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El sistema de transmisión por Tubo de Empuje, también llamado Tubo de Par, es un sistema de transmisión de potencia. En automoción se utiliza para trasmitir potencia desde un motor situado en la parte delantera del vehículo a un eje rígido trasero motriz.

Coincide con el sistema de Hotchkiss ^[1] -mayoritario a lo largo del siglo XX- en emplear un eje de transmisión (también llamado árbol de transmisión o "cardán" en los países de habla hispana) para trasladar el movimiento giratorio del cigüeñal hasta un diferencial integrado en el puente rígido trasero. De este modo el árbol de transmisión necesariamente debe seguir el recorrido de la suspensión, formando parte junto con el diferencial del peso no suspendido del vehículo en contraposición a los ejes motrices con suspensión independiente o eje De Dion, en los que la transmisión va fijada al chasis, formando parte del peso suspendido.

Diseño

Suspensión por muelles y transmisión por tubo de empuje en un Buick de preguerra. Nótese la ausencia de innecesarios brazos y la relativa ligereza del tubo gracias al triángulo indeformable formado por los tirantes.

La característica fundamental de la transmisión por tubo de empuje es cómo resuelve el problema del empuje de las ruedas al chasis del vehículo ^[2], de ahí proviene su denominación y no como podría pensarse de la función del árbol de transmisión, que únicamente transfiere movimiento giratorio. El sistema resuelve este problema mediante el ensamblaje directo del diferencial y del tubo de empuje^[3], que de este modo y al contrario que en el sistema de transmisión Hotckiss, transmite de vuelta el empuje de las ruedas hacia el conjunto motor/caja de cambios y por tanto al chasis del vehículo a través de sus anclajes.

Si en el sistema Hotchkiss una junta deslizante u otro mecanismo se encargan de aislar el conjunto motor/caja de cambios del par de empuje de las ruedas que finalmente se traslada al vehículo a través de elementos de la suspensión, en el sistema por tubo de empuje el conjunto motor/caja no está aislado del par proveniente del tren trasero, sino que al contrario se utiliza un sistema muy robusto y ajeno a la suspensión para transmitirlo finalmente al chasis lo que tiene ventajas e inconvenientes.

El "tubo" al que se refiere la denominación del sistema es una viga -no necesariamente un tubo- a través de la que se transmite el par de empuje y se controla el de reacción. En su disposición más común ^[4] esta viga es un tubo hueco que cubre el árbol de transmisión en extensión del diferencial, formando un conjunto en "T" con el puente, de cuyos extremos generalmente parten dos largos tirantes unidos al tubo [4] para garantizar la indeformabilidad del conjunto. En su otro extremo el tubo acaba en una rótula hueca articulada sobre un anclaje específico de la caja de cambios [5] a través de la que se transmite el par y sobre la que bascula el conjunto. [6]. Otras variantes del sistema emplean una viga paralela al árbol de la transmisión denominada brazo de empuje o montan la rótula en un subchasis específico en lugar de en la caja.

Por su parte el árbol de transmisión, de pequeño diámetro, ataca directamente la corona del diferencial sin necesidad de junta alguna y se une al eje de salida de la caja mediante una única junta cardánica cubierta por la rótula. En disposiciones más complejas -como por ejemplo en las versiones V8 del AMC Rambler- se evitaban las características fluctuaciones de velocidad del eje de salida de estas juntas utilizando una junta de doble cardán, de modo que las variaciones se compensasen entre ellas.

Las principales ventajas del sistema estaban en su robustez y en no afectar al funcionamiento de la suspensión, puesto que el propio tubo transmitía el empuje, controlaba el par de reacción (tendencia del eje a girar sobre si mismo al acelerar o frenar) y portaba el eje, liberando a la suspensión de todas estas funciones.

