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Il differenziale è un componente cruciale all'interno del sistema di trasmissione di un veicolo. Esso permette alle ruote motrici di girare a velocità diverse durante le curve e le manovre, consentendo una guida fluida e senza scivolamenti. Tuttavia, quando si tratta di massimizzare la trazione e la stabilità, si rende necessaria l'implementazione di dispositivi più avanzati, come il differenziale autobloccante.
Come abbiamo visto nel video precedente, durante una sterzata, le ruote sterzanti dell’auto hanno una inclinazione differente l’una rispetto all’altra, perché il semicerchio che devono percorre non è lo stesso, ma ha un raggio differente. Per lo stesso motivo, le ruote interne dei due assi, percorrono una distanza più breve rispetto alle ruote esterne.
Il problema sorge se le ruote dello stesso asse sono collegate tra loro, come nel caso delle ruote motrici.
In questo esempio possiamo vedere un auto a trazione anteriore, in cui le ruote sterzanti sono anche quelle motrici, (uno schema con cui sono concepite la maggior parte delle automobili).
Possiamo immaginare il grande stress che devono sopportare gli pneumatici anteriori, che devono sia far cambiare la direzione della vettura, che trasmetterle il moto.
Se fossero rigidamente collegate fra loro, durante la curva, (con il trasferimento di carico della vettura sulle ruote esterne) si verificherebbe lo slittamento della ruota motrice interna, che ruoterebbe per più giri di quelli necessari, portando a usura e perdita di controllo.
Il differenziale risolve questo problema consentendo alle ruote motrici di girare a velocità diverse, distribuendo la potenza in modo appropriato.
Il differenziale convenzionale, chiamato “differenziale aperto”, si trova subito dopo la trasmissione. La corona dentata che prende il moto dalla trasmissione è connessa a due pignoni conici posizionati uno di fronte all’altro chiamati “satelliti”, i quali ruotano assieme alla corona, ma possono anche ruotare sul loro stesso asse.
I satelliti sono accoppiati a due ingranaggi planetari, i quali sono collegati ad una ruota ciascuno tramite gli alberi.
Se il veicolo procede diritto, le ruote subiscono la stessa forza resistente durante la marcia, in questa situazione i satelliti ruotano assieme alla corona, ma non ruotano sul loro stesso asse, in questo modo i satelliti trascinano i planetari e tutto il gruppo gira alla stessa velocità, come se fossero un tutt'uno.
Se invece il veicolo svolta, per esempio a sinistra, sulla ruota interna alla curva è presente una forza resistente superiore (dovuta al fatto che la ruota vorrebbe ruotare più giri di quelli necessari).
Questa forza, riduce la velocità del planetario sinistro, e ora gli ingranaggi satellite, oltre alla rotazione lungo la corona, cominciano a ruotare anche sul loro stesso asse.
Essendo, gli ingranaggi satellite, connessi anche al planetario destro, quest’ultimo riceverà la stessa rotazione ma in senso opposto, aumentando la velocità della ruota esterna.
In questo modo la forza motrice del motore, viene trasferita maggiormente sulla ruota esterna, al contempo trasferendone meno sulla ruota interna, in un gioco di perfetto equilibrio che adatta perfettamente le due ruote alla giusta velocità in curva.
Sebbene il differenziale aperto sia efficace in molte situazioni, presenta limitazioni quando si tratta di massimizzare la trazione, soprattutto su superfici scivolose o in condizioni di guida più estreme.
Se per esempio in un percorso fangoso o bagnato una ruota slitta, oppure in una curva aggressiva la ruota interna si solleva o scivola, automaticamente la sua forza resistente si annulla o comunque diminuisce rispetto all’altra ruota, e questo fa si che il funzionamento del differenziale aperto trasferisca la potenza motrice proprio a quella ruota con minor aderenza, non facendo avanzare il veicolo.
Per questo motivo le auto sportive sono dotate di differenziale autobloccante, che può essere di vari tipi, mentre i fuoristrada spesso sono dotati di differenziale bloccabile manualmente.
Il differenziale autobloccante detto anche differenziale a slittamento limitato
è progettato per migliorare la trazione e la stabilità distribuendo in modo selettivo la potenza alle ruote in base alle condizioni di guida. Esistono diversi tipi di differenziali autobloccanti, ma in generale, questi sistemi cercano di minimizzare la differenza di velocità tra le ruote per migliorare la trazione.
26 окт 2023
