Una junta universal (U-joint, también llamada junta cardán o junta Hardy Spicer) es un acoplamiento mecánico que conecta dos ejes giratorios cuyos ejes geométricos se encuentran formando un ángulo, de modo que el par siga transmitiéndose incluso cuando los ejes no están alineados. En un vehículo, el lugar más habitual donde se encuentra es en cada extremo del árbol de transmisión, donde permite que el árbol siga girando mientras la suspensión mueve el eje hacia arriba y hacia abajo respecto a la transmisión.
De qué está hecha una junta universal
Una junta universal estándar de tipo cruceta tiene tres partes, y todas las fuentes que describen una coinciden en las mismas tres:
- Dos horquillas: soportes en forma de U, uno atornillado al eje motriz y otro al eje conducido.
- Una cruceta (también llamada araña o muñón): una pieza rígida en forma de X con cuatro brazos (muñones) separados 90°.
- Rodamientos de agujas en tapas de rodamiento: tapas rellenas de pequeños rodillos de agujas se ajustan sobre cada uno de los cuatro brazos de la cruceta, lo que permite que ambas horquillas pivoten sobre ella con una fricción mínima.
Cada horquilla se conecta a brazos opuestos de la cruceta. Como la cruceta queda entre ambas y las dos horquillas pueden pivotar de forma independiente sobre ella, la junta puede doblarse en un ángulo y seguir transmitiendo la fuerza de giro en línea recta.
Cómo funciona
El camino de la potencia a través de una junta universal es sencillo:
- El eje motriz hace girar su horquilla.
- Esa horquilla empuja la cruceta.
- La cruceta empuja la segunda horquilla.
- La segunda horquilla hace girar el eje conducido, aunque no esté perfectamente alineado con el primero.
Eso es lo que permite que un árbol de transmisión siga transmitiendo potencia desde una transmisión fija al bastidor hasta un diferencial que se mueve constantemente arriba y abajo con el eje. Sin la junta, un eje rígido se agarrotaría o se rompería en cuanto los dos extremos dejaran de estar perfectamente alineados.
La contrapartida: una sola junta universal no gira a velocidad constante
Esta es la parte que la mayoría de la gente no espera: cuando una junta universal trabaja en ángulo, el eje de salida no gira a una velocidad perfectamente constante, incluso si el de entrada sí lo hace. La salida se acelera y se frena dos veces por revolución, y cuanto mayor es el ángulo de trabajo, más pronunciada se vuelve esa variación de velocidad. No es un defecto: es inherente a cómo una junta única de cruceta y horquillas maneja geométricamente un ángulo.
De esto se derivan directamente dos consecuencias:
- La mayoría de los árboles de transmisión usan dos juntas universales, no una: una en cada extremo, específicamente porque una segunda junta, instalada correctamente, puede cancelar la variación de velocidad que introduce la primera. Para que esa cancelación funcione de verdad, las dos juntas deben instalarse con la relación rotacional correcta entre sí, lo que se conoce como fasado. Un árbol de transmisión con dos juntas universales mal fasadas vibrará de todos modos, aunque ambas juntas estén mecánicamente bien.
- Algunas aplicaciones necesitan una junta que no tenga esta limitación en absoluto. Una junta cardán doble empareja dos juntas universales espalda con espalda en un conjunto compacto para cancelar la variación internamente: es habitual en los árboles de transmisión delanteros de 4WD, que a menudo trabajan con ángulos más pronunciados que un árbol trasero. Una junta homocinética (CV) va más allá, usando una geometría interna distinta (bolas de acero que ruedan en ranuras curvas en lugar de una cruceta y horquillas) para mantener una velocidad de salida realmente constante incluso con ángulos más cerrados, por lo que los semiejes de tracción delantera y las suspensiones independientes usan juntas homocinéticas y no simples juntas universales.
Dónde encontrarlas
El árbol de transmisión es la ubicación principal: conecta la transmisión (o la caja de transferencia, en vehículos 4WD/AWD) con el diferencial y absorbe el recorrido vertical de la suspensión al moverse el eje. Las juntas universales aparecen también en un par de lugares secundarios que conviene conocer: las columnas de dirección, donde permiten que el eje de dirección se doble alrededor de componentes del compartimento motor en su camino hacia la cremallera de dirección, y los ejes de toma de fuerza (PTO) de tractores y otros equipos agrícolas o industriales, que transmiten potencia rotativa con un ángulo fluctuante entre la máquina y un apero.
Señales de que una junta universal se está desgastando
Los rodamientos de agujas de una junta universal se secan o se desgastan con el tiempo, y cuando lo hacen se manifiesta en uno o más de estos síntomas: un golpe al engranar Drive o marcha atrás, una vibración que aumenta con la velocidad, o un chirrido/rechinar bajo el vehículo que cambia con el régimen del motor y no con la velocidad por carretera. Esto merece un tratamiento completo de síntomas y diagnóstico por sí mismo: la labor de este artículo es explicar qué es la junta y cómo funciona, no recorrer el diagnóstico de averías.
Referencia rápida
| Pieza | Trabajo |
|---|---|
| Horquilla (×2) | Se conecta al eje motriz/conducido |
| Cruceta / araña | Punto central de pivote, brazos (muñones) a 90° |
| Tapas de rodamientos de agujas | Permiten que las horquillas pivoten sobre la cruceta con poca fricción |
| Segunda junta universal (fasada) | Cancela la variación de velocidad de la primera junta |
| Junta cardán doble | Dos juntas universales combinadas para cancelar la variación internamente; habitual en árboles delanteros de 4WD |
| Junta homocinética (CV) | Geometría distinta, mantiene velocidad constante con ángulos más cerrados; se usa en semiejes de tracción delantera/suspensión independiente trasera |
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