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Momenti di Motorismo – Motore N5F Ford Escort RS Cosworth: Trasmissione

Rubrica: Momenti di Motorismo

Titolo o argomento: Brevi sfumature per gli appassionati di motori a combustione interna

Se ci si vuole complicare la vita la scelta di un veicolo a trazione integrale, in qualità di primo mezzo per assaporare la pista, è senza dubbio la migliore. Non solo la trasmissione risulta più articolata ma richiede maggiori spese per la sua manutenzione e messa a punto ottimale. Inoltre le configurazioni possibili sono decisamente più numerose rispetto ad una più snella trazione anteriore o posteriore.

La presenza di ben tre differenziali e di quattro semiassi influenzerà abbondantemente la dinamica di guida e potrebbe risultare arduo trovare il corretto assetto. Questo perchè, almeno quando si è dei rookie, non si sa riconoscere subito se un problema, ad esempio di inserimento in curva, derivi dalle sospensioni, dai differenziali o, perchè no, dalla tecnica di guida. Un veicolo dotato di trazione integrale è dotato di una gran motricità ma tenderà ad opporsi alle curve a meno che non conosciate la corretta tecnica di guida e non sappiate già come trattarlo.

La natura dei veicolo a trazione integrale, per quanto possa apparire il contrario ad un occhio esterno, è in realtà sottosterzante. Richiede una certa sicurezza nell’uso dello sterzo e dell’acceleratore nonché capire a fondo la dinamica dei trasferimenti di carico. Potrebbe infatti risultare anti intuitivo dover accelerare, quando si ritiene si debba frenare, per stabilizzare il veicolo.

E’ fondamentale aver chiaro se il veicolo a trazione integrale andrà impiegato per turni di prove libere in pista, per gare in salita o per prove di accelerazione. Ciò perchè ognuna di queste tre specialità richiede schemi di differenziali diversi con relative taratarure. Acquistare dei differenziali usati su internet può sembrare un’ipotesi allettante in virtù di qualche tentativo di fare un affare, tuttavia a mio avviso risulta più corretto affidarsi ad un professionista che possa suggerire specifici differenziali, più le relative tarature di base, appositamente per il vostro obiettivo d’impiego.

Nel caso della Ford Escort RS Cosworth della nostra rubrica, la trasmissione disponeva originariamente di un differenziale aperto all’anteriore, un giunto viscoso centrale ed uno viscoso posteriore, sia per l’impiego su strada che in pista. La Ford portava questa soluzione anche nei Rally Gruppo A.  Erano comunque disponibili differenziali autobloccanti a lamelle, anteriore e posteriore, per impieghi di tipo rallystico, slalom, gare in salita…

Ad ogni modo, se si ama la trazione integrale, non sarebbe una cattiva idea prender parte dapprima ad un corso di guida sportiva con vetture a trazione integrale e, solo una volta appresa la tecnica di guida ideale, cercare di modificare le tipologie e le tarature dei differenziali (nel caso dell’autobloccante: livello di bloccaggio in potenza ed in rilascio oltre che il precarico) sulla base di “ragionevoli” adattamenti alle proprie esigenze.

Continua…

Ringrazio per la preziosa collaborazione i miei amici e colleghi motoristi Giorgio e Peppe, nonché l’officina meccanica di precisione operante, da oltre 40 anni, nel campo delle rettifiche di motori stradali, da competizione ed industriali:

Ancona Rettifiche
S.s. 16 Adriatica Km 309,5
60027 Osimo (Ancona)
Tel: +39 071.710.82.10

Galleria fotografica

Le foto in basso raffigurano nell’ordine: il differenziale anteriore autobloccante a lamelle (nella particolare soluzione della Ford Escort RS Cosworth che lo vede montato a ridosso della coppa dell’olio), il cambio con il differenziale centrale viscoso (tipo Ferguson) ed il differenziale posteriore autobloccante. Sono inoltre raffigurati gli schemi della trasmissione tratti dai manuali originali Ford Cosworth per le competizioni rallystiche nel Gruppo A; nel primo schema è proposta una visione d’insieme della trasmissione, nel secondo il differenziale anteriore aperto, nel terzo il cambio da competizione a 7 marce che ingloba nella sua struttura anche il giunto viscoso centrale e nel quarto schema il differenziale posteriore viscoso.

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Differenziale anteriore autobloccante Ford Escort RS Cosworth Cambio e differenziale centrale Ford Escort RS Cosworth Gruppo motore, cambio e differenziale centrale Ford Escort RS Cosworth Differenziale posteriore autobloccante Ford Escort RS Cosworth Schema d'insieme trasmissione Ford Escort RS Cosworth Differenziale anteriore aperto Ford Escort RS Cosworth Cambio da competizione a 7 marce e differenziale centrale Ford Escort RS Cosworth Differenziale posteriore viscoso Ford Escort RS Cosworth

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Il differenziale autobloccante

Rubrica: Il setup che fa impazzire – livello base

Titolo o argomento: Generalità sul differenziale autobloccante

Si ricorre ai differenziali autobloccanti, i veri padroni della coppia motrice, quando è richiesta un’importante precisione del veicolo e, di conseguenza, di guida. Le vetture con prestazioni medio alte non possono fare a meno di questo importante organo della trasmissione. Quando una ruota motrice perde aderenza e va a vuoto, viene opportunamente frenata per permettere al differenziale di trasmettere più coppia motrice alla ruota che dispone di maggiore aderenza. Si arriva persino, in taluni casi, a distribuire l’intera coppia motrice alla sola ruota motrice che dispone del corretto grip. La peculiarità dei differenziali autobloccanti è quella di poter avere tarature di bloccaggio differenti per la fase di accelerazione e per quella di rilascio. Tramite il precarico inoltre è possibile tenere sempre il differenziale bloccato di un tot. Il differenziale può così adattare la trasmissione della coppia alle diverse situazioni di guida (ingresso curva, uscita di curva, fondi sconnessi, fondi con differenti coefficienti di attrito, fondi con presenza di ghiaccio, neve, fango, ghiaia, foglie, sporco…). Quando una ruota perde aderenza e slitta a causa di un tratto di strada che offre un basso coefficiente di aderenza, essa non riesce a trasmettere al suolo una forza di trazione sufficiente a muovere il veicolo. In simili casi, il differenziale diventa un dispositivo svantaggioso in quanto l’altra ruota motrice (che magari dispone di un’aderenza molto maggiore) non trasmette alcuna coppia motrice a terra (vedi il paragrafo sui differenziali aperti). Grazie al dispositivo di bloccaggio invece è possibile correggere questo difetto trasmettendo una coppia maggiore alla ruota con una migliore aderenza. La coppia che può essere trasmessa è determinabile in base alle condizioni di aderenza ed al valore di bloccaggio del differenziale autobloccante (o a slittamento limitato). Il valore del bloccaggio “S” si determina con la formula seguente:

valore bloccaggio differenziale autobloccante

Tale valore indica la maggiore differenza di coppia possibile tra la ruota motrice destra e quella sinistra in entrambe le direzioni rispetto al valore nominale. Esso viene indicato in “%” e si riferisce al momento di carico applicato alla corona conica. Ad esempio un valore di bloccaggio del 40% vuol dire che la ruota motrice con migliore aderenza può trasmettere il 40% di coppia motrice in più rispetto a quella con minore aderenza.

Continua… Funzionamento del differenziale autobloccate.

differenziale autobloccante

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

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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…

differenziale

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