Il differenziale gestisce la distribuzione della coppia nell’asse di trazione. La velocità di rotazione delle gomme è diversa durante una curva, questo comporta dei rischi. La ruota esterna può girare troppo velocemente, arrivando a slittare, oppure la ruota interna può essere sottoposta a sforzi eccessivi, bloccandosi.
Il differenziale autobloccante gestisce una distribuzione della copia più uniforme sui semiassi. Così si evitano carichi eccessivi su una delle due ruote, impedendo rischi di slittamento ed evitando che l’eventuale blocco di una ruota duri troppo a lungo. Vedremo come funziona il differenziale autobloccante e quali sono le tipologie più diffuse.
Differenziale autobloccante: cosa bisogna sapere
Il differenziale è quell’organo dell’asse di trazione che consente di trasmettere alle due ruote motrici una coppia diversa. In questo modo, le due ruote possono girare a velocità diverse. Questo è il cosiddetto differenziale aperto, che diventa utile in curva, perché fa ruotare la gomma esterna più veloce di quella interna, che deve percorrere meno strada. Nel caso delle auto a trazione integrale, spesso è presente un differenziale centrale.
I momenti in cui il differenziale aperto può diventare problematico sono le curve sul bagnato, in cui una ruota (più facilmente quella esterna) potrebbe cominciare a slittare, oppure in caso di potenze notevoli da trasmettere a terra, che potrebbero mettere in difficoltà la ruota interna. Un differenziale chiuso, bloccato, con le tue ruote alla stessa velocità, causerebbe uno slittamento.
Per questo serve il differenziale autobloccante, che è una specie di compromesso tra i due. Questa soluzione consente di far girare le due ruote alla stessa velocità (trasferimento di coppia da un semiasse all’altro), senza che le ruote slittino, o almeno limitandone lo slittamento. Il modello più diffuso fino a qualche anno fa era la variante di differenziale meccanica, mentre ultimamente si è diffusa anche la variante di differenziale elettronico.
Come funziona il differenziale autobloccante
Il differenziale della macchina tende a bilanciare la velocità di rotazione delle ruote in curva. Inoltre, limita il pattinamento, mentre in fase di frenata può distribuire la coppia tra le ruote per aumentare la potenza frenante. Nel caso del differenziale elettronico, il funzionamento del differenziale è gestito da una centralina, che sfrutta i valori dei sensori di velocità delle ruote.
Quando una o più ruote perdono aderenza, il differenziale elettronico frena la ruota che slitta, aumentando la copia trasmessa alle ruote che hanno mantenuto l’aderenza. La soluzione elettronica può costare meno di quella meccanica, è una soluzione utile a molti modelli di auto, oltretutto richiede anche meno manutenzione.
Qualunque sia il modello differenziale, grazie al differenziale autobloccante aumenta la sicurezza sulla strada. Il modello meccanico garantisce una maggiore affidabilità, anche se costa un po’ di più. Il valore di bloccaggio del differenziale può andare da un 25% al massimo del 100%, cambia a seconda dell’utilizzo (su strada è meglio un valore più basso, mentre fuoristrada è meglio un valore più alto).
Blocchi differenziali, le varie opzioni
Il mercato offre anche una soluzione di differenziale al bloccaggio manuale. Pur non essendo un vero e proprio differenziale autobloccante, è utile conoscerlo perché è la soluzione più elementare. Prevede una attivazione di tipo acceso/spento da parte del conducente, per collegare rigidamente le due componenti del differenziale.
Il differenziale autobloccante può essere sensibile alla differenza di velocità degli alberi, oppure reagire alla copia trasmessa in ingresso. Nel caso dei differenziali Ferguson, con giunto viscoso, si tratta di un giunto sensibile alla differenza di velocità, un differenziale aperto viene accoppiato con un giunto viscoso. Il giunto è composto da dischi di frizione a bagno in un fluido tecnico. Parte dei dischi è solidale con l’albero di uscita del differenziale, che il resto può essere solidale all’altro albero, oppure al portatreno.
Un altra soluzione è il differenziale precaricato. Una serie di dischi di frizione si trova tra i planetari e il portasatelliti. Delle molle spingono ciascun planetario sul pacco frizione. La rotazione tra ogni semiasse e il differenziale è ostacolata dall’attrito, che è proporzionale alla forza esercitata dalle molle. Si tratta di un attrito costante.
Un differenziale autobloccante sensibile alla coppia è il modello ZF o Salisbury. Si tratta di una soluzione più complessa, con semigusci che scorrono nella direzione dei semiassi. Tra i semigusci e i solari ci sono dei dischi di frizione, le superfici di contatto sono inclinate, così la coppia che si sviluppa sul portasatellite genera una forza assiale che allontana i semigusci, che vengono spinti contro i dischi di frizione, generando attrito.
Differenziale elettronico o meccanico?
Le possibilità offerte dal differenziale meccanico sono molte, come molte sono le soluzioni. Oltre ai differenziali già descritti, sul mercato si trovano molti veicoli dotati di differenziale a slittamento ridotto, una soluzione che reagisce alla velocità di rotazione dei semiassi, con un sistema di frenatura parziale basato su dischi frizione o giunto viscoso.
Altre soluzioni sono i differenziali Torsen o le frizioni Haldex, il primo sempre una soluzione meccanica basata sulla trasmissione della coppia con una “vite senza fine”, mentre la seconda è una frizione multi disco a controllo elettronico, che può gestire la trasmissione della copia dall’asse anteriore a quello posteriore. Entrambi questi sistemi consentono di limitare il rischio di sovrasterzo o sottosterzo.
Il differenziale elettronico è in realtà una centralina in grado di distribuire diversamente la coppia, per limitare lo slittamento di una ruota che perde aderenza. Il vantaggio della soluzione elettronica è che si può installare senza effettuare modifiche meccaniche al veicolo, quindi costa di meno e non richiede una manutenzione particolare.
Conclusione
Se l’automobile non è dotata di differenziale meccanico, è possibile installare una centralina che simuli l’effetto del differenziale autobloccante. Questo migliora la stabilità del veicolo soprattutto in curva, evitando problemi di rotazione eccessiva o scarsa di una delle due ruote. Esistono molti modelli di differenziale autobloccante meccanico.
Il differenziale autobloccante è un sistema di sicurezza, molto prestante soprattutto per i veicoli fuoristrada o le auto sportive. Grazie alla ripartizione più equilibrata della coppia sulle ruote, si abbatte il rischio di pattinamento e aumenta l’aderenza generale della macchina su ogni superficie.
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