Un eje o árbol de ejes es un eje central para una rueda o engranaje giratorio . En los vehículos de ruedas, el eje podrá estar fijado a las ruedas, girando con ellas, o fijado al vehículo, con las ruedas girando alrededor del eje. [1] En el primer caso, se proporcionan cojinetes o casquillos en los puntos de montaje donde se apoya el eje. En el último caso, un cojinete o casquillo se encuentra dentro de un orificio central en la rueda para permitir que la rueda o el engranaje gire alrededor del eje. En ocasiones, especialmente en las bicicletas, a este último tipo de eje se le denomina husillo .
En automóviles y camiones, la palabra eje tiene varios sentidos en el uso informal, refiriéndose al eje mismo, su alojamiento o simplemente cualquier par de ruedas transversales. En rigor, un eje que gira con la rueda, estando ya sea atornillado o estriado en relación fija con ella, se denomina eje o semieje . Sin embargo, en un uso más amplio, un conjunto completo que incluye la carcasa del eje circundante (normalmente una pieza fundida ) también se denomina eje .
Un sentido aún más amplio (algo figurado) de la palabra se refiere a cada par de ruedas paralelas en lados opuestos de un vehículo, independientemente de su conexión mecánica entre sí y con el bastidor o la carrocería del vehículo. Por tanto, los pares transversales de ruedas en una suspensión independiente pueden denominarse eje en algunos contextos. Esta definición muy vaga de "eje" se utiliza a menudo al evaluar las carreteras de peaje o los impuestos a los vehículos , y se toma como una aproximación aproximada de la capacidad general de carga de un vehículo y su potencial para causar desgaste o daños a las superficies de la carretera.
Los ejes son un componente integral de la mayoría de los vehículos con ruedas prácticos. En un sistema de suspensión sólido de "eje vivo", los núcleos giratorios del eje interior (también conocidos como semiejes) sirven para transmitir el par motor a las ruedas en cada extremo, mientras que el tubo exterior rígido mantiene la posición de las ruedas en ángulos fijos relativos. al eje y controla el ángulo del conjunto del eje y las ruedas con respecto a la carrocería del vehículo. Los ejes sólidos (carcasas) de este sistema también deben soportar el peso del vehículo más cualquier carga. Un eje no motriz, como el eje de la viga delantera en camiones pesados y algunas camionetas y camionetas ligeras con tracción en dos ruedas, no tendrá eje y solo sirve como componente de suspensión y dirección. Por el contrario, muchos vehículos con tracción delantera tienen un eje trasero de una sola pieza.
En otros tipos de sistemas de suspensión, los ejes sirven únicamente para transmitir el par motor a las ruedas; la posición y el ángulo de los cubos de las ruedas se independizan de los ejes gracias a la función del sistema de suspensión. Esto es típico de las suspensiones independientes que se encuentran en la mayoría de los automóviles más nuevos, e incluso en los SUV, y en la parte delantera de muchas camionetas livianas. Una excepción a esta regla es la suspensión independiente del eje oscilante (trasero) , en la que los semiejes también son brazos de suspensión que soportan carga.
Los trenes de transmisión independientes todavía necesitan diferenciales (o diferenciales), pero sin los tubos fijos de la carcasa del eje conectados. El diferencial puede fijarse al bastidor o la carrocería del vehículo y/o integrarse con la transmisión (o caja de cambios) en una unidad de transmisión combinada . A continuación, los (semi)ejes transmiten el par motor a las ruedas, normalmente a través de juntas homocinéticas . Al igual que un sistema de eje completamente flotante, los ejes de transmisión en un sistema de suspensión independiente de tracción delantera no soportan ningún peso del vehículo.
Un eje recto es un único eje rígido que conecta una rueda del lado izquierdo del vehículo con una rueda del lado derecho. El eje de rotación fijado por el eje es común a ambas ruedas. Un diseño de este tipo puede mantener estables las posiciones de las ruedas bajo tensión intensa y, por tanto, puede soportar cargas pesadas. Los ejes rectos se utilizan en trenes (es decir, locomotoras y vagones de ferrocarril), para los ejes traseros de camiones comerciales y en vehículos todoterreno pesados. Opcionalmente, el eje puede protegerse y reforzarse encerrando la longitud del eje en una carcasa.
