Los grupos cónicos

El término «grupo cónico» surge a menudo en las conversaciones de mecánicos.

¿Pero, que se esconde detrás de esta expresión?

¿Por qué estas piezas son fundamentales en la cadena cinemática de tu 4x4?

¿En qué casos se debe cambiar este engranaje y qué ventaja tiene hacerlo?

Veamos las respuestas a estas preguntas:

Según Wikipedia, la célebre enciclopedia digital, «un grupo cónico es un engranaje cónico destinado a transmitir un movimiento de rotación entre dos árboles no paralelos concurrentes (a menudo con un ángulo recto). Estos dispositivos se denominan «reenvíos angulares» cuando la relación de transmisión es de 1 a 1. A veces se utiliza a la altura de la transmisión secundaria de los vehículos. A menudo sirve como reductor de velocidad».

A no ser que hayas estudiado Ingeniería, lo más seguro es que esta definición no te ayude demasiado a comprender qué es un grupo cónico.

Veamos de manera más concreta de qué se trata.

Un grupo cónico es un engranaje, un conjunto de dos piezas que encajan entre sí, situado a la altura de los puentes delantero y trasero. Está formado por un piñón denominado piñón de ataque y una corona dentada denominada gran corona. El dentado de estas dos piezas es de tipo hipoide, para que el conjunto funcione silenciosamente. El piñón de ataque es solidario con el árbol de transmisión, mientras que la corona está fijada en el diferencial.

Se habla de «grupo cónico» porque estas dos piezas son indisociables. Están «emparejadas», es decir, se han lapeado juntas. Esta es la razón por la que no puedes poner un piñón de ataque que hayas encontrado en un vehículo con una gran corona sacada de otro.

En prácticamente todos los vehículos, incluidos los 4x4, la cadena cinemática trabaja de forma longitudinal, es decir, en el eje del vehículo. En efecto, el motor crea un movimiento rotativo que se transmite a continuación a la caja de cambios y después a los árboles de transmisión.

Ahora bien, el problema viene cuando este movimiento llega al puente. Debe cambiar de eje, dejar de propagarse en sentido longitudinal y hacerlo en sentido transversal para que las dos ruedas de un mismo eje giren juntas. En una palabra, debe cambiar el movimiento en un ángulo de 90º. Aquí es donde intervienen los grupos cónicos.

Su función es transmitir y transformar este movimiento longitudinal en un movimiento transversal.

El grupo cónico no solo cumple esta función de reenvío angular, sino que tiene, además, un papel muy importante en la reducción final de la cadena cinemática del vehículo.

Explicación: un grupo cónico con una relación de 1 significaría que por cada vuelta del árbol de transmisión las ruedas darían una vuelta, lo que no es muy interesante puesto que, en este caso, el motor tendría que «forzar» muchísimo para que el vehículo avanzara. Esta es la razón por la que, aprovechando la presencia de los grupos cónicos, los ingenieros aumentan la reducción final de la cadena cinemática.

Es un poco como la polea de reenvío en el cabrestante. Intenta tirar de un 4x4 con una polea de reenvío con una capacidad de 2 toneladas. Lo conseguirás, pero el cabrestante forzará mucho y podría recalentarse. En cambio, con varias poleas, el esfuerzo se divide y tu pequeño cabrestante no tendrá ningún problema para llevar a cabo su tarea.

En los 4x4, a su salida de fábrica, dependiendo del peso del vehículo y, sobre todo, de la dimensión de los neumáticos, las relaciones de los grupos cónicos varían entre 3:1 y 5:1, lo que quiere decir que por cada tres o cinco vueltas del árbol de transmisión, la rueda solo da una vuelta.

Este dato es más importante de lo que pensamos, puesto que esto hace que se optimice el funcionamiento del motor. Ahora bien, cuando cambiamos el tamaño de los neumáticos, surgen inconvenientes. En efecto, con neumáticos más grandes, el grupo cónico deja de estar adaptado. La cadena cinemática se alarga entre un 10 y un 15 %, lo que hace que tengamos un vehículo con menos nervio y más difícil de poner en marcha. También supone que, para una velocidad idéntica, en vez de funcionar a 2200 rpm, el motor funcione a un régimen inferior, a 1800 rpm. Y entonces, ya no resulta tan agradable conducir el vehículo y debemos acelerar más, puesto que el motor funciona por debajo del par.

La solución consiste en cambiar los grupos cónicos por modelos que ofrezcan una mayor reducción. Con este cambio, el motor volverá a funcionar con su rango de uso de origen y será más agradable conducir el 4x4. El vehículo volverá a acelerar como antes y el consumo volverá a sus niveles normales.

Dependiendo del uso de tu vehículo, puede resultar tentador optar por grupos cónicos ultracortos, sobre todo si practicas mucho el todoterreno.

A primera vista, no tiene más que ventajas. La reducción es tan corta que los obstáculos se sortean en el mismo par y el acelerador se convierte casi en una opción. El único problema es que si la relación es muy grande, en cuanto utilices tu 4x4 en carretera, la velocidad se verá limitada rápidamente y el motor se revolucionará enseguida. Otro inconveniente, esta vez en TT, es que, con grupos cónicos ultracortos, los esfuerzos ejercidos en la corona son mayores y en condiciones extremas los dientes pueden romperse. Y una desventaja más es que el esfuerzo soportado por los semiejes también es mayor y los propios grupos cónicos podrían romperse más fácilmente. En pocas palabras: los grupos cónicos ultracortos son más perjudiciales para ellos mismos que para los semiejes. ¡Es importante saberlo!

A partir de ahora, cuando cambies tus neumáticos por modelos más grandes, ya sabes lo que tienes que hacer, por lo que no olvides incluir en tu presupuesto los grupos cónicos.

Estos son algunos ejemplos de grupos cónicos «cortos» disponibles en función de la marca de tu vehículo:

• Jeep: 4,56: 4,88: 5,39: 1

• Land: 4,11: 1

• Suzuki: 4,57: 1

• Nissan: 4,88: 5,12: 5,43: 1

• Toyota: 3.72: 4,10: 4,56: 4,88: 5,29: 5,71: 1

Cuando cambias los grupos cónicos, reduces toda la cadena cinemática en la misma relación, tanto la gama corta como la larga. Dependiendo del uso de tu vehículo, puede que no sea lo ideal para ti.

Existe otra solución: cambiar los piñones de la caja de transferencia. De este modo, puedes jugar con la relación de reducción de cada gama por separado. Reducir las cortas en un 20 % y las largas en un 10 % únicamente y al revés. ¡Todo es posible o casi!

A continuación, encontrarás todos nuestros artículos que tratan sobre los grupos cónicos: tutoriales y presentación de productos.

Grupos cónicos modificados para Jeep Wrangler JK

Grupo cónico para Suzuki Vitara 1.9 DDiS

Grupos cónicos para Nissan Patrol Y60 & Y61

Grupo cónico, relación de origen

Grupo cónico, relación modificada

Artículo redactado con la ayuda de Matthieu Dadillon -blog.offroadmag.fr

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