CAMBIAR EL ACEITE DEL DIFERENCIAL EN UN E36, COMPROBAR EL NIVEL Y COMO SABER SI NUESTRO BMW LLEVA DIFERENCIAL AUTOBLOCANTE O NO.

(01/2005)

IMPORTANTE: Durante la explicación se detallarán algunas medidas de seguridad que es muy importante que se tengan en cuenta.
                             El autor no se responsabiliza de daños materiales ni personales que pudieran derivar de la lectura del siguiente escrito.

Para quien no tenga ni idea de mecánica y nunca haya visto su BMW por debajo ya va siendo hora de hacerlo. Si nos colocamos debajo del coche por la parte de atrás el diferencial se encuentra justo después del hueco de la rueda de recambio, entre las dos ruedas traseras. Veréis claramente como del diferencial sale un palier para cada rueda y el árbol de transmisión (en realidad este queda un poco oculto porque pasa por encima del escudo térmico del tubo de escape) hacia el cambio. A continuación os muestro una foto (sacada de www.unofficialbmw.com) de un diferencial de un 328i E36.

Foto1

Bueno, creo que con la foto ya está todo explicado, ¿no?.

Para comprobar el nivel de aceite:

1- Debemos saber que aceite llevamos por si hay que añadir, para eso preguntar al taller o al concesionario. Para quien lleve diferencial autoblocante el aceite es sintético 75W90, aunque  en el concesionario puede que no lo sepan y lo mejor es pedir “aceite sintético para diferencial autoblocante” en caso que lo compréis allí (es carillo, unos 2 eur cada 100ml). Para los diferenciales no autoblocantes no se que aceite es, deberéis preguntar.

2- Debemos comprar una junta del tornillo (es una arandela, vale cuatro chavos). Como prevención y dado el bajo precio mejor comprar unas cuantas y un par de tornillos de recambio. Las juntas son de metal blando y si os pasáis apretando el tornillo oiréis un “crack!”, rápidamente sacaréis el tornillo y veréis la junta más plana que una hoja de papel y agrietada por el interior. Lo de los tornillos de recambio es buena idea ya que seguramente estaréis como yo y no podréis levantar el coche más que con un gato y unos trípodes, lo que no deja mucha visibilidad para el tornillo de llenado y a veces pensaréis que la llave allen a entrado correctamente pero no es así y dañaréis la cabeza del tornillo.

3- Debemos tener una llave allen del 14. Además debemos poder usar nuestra llave dinamométrica para apretar los tornillos. Aquí hay un problema, el espacio entre el tornillo de llenado y el hueco de la rueda de repuesto es poco y la llave de carraca con el vaso acoplado no cabe, porque los vasos allen que venden son demasiado largos. Para solucionar esto compré una llave allen de 14mm y la serré quedando un trozo de allen cuya longitud es el doble de la profundidad de las cabezas de los tornillos del diferencial (si ya habéis hecho el paso 2 ya tendréis los tornillos de recambio en la mano y podréis tomar medidas). Entonces metí el trozo de allen dentro del tornillo del diferencial de forma que al quedar un trozo de allen fuera el tornillo se convierte en un tornillo normal con cabeza de 14mm y podréis usar vuestro vaso normal  para cabezas hexagonales de 14mm, entonces si que cabe.

4- Ahora ya tenemos todas las herramientas necesarias pero debemos solventar un problema, y es que para mirar el nivel del aceite del diferencial debemos tener el coche horizontal. Si sólo lo levantamos por detrás el aceite se desplazará hacia delante y no podremos medir correctamente el nivel. Para hacer esto tenéis múltiples opciones:

