Con este artículo queremos dar una visión del funcionamiento de la transmisión de los vehículos con tracción a las 4 ruedas, y mas en concreto, a la utilizada
en los turismos. No queremos entrar en el funcionamiento de los todoterreno (offroad), aunque en algún momento haremos referencia a ellos.

Los vehículos con tracción a las 4 ruedas se dividen en dos categorías:

• Tracción total opcional: tienen tracción permanente sólo en las ruedas posteriores, no tienen diferencial central y la tracción delantera se engancha con
  una palanca, quedando bloqueada. Esto quiere decir que permanentemente las 4 ruedas giran a la misma velocidad. Este tipo de tracción se utiliza mas
  en todoterrenos (offroad).
  
  
• Tracción total permanente: El sistema consiste en un diferencial central que distribuye la tracción a las 4 ruedas y puede tener un control de embrague
  viscoso que transmite mas tracción a uno de los ejes cuando el otro pierde adherencia. Este tipo de tracción se usa mas en turismos que circulan por
  carreteras que por caminos (offroad).

La gran diferencia entre los vehículos de tracción permanente y los enganchables es que estos últimos no se pueden mantener en carretera con tracción en las
4 ruedas porque se calientan. Sólo debe usarse cuando las condiciones del camino lo exigen. Los permanentes están diseñados para funcionar todo el tiempo y,
si bien la distribución de tracción puede variar de acuerdo al terreno, nunca se desenganchan.

La tracción total permanente
Mas utilizada en los turismos, tiene la particularidad de utilizar un diferencial central, este diferencial es independiente del diferencial que tiene cada uno de los
ejes (delantero y trasero).

El la figura inferior tenemos un esquema del sistema de transmisión del Audi 100 Quattro. Este vehículo tiene un sistema de tracción permanente a las 4 ruedas, cuenta
con un diferencial central que reparte el par motor a las ruedas de los dos ejes, dependiendo del la adherencia que tengan las ruedas al suelo en ese momento. El
diferencial que se aplica al eje delantero es convencional y sufre los inconvenientes que tiene este tipo de diferenciales, que son la perdida de tracción en el eje cuando
una de las ruedas entra en una zona de suelo deslizante.

El eje trasero cuenta con un diferencial de bloqueo manual es decir no es "autoblocante". Esto nos sirve para que en caso de que una rueda entre en una zona de
suelo deslizante, tenemos la posibilidad de bloquear el diferencial para suprimir precisamente el efecto "diferencial" y convertir el eje trasero en un eje rígido que reparte
el par de tracción a las ruedas por igual.

El accionamiento del bloqueo puede ser mecánico ("manual" mediante palanca-cable), eléctrico e incluso neumático.

El funcionamiento de este sistema (también llamado diferencial bloqueable o controlado) consiste en enclavar uno de los planetarios (1) a la corona (2) del grupo
piñón-corona, haciendolo solidario con ella por medio del acoplamiento de un manguito de enclavamiento (4) que esta unido por un estriado al palier que se une al
planetario. De esta forma, al accionar el enclavamiento, se obliga a este planetario (1) a girar solidario con la corona (2), con lo cual el otro planetario no puede
adelantarse ni atrasarse, quedando anulado el sistema diferencial y quedando el eje trasero como un eje rígido que hace girar a la misma velocidad a las dos ruedas.
Se utiliza en los vehículos con tracción total, en todoterrenos, en vehículos industriales y agrícolas. Este tipo de bloqueo solamente puede utilizarse a bajas velocidades
y en terreno con poca adherencia. En caso contrario la transmisión se resiente pudiendo incluso llegar a la rotura de algún palier.

