Vota ArticoloMECCANICA - DIFFERENZIALE
Nelle automobili e altri veicoli il differenziale è un organo meccanico che distribuisce equamente il momento torcente tra le due ruote motrici anche se queste ruotano a differente velocità. Nell'ingegneria meccanica viene considerato un tipo particolare di rotismo epicicloidale, analogamente allo schema meccanico impiegato nella maggiorparte dei cambi automatici.
In alcuni veicoli, come ad esempio i veicoli ferroviari, alcune macchine operatrici ed i kart, non esistono differenziali e quindi il momento torcente risulta applicato nella stessa misura alle due ruote motrici solidali all'asse, che ruotano sempre alla stessa velocità. Tale soluzione non presenta particolari problemi nella marcia su percorsi rettilinei, ma quando si deve effettuare una curva, dove la ruota esterna dovrebbe ruotare più velocemente della ruota interna poiché deve percorrere una traiettoria curva di lunghezza maggiore rispetto alla seconda. In assenza di differenziale una delle due ruote (o entrambe) deve slittare rispetto al piano di rotolamento, provocando notevole usura dello stesso e della ruota stessa e il veicolo tenderà a mantenere la direzione rettilinea.
Struttura e Funzionamento
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Il differenziale è tipicamente costituito da una ruota ad anello, detta corona, che riceve il movimento rotatorio dal cambio attraverso un sistema di ingranaggi conici o a corona ipoide chiamato coppia conica. Il rapporto fra il diametro dell'ingranaggio solidale all' albero di trasmissione (pignone) e quello della corona, determina un ulteriore aumento del rapporto di rotazione fra il motore e le ruote motrici. All'interno della corona sono presenti due pignoni collegati attraverso due alberi alle corrispondenti ruote. I pignoni sono montati in una gabbia solidale con la corona e in cui sono presenti due o più ingranaggi detti satelliti liberi di ruotare. Normalmente la rivoluzione dei satelliti trascinati dalla corona trascina i pignoni facendo ruotare egualmente le ruote.
Se una ruota incontra resistenza o comunque ruota più lentamente, per esempio in curva, i satelliti entrano in rotazione in modo che maggiore velocità angolare venga trasmessa al pignone opposto.
Il semplice differenziale descritto presenta il grave problema che se una ruota slitta mentre l'altra rimane in trazione, la prima riceve la maggior parte della potenza rendendo inefficace la potenza del motore. Questo comporta che se in un'automobile una ruota si trova sul ghiaccio, tentare di accelerare provoca semplicemente una rotazione più veloce di questa ruota, senza ottenere una spinta utile dall'altra. La stessa cosa si verifica se una ruota rimane sollevata da terra, situazione che può capitare nei veicoli fuoristrada.
Una soluzione a questo problema è l'impiego di frizioni tra i due pignoni che, in caso di superamento di una certa differenza di velocità mette in collegamento gli alberi delle due ruote riducendo la differenza di coppia.
Un'altra soluzione è il differenziale autobloccante, in cui un meccanismo percepisce la differenza di coppia e interviene bloccando i satelliti, eliminando in pratica l'effetto del differenziale e facendo girare le ruote alla stessa velocità.
Un veicolo a quattro ruote motrici deve avere almeno due differenziali (uno anteriore ed uno posteriore) più eventualmente un terzo al centro per distribuire la potenza tra gli assi anteriori e posteriori. Un veicolo senza differenziale intermedio non può circolare su strade asfaltate, poiché una minima differenza di velocità tra le ruote anteriori e posteriori causa una torsione sulla trasmissione che può causare danni. In questo caso un apposito comando permette di disinserire la trazione integrale. Su strada sterrata le differenze di velocità sono assorbite da slittamenti delle ruote. Un'alternativa al differenziale centrale è rappresentata dal giunto viscoso, utilizzato principalmente nelle auto a trazione integrale di tipo stradale e nei SUV.
Differenziale attivo
L'evoluzione della tecnologia ha permesso la realizzazione di differenziali attivi, in cui un computer analizza i dati forniti da diversi sensori, tra cui sensori di deriva, angolo di sterzata e accelerazione laterale, e regolano la distribuzione della coppia per ridurre effetti indesiderati come il sottosterzo. I differenziali attivi sono comunemente usati nei campionati di rally, anche se potrebbero essere eliminati in futuro.
Il primo impiego del differenziale attivo su una automobile fu l'Active Torque Transfer System sulla Honda Prelude SH nel 1997. Si trattava però di un sistema aggiuntivo ad un differenziale normale. Un differenziale semi-attivo completamente integrato è stato usato per la prima volta nel 2005 sulla Ferrari F430 e su tutti i modelli a quattro ruote motrici Acura RL.
Tratto da: Wikipedia
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