a) Usar un foso.
b) Usar un elevador.
c)  comprar 4 trípodes (no son caros uno de 3 toneladas suele valer unos 12 eur.) e ir levantando con el gato e ir poniendo los trípodes debajo.
d) Comprar unas rampas (o hacerlas caseras con tablones de madera) y subir las dos ruedas delanteras en las rampas y después levantar con el gato por detrás y sujetarlo con dos trípodes. Recordar que el freno de mano actúa en las ruedas traseras y la tracción también, así que una vez levantado el coche por detrás queda desfrenado y lo más normal es que si tenéis el morro subido a unas rampas cuando empecéis a levantar, y las ruedas traseras dejen de tocar el suelo, el coche se vaya para atrás  (de echo yo siempre llevo una cuña para trabar las ruedas delanteras junto con la rueda de repuesto por si se me revienta una rueda trasera al levantar el choche por detrás se desplaza hacia delante).
e) Hacer contorsionismo y no levantar el coche. Se puede hacer, yo lo hago así.
d) Lo que se os ocurra....

6- Si falta añadimos y volvemos a meter el tornillo con la nueva junta.
 

Para cambiar el aceite:

1- Lo primero es hacernos con todas las herramientas y material necesario, para eso repetimos los puntos 1, 2 y 3 del apartado anterior. Pero en este caso debemos comprar 2 litros de aceite, pues el diferencial lleva 1.7 litros, almenos en mi 328i E36. Cada uno que se informe de cuanto necesita. Adicionalmente debemos hacernos con una bomba de mano para transvasar fluidos de un lado a otro (en cualquier ferretería, suelen estar entre 3 y  7 eur.) y con una jeringuilla de unos 10ml.

2- Contrariamente a lo que parece es mucho más fácil cambiar el aceite que mirar el nivel, para quien no tenga un elevador de coches, pues ahora no tendremos el problema de poner el coche horizontal pues ya sabemos la cantidad que debemos meter. Quien quiera cambiar el aceite con el coche horizontal y controlando el nivel adelante, pero lo que yo propongo creo que es mucho más rápido y eficaz. El siguiente paso es hacer unos cuantos km para calentar el aceite.

3- A continuación levantamos el coche por detrás sólo por un lado, lo justo para acceder a los tornillos. Nunca debemos dejarlo sólo con el gato, una vez levantado metemos un trípode en el punto de apoyo destinado a tal  fin. Ahora ya nos podemos meter debajo con seguridad.

4- Metemos un cubo debajo del diferencial y sacamos el tornillo de llenado, a continuación sacamos el de vaciado vigilando no tocar el aceite que quema (yo siempre me pongo unos guantes de esos de lavar platos por si acaso y para poder trastear con el aceite sin enguarrarme, además puede que el tornillo de vaciado os caiga en el cubo con todo el aceite, y mucho mejor si lleváis guantes para sacarlo).

5- Mientras se está vaciando bajamos el coche y lo levantamos por delante, por los dos lados, y lo dejamos así un rato hasta que ya casi no gotee aceite.

6- Bajamos el coche y lo volvemos a levantar por detrás por un lado y asegurando con el trípode.

7- Metemos el tornillo de vaciado con la nueva junta. Antes de meterlo limpiar el aceite de la rosca del tornillo y  de la rosca del la tapa del diferencial, sino no podremos medir bien el par de apriete. Para quien no tenga dinamométrica que lo apriete hasta el punto en que la junta se empieza a aplastar. Ya veréis que las juntas viejas están un poco aplastadas.

8- Metemos la cantidad de aceite justa en un bote y con la bomba de mano lo vamos metiendo por el agujero de llenado. Cuando queda poco por llenar la bomba ya no sirve y lo acabamos de llenar con la jeringuilla.

9- Metemos el tornillo de llenado de la misma forma que hemos hecho con el de vaciado.

10- Bajamos el coche y listos. Al cabo de unos km miramos que los tornillos estén bien apretados y no pierda aceite.
 
 

Para saber si llevamos diferencial autoblocante o no.

La forma más fácil de saber si llevamos o no diferencial autoblocante es levantar el coche de atrás y hacer girar una de las dos ruedas motrices con la mano, entonces si:

1- La otra rueda gira en el MISMO sentido. Esto significa que es diferencial AUTOBLOCANTE
2- La otra rueda gira en el sentido CONTRARIO. Esto significa que NO es autoblocante.

