Differenziali autobloccanti centrali: come ripartisco la coppia in modo variabile?

Sempre più spesso si assiste, specie sulle ultime sportive, all’adozione di trazioni integrali attive, o meglio trazioni a controllo elettrico in grado di variare continuamente la coppia tra l’assale anteriore e quello posteriore, realizzando delle percentuali di ripartizione un po' particolari. Questi sistemi si avvalgono di solito di giunti Ferguson, differenziali lamellari e differenziali Torsen che garantiscono di solito una trazione integrale permanente ma con ripartizioni iniziali del tipo 40:60, 32:68 o 15:85 e che posso arrivare fino a ripartizioni del tipo 70:30, 20:80 durante il funzionamento quotidiano. Ciò che è certo è che la ripartizione varia continuamente e che non vi è mai un momento in cui la coppia viene inviata al 100% su un singolo asse e non vi è nemmeno un classico blocco del differenziale con una ripartizione 50:50. Ma come viene realizzata questa particolare ripartizione e perché viene utilizzata? Normalmente si adotta questo escamotage per permettere al sistema di simulare il comportamento e le sensazioni tipiche di una vettura a trazione posteriore senza per questo rinunciare alla massima trazione e stabilità garantite dalla trazione integrale in ogni singola condizione.

Sempre in presa

Per ottenere però una di quelle particolari ripartizioni il differenziale autobloccante – meccanico, lamellare o a giunto viscoso – viene impostato di default su quella particolare ripartizione, tipicamente sportiva, tale per cui anche in condizioni normali questo sia sempre inserito, garantendo comunque una seppur minima trazione integrale. Naturalmente in caso di bisogno, vedi slittamenti vari, questa ripartizione può continuamente variare senza però arrivare mai al totale bloccaggio verso uno dei due assi ma generando comunque delle ripartizioni un po' inusuali. In primis si fa in modo che anche in condizioni normali di non slittamento i due alberi di trasmissione possano girare a velocità differenti così da far entrare in gioco il meccanismo del differenziale autobloccante e generare sempre un seppur minimo bloccaggio così da avere una trazione integrale sempre inserita. In secondo luogo il differenziale autobloccante centrale viene progettato fin dalla fabbrica in modo tale da offrire una particolare ripartizione iniziale e di conseguenza un’altrettanta particolare ripartizione in caso di slittamento.

Questione di raggi

Prendendo, infatti, in esame sia i giunti viscosi Ferguson che i differenziali lamellari si constata come i dischi forati, nel caso del giunto Ferguson, o i dischi dei pacchi frizione, nel caso dei lamellari, collegati sia all’albero di trasmissione anteriore che a quello posteriore e ruotanti, come dicevamo prima, a velocità diverse, vengono costruiti appositamente con dimensioni diverse o meglio raggi diversi. Nello specifico quindi i dischi collegati all’albero di trasmissione anteriore avranno un raggio che è in esatto rapporto con il raggio dei dischi collegati all’albero di trasmissione posteriore e questo rapporto è esattamente uno di quei particolari rapporti iniziali che si voleva ottenere (40:60, 32:68 o 15:85). Ricordando ora qualche formula fisica come (Coppia = Forza x Braccio = Forza x Raggio) e visto che la forza assiale che si genera tra i dischi è uguale tra tutti i dischi e dipende solo dalla differenza di velocità tra i due alberi di trasmissione, si capisce come la coppia generata su ogni singolo albero di trasmissione sia proporzionale al raggio dei dischi al quale l'albero di trasmissione è collegato.

A comandare sono le forze

Una volta ottenuta la trazione integrale sempre inserita e la diversa ripartizione anche in assenza di slittamenti, si passa all’ottenimento della diversa ripartizione in caso di slittamenti. Più i dischi vengono schiacciati dalla forza assiale (quindi serrati tra di loro) e maggiore sarà la coppia che potrà essere trasferita verso l’altro asse, in questo caso quello anteriore. La ripartizione rimarrà comunque continuamente variabile e non arriverà mai al 100% verso l’anteriore perché in fase progettuale si è deciso di non generare una forza assiale sufficiente per generare un vero e proprio bloccaggio ma di trasferire sempre una certa quantità di coppia anche la posteriore. Ecco che allora, complici anche in questo caso i differenti raggi dei dischi collegati sia all’albero di trasmissione anteriore che a quello posteriore, la ripartizione di questa tipologia di trazione integrale può facilmente variare anche da un 15:85 fino a un 70:30.