Testi e disegni di Piero Plini, tratto dal n°81 della rivista Elaborare.

Le auto devono essere dotate del differenziale sulle ruote motrici perché, in curva,

i pneumatici interni percorrono una traiettoria più stretta girando più lentamente di quelli dal lato opposto.

Se il collegamento fosse rigido, come l'assale posteriore dei kart,

le ruote sarebbero inesorabilmente costrette a pattinare sempre di più al diminuire del raggio di svolta.

Il classico differenziale, tuttavia, presenta grandi limiti
nell'impiego sportivo del veicolo perché, quello che "toglie" ad una ruota motrice,

lo indirizza sull'altra... anche quando essa non può essere di nessun aiuto! Se un pneumatico si blocca,

l'altro continua a girare al doppio della velocità. Allo stesso modo,

quando una gomma si solleva da terra e si mette a girare più velocemente,

l'altra -che potrebbe garantire aderenza sull'asfalto-, diventa incapace di imprimere trazione al veicolo!

In sostanza la semplicità meccanica del differenziale -composto da

2 planetari e da 2 satelliti-permette esclusivamente di tollerare una diversa velocità delle ruote ma,

in caso di perdita d'aderenza, non riesce a garantire l'indispensabile coppia motrice.

Una vettura a trazione posteriore può esibirsi in una derapata di potenza

-che si protrae per l'intera percorrenza della curva-,

solo se è dotata del differenziale autobloccante; altrimenti, appena una delle ruote inizia a pattinare,

viene a mancare la spinta del motore e quindi la possibilità di mantenere a lungo quell'equilibrio "in controsterzo"!

Le trazioni anteriori, invece, che in accelerazione non possono in ogni caso esibirsi in sovrasterzi,

patiscono un altro difetto di motricità: rallentano appena una ruota slitta,
compromettendo la traiettoria e l'accelerazione in uscita dalle curve!

I vantaggi dell'auto-bloccante :

II differenziale autobloccante è un dispositivo in grado di trasmettere una porzione della coppia motrice

anche quando uno dei due pneumatici slitta, garantendo sempre e comunque la trazione.

Il vantaggio più evidente si nota in curva, perché un meccanismo assicura l'accelerazione

anche quando la vettura si solleva da un lato! Senza arrivare a tali eccessi, si può comunque godere di altri ...

privilegi: sia in termini di motricita, sia di traiettorie. Queste ultime possono essere più strette

di quanto accade solitamente a ridosso del punto di corda, nonché percorse con un'accelerazione più vigorosa.

Le auto da competizione sono sempre munite del differenziale autobloccante,

e ne traggono maggiori benefici quanto più il percorso è ricco di curve... in particolare se sono strette.

Il dispositivo agevola anche le partenze da fermo, poiché se le gomme iniziano a pattinare,

garantisce in ogni caso la trazione finché c'è aderenza a disposizione.

Questo vantaggio viene sfruttato al meglio dalle trazioni anteriori, che altrimenti risulterebbero oltremodo lente in partenza.

Comunque, a prescindere dalla tipologia della vettura, è inconcepibile partecipare ad una gara d'accelerazione

senza il differenziale autobloccante... a meno che lo scopo ultimo non sia quello di scavare buche nell'asfalto!

Anche in frenata è utile questo dispositivo, perché i pneumatici -fintante che c'è grip-

non si bloccano e si ripartiscono la coppia che, in questo caso, non è più motrice ma frenante...

Allora, c'è da innamorarsene oppure no?

Tipologie d'auto-bloccante :

Esistono vari tipi di differenziali meccanici autobloccanti: a lamelle, Torsen ed a giunto viscoso.

Recentemente ha fatto la sua comparsa nella produzione di serie anche quello interamente elettronico,

che sfrutta le potenzialità del sistema ESP per convivere con un differenziale tradizionale.

La strategia è quella di frenare la ruota che slitta, rallentandola e impedendo all'altra di bloccarsi;

in questo modo, una quota della coppia motrice erogata dal propulsore,

viene trasmessa a terra in qualche modo... ma senza l'impiego di congegni meccanici sulla trasmissione!

denominato anche "a distribuzione di coppia",

è un autentico gioiello della meccanica per via della sua complessità.

Non è un autobloccante "puro" perché si comporta in modo simile ad un differenziale classico,

permettendo alle ruote di variare la velocità relativa in eguale misura...

 ma quando una ruota tende a pattinare, non riduce più la velocità dell'altra

ed indirizza la coppia motrice sulla ruota che esprime più aderenza.

Il suo peggiore difetto è l'ingombro (oltre a satelliti e planetari, è composto da numerosi ingranaggi elicoidali)
che rende il Torsen impossibile da utilizzare... dove non è previsto di serie!
E' assai più compatto e viene impiegato spesso sulle vetture a 4 ruote motrici per la sua efficienza ed affidabilità.

La sua struttura è semplice poiché collega le parti meccaniche interne per mezzo di un fluido siliconico a densità controllata.

E' realizzato all'interno di un contenitore a tenuta stagna,

nel quale alloggiano l'albero d'entrata e quello d'uscita non collegati tra loro.

Ad ogni modo essi sono dotati di una lunga serie di lamelle, affacciate molto vicine ed immerse in un fluido speciale.

Proprio quest'ultimo permette di trasmettere il moto tra le lamelle, come se fossero pressoché solidali.

In realtà i due alberi possono avere solo piccoli slittamenti relativi che non possono assumere entità rilevante.

Difatti il liquido siliconico, da gelatinoso in condizioni "normali",

diventa sempre più denso con l'aumentare della temperatura che si genera variando la velocità relativa tra gli alberi.

Quando ciò si verifica, il pattinamento di una ruota è di fatto annullato, seppure con leggero ritardo

(ciò rappresenta il suo unico neo!) e il bloccaggio del differenziale si protrae fino a quando la temperatura del fluido non ritorna nella norma.

Il giunto viscoso viene utilizzato spesso dai costruttori come differenziale centrale di trazioni integrali "permanenti"

ma ne è stata ideata una sorta di variante che le rende "semipermanenti". Il dispositivo prende il nome di frizione

e, a differenza del giunto viscoso meccanicamente autonomo,

si avvale di un controllo elettronico di gestione capace di comandare a piacimento il bloccaggio tra gli alberi d'entrata

e d'uscita del differenziale centrale. L'attuazione, in genere, è ottenuta per mezzo di un pistone

che comprime le lamelle affacciate tra loro.

Questa soluzione è utilizzata frequentemente sulle vetture del Gruppo Volkswagen nate con la trazione anteriore

(le berline Audi hanno invece il Torsen), in modo da renderle 4x4 per volontà del software 4 gestione.

In questo modo la motricità in condizioni di marcia normali è affidata esclusivamente all'asse anteriore ma,

in caso di necessità, la frizione Haldex provvede a ripartire la coppia su ambedue gli assi;

per tale ragione prende il nome improprio di semi-permanente",

mentre sarebbe più corretto definirla una quattro ruote motrici "all'occorrenza"!

Le vetture 4x4, possono adottare da uno a tre differenziali autobloccanti,

anche di tipo diverso, piazzati sia tra le ruote dello stesso asse, sia come ripartitori di coppia tra avantreno e retrotreno.
 

Come funziona l'auto-bloccante :

Il dispositivo illustrato in figura è del tutto simile per forma e volume esterno al tradizionale differenziale;

però, a differenza di questo, la coppia di entrata non viene trasmessa direttamente ai satelliti

ma passa per i mozzetti di ancoraggio (che non sono liberi di ruotare).

L'autobloccante prevede che i 4 satelliti (ingranaggi viola)

possano muoversi lungo le gole inclinate dei mozzetti di ancoraggio (verde).

Pertanto, quando i due alberi esterni ruotano a velocità differenti,

i satelliti sono sottoposti ad una spinta laterale che li obbliga a risalire la pendenza delle gole dei mozzetti.

Questi ultimi, essendo affacciati parallelamente, tendono ad allontanarsi assialmente tra loro

e -annullando il piccolo "gioco" preesistente-, vanno a comprimere i pacchi di lamelle (azzurre e rosse)

ai margini del congegno. In sostanza il meccanismo diviene autobloccante solo se il nucleo centrale

si espande assialmente premendo sulle lamelle e ciò si verifica quando sulle ruote velocità e coppia differiscono di una certa entità.

Le lamelle affacciate sono di due tipi, a denti esterni (azzurre) o a denti interni (rosse);

le prime sono solidali con l'involucro esterno, mentre le seconde con i planetari.