Rubrica: I padroni della coppia
Titolo o argomento: Come funziona un differenziale autobloccante
Le parti che compongono un differenziale autobloccante sono: la scatola del differenziale alla quale è vincolata la corona conica (corona conica e pignone conico formano la coppia conica ovvero i rapporti al ponte che costituiscono l’ultima riduzione dopo il cambio), i planetari, i satelliti, le lamelle vincolate alla scatola del differenziale, le lamelle vincolate ai planetari (e quindi ai semiassi), i dischi frizione ed i mozzi di ancoraggio. Sostanzialmente il differenziale autobloccante ha un corpo molto simile ad un comune differenziale aperto, eccezion fatta per la presenza di due frizioni (poste dietro ai planetari) che hanno il compito, quando innestate, di rendere solidali in percentuale più o meno alta i planetari (e quindi i semiassi) al corpo del differenziale (e quindi alla corona conica). Quando una ruota (e quindi un semiasse, ed il relativo planetario) gira molto più velocemente dell’altra si genera una forza che spinge lateralmente i satelliti. Gli alberini dei satelliti (satelliti che non sono fissi come su un differenziale aperto ma possono scorrere di alcuni millimetri lateralmente oltre che ruotare su sé stessi) tenderanno a risalire le rampe ricavate nei mozzi di ancoraggio. La differenza di velocità di rotazione porta pertanto come diretta conseguenza un’espansione del nucleo costituito dai 4 satelliti che girano intorno ai planetari. Tale espansione viene sfruttata per innestare delle frizioni in modo “automatico”.
Progressione. La progressione con cui interviene l’autobloccaggio è definita dall’inclinazione delle rampe ricavate nei mozzi di ancoraggio. Più le rampe saranno ripide e maggiore sarà la difficoltà con cui il differenziale tenderà al bloccaggio. Ad un inclinazione pari a 0° corrisponde una spinta assiale (lungo l’asse longitudinale dei pacchi di lamelle) nulla. L’inclinazione può essere differente da un lato e dall’altro della rampa; questo per permettere di avere differenti interventi in potenza (quando l’alberino di ogni satellite preme su un versante della rampa) ed in rilascio (ovvero quando il suddetto alberino preme sul versante opposto al precedente). Alcuni costruttori realizzano le rampe con una geometria curvilinea per avere una progressione “variabile” del bloccaggio a seconda dell’entità della differenza di giri e di coppia delle ruote.
Precarico. Il differenziale autobloccante può disporre di molle a tazza le quali provvedono a tenere precaricate le frizioni di cui è provvisto l’autobloccante stesso. Questo, come spiegato alla pagina “Set trasmissione”, mantiene stabile il veicolo nel transitorio in cui si passa dal dare gas al toglierlo. Per variare il precarico si cambiano quindi le molle sostituendone con altre più rigide o più morbide a seconda delle esigenze.
Slittamento limitato. Infine il bloccaggio viene determinato per attrito tra le lamelle vincolate alla scatola del differenziale e le lamelle vincolate ai planetari. Le seconde sono provviste di un riporto di molibdeno che garantisce un attrito elevato. Aumentando il numero delle lamelle (si può passare ad esempio da 4 a 6 fino a 8 qualora lo spazio disponibile lo permetta) si aumenta il bloccaggio ottenibile. Spesso si tende a credere che una volta innestate le frizioni vi sia un vero e proprio bloccaggio, così non è. In realtà si verifica uno “slittamento limitato” da cui deriva il termine “limited slip differential”.
Maggiori approfondimenti alla sezione “Setting” della pagina “Motori“.