Como resultado, en comparación con el sistema Hotchkiss evitaba las características deformaciones en las ballestas por reacciones de par, permitiendo utilizar resortes más flexibles sin perjudicar el comportamiento en aceleración o frenado. Posteriormente el sistema contribuyó a la implantación de las suspensiones por muelles, pues liberaba a la suspensión de los engorrosos brazos y bieletas necesarios en las transmisiones semihotchkiss para realizar todas esas funciones, dando lugar a los cómodos y robustos trenes flotantes, -sólo suspendidos por los muelles, la rótula y una barra Panhard de guiado lateral- de muchos vehículos americanos de pre y post guerra y de los Peugeot europeos.

El principal inconveniente del sistema estaba en su gran peso no suspendido, lo que provocaba un comportamiento torpe en carretera salvo en vehículos con carrocerías muy pesadas. El tubo además, necesariamente de una sola sección era muy intrusivo, lo que salvo excepciones como en el sistema empleado por el Peugeot 404 obligaba a grandes túneles de transmisión. Por estas razones el sistema cayó en desuso a mediados de los años 50.

Variantes del Sistema

General Motors utilizó entre los años 60 y 80 varios sistemas en los que el empuje se producía a través de una viga en continuación del diferencial. En su plataforma "T-body" para vehículos pequeños de tracción trasera [7] el sistema se denominaba Short Torque Tube [8] y era similar al que utilizaron también los primeros Fiat 124 [9]. A diferencia del sistema convencional montaba un árbol de transmisión articulado en el que el tubo de empuje sólo cubría la segunda sección del árbol, conectada a la primera mediante una junta cardánica. El conjunto puente/eje trasero basculaba sobre un soporte situado entre ambas secciones a través del que se transmitía el empuje, siendo el propio tubo el encargado de controlar el par reacción del puente pero no de portarlo, por lo que cuando no se empleaban ballestas (como por ejemplo en los Vauxhall Viva), debían montarse un par de brazos tirados (como en los Opel Kadett "C" o Chevrolet Chevette). Un sistema similar denominado torque arm se utilizó en la plataforma "F-body" para vehículos deportivos empleada por los Chevrolet Camaro o en el Pontiac Firebird, en este caso el árbol de transmisión no era articulado ni iba cubierto, sino que una gruesa viga o brazo de empuje discurría paralela al árbol de la transmisión transmitiendo el empuje directamente a la caja de cambios a través de un silentblock.

Aplicaciones

Ford utilizó el sistema desde su primer modelo -el Ford T- hasta 1948 siempre en combinación con ballestas.

En General Motors el sistema fue abandonado paulatinamente por sus marcas, manteniéndose hasta los años 50 en los fiables Buick que ya en los años 30 lo empleaban con muelles. American Motors también utilizó suspensiones de muelles con transmisiones por tubo de par en sus modelos grandes Rambler Classic y AMC Ambassador hasta 1966 y anteriormente Nash lo introdujo en el Nash 600 de 1941 y en los Hudson Bathtub de 1948. En Europa el defensor del tubo de empuje fue Peugeot desde los clásicos 203 y 403, pasando por la particular transmisión por tornillo sin fin [10] del 404, hasta el sistema empleado en los Peugeot 504 y 505 fabricados fuera de Europa así como en todas sus versiones familiares.

Pese a ser un sistema poco utilizado, aún hoy se utiliza ocasionalmente. Los tubos de empuje se utilizan también en otro tipo de vehículos y maquinaria. [11]

Tubos de Par en Suspensiones Independientes

El tubo de empuje fue el primer sistema de transmisión de potencia adoptado tras abandonarse las primitivas correas o cadenas, pasando a utilizarse marginalmente a partir de los años 50 del pasado siglo debido al gran peso no suspendido que suponía añadir al pesado eje rígido una viga en extensión del diferencial para trasladar el empuje de las ruedas al chasis.