Hasta aquí es suficiente para saber lo que habéis entrado a buscar, ahora bien, si queréis saber más sobre el funcionamiento del diferencial y por que razón sucede lo anterior seguid leyendo y no os arrepentiréis.

Intentaré explicar sin formulas y de forma intuitiva (más que nada porque ser haría muy largo, habría que empezar dando una clase de base sobre engranajes y me acuerdo poco de las formulas y nombres técnicos) el funcionamiento del diferencial. Iré por partes para intentar que quede más claro.

1) Analizando los componentes de un diferencial normal.

Lo primero es que se entienda como es un diferencial normal, así que os pongo este par de esquemitas:
 

Los esquemas anteriores sería lo que veríamos si nos pusiéramos debajo de nuestro BMW por la parte de atrás con la cabeza hacia el motor y mirásemos al diferencial, y si este tuviera la carcasa transparente, claro. En la siguiente foto se ve un diferencial real abierto, el árbol de transmisión no se ve porque queda detrás del brazo (se ve un trocito de la ruedad dentada que lleva unido). En la foto indico cuál es la parte de abajo, fijaros que hay un pequeño charco de aceite. En la tapa que se ha quitado es donde se encuentran los tornillos para vaciar el aceite y para volver a llenarlo.

Todo el mecanismo planetarios-satélites queda escondido dentro de la jaula, esta jaula es lo que yo he señalado como brazo en el esquema 3D hecho a mano. Fijaros que tiene agujeros para permitir la lubricación de los engranajes interiores.

A continuación una foto del interior de la jaula (o brazo) de un diferencial autoblocante de un M3. Fijaros que se ha quitado la rueda dentada que engrana con el árbol de transimisión, pero esta va unida con tornillos en todos los agujeros que se ven. Se ven claramente los planetarios y los satélites. Por la disposición de los satélites se ve que hay 4 y no 2 como he puesto en el esquema, pero esto no afecta para nada al funcionamiento del mecanismo, sólo añade robustez al diferencial, pues debe soportar grandes esfuerzos.
 

Para entender su funcionamiento hay que entender como son todas las uniones del sistema. Las uniones rígidas, las físicas he inseparables y sin movimiento relativo (todo referido al dibujo, cuando digo superior e inferior me refiero al dibujo) son:

a) Eje de transmisión con la rueda dentada superior.
b) Brazo con la rueda dentada que engrana con la superior.
c) Planetario izquierdo con palier izquierdo, o sea, con la rueda izquierda.
d) Planetario derecho con palier derecho, o sea, con la rueda derecha.

Ya no hay más uniones "soldadas". Ahora quedan las uniones sin soldar pero que conforman una misma pieza, con posibilidad de movimiento relativo de una pieza con la otra:

e) Los satélites con el brazo. Cada satélite lleva un cojinete central para poder girar entorno del brazo, vamos, sobre si mismo.

Obviamente quedan todas las uniones mediante engrane, pero estas son uniones entre diferentes piezas del mecanismo. No es que el brazo y los satélites sean la misma pieza pero si desmontamos el diferencial y sacamos el brazo los satélites saldrán junto a él, aunque los podremos hacer girar con la mano aguantando el brazo con la otra.

Muy bien, vamos avanzando. Para quien sepa del tema sabrá que el diferencial no es más que un tren de engranajes epicicloidal con 2 grados de libertad. Que tenga 2 grados de libertad implica que para tener el movimiento del conjunto determinado se debe actuar sobre dos lugares (o barras en notación técnica). Este es el punto clave para entender porque el diferencial se comporta de formas distintas cuando el coche está en el suelo y cuando está levantado y hacemos girar una rueda, de otra manera no se entendería que en marcha todo va bien y si lo levantamos y giramos una rueda la otra gira al revés.
 

2) ¿Por qué con las ruedas motrices en el suelo el movimiento del mecanismo queda determinado pero con las ruedas en el aire no?

