Un eje de portal (o elevación de engranaje de portal ) es una tecnología de suspensión y transmisión de vehículos todoterreno en la que el tubo del eje o el semieje está desplazado respecto del centro del cubo de la rueda (normalmente por encima) y donde la potencia motriz se transfiere a cada rueda a través de una caja de cambios sencilla, incorporada en cada cubo. [1] Ofrece dos ventajas: aumenta la distancia al suelo, en particular debajo de la carcasa del diferencial de baja altura de los ejes principales; y, en segundo lugar, cualquier engranaje de reducción del cubo permite que los semiejes del eje impulsen la misma potencia pero con un par reducido (mediante el uso de una mayor velocidad del eje). Esto reduce la carga en la corona del eje y el diferencial.
La configuración de engranajes del portal también se denomina a veces configuración de engranaje caído o configuración de conjunto de engranajes caídos [2] [3] (que, a pesar de su similitud con el término eje caído , produce el efecto opuesto).
En comparación con un diseño normal, los ejes de portal permiten que el vehículo gane una mayor distancia al suelo , ya que tanto el tubo del eje como la carcasa del diferencial están colocados más arriba debajo del vehículo.
Gracias a la reducción de marchas en la rueda, que reduce el par en todos los demás componentes del tren de transmisión , se puede reducir el tamaño de la carcasa del diferencial para ganar aún más distancia al suelo. Además, todos los elementos del tren de transmisión, en particular la caja de cambios de transferencia y los ejes de transmisión, se pueden construir más ligeros. Esto da como resultado una reducción del centro de gravedad para una distancia al suelo determinada. Cuando un vehículo también requiere una velocidad máxima reducida, en al menos una marcha, la relación de transmisión también puede tener este efecto. El Kübelwagen militar de la Segunda Guerra Mundial utilizó una relación de 1,4:1 para proporcionar una velocidad de marcha de 2,5 mph en primera marcha, [4] así como una elevación útil de 50 mm.
Sin embargo, como requieren un conjunto de buje más pesado y complejo, estos sistemas pueden generar un mayor peso no suspendido y requieren elementos de control del eje robustos para brindar un manejo predecible. Además, a velocidades más altas, el conjunto de buje puede sobrecalentarse. [5]
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También se utilizan en ferrocarriles y autobuses de piso bajo [6] [7] aunque, en el caso de estos últimos, el dispositivo está diseñado de forma opuesta a los que se instalan en vehículos todoterreno: el eje se encuentra por debajo del centro de la rueda. De este modo, el eje pórtico invertido permite bajar el piso del autobús, facilitando el acceso al mismo y aumentando la altura disponible de la cabina.
Los portales atornillables (o cajas de caída ) son una carcasa con un conjunto de engranajes que se atornillan a la brida final del tubo del eje. Este enfoque permite que los vehículos existentes se conviertan para utilizar elevadores de engranajes de portal sin modificar los ejes ( Volvo C303 o Unimog 404 ).
Los vehículos equipados con ejes de portal incluyen:
Un desarrollo relacionado es el uso de una caja de cambios epicicloidal . Esta se monta en línea con el semieje, de modo que no hay cambios en la altura de la carrocería. A menudo se utilizan para vehículos grandes y pesados, donde el diámetro de la rueda ya proporciona una distancia al suelo adecuada. La caja de cambios de reducción permite que los semiejes giren más rápido que las ruedas, por lo que se requiere menos par para la misma potencia. Esto permite un semieje más pequeño y liviano y una transmisión interna .
Las cajas de cambios de buje eran una característica icónica de los vehículos con chasis Alvis FV600, como el Stalwart y el Saracen . El FV600 utilizaba una versión del sistema de transmisión H de DAF , con un único diferencial entre los lados y todas las ruedas de cada lado unidas por un eje de transmisión interno y cajas de cambios cónicas a los semiejes. Este sistema no tiene eje diferencial entre las estaciones de ruedas de cada lado, por lo que el " enrollamiento " era un problema habitual para estos vehículos cuando circulaban por carretera. Si las ruedas individuales estaban desfasadas con respecto a sus vecinas, posiblemente debido a las curvas o a una ligera variación del diámetro de los neumáticos, esto podía ejercer una fuerza considerable sobre la caja de cambios, lo que provocaba roturas. Por este motivo, era una práctica habitual al conducir sobre asfalto golpear el vehículo contra un bordillo u otro objeto a veces, para permitir que se liberara este enrollamiento. En superficies resbaladizas como la arena o el barro, hay suficiente deslizamiento entre los neumáticos y el suelo para disipar la tensión.
Actualmente se encuentran en muchos camiones volquete de canteras de gran tamaño y vehículos de maquinaria pesada.
En la actualidad, los elevadores de pórtico se fabrican para su uso en vehículos utilitarios (UTV).
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