No debe confundirse con el tubo empuje, más propiamente llamado tubo de par -torque tube- utilizado en algunos vehículos con suspensión trasera independiente o eje De Dion para un propósito totalmente distinto. En este tipo de suspensiones el grupo diferencial o transaxle van fijados al bastidor, de modo que al unirlos mediante un tubo con el subconjunto delantero -motor o motor/caja de cambios- el eje de transmisión estará siempre alineado, evitando el uso de juntas cardánicas y pudiéndose utilizar un árbol con menos inercia que en el caso de usar un transeje trasero rotará a la la velocidad del motor. Otra ventaja está en la propia unión física de los conjuntos; el par de reacción que tiende elevar tren delantero del coche en aceleración se traslada desde el diferencial a toda la línea de transmisión, permitiendo unos anclajes más elásticos y un mejor comportamiento, a la vez que se dota de mayor rigidez al chasis. La mayor desventaja del sistema es que la transmisión es más intrusiva que cuando se utilizan juntas cardánicas o ejes articulados, obligando a grandes túneles de transmisión y que los tiempos de trabajo pueden ser más elevados.

Ejemplos clásicos de estas transmisiones cubiertas son las versiones con suspensión independiente de los propios Peugeot 504 y 505, algunas motorizaciones de los Volvo Serie 300 o el sistema "Rope Drive" del Pontiac Tempest. Actualmente muchos vehículos de altas prestaciones como los Porsche con motor delantero o los Chevrolet Corvette [12] utilizan estas transmisiones, denominadas en inglés enclosed drivelines.

References

↑ [1]
↑ [2]
↑ In a torque tube drive car, the transmission of power is directly connected from the rear wheels through the covered drive shaft, to the transmission-engine assembly, which is connected to the frame or body at the front motor mounts. To make it easier to understand, take a conventional rear wheel drive car with an open drive shaft and remove the rear leaf springs and try to drive it. You can’t. The forward thrust power, or torque, needs to push through the rear leaf springs in order to move the car forward or backward. Now do the same with a closed torque tube drive shaft, like on the Nash Healey or Ambassador. The car will still move forward and backward because the power is transmitted through the torque tube to transmission and the engine, which is attached to and pushes through the front motor mounts. Torque tube is actually a closed drive shaft transmitting thrust to the motor and transmission mounts, rather than through leaf springs or control arms in the rear. The connection of the torque tube to the transmission is made through the trunnion stabilizer, in the housing at the transmission
↑ [3]

Enlaces externos

[1] [1]

[2] [2]

[3] In a torque tube drive car, the transmission of power is directly connected from the rear wheels through the covered drive shaft, to the transmission-engine assembly, which is connected to the frame or body at the front motor mounts. To make it easier to understand, take a conventional rear wheel drive car with an open drive shaft and remove the rear leaf springs and try to drive it. You can’t. The forward thrust power, or torque, needs to push through the rear leaf springs in order to move the car forward or backward. Now do the same with a closed torque tube drive shaft, like on the Nash Healey or Ambassador. The car will still move forward and backward because the power is transmitted through the torque tube to transmission and the engine, which is attached to and pushes through the front motor mounts. Torque tube is actually a closed drive shaft transmitting thrust to the motor and transmission mounts, rather than through leaf springs or control arms in the rear. The connection of the torque tube to the transmission is made through the trunnion stabilizer, in the housing at the transmission

[4] [3]

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[4]

