Qué relación de diferencial conviene

Qué es la relación de diferencial

Es el número de vueltas que da la flecha cardán por cada vuelta de la rueda. Con relación 3.70, el cardán gira 3.7 veces para que la llanta dé una vuelta. Se escribe igual en todas las fichas: 3.08, 3.36, 3.70, 4.11, 4.63.

• Relación "larga" (número bajo, como 3.08): menos revoluciones del motor a la misma velocidad. Favorece el crucero en carretera plana.
• Relación "corta" (número alto, como 4.63): más fuerza en la rueda y más revoluciones a la misma velocidad. Favorece arrancar cargado, subir pendientes y trabajar en terracería.

Esta guía es para quien está por comprar un tracto y le preguntan "¿qué relación quieres?", o para quien ya tiene uno y siente que el motor "no da" en la sierra o que va demasiado revolucionado en carretera. Ya explicamos qué tracto conviene por ruta en qué tractocamión necesito para carretera; aquí nos enfocamos en cómo elegir el número.

La regla para elegir

A tu velocidad de crucero real, en la última velocidad de la caja, el motor debe quedar dentro de su rango de torque máximo. Si queda debajo, cualquier subida obliga a reducir; si queda muy arriba, gastas diésel y desgastas el motor sin necesidad.

La fórmula es: rpm = velocidad (m/min) ÷ circunferencia de la llanta (m) × relación de la caja × relación del eje. Despejando, la velocidad a la que el motor está en un régimen dado es: velocidad (km/h) = rpm × circunferencia × 60 ÷ (relación de caja × relación de eje × 1,000).

Dónde queda el torque máximo con cada relación

Según sus fichas, el Cummins ISZ480 del X5000 Diésel da su torque máximo de 1,750 lb-pie entre 1,100 y 1,300 rpm, y su caja Fast Gear tiene la última velocidad en 0.83. El Cummins Z14 del X6000 da 1,955 lb-pie entre 1,100 y 1,400 rpm, con la última velocidad de la Endurant HD en 0.77 y eje 3.7. La tabla muestra la velocidad en la que cada combinación mantiene el motor en ese rango:

Cálculo de Heavy Pro con las relaciones de caja y eje de las fichas SHACMAN y una circunferencia de rodado de unos 3.2 m para llanta 11R22.5 (Michelin publica 1,051 mm de diámetro total y 492.7 mm de radio bajo carga para esa medida). La "fuerza en la rueda" compara relaciones en la misma velocidad de caja y con el mismo torque del motor. Es una referencia para comparar, no una medición.

Cómo leer la tabla

• Un full doble remolque va limitado a 80 km/h por la NOM-012-SCT-2-2017. Con 3.08, a 80 km/h el X5000 va a unas 1,065 rpm, por debajo de su torque máximo: en la primera subida tendrá que reducir. Con 3.36 o 3.70 queda dentro del rango.
• Un sencillo en ruta plana a 90 km/h queda bien con 3.08 o 3.36.
• Con 4.63 el motor ya pasa de 1,600 rpm a 80 km/h: es relación de pendiente y terracería, no de crucero.
• El X6000 se publica con una sola relación (3.7), que deja el motor en torque máximo entre unos 74 y 94 km/h: cubre bien el sencillo y el full.

Tabla de decisión

Escenarios: si… entonces…

• Si tu ruta es Torreón–Chihuahua–Juárez en caja seca a 90 km/h, entonces una relación larga (3.08 o 3.36) te deja el motor a unas 1,200–1,300 rpm.
• Si jalas full por carretera plana a 80 km/h, entonces no elijas 3.08: el motor queda bajo su rango de torque. Evalúa 3.36 o 3.70, o el X6000 con 3.7.
• Si cruzas a Mazatlán con frecuencia y cargado, entonces 4.11 en el X5000.
• Si tu tracto entra a bancos de material con rampa, entonces 4.63: tiene 50% más fuerza en la rueda que 3.08 en la misma velocidad de caja.
• Si tu flotilla hace de todo, entonces elige la relación para la ruta donde pasas más horas, no para la excepción.

Errores frecuentes

• Aceptar "la que venga". Entre 3.08 y 4.63 hay más de 500 rpm de diferencia a la misma velocidad.
• Elegir una relación larga "para ahorrar diésel" y luego pasar la mitad del viaje reduciendo en cada subida.
• Olvidar el limitador de 80 km/h del full al calcular el crucero.
• Cambiar la medida de las llantas sin recalcular: una llanta más chica sube las revoluciones como si la relación fuera más corta.
• Pensar que se cambia fácil después. En un 6x4 implica cambiar el engranaje de los dos diferenciales y reprogramar la computadora; decídelo antes de comprar.

Qué datos necesitamos de ti

1. Configuración y peso de tu carga más pesada.
2. Velocidad de crucero real (y si vas limitado a 80 km/h).
3. Rutas: cuánto es plano, lomerío y sierra.
4. Si entras a terracería o bancos de material.
5. Medida de llanta que vas a usar.

Revisa las fichas de SHACMAN X5000 (cinco relaciones) y SHACMAN X6000 (3.7). En el taller de Heavy Pro en Torreón revisamos y damos servicio a diferenciales de Shacman.

Preguntas frecuentes