Un conjunto de engranajes mecánicos que permite que dos ejes de salida accionados (habitualmente las ruedas izquierda y derecha en un eje) giren a velocidades diferentes mientras transmiten par desde una única entrada, posibilitando que las ruedas tengan distintas velocidades angulares en maniobras como el viraje.

Principio

Proveer una vía transmisora de par que desacople la velocidad de rotación entre salidas mediante un conjunto de engranajes (cónicos, planetarios o helicoidales) de modo que las restricciones de movimiento y par se satisfagan para ambas salidas bajo cargas y adherencias variables.

Demostración

Al tomar una curva, la rueda exterior recorre más distancia que la interior; el diferencial permite que la rueda exterior gire más rápido mientras ambas reciben par del eje de transmisión, evitando el rozamiento y reduciendo tensiones en la cadena cinemática.

Aplicación incorrecta

Asumir que un diferencial abierto estándar mejorará la tracción en condiciones de deslizamiento es incorrecto; dado que envía el par por el camino de menor resistencia, un diferencial abierto puede dejar una rueda con poca adherencia girando en vacío mientras la otra queda con insuficiente par.

Consecuencia

Un diferencial que funciona correctamente permite un viraje suave y velocidades de rueda equilibradas, reduciendo el desgaste de neumáticos y los bloqueos del tren motriz; sin embargo, su forma básica puede reducir la tracción en situaciones de agarre asimétrico a menos que se complemente con diseños especiales o sistemas de control.

Inversión

Un diferencial bloqueado fuerza a ambas salidas a girar a la misma velocidad independientemente de la trayectoria de las ruedas, mejorando la tracción en línea recta o en todo terreno con baja adherencia pero provocando rozamiento de neumáticos y penalizaciones en el comportamiento en curva.

Límite

Se refiere a conjuntos mecánicos que permiten velocidades diferenciales en las ruedas de un eje; excluye a los diferenciales de deslizamiento limitado, los bloqueables y los sistemas electrónicos de tracción en la medida en que sus mecanismos adicionales de sesgo de par no son intrínsecos a la función básica de un diferencial abierto.

Tensión semántica

El término oscila entre el diferencial abierto básico y las variantes con sesgo de par: en el uso cotidiano 'diferencial' puede implicar cualquier conjunto de ejes de la rueda o específicamente una unidad abierta, generando tensión sobre si se asume comportamiento de mejora de tracción.

Síntesis

Un diferencial es el mecanismo de engranajes del eje que reconcilia la necesidad de transmitir par a dos salidas permitiendo distintas velocidades de rotación; como componente esencial del tren de transmisión equilibra las exigencias mecánicas del viraje, la tracción y la distribución de carga.