Differenziale Quaife e sospensione RevoKnuckle: cosa sono?

Due importanti innovazioni tecniche che vengono sempre più adottate, soprattutto dalle pepatissime trazioni anteriori di ultimissima generazione, per cercare di scaricare a terra valori elevati di coppia e potenza, restituendo al contempo un elevato piacere di guida e positive reazioni al volante.
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A differenza di un tradizionale differenziale a slittamento limitato, il differenziale elicoidale LSD QUAIFE ATB si basa sui classici ingranaggi elicoidali, piuttosto che su un sistema tipo dischi frizione o accoppiamento viscoso per il suo funzionamento. Ciò significa che è molto più progressivo e morbido nel suo funzionamento. E’ un differenziale che non è sensibile alla velocità alla coppia, il cui funzionamento si basa sul principio della “vite senza fine” cioè che il moto può facilmente essere trasmesso in un senso ma non altrettanto facilmente nel senso opposto. I planetari sono due ingranaggi con una dentatura inclinata, i satelliti sono realizzati allo stesso modo, ma al contrario del differenziale normale, ho un satellite per planetario e i due satelliti dei due planetari sono collegati tra loro da un comune ingranaggio. Il suo funzionamento permette alle due ruote di un medesimo asse di variare la loro velocità relativa, purché una ruota aumenti la sua velocità nella stessa percentuale in cui l’altra diminuisca la propria, come nei normali differenziali durante la percorrenza di una curva. Nel caso in cui una delle due ruote tenda ad accelerare, come quando sta per pattinare, e l’altra non tenda a ridurre la propria velocità, il sistema risulta quasi bloccato e di conseguenza la coppia si indirizza verso la ruota che fa presa, impedendo il pattinamento dell’altra. Non tenta quindi di far girare la ruota interna alla stessa velocità della ruota esterna. Se entrambe le ruote hanno trazione, trasmette una coppia uguale a entrambe, indipendentemente dalla velocità relativa della ruota. Proprio perché sfrutta la teoria della “vite senza fine” è possibile ottenere due coefficienti di bloccaggio diversi, a seconda del verso del flusso di potenza tra il motore e le ruote. In genere, si fa in modo che il coefficiente di bloccaggio più piccolo corrisponda alle fasi di rilascio, per ridurre ulteriormente le interferenze del differenziale con i sistemi di controllo attivo della dinamica del veicolo, in particolar modo con il sistema anti-bloccaggio. Però non è capace in curva di distribuire uniformemente la coppia tra i due assi. Questo succede perché nelle curve una ruota gira più velocemente dell’altra anche in assenza di macroslittamenti. La conseguenza è la strana sensazione al volante di auto-raddrizzamento delle ruote percepita dal guidatore. Una sensazione che si fa tanto più avvertibile quanto più il differenziale adotta una percentuale di bloccaggio elevata. L’altro difetto è che non è completamente bloccante, e quindi quando per esempio una ruota è completamente sollevata risulta, a differenza di un “locked”, inefficace.
La sospensione anteriore RevoKnuckle è una versione riprogettata della configurazione McPherson che ne conserva la semplicità e il basso costo progettuale ma che introduce, grazie a una opportuna geometria, una consistente e ben apprezzabile riduzione dei fenomeni di disturbo come il "torque steer", quelle fastidiose reazioni al volante sotto coppia che si manifestano a causa di un ineguale livello di aderenza tra i due pneumatici e di una diversa lunghezza tra i due alberi di trasmissione. In un normale sistema McPherson la ruota è guidata da tre bracci e le funzioni di guida verticale e di sterzo sono riunite nel montante con il gruppo molla/ammortizzatore coassiali, che ruota per permettere appunto la sterzata. Questa semplicità costruttiva ha il limite di offrire poca rigidità alle forze orizzontali e di generare un notevole braccio tra l'asse di rotazione e il punto di applicazione delle forze longitudinali (centro ruota) cioè di avere il centro della ruota molto disassato rispetto all’asse dello sterzo. Per ridurre quindi le reazioni negative allo sterzo sotto coppia non si deve fare altro che ridurre questo valore di offset dello sterzo. Alla base del gruppo molla-ammortizzatore troviamo quindi una cerniera a “doppia C” che ha la funzione di reggere il mozzo svincolandolo dal montante verticale. Si può notare così come sia il braccio dell'asse di rotazione di sterzo (king pin offset) che il raggio di strisciamento (scrub radius) vengano notevolmente ridotti, con l'effetto di un maggiore disaccoppiamento delle coppie intorno all'asse verticale di sterzata rispetto alle forze longitudinali provenienti dall'area di contatto del pneumatico. La sospensione RevoKnuckle garantisce in tal modo prestazioni dinamiche migliorate nei riguardi del torque-steer, della precisione a seguire una traiettoria, della riduzione delle vibrazioni in frenata. Inoltre questa soluzione si adatta al posto di una McPherson senza modifiche alla scocca, è meno costosa e meno pesante di una a quadrilateri sovrapposti, rispetto alla quale dispone anche di un offset ancor più ridotto.

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