Analizando el esquema vemos que las piezas terminales del mecanismo son el “eje de transmisión”, la “rueda izquierda” y la “rueda derecha”. Esto son tres puntos por donde actuar.

Cuando levantamos las ruedas motrices del suelo y tenemos el cambio en punto muerto, o sea, el eje de transmisión libre, tenemos los tres puntos libres, en consecuencia cuando actuamos sobre una rueda con la mano el movimiento puede salir por la otra rueda o por el eje de transmisión indistintamente, luego el movimiento queda indeterminado. El mecanismo tiene 2 grados de libertad y sólo actuamos por un punto. El hecho de que el movimiento salga por un eje u otro sólo vendrá determinado por un tema de inercias, de que eje ofrezca menos resistencia al giro.

Si tenemos las ruedas en el aire pero una marcha puesta entonces el eje de transmisión queda bloqueado, en este caso al actuar con la mano sobre una rueda el movimiento si que queda determinado, pero es una situación que nunca se dará  con el coche en el suelo. Imaginaroslo, el motor parado, con la primera puesta y que las ruedas girasen , IMPOSIBLE!!!, sólo seria posible con el coche sobre hielo y para que las ruedas girasen una debería girar en sentido contrario a la otra, más adelante veremos porque.

Cuando el coche está en el suelo lo que pasa es que al estar las dos ruedas motrices en contacto con el asfalto estamos "uniendo" los planetarios, y esto equivale a actuar sobre un punto, o lo que es lo mismo, al unir los planetarios estamos quitando un grado de libertad, con lo que sólo queda uno libre y el movimiento queda determinado al actuar el motor sobre el eje de transmisión. El suelo ofrece una fricción y las ruedas no pueden hacer lo que les de la gana, de alguna forma el asfalto hace de unión entre planetarios. Pero esta unión es variable, en línea recta se comporta como una unión rígida, en curva provoca un desfase a cada planetario, lo mismo que pasa si una rueda está en zona resbaladiza y la otra no.
 

3) Analizando el funcionamiento del diferencial en diferentes situaciones.

Bueno, vamos a ver que pasa en funcionamiento.

1- El eje de la transmisión gira impulsado por el motor.
2- Transmite el giro al brazo
3- El brazo hace girar los satélites.
4- Como las dos ruedas están sobre un firme no resbaladizo, el único movimiento posible es que los satélites arrastren a los planetarios y estos giren igual entre ellos e igual al brazo. En este caso los satélites no giran sobre si mismos. Esta situación es equivalente a que los planetarios estuvieran soldados al brazo, los satélites no hacen nada.
5- Si una de las dos ruedas está en firme resbaladizo, supongamos con fricción cero para ver el caso extremo, entonces el resultado es el mismo que bloquear una de las dos ruedas. Estamos actuando sobre dos puntos, el eje de transmisión y una rueda que la bloqueamos. En este caso los satélites, arrastrados por el brazo, giran sobre si mismos y hacen girar la rueda que queda libre. Este es el problema del diferencial normal, si una rueda pierde tracción todo el giro lo recibe esta cuando lo mejor seria que lo recibiese la que tiene tracción, por eso nació el diferencial autoblocante.

Para entender todo esto hay que meterse bien el mecanismo en la cabeza e imaginar como giran los engranajes, fijaros bien en la figura e imaginar la situación.

6- En curva pasa lo mismo que en el caso (5), pero en lugar de bloquear una rueda es como si le diésemos un cierto movimiento. La distinta trayectoria de las ruedas hace que quieran girar a revoluciones distintas, y los satélites permiten esto girando sobre si mismos (observando la figura se ve que si los satélites giran sobre su eje los planetarios girarán cada uno a diferentes revoluciones), a la vez que giran unidos al brazo y transmiten el movimiento del eje de transmisión.

Ahora veamos el caso en que levantamos el coche y giramos una rueda manualmente.

