Uno degli elementi più importanti nella preparazione di un'auto da corsa è scegliere correttamente il tipo di differenziale più adatto alle proprie esigenze. Se hai già alcune conoscenze di base di meccanica automobilistica, potresti già avere familiarità con cosa sono i differenziali e come funzionano:la potenza viene dal motore, passa attraverso la trasmissione, quindi il differenziale da condividere tra le ruote motrici. È un buon inizio. Ma conosci tutti i diversi tipi di differenziali disponibili e i vantaggi e gli svantaggi di ciascuno?
Esistono diversi tipi di differenziali e non tutti hanno la stessa influenza sul comportamento di un'auto. Prendiamo una Nissan 240SX costruita per andare alla deriva. La scelta differenziale ideale sarebbe qualcosa come un modo Kaaz 2.0 , un differenziale non adatto all'uso quotidiano. Ma poiché l'auto è costruita pensando all'uso in pista, un differenziale come questo diventa una necessità.
Ma perché un tale sacrificio? Come funziona un differenziale? Quali sono le differenze? E come scegliere il differenziale adatto alle proprie esigenze? Ecco alcune delle domande a cui cercheremo di rispondere in questo articolo.
I differenziali di tipo aperto sono i più comunemente usati sui veicoli del mercato di massa. Se non hai idea di che tipo di differenziale è dotato il tuo veicolo, ecco un breve test per scoprirlo:solleva l'auto in modo che le ruote motrici non tocchino terra e ruota una delle ruote motrici a mano. Se la ruota opposta gira nella direzione opposta, la tua auto è dotata di differenziale aperto. Se la direzione è la stessa per entrambe le ruote, hai un differenziale a slittamento limitato (i differenziali di tipo Torsen sono un'eccezione).
I differenziali aperti vengono utilizzati per consentire alle ruote motrici di ruotare a una velocità diversa l'una dall'altra. Quando il veicolo si muove in linea retta, la velocità di rotazione è la stessa per entrambe le ruote. Tuttavia, all'inizio di un giro, la ruota esterna deve quindi girare più velocemente di quella interna. Il principio è abbastanza semplice:se si calcola la circonferenza di una circonferenza come segue:(raggio X 2) X π, il raggio della ruota interna sarà inevitabilmente minore di quello della ruota esterna.
Ora, se le ruote motrici sono collegate direttamente, la velocità di rotazione sarà sempre la stessa per entrambi. In una situazione in curva, la ruota esterna non sarebbe in grado di ruotare a una velocità maggiore rispetto alla ruota interna. In pratica, ciò si tradurrebbe in difficoltà nell'iniziare il cambio di direzione e in una tendenza al sottosterzo.
Viene quindi installato un differenziale di tipo aperto per consentire una diversa velocità di rotazione delle ruote dello stesso asse. Per raggiungere questo obiettivo, un differenziale utilizza gli spidergear. Questi ingranaggi sono collegati direttamente all'alloggiamento esterno che ruota con la corona dentata. In linea retta, le ruote dentate seguono il movimento della carcassa, ma rimangono immobili sul loro asse verticale di rotazione, facendo girare le ruote alla stessa velocità. In una curva, gli ingranaggi del ragno ruotano su un asse verticale attorno agli ingranaggi laterali, consentendo così alla ruota esterna di ruotare indipendentemente dalla ruota interna.
Un differenziale aperto cercherà sempre di bilanciare la coppia tra la ruota sinistra e la ruota destra. Il modo migliore per immaginare questo principio è pensare a cosa succede quando si guida su una strada innevata. Quando un solo pneumatico è sulla pavimentazione mentre l'altra ruota sta guidando su una superficie innevata, uno degli ingranaggi laterali incontrerà molta resistenza sul lato della ruota sull'asfalto e quasi nessuna resistenza dall'altra ruota. In questo caso, il il differenziale cercherà di bilanciarlo e tutta la coppia verrà inviata al lato che ha la minor trazione. In breve, la ruota che slitta sulla neve inizierà a girare molto velocemente e l'altra rimarrà quasi ferma. Se è necessaria una coppia minima o nulla per ruotare il pneumatico su una superficie scivolosa, quasi nessuna coppia verrà trasmessa all'altro lato.
Per qualsiasi problema c'è una soluzione e lo stesso vale per i problemi relativi all'avere e al differenziale di tipo aperto. La soluzione qui è chiamata differenziale a slittamento limitato. Sebbene esistano diversi tipi di LSD, tutti hanno lo stesso obiettivo:assegnare più coppia alla ruota che ha una presa migliore.
I differenziali di tipo viscoso vengono utilizzati principalmente per gestire la differenza di trazione tra l'asse anteriore e quello posteriore dei veicoli a quattro ruote motