducción del Haldex. Se trata de un sistema de embrague multidisco sumergido en baño de aceite. Los discos son presionados entre sí axialmente en una intensidad correspondiente a la cantidad de par a ser distribuida entre ambos ejes. La presión depende de la posición del acelerador, velocidad de giro del motor y deslizamiento de las ruedas, y es regulado electrónicamente por el aparato que está montado en el eje posterior, trabajando con tan buenos resultados que la lista de requerimientos de los expertos se ve completamente satisfecha.

 

Este sistema consigue que la tracción total esté disponible de forma variable desde el momento en que el vehículo comienza a andar. Garantiza estabilidad direccional cuando la aceleración y el estado del firme es buena y no se produce deslizamiento, pero si empieza a producirse deslizamiento por exceso de par motor, el sistema funciona de manera moderada y sin brusquedades; no sufre esfuerzos "parásitos" a la hora de maniobrar con el coche, permite el uso de ruedas de distinto diámetro (por ejemplo las ruedas de repuesto de emergencia), y permite ser remolcado con un eje en el aire y otro libre en tierra.

 

En particular, trabaja bien con todos los sistemas antipatinamiento como el ABS (antibloqueo), el ASR (control de tracción), el EDL (diferencial autoblocante electrónico) y el ESP.

 

http://www.vwvortex.com/news/05_01/05_17/torsen.jpg

 

 

Diferencial Autoblocante Torsen. Sistema de Tracción Integral para vehículos con motor longitudinal.

 

Todos los vehículos de tracción integral cuyo motor va colocado longitudinalmente, hacen uso de un sistema que, gracias a su fiabilidad y baja complejidad, ayudó a popularizar los sistemas de tracción integral en los salones del automóvil de hace 20 años, y ha pasado a formar parte de millones de ellos desde entonces.

 

En contraste con varios sistemas de tracción integral controlados por la aplicación de un freno, este sistema reparte el par motor disponible permanentemente entre ambos ejes, normalmente con una relación de 50:50 entre los ejes anterior y posterior. En el caso en que se produzca deslizamiento, el diferencial puede transmitir el para hacia el eje que presente mejores condiciones de motricidad, hasta un máximo del 75% del par disponible.

 

Se trata de un sistema completamente mecánico, pero es completamente compatible con los sistemas ABS, puesto que una reducción del par motor desbloquea automáticamente el diferencial.

 

http://www.barjot4x4.com/images/Images_Tech/tors_286_281.gif

 

A.) Carcasa del Diferencial

B.) Semieje de rodadura

C.) Tornillo sin fin (uno por cada uno de los semiejes)

D.) Engranajes satélites (3 parejas) cuyos ejes, fijados al interior de la carcasa, permiten el giro libre de los engranajes satélites.

E.) Ruedas de sincronización de engranajes satélites.

F.) Corona exterior

G.) Semieje de rodadura

 

Funcionamiento:

 

1.) El par motor es enviado al engranaje primario a través del árbol de transmisión.

2.) El engranaje primario hace girar la corona exterior y la carcasa del Diferencial de forma solidaria.

3.) Los ejes de los engranajes satélites, giran solidarios a la carcasa del diferencial.Al comenzar el giro de los engranajes satélites alrededor de los semiejes de rodadura, hacen girar el conjunto de los semiejes de rodadura.

4.) El conjunto de las ruedas arrastra el conjunto de los tornillos sin fin que atraviesan libremente la carcasa y corona exterior.

5.) Los tornillos sin fin arrastran cada uno de los semiejes de rodadura, a los que están unidos solidariamente.

 

Si una furerza diferente es aplicada sobre cada semieje, los tornillos sin fin tratarán de girar a dos velocidades diferentes. Esta diferencia de rotación obliga a los engranajes satélites a girar sobre sus ejes con tanta fuerza como el par aplicado. Si este no es muy grande, al contrario que en el caso anterior, el tornillo sin fin no puede arrastrar los engranajes satélites, por lo que el diferencial queda bloqueado.

Editado 10 de Noviembre del 2020 por Carlisu84
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[DavidBcn]

http://members.rennlist.org/951_racerx/GleasonTorsen1.jpg

 

http://members.rennlist.org/951_racerx/GleasonTorsen2.jpg

 

http://www.haldex-traction.com/Images/pictures/enlarge/graph_activation.gif

 

En esta gráfica se muestra el funcionamiento del Haldex. Simula una pérdida repentina de tracción, aumento rápido del giro relativo entre ambos semiejes motrices.

 

El hecho, es que hay un pico, corto pero un pico. La parte ascendente simula la pérdida de tracción. El semieje delantero empieza a acelerar rápidamente son respecto al trasero. Esto quiere decir que el tren delantero está perdiendo tracción, y sus ruedas comienzan a patinar aumentando la velocidad de giro con respecto a las traseras. El sistema entra en acción, acoplando el embrague y consiguiendo una "desaceleración relativa" entre ambos semiejes. Esto lo hace en poco tiempo (según el gráfico en 150 ms), aunque supongo que será variable dependiendo del par suministrado y velocidades de giro absolutas.

 

Sin embargo, una vez acoplados, como se puede ver en la gráfica, las variaciones de velocidades de giro relativas entre ambos semiejes, es pequeña. Ojo, estas diferencias llegan a ser negativas, lo que quiere decir que por inercia, es posible que el semieje trasero llegue a girar en ocasiones más rápido que el delantero.

Editado 10 de Noviembre del 2020 por Carlisu84
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[DavidBcn]

En esta foto se puede ver un Seat León 4 en plena arrancada en la que las ruedas traseras están patinando y las delanteras no.

[javier]

muy buena información, gracias David

s2

[Climber]

Por cierto, el Haldex, tiene un máximo de entrega de potencia atrás del 50% no??, al menos en el grupo VAG es así (aunque tb he leído en algunos sitios que pueden variar la gestión del sistema, y por ejemplo se aplica al S3, TT y R32, es cierto eso??

Otras marcas que usan este sistema (fuera del grupo VAG) tienen una gestión distinta (Volvo en su S60 R) pero el reparto de tracción debe estar en equilibrio con la refirgeración del aceite del embrague Haldex.

Por último, Forge vende un kit de gestión electrónica del Haldex que permite varios programas más o menos radicales según las necesidades del momento, lo que permitiría poder derrapar de atrás dando gas a fondo en las curvas , cosa que ahora no se puede hacer

Muy buen artículo David

[javier]

creo que lo máximo de par que envia atras es un 40%

s2

[DavidBcn]

Pues el reparto de par el el eje posterior en un Haldex no sabría deciros de cuanto se compone, en el Torsen puede llegar a un máximo del 75% del par disponible en el eje que sea necesario. La información está recapitulada de otros foros de internet y de alguna página web, asi que no es que tenga mucho mérito ya que yo no he sido el creador de la información .

[otto69]

Gracias por la info, algo de culturilla siempre va bien.

 

Saludo,

 

Odón.

[a3quattro]

El par máximo que se le puede enviar al eje tarsero en el haldex ronda entre el 66 y 70% por lo que yo tengo entendido, aunque se puede decir que serian los picos y que su funcionamiento optimo suele ser el 50% para no sobrecalentar el aceite del Haldex.

[AutoR]

El bosque no me hadejado ver los arboles todo este tiempo. Hay tantos post que me resulta muy dificil, por no decir imposible, ojearlos todos.

Vaya esto por delante porque este ya tiene tiempo y no lo habia visto hasta ahora.

 

Geniales y muy instructivas las explicaciones que en él se dan. David, tu modestia te destaca.

 

Al tema. Tengo una duda, para el acoplamiento de los discos en el sistema Haldex se sigue utilizando un diferencial Ferguson?. O en realidad aquel es un derivado de este con parafernalia electronica? Si es ASI, por que no se llega a transmitir el 100% del par al eje que convenga en cada momento?.

 

Saludos a to2

[McKafre]

buenisimo el post

 

si señor, que pena que las imagenes ya no se vean

 

ahora ya no se como puedo vivir sin un coche sin quattro ...

 

creo que es el mejor post que he leido hace mucho tiempo, si señor

 

postazo

[TheShadow]

Muy buen articulo.

[Joseps]

Que temazo! Y yo que me lo estaba perdiendo

 

 

La verdad es que confieso admirador del diferencial Torsen desde mucho antes de tener uno, porque considero que es una autentica joya de la ingenieria mecanica, esa que en otros sitios hace relojes de 3.000€ y cositas por el estilo Y desde que lo tengo en mi propio coche no paro cantarle alabanzas, asi que con la venia...

 

 

De la explicacion tecnica poco o mas bien nada puedo añadir a lo dicho, aunque voy a dar un poco la brasa (que me aburro mucho esta semana en el curro), con el funcionamiento porque tiene su gracia.

 

El principio de funcionamiento es el dicho, que un engranaje de tornillo sin fin es irreversible, puede mover a un diente pero el diente no a el, y eso se aprovecha en este caso para que en caso de deslizamiento, el arrastre y la diferencia de velocidad entre los satelites trasmitan el par al eje o rueda que NO esta patinando (por no liar hablare de ejes, como si fuera diferencial central de mi coche).

 

Lo cojonudo del invento es que la fuerza que se trasmite al eje que no patina depende en cada momento de la fuerza que se esta transmitiendo en el eje que patina y siempre en un determinado factor, que viene determinado por la construccion del mismo y es fijo.

 

El habitual es 3x , lo que quiere decir que si en un momento dado mi eje trasero desliza y solo puede trasmitir 1kilo de fuerza al suelo el diferencial entonces envía 3x1 = 3Kg de fuerza al suelo (tal vez el kilo no sea la unidad mas idonea, pero me da igual, que soy de pueblo )

 

Esta tonteria del "multiplicador" produce un efecto muy muy curioso en los Torsen, que tu levantas una de las ruedas del suelo, con lo que el agarre total en ese eje es 0 , ¿y que pasa entonces?, pues que el torsen transmite 3x0 = 0Kg de fuerza al otro eje, es decir, que el coche no se menea... vaya hombre

 

De ahi que a pesar de comportarse de forma similar a un autoblocante clasico (viscoso, de friccion etc), donde si un eje resbala acaba arrastando al otro, y punto. Torsen esta en realidad un paso por delante, o por detras segun para que uso le quieras dar, no hay mucho todo terreno con Torsen por ejemplo....

 

Pero el verdadero logro del inventillo queda demostrado en los deslizamientos menores, cuando todavia se puede transmitir algo de fuerza al suelo, pero aparece una perdida puntual de traccion... ¿alguien ha salido a fondo de curva lenta en mojado con su quattro?, ahi es donde la cosa se transforma, y resulta que si de delante el coche patina te empuja 3 veces mas fuerte de detras que de delante, y viceversa, si es el eje trasero el que se insinua tienes el eje delantero arrastrandote para ayudarte a corregir el sobreviraje. Puramente mecanico y por tanto infalible y predecible hagas lo que hagas.... Que gozadaaaaa !!!!!

 

No es el diferencial hiperactivo y con esteroides de un Mitsu EVO o un Impreza STI , pero que quereis que os diga, es simple, es efectivo y es muy muy disfrutable, tanto en uso normal y civilizado sobre firmes deslizantes como haciendo de "amigo invisible" en conduccion mas deportiva. Permitiendo jugar con los sobrevirajes, algo que en el Haldex es bastante mas complicado (o al menos en el único S3 que he tenido el placer de ver intentando sobrevirar)

 

Respecto al Haldex no quiero hablar que se me vera mucho el plumero (confieso que no me gusta nada nada, asi que soy demasiado injusto al hablar de el)

 

Sea como fuere viva el Quattro en cualquiera de sus formas, que es todo un invento y a mi particularmente me ha reconciliado con la lluvia en la carretera

 

Saludotes

 

 

Editado:error en frase

Editado 17 de Noviembre del 2004 por Joseps

[abuelo]

gracias Gringo por recordarlo, ademas lo DESTACO por su siemprte preguntado tema

[SPANNER]

Muy explicativo, Joseps

 

Esta característica del Torsen sobre la falta de bloqueo cuando no hay nada de par en un eje es explotada por otros para sus propios fines...

 

http://video.google.com/videoplay?docid=90...18466&hl=es

 

 

Que le vamos a hacer.