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 == Diseño ==
-[[Archivo:Rear axle with torque tube (Manual of Driving and Maintenance).jpg|thumb|Partes en una transmisión por tubo de empuje: 1-Puente trasero 2-Tubo de par 3-Tirantes de reacción 4-Rótula]] [[Archivo:1938BuickChassis.jpg|thumb|Suspensión por muelles y transmisión por tubo de empuje en un Buick de preguerra. Nótese la ausencia de innecesarios brazos y la relativa tu tu tu ligereza del tubo gracias al triángulo indeformable formado por los tirantes.]]La característica fundamental de la transmisión por tubo de empuje es cómo resuelve el problema del '''empuje de las ruedas al chasis del vehículo''' <ref>[http://everything.explained.today/Torque_tube/]</ref>, de ahí proviene su denominación y no como podría pensarse de la función del árbol de transmisión, que únicamente transfiere movimiento giratorio. El sistema resuelve este problema mediante el '''ensamblaje directo del diferencial y del tubo de empuje'''<ref>In a torque tube drive car, the transmission of power is directly connected from the rear wheels through the covered drive shaft, to the transmission-engine assembly, which is connected to the frame or body at the front motor mounts. To make it easier to understand, take a conventional rear wheel drive car with an open drive shaft and remove the rear leaf springs and try to drive it. You can’t. The forward thrust power, or torque, needs to push through the rear leaf springs in order to move the car forward or backward. Now do the same with a closed torque tube drive shaft, like on the Nash Healey or Ambassador. The car will still move forward and backward because the power is transmitted through the torque tube to transmission and the engine, which is attached to and pushes through the front motor mounts. ''Torque tube'' is actually a closed drive shaft transmitting thrust to the motor and transmission mounts, rather than through leaf springs or control arms in the rear. The connection of the torque tube to the transmission is made through the trunnion stabilizer, in the housing at the transmission</ref>, que de este modo y al contrario que en el sistema de transmisión Hotckiss, transmite de vuelta el empuje de las ruedas hacia el conjunto motor/caja de cambios y por tanto al chasis del vehículo a través de sus anclajes.
+[[Archivo:Rear axle with torque tube (Manual of Driving and Maintenance).jpg|thumb|Partes en una transmisión por tubo de empuje: 1-Puente trasero 2-Tubo de par 3-Tirantes de reacción 4-Rótula]] [[Archivo:1938BuickChassis.jpg|thumb|Suspensión por muelles y transmisión por tubo de empuje en un Buick de preguerra. Nótese la ausencia de innecesarios brazos y la relativa ligereza del tubo gracias al triángulo indeformable formado por los tirantes.]]La característica fundamental de la transmisión por tubo de empuje es cómo resuelve el problema del '''empuje de las ruedas al chasis del vehículo''' <ref>[http://everything.explained.today/Torque_tube/]</ref>, de ahí proviene su denominación y no como podría pensarse de la función del árbol de transmisión, que únicamente transfiere movimiento giratorio. El sistema resuelve este problema mediante el '''ensamblaje directo del diferencial y del tubo de empuje'''<ref>In a torque tube drive car, the transmission of power is directly connected from the rear wheels through the covered drive shaft, to the transmission-engine assembly, which is connected to the frame or body at the front motor mounts. To make it easier to understand, take a conventional rear wheel drive car with an open drive shaft and remove the rear leaf springs and try to drive it. You can’t. The forward thrust power, or torque, needs to push through the rear leaf springs in order to move the car forward or backward. Now do the same with a closed torque tube drive shaft, like on the Nash Healey or Ambassador. The car will still move forward and backward because the power is transmitted through the torque tube to transmission and the engine, which is attached to and pushes through the front motor mounts. ''Torque tube'' is actually a closed drive shaft transmitting thrust to the motor and transmission mounts, rather than through leaf springs or control arms in the rear. The connection of the torque tube to the transmission is made through the trunnion stabilizer, in the housing at the transmission</ref>, que de este modo y al contrario que en el sistema de transmisión Hotckiss, transmite de vuelta el empuje de las ruedas hacia el conjunto motor/caja de cambios y por tanto al chasis del vehículo a través de sus anclajes.
 Si en el sistema Hotchkiss una junta deslizante u otro mecanismo se encargan de aislar el conjunto motor/caja de cambios del par de empuje de las ruedas que finalmente se traslada al vehículo a través de elementos de la suspensión, en el sistema por tubo de empuje el conjunto motor/caja no está aislado del par proveniente del tren trasero, sino que al contrario se utiliza un sistema muy robusto y ajeno a la suspensión para transmitirlo finalmente al chasis lo que tiene ventajas e inconvenientes.