Il differenziale autobloccante: dal TorSen al Ferguson come funziona

Per scaricare a terra i cavalli dell’auto c’è un componente meccanico importante e fondamentale, il differenziale autobloccante l’unica soluzione in grado di garantire la giusta trazione. Scopriamo come funziona e le varie tipologie dal TorSen al Ferguson, dal differenziale a lamelle a quello a controllo elettronico.

Come funziona il differenziale autobloccante

Se hai una vettura con tanti cavalli sicuramente sarai interessato a sapere come scaricarli tutti a terra. Come abbiamo già anticipato per fare questo c’è un componente fondamentale che si chiama autobloccante.
Se sei arrivato a questo punto sicuramente sarai interessato a sapere come funziona il differenziale autobloccante. Consulta anche il FORUM di ELABORARE nella discussione sull’autobloccante.
Il differenziale permette alle due ruote motrici di girare ad una velocità diversa tra loro. La quasi totalità delle automobili circolanti è dotata di un differenziale aperto. In sostanza questo dispositivo, tramite una serie di ingranaggi, invia lo stesso valore di coppia alle ruote motrici indipendentemente dal loro regime di rotazione che può essere diverso, come in curva, tra ruota interna ed esterna. Esso è genericamente costituito da una gabbia portasatelliti cui sono vincolati due assi. Su questi ultimi sono installati due satelliti, in presa con due planetari (ingranaggi conici) solidali con i semialberi.

Come funziona il differenziale autobloccante a lamelle

Se la quasi totalità delle automobili circolanti è dotata di un differenziale autobloccante aperto, il differenziale autobloccante a lamelle è il componente meccanico più adatto all’utilizzo racing e nei track day, in quanto è estremamente versatile come taratura personalizzabile in tiro e rilascio; inoltre è compatto e consente trasferimenti di coppia molto elevati, oltre ad essere estremamente reattivo e rapido nella sua azione.

L’effetto bloccante, generato dalle lamelle presenti nel corpo differenziale, è basato sulla differenza di rotazione tra le due ruote dello stesso asse (speed sensing): una parte di queste lamelle è solidale con il corpo del differenziale stesso, mentre le altre sono solidali con i planetari e, di conseguenza, con i semiassi. L’effetto bloccante inoltre è proporzionale alle condizioni di carico: queste ultime aumentano col crescere della differenza di coppia motrice tra le due ruote. In poche parole e riassumendo il concetto, questo è come funziona il differenziale autobloccante a lamelle.

Come funziona il differenziale autobloccante TorSen

Abbiamo visto che il differenziale autobloccante è  l’unica soluzione in grado di garantire la giusta trazione, ma oltre al differenziale autobloccante a lamelle esiste un altro dispositivo assai efficace perscaricare a terra i cavalli dell’auto. Si tratta del differenziale TorSen (Torque Sensing, ovvero “sensibile alla coppia”) che funziona attraverso una serie di ingranaggi ed è privo di lamelle o frizioni. In sostanza, con trazione ottimale, funziona come un differenziale aperto. Quando una ruota inizia a pattinare, il dispositivo del differenziale autobloccante TorSen trasferisce la coppia a quella con maggiore trazione.

Come funziona il differenziale autobloccante Ferguson

Per scaricare a terra i cavalli dell’auto e garantire la giusta trazione alle ruote c’è un altro componente meccanico il differenziale a giunto viscoso Ferguson (viscous coupling) che permette di collegare due alberi, lasciandoli liberi di avere piccoli slittamenti relativi affinché possano ruotare a velocità leggermente differenti tra loro. Il giunto viscoso è costituito da un involucro pieno di uno speciale liquido siliconico che diventa gelatinoso e sempre più denso all’aumentare della sua temperatura.

Questa viscosità limita, fino a impedire del tutto, lo slittamento reciproco fra una serie di dischi metallici tra loro vicini e collegati alternativamente all’albero d’entrata e a quello d’uscita. Al salire della temperatura, i dischi diventano pressoché solidali e si crea l’effetto di bloccaggio. Il giunto Ferguson può essere posizionato facilmente fuori dalla scatola del cambio.

Differenziali autobloccante a controllo elettronico

Dopo avere esaminato i vari tipi di differenziale autobloccante per garantire la giusta trazione dell’auto, è bene conoscere l’ultima frontiera degli autobloccanti che è quella dei differenziali a controllo elettronico, come quello impiegato da Volkswagen sulla Golf GTI Clubsport o sull’ultima Ford Focus RS 4×4. I pacchi frizione all’interno dei differenziali sono azionati tramite attuatori elettroidraulici estremamente veloci e reattivi. La possibilità di un controllo elettronico consente di raggiungere elevate percentuali di bloccaggio senza i classici risvolti negativi del differenziale meccanico a lamelle. Il limite di questi dispositivi può derivare da un eccessivo calore sviluppato nell’uso prolungato, che può indurre l’elettronica di gestione ad escluderne il funzionamento.

In questo spazio abbiamo cercato di semplificare il concetto dell’autobloccante, spiegandone funzionamenti e tipologie. Per conoscere a fondo come funziona un differenziale autobloccante ti consigliamo di leggere la rivista ELABORARE che sul numero 240 ha un articolo completo con tutti i dettagli su tipologie e funzionamento del differenziale autobloccante in edicola a luglio ed agosto 2018.
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