1- Giramos la rueda izquierda, por ejemplo.
2- El palier izquierdo actúa sobre los satélites.
3- El resultado puede ser cualquiera, puede salir movimiento por el eje de transmisión o por la otra rueda. Lo que pasa es que el movimiento que ofrece menor resistencia es el de la otra rueda, por eso sale por ahí el movimiento. Entonces, los satélites giran sobre si mismos, sin hacer girar el brazo, y actúan sobre el planetario derecho, haciendo girar la rueda derecha. Si nos imaginamos el movimiento veremos que rueda en sentido contrario a la que estamos haciendo girar. Mirad el dibujo y imaginad que giráis la rueda izquierda hacia arriba, entonces el satélite superior (se obtiene lo mismo si pasamos por el satélite inferior) giraría hacia la izquierda y la rueda derecha giraría hacia abajo.

Si lo habéis entendido bien, os daréis cuenta de que podría ser que si al girar la rueda izquierda de forma brusca y repentina consiguiéramos pasar parte del movimiento al brazo, pues tiene el movimiento libre, a menos que dejemos una marcha puesta.

4) El diferencial autoblocante, la idea.

Finalmente vamos con el autoblocante. El mecanismo podría ser algo como lo de la figura siguiente:

Me lo he inventado, no se si funcionaría muy bien, pero lo que se debe entender es que el autobloqueo consiste en unir los planetarios con el brazo. Y esto se hace con un mecanismo que puede ser tarado, que se puede escoger en que cantidad se quiere bloquear. En la figura anterior se usarían unos discos de embrague, uno unido al planetario y otro unido al brazo mediante unos muelles. En función de la fuerza de los muelles el bloqueo sería mayor o menor. Fijaros que si un planetario se une al brazo esa rueda siempre girará, pues el brazo va directo al eje de transmisión, con esto se consigue que si una rueda queda sin adherencia no se pierda la tracción en la otra, pues el planetario queda unido al brazo al actuar el sistema de autobloqueo.

Ahora vamos con un caso real, el de la foto donde se ve la jaula abierta.  Se puede apreciar que es  diferencial autoblocante por los discos de embrague que lleva unidos a uno de los planetarios. En este caso se trata de un mecanismo hidráulico, pues hay una bomba que actúa cuando los planetarios giran a diferente velocidad que la jaula, bombeando aceite a presión hacia los platos de embrague y estos embragan el planetario con la jaula debido a la fricción.

Si se ha entendido el funcionamiento del mecanismo os daréis cuenta que con bloquear un planetario es suficiente, no importa el lado en que se haga. Por si no se acaba de ver os explico como ejemplo el caso límite en que un planetario se une completamente al brazo (o jaula). En este caso la rueda que vaya unida a este planetario siempre girará  a las mismas rpm que el brazo y por consiguiente la otra rueda no tiene más remedio que hacer lo mismo, con lo que ya quedan las dos bloqueadas. Esto es así porque los satélites no podrán girar sobre si mismos, ya que el planetario que va unido al brazo gira  a igual rpm que éste y este planetario impide que  los satélites puedan girar sobre si mismos. Analizad el mecanismo y veréis que los satélites sólo pueden girar sobre si mismos si los planetarios giran a distintas rpm que el brazo.

En funcionamiento normal el sistema de autobloqueo no actúa porque todo el sistema gira solidariamente, como he explicado en el caso de un diferencial normal con las dos ruedas con adherencia. Cuando los planetarios empiezan a girar a velocidad distinta del brazo es cuando el autobloqueo entra en funcionamiento.

En este caso al levantar el coche y girar una rueda la otra gira en el mismo sentido debido a la fuerza que ejerce el sistema de bloqueo. Es como si los planetarios y el brazo estuvieran unidos. En este caso la otra rueda gira en el mismo sentido y también gira el eje de transmisión, con lo que seguramente si dejamos una marcha puesta al hacer la prueba nos cueste mucho girar la rueda, deberíamos vencer la fuerza de los platos de embrague, ya que el eje de transmisión quedaría bloqueado por el motor.

Espero que os sirva de ayuda.
 
 
 

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