Eje (mecánica) para niños

Un eje es una pieza fundamental en muchas máquinas, especialmente en vehículos. Su función principal es guiar el movimiento de giro de otras partes, como las ruedas o los engranajes. Imagina que es como el centro alrededor del cual giran las cosas.

Hay dos formas principales en que un eje puede funcionar:

• Puede estar unido a la rueda, girando junto con ella. Esto es común en los trenes, donde el eje y las ruedas forman una sola pieza que gira.
• Puede estar fijo al vehículo, y las ruedas giran alrededor de él. En este caso, las ruedas tienen un agujero central llamado buje o cubo, que permite que giren libremente sobre el eje.

¿Qué es un eje en un vehículo?

Un camión con varios ejes en la parte trasera.

Un camión de volteo con un eje que puede levantarse.

En los vehículos, los ejes son como líneas imaginarias que atraviesan las ruedas de lado a lado. Son esenciales porque mantienen las ruedas en su lugar y conectadas al chasis (la estructura principal del vehículo).

Los ejes soportan el peso del vehículo y de todo lo que transporta. Además de ser un soporte, los ejes también cumplen otras funciones importantes:

¿Cómo ayudan los ejes en la transmisión y el frenado?

• Transmisión: Algunos ejes reciben la fuerza del motor para hacer que las ruedas giren y el vehículo se mueva. A estos se les llama ejes de propulsión o ejes motores.
• Frenado: Cuando frenas, los ejes ayudan a que la fuerza de frenado se aplique a las ruedas, haciendo que el vehículo disminuya su velocidad o se detenga. Esto ocurre tanto con los frenos de disco como con los de tambor.
• Guía: Los ejes también guían las ruedas para que no se muevan de lado a lado sin control. El sistema de dirección, por ejemplo, controla el ángulo de las ruedas delanteras para que el vehículo pueda girar.

Tipos de ejes según su estructura

Los ejes pueden tener diferentes diseños, lo que afecta cómo se comporta el vehículo:

Ejes rígidos: ¿Qué son y dónde se usan?

Un eje rígido es una barra sólida que conecta las ruedas de un lado con las del otro. Esto significa que ambas ruedas giran juntas. Aunque es un diseño simple y robusto, puede hacer que el vehículo sea menos cómodo en caminos irregulares, ya que el movimiento de una rueda afecta directamente a la otra.

Ejes independientes: ¿Por qué son más cómodos?

En los ejes independientes, cada rueda tiene su propio eje y suspensión. Esto es muy común en los coches modernos. La ventaja es que cada rueda puede moverse de forma independiente, lo que hace que el viaje sea más suave y el vehículo más fácil de controlar, especialmente al pasar por baches.

Ejes en tándem: ¿Para qué sirven en camiones?

Los ejes en tándem son grupos de dos o más ejes que están muy cerca uno del otro. Los camiones grandes suelen usar esta configuración para poder llevar cargas mucho más pesadas, ya que el peso se distribuye entre más ruedas.

Eje motor: ¿Cómo se mueve el vehículo?

Un eje motor es el que recibe la fuerza del motor para hacer girar las ruedas.

• En los coches con tracción delantera (donde el motor impulsa las ruedas de adelante), el eje delantero suele estar combinado con la caja de cambios en una sola pieza llamada transeje. Este eje se divide en dos "semiejes" que se conectan a las ruedas con unas piezas especiales llamadas juntas homocinéticas. Estas juntas permiten que las ruedas se muevan hacia arriba y hacia abajo y giren para cambiar de dirección.
• En los vehículos con tracción trasera (donde el motor impulsa las ruedas de atrás), se pueden usar otras piezas llamadas juntas cardán.

Eje libre: ¿Qué es y dónde se encuentra?

Un eje libre es aquel que no está conectado al motor y, por lo tanto, gira libremente. Por ejemplo, en un coche con tracción delantera, el eje trasero es un eje libre.

Algunos camiones y remolques tienen un tipo especial de eje libre llamado "eje portador". Este eje puede subirse o bajarse con un sistema de aire. Se baja para soportar más peso o para distribuir la carga, por ejemplo, al cruzar un puente con límites de peso. Cuando no se necesita, se levanta para evitar que los neumáticos se desgasten.

Ejes flotantes y semiflotantes: ¿Cuál es la diferencia?

Estos términos describen cómo el eje soporta el peso del vehículo y cómo transmite la fuerza del motor a las ruedas.

• Eje totalmente flotante: En este diseño, el eje no soporta el peso del vehículo. El peso recae en la carcasa del eje (una especie de tubo que lo rodea). El eje solo se encarga de transmitir la fuerza del motor a las ruedas. Si el eje se rompe, la rueda no se saldrá, lo que es una gran ventaja de seguridad. Se usa mucho en camiones grandes y vehículos de carga pesada. Puedes reconocerlo porque tiene una parte que sobresale en el centro de la rueda, donde el eje está atornillado.

• Eje semiflotante: Aquí, el propio eje sí soporta parte del peso del vehículo. Hay un solo rodamiento en el extremo de la carcasa del eje que soporta la carga y permite que el eje gire. Si un eje semiflotante se rompe, la rueda podría salirse del vehículo. Este diseño es común en coches y camiones más ligeros.

Fuerzas en el eje al tomar una curva

Cuando un vehículo gira, el eje experimenta varias fuerzas importantes:

¿Qué son las fuerzas centrífugas y centrípetas?

• Fuerza centrífuga: Es una fuerza que parece empujar el vehículo hacia afuera de la curva. Es lo que sientes cuando te "pegas" a la puerta del coche al girar.
• Fuerza centrípeta: Es la fuerza real que mantiene al vehículo en la curva, impidiendo que se salga. La fricción entre los neumáticos y la carretera es la que proporciona esta fuerza.

¿Cómo afectan estas fuerzas al eje?

• Fuerzas laterales: Al girar, las ruedas (especialmente las de afuera de la curva) necesitan empujar hacia los lados para mantener el vehículo en la trayectoria. Esta fuerza lateral se transmite al eje.
• Fuerzas de compresión y torsión: El peso del vehículo se desplaza hacia el lado exterior de la curva, lo que puede causar una ligera compresión en el eje. Además, el movimiento de giro genera una fuerza de torsión que intenta retorcer el eje.

¿Cómo influye la suspensión?

El sistema de suspensión del vehículo es clave para distribuir estas fuerzas sobre el eje. Ayuda a que el peso se reparta mejor entre las ruedas y el eje, haciendo que el vehículo sea más estable y cómodo al girar.

Desgaste del eje y los neumáticos

Las fuerzas constantes al tomar curvas pueden causar desgaste en el material del eje con el tiempo. Además, las ruedas exteriores de la curva recorren una distancia mayor y soportan más fricción, lo que puede provocar un desgaste desigual de los neumáticos.

Galería de imágenes

• 

  Rueda de ferrocarril con su eje, Serie 0 del Shinkansen.

• 

  Movimiento de guiñada hecho con el timón de dirección.

Véase también

En inglés: Axle Facts for Kids