Il differenziale aperto

Rubrica: Il setup che fa impazzire – livello base

Titolo o argomento: Il differenziale aperto

Il differenziale aperto compensa le differenze di regime di rotazione delle due ruote motrici. Durante una curva permette alla ruota motrice esterna di girare tanto più velocemente quanto più lentamente gira la ruota motrice interna alla curva. Esso trasmette la stessa coppia a entrambe le ruote motrici indipendentemente dal loro regime di rotazione. Il valore di coppia motrice trasmessa è determinata dalla ruota motrice che presenta la peggiore aderenza al suolo. Se ad esempio una ruota slitta, l’altra si ferma ed il veicolo non ha più trazione. Il differenziale aperto è costituito da un pignone conico motore collegato all’albero di trasmissione. Tale pignone trascina la corona conica sulla quale è fissata la scatola del differenziale che funge da vero e proprio supporto. All’interno della scatola del differenziale vi sono i satelliti. Questi sono solidali all’asse portasatelliti e possono ruotare su sé stessi. I satelliti sono in presa con i planetari i quali, a loro volta, sono collegati ai semialberi o semiassi. Durante la marcia in rettilineo, ruote motrici e planetari girano alla stessa velocità. In questa fase i satelliti non fungono da ruote dentate ma da nottolini di trascinamento; sono quindi fissi (non ruotano) e seguono il movimento rotatorio della scatola del differenziale trasmettendo il regime di rotazione in parti uguali al planetario destro e sinistro. Quando una ruota slitta il relativo planetario fa girare i satelliti del differenziale attorno all’altro planetario il quale rimane fermo. La ruota che slitta ha una frequenza di rotazione doppia rispetto alla corona conica. In questa situazione la distribuzione di coppia avviene in parti uguali e dipende dalla ruota motrice che presenta l’aderenza minore. Pertanto considerando che la ruota slittante non può trasmettere coppia, anche l’altra non la trasmette e si ferma. In curva le ruote devono per forza di cose percorrere tragitti di differente lunghezza. Le ruote motrici ed i planetari presenti nel differenziale girano con velocità differenti. Questo è reso possibile dai satelliti che compensano le differenze di regime di rotazione dei due planetari. A parità di aderenza la ruota motrice interna alla curva gira tanto più lentamente quanto più velocemente gira quella esterna ed ogni ruota riceva la medesima coppia.

Il differenziale aperto viene impiegato sui comuni veicoli stradali a trazione anteriore, per la sua economicità. Esso favorisce l’avvitamento del mezzo all’interno di una curva con il massimo comfort e, come vedremo nel prossimo paragrafo, senza quei bruschi colpi di sterzo da kart. Tuttavia non è assolutamente adatto all’uso sportivo né tantomeno corsaiolo di un mezzo che necessita due particolari situazioni: avere una sorta di differenziale aperto alle basse velocità e avere una sorta di assale rigido quando una ruota motrice perde aderenza. Per avere sia i vantaggi di trazione del kart, sia i vantaggi di un’utilitaria nei brevi tratti percorsi a bassa velocità (come ad esempio i tornanti) vedremo nei prossimi paragrafi l’importanza dei differenziali autobloccanti. Ricapitolando il kart è scomodo e non si avvita alle basse velocità (problema che non lo riguarda visto l’uso che se ne fa) mentre in curva (a velocità sostenute) o su un cordolo o ancora quando una ruota non tocca terra, garantisce la massima trazione. Viceversa una comune utilitaria si avvita benissimo nelle curve lente, è molto manovrabile, ma risulta imprecisa durante le curve ad elevata velocità (dove il rollio può essere tale da non garantire un corretto contatto a terra della ruota motrice interna alla curva) o sulle irregolarità del fondo stradale date da fondi sconnessi o da differenti coefficienti di attrito delle superfici (bagnato, neve, ghiaccio, ghiaia, terriccio…). Insomma in situazioni in cui anche solo una ruota motrice può perdere aderenza, il differenziale aperto è incapace di trasmettere la necessaria coppia motrice ad entrambe le ruote…

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Maggiori approfondimenti alla sezione “Setting” della pagina “Motori“.

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