En los diseños de eje dividido, la rueda de cada lado está unida a un eje separado. Los turismos modernos tienen ejes motrices divididos. En algunos diseños, esto permite una suspensión independiente de las ruedas izquierda y derecha y, por lo tanto, una conducción más suave. Incluso cuando la suspensión no es independiente, los ejes divididos permiten el uso de un diferencial, lo que permite que las ruedas motrices izquierda y derecha se conduzcan a diferentes velocidades a medida que el automóvil gira, mejorando la tracción y extendiendo la vida útil de los neumáticos.
Un eje tándem es un grupo de dos o más ejes situados muy juntos. Los diseños de camiones utilizan esta configuración para proporcionar una mayor capacidad de peso que un solo eje. Los semirremolques suelen tener un eje tándem en la parte trasera.
Los ejes suelen estar fabricados de acero SAE grado 41xx o acero SAE grado 10xx. El acero SAE grado 41xx se conoce comúnmente como " acero al cromo-molibdeno " (o "cromo-molibdeno"), mientras que el acero SAE grado 10xx se conoce como " acero al carbono ". Las principales diferencias entre los dos son que el acero al cromo-molibdeno es significativamente más resistente a la flexión o rotura, y es muy difícil de soldar con herramientas que normalmente se encuentran fuera de un taller de soldadura profesional. [2]
Un eje que es impulsado por el motor o el motor primario se llama eje motriz .
Los automóviles modernos con tracción delantera suelen combinar la transmisión (caja de cambios y diferencial) y el eje delantero en una sola unidad llamada transeje . El eje motriz es un eje dividido con diferencial y juntas universales entre los dos semiejes. Cada medio eje se conecta a la rueda mediante el uso de una junta de velocidad constante (CV) que permite que el conjunto de la rueda se mueva libremente verticalmente y gire al realizar giros.
En los automóviles y camiones con tracción trasera , el motor hace girar un eje de transmisión (también llamado eje de transmisión o eje de cola ) que transmite la fuerza de rotación a un eje de transmisión en la parte trasera del vehículo. El eje motriz puede ser un eje vivo , pero los automóviles modernos con tracción trasera generalmente utilizan un eje dividido con diferencial. En este caso, un semieje o semieje conecta el diferencial con la rueda trasera izquierda, un segundo semieje hace lo propio con la rueda trasera derecha; así los dos semiejes y el diferencial constituyen el eje trasero. [3] El eje motriz delantero proporciona la fuerza para impulsar el camión. De hecho, sólo una rueda de ese eje mueve el camión y el remolque por la carretera.
Algunos diseños de vehículos simples, como los karts de ocio, pueden tener una sola rueda motriz donde el eje motriz es un eje dividido con solo uno de los dos ejes impulsado por el motor, o bien tener ambas ruedas conectadas a un eje sin diferencial. (carreras de karts). Sin embargo, otros karts también tienen dos ruedas motrices traseras.
Algunos camiones volquete y remolques pueden configurarse con un eje elevable (también conocido como eje elevador aéreo o eje abatible ), que puede subirse o bajarse mecánicamente. El eje se baja para aumentar la capacidad de peso o para distribuir el peso de la carga entre más ruedas, por ejemplo, para cruzar un puente con peso restringido. Cuando no es necesario, el eje se levanta del suelo para ahorrar desgaste en los neumáticos y el eje, aumentar la tracción en las ruedas restantes y disminuir el consumo de combustible. Levantar un eje también alivia el roce lateral del eje adicional en curvas muy cerradas, lo que permite que el vehículo gire más fácilmente. En algunas situaciones, es necesario eliminar la presión del eje adicional para que el vehículo complete un giro. [4]
Varios fabricantes ofrecen puentes aéreos controlados por computadora para que los ejes muertos bajen automáticamente cuando el eje principal alcanza su límite de peso. Los ejes muertos aún se pueden levantar presionando un botón si es necesario, para una mejor maniobrabilidad.