Para estudiar el funcionamiento del "diferencial central" tenemos la figura inferior donde se ve la caja de cambios, que es igual a la utilizada en cualquier automóvil sin
tracción a las 4 ruedas, la diferencia esta en la incorporación del diferencial central y la forma de como reparte el par de tracción a cada uno de los ejes (ruedas delanteras
y ruedas traseras).
Vemos que el árbol secundario de la caja de cambios se divide en dos arboles (si lo comparamos con una caja de cambios para vehículos sin tracción a las 4 ruedas).
Uno seria un árbol en forma de manguito que gira solidario con los piñones de las marchas 3ª, 4ª y 5ª y el sincronizador de 1ª y 2ª, ademas mueve la carcasa del diferencial
central que a su vez mueve sus satélites. El segundo árbol secundario seria el que empujado por un planetario del diferencial central transmite el par de tracción al piñón
del grupo piñón-corona del diferencial delantero. Así se transmitiría la tracción a las ruedas delanteras pero para la ruedas traseras necesitamos de otro árbol, este partiría
del otro planetario del diferencial central, para sacar el movimiento fuera de la caja de cambios y de aquí por medio de una junta elástica al árbol de transmisión que lleva
el movimiento al diferencial trasero.

¿Por qué se utiliza un diferencial central?. Al tomar una curva las ruedas del tren delantero giraran con radio diferente al las del trasero, por llegar estas al cambio de
dirección con antelación, si no dispusiéramos de un diferencial que reduzca la velocidad en el puente trasero para aumentarla en el puente delantero y así evitar que se
genere una deslizamiento entre los neumáticos, y una marcada tendencia a seguir recto por parte del vehículo.

El diferencial central tiene un sistema de bloqueo igual que el diferencial trasero, de accionamiento manual. Este diferencial sirve como hemos dichos anteriormente para
repartir el par motor al 50% a cada uno de los ejes (delantero y trasero), pero se adapta a las pequeñas diferencias de velocidad que puede haber entre ambos ejes, debido
a las curvas, aceleraciones o deceleraciones fuertes.
¿Que ocurre cuando uno de los ejes entra en una zona de la calzada muy deslizante?. Lo que ocurre es que todo el par del motor se nos va a ese eje, acelerandose sus
ruedas, mientras que las ruedas del otro eje se quedan paradas (no tienen tracción) por lo que el vehículo no se mueve o perdemos el control sobre él, lo mismo que nos
pasaba con el diferencial trasero. Para solucionar este problema tenemos el bloqueo del diferencial que convierte la transmisión en un solo eje, mandando el 50% del para
motor a cada eje (delantero, trasero) independientemente del estado de adherencia de la carretera.

Existen otros tipos de diferenciales centrales como son el: Ferguson o viscoacoplador, el embrague multidisco o Haldex y el diferencial Torsen que se puede situar tambien
como central.

El accionamiento del bloqueo del diferencial central en este caso es manual como vemos en la figura inferior, pero como hemos comentado antes: el accionamiento podría
ser eléctrico, neumático, hidráulico.
Este tipo de bloqueo solamente puede utilizarse a bajas velocidades y en terreno con poca adherencia y se recomienda desconectarlo una vez que hemos pasado la zona
de mala adherencia para las ruedas.

Si quieres saber mas sobre diferenciales centrales y tracción a las 4 ruedas visita la sección de diferenciales autoblocantes.

Tracción total opcional
Este tipo de tracción mas utilizada en vehículos todoterreno (offroad) que les permite circular por terrenos accidentados; si la ruedas de uno de los ejes pierde
tracción, se puede trasladar la fuerza impulsora al otro eje de forma manual mediante una palanca.
En estos vehículos la caja de cambios lleva acoplada la caja reductora con salida para doble transmisión. Esta caja es accionada por una palanca adicional situada
al lado de la palanca de cambios y puede transmitir, según su posición, el movimiento a los dos ejes o solamente al trasero.
Los piñones de la caja reductora van dispuestos en pares de engranajes de forma que, cuando se utiliza la transmisión total, se reduce el giro de las ruedas para obtener
un mayor par de tracción en las mismas.

La caja reductora esta compuesta por 5 piñones de los cuales 2 están montados en el eje intermedio y los otros 3 son intervenidos por los sincronizadores que funcionan
igual que los utilizados en la caja de cambios. La misión de la reductora es la de transmitir al vehículo una marcha normal a la que se le denomina "larga" y otra reducida
a la que se le denomina "corta", su otra misión es la de dar tracción a 2 ruedas o a las 4 según el deseo del conductor, accionando la palanca de transfer.

Funcionamiento

• Posición 2H: cuando arrancamos el vehículo con las velocidades normales, de la caja de cambios, y tenemos la palanca de transfer en 2H, quiere decirse que
  hemos arrancado el vehículo, solamente con tracción en las ruedas del eje trasero, para una conducción normal. Produciendo movimiento, al árbol trasero, el
  árbol de transmisión delantero, no tiene movimiento, ya que aunque los bujes están rodando, no existe movimiento en los palieres.
• Posición 4H: se pasa la palanca a la posición 4L, el sincronizado ha conectado con el piñón (4x4), que transmite movimiento, a la transmisión delantera, esta,
  comienza, a girar y los cubos delanteros, automáticamente se conectan produciendose la transmisión 4x4. Tenemos al vehículo con tracción 4x4 con una
  marcha normal (larga) o directa.
• Posición 4L: se pasa la palanca del transfer a la posición 4L, la tracción sigue estando en las 4 ruedas, pero ahora entra en funcionamiento el eje intermedio que
  va ha reducir el numero de revoluciones (marcha corta) que se transmiten a las ruedas traseras y delanteras, como contrapartida vamos a tener un aumento de par
  que nos sirva para salir de situaciones difíciles cuando el terreno así lo requiera.

Alguien se puede preguntar el porque no hemos hablado de la posición 2L, esta posibilidad no se contempla debido a que una marcha corta para 2 ruedas, con el
aumento de par tan importante que se produce, puede provocar averías en el grupo cónico y diferencial así como la rotura de palieres. Para evitar esto, los vehículos
que lleven reductora y tracción a las 4 ruedas, llevan una dispositivo mecánico, que no permite meter la reductora sin antes meter la tracción total.

Otra disposición de caja reductora es la que se ve en la figura inferior, este sistema es mas sencillo que el anterior ya que solo nos permite dos posibilidades, propulsión
al eje trasero con una marcha directa (larga), y tracción a las 4 ruedas con una marcha reducida (corta) que aumenta el par. La reductora es como una caja de cambios
de dos velocidades, directa (larga) y reducida (corta), en esta divide por dos aproximadamente el giro que sale de la caja de cambios, con lo que el par se multiplica por
el mismo factor que se divide la velocidad. La reductora cuenta también con un dispositivo para transmitir o no el giro al puente delantero, con lo que la fuerza se divide
entre los dos ejes en lugar de uno.

Cubos de rueda

A diferencia que en los automóviles los todoterrenos tienen una particularidad que los hace diferentes. Hasta hace algún tiempo, en muchos vehículos conectar la
doble tracción significaba dos pasos: conectar la doble tracción desde el interior del vehículo, con una palanca, y bajarse y conectar los cubos de las ruedas delanteras,
para así enganchar las mazas de las ruedas a los palieres o semiejes. Este sistema luego fue reemplazado en muchos vehículos, aunque de maneras no siempre
satisfactorias.

Funcionamiento
Como hemos comentado anteriormente el bloqueo de los cubos puede ser manual o automático, ahora vamos a ver como se hace el bloqueo según sea el sistema:

• Bloqueo manual:
  Para bloquear el cubo
  1.- Parar el vehículo
  2.- Poner los cubos de ambas ruedas (delanteras) en posición de LOCK (bloqueo).
  3.- Colocar la palanca de transfer (caja reductora) en posición 4H o 4L.
  
  Para desbloquear el cubo
  1.- Parar el vehículo
  2.- Poner los cubos de ambas ruedas en posición FREE (libre).
  3.- Colocara la palanca del transfer en posición 2H.
• Bloqueo automático
  Para bloquear el cubo
  1.- Parar el vehículo
  2.- Coloque la palanca de transfer en posición 4H o 4L.
  3.- Hacer avanzar el vehículo los cubos se bloquearan automáticamente.
  
  Para desbloquear el cubo
  1.- Parar el vehículo
  2.- Coloque la palanca de transfer en 2H
  3.- Hacer retroceder lentamente el vehículo al menos un metro, los cubos se desbloquean automáticamente.

Este mecanismo es muy frecuente que pueda fallar ya que los estriados que llevan las piezas de engrane son muy pequeños ya que el acople se hace en marcha.
Al final se desgastan los estriados y saltan de un diente a otro. Sabemos que nos están fallando los cubos de rueda por que al conectar el 4x4 se oye un ruido de carraca
y al tocar los cubos de rueda estos están demasiado calientes.

Fuente: http://www.mecanicavirtual.org