Los ejes elevables se utilizaban a principios de la década de 1940. Inicialmente, el eje se levantaba mediante un dispositivo mecánico. Pronto el sistema hidráulico reemplazó al sistema de elevación mecánico. Uno de los primeros fabricantes fue Zetterbergs, ubicado en Östervåla, Suecia. Su marca era Zeta-lyften.
El eje motriz tándem elevable fue inventado en 1957 por el fabricante de camiones finlandés Vanajan Autotehdas , una empresa que comparte historia con Sisu Auto .
Un eje totalmente flotante soporta el peso del vehículo sobre la carcasa del eje, no sobre los semiejes; sirven únicamente para transmitir el par del diferencial a las ruedas. "Flotan" dentro de un conjunto que soporta el peso del vehículo. Por tanto, el único esfuerzo que debe soportar es el torque (no la fuerza de flexión lateral). Los semiejes totalmente flotantes se retienen mediante una brida atornillada al cubo, mientras que el cubo y los cojinetes se retienen en el eje mediante una tuerca grande. Por el contrario, un diseño semiflotante soporta el peso del vehículo sobre el semieje; Hay un solo cojinete al final de la carcasa del eje que transporta la carga del eje y a través del cual el eje gira. Para ser "semiflotantes", los semiejes deben poder "flotar" en la carcasa, los cojinetes y los sellos, y no estar sujetos a "empuje" axial y/o precarga de los cojinetes. Los cojinetes de agujas y los sellos de labio separados se utilizan en ejes semiflotantes con el eje retenido en la carcasa en sus extremos internos, generalmente con "clips en C", que son arandelas endurecidas de ¾ de vuelta que se deslizan en ranuras mecanizadas en el extremo interno del eje. ejes y retenidos en/por huecos en los engranajes laterales del portador del diferencial que a su vez son retenidos por el piñón del diferencial o eje del "engranaje de araña". Un verdadero conjunto de eje semiflotante no coloca cargas laterales en los tubos de la carcasa del eje ni en los semiejes.
Los ejes que se presionan en cojinetes de bolas o de rodillos cónicos que a su vez están retenidos dentro o sobre las carcasas del eje con bridas, pernos y tuercas no "flotan" y colocan cargas axiales en los cojinetes, las carcasas y sólo en una sección corta del propio eje que también soporta todas las cargas radiales.
El diseño totalmente flotante se utiliza normalmente en la mayoría de las camionetas ligeras, medianas y pesadas de 3/4 y 1 tonelada. El conjunto general puede soportar más peso que un conjunto de eje semiflotante o no flotante porque los bujes tienen dos cojinetes montados sobre un eje fijo. Un eje totalmente flotante se puede identificar por un cubo que sobresale al que está atornillada la brida del semieje.
La configuración de eje semiflotante se usa comúnmente en camionetas 4x4 de media tonelada y más livianas en la parte trasera. Esta configuración permite que el semieje sea el medio de propulsión y también soporte el peso del vehículo. La principal diferencia entre las configuraciones de eje totalmente flotante y semiflotante es la cantidad de cojinetes. El eje semiflotante cuenta con un solo cojinete, mientras que el conjunto completamente flotante tiene cojinetes tanto en el interior como en el exterior del cubo de la rueda. La otra diferencia es la eliminación del eje. Para retirar el eje semiflotante, primero se debe quitar la rueda; Si dicho eje se rompe, lo más probable es que la rueda se salga del vehículo. El diseño semiflotante se encuentra en la mayoría de los camiones de 1/2 tonelada o más livianos, así como en los SUV y los automóviles de pasajeros con tracción trasera, que generalmente son modelos más pequeños o menos costosos.
Una ventaja de un eje totalmente flotante es que incluso si se rompe un semieje (utilizado para transmitir par o potencia), la rueda no se saldrá, lo que evita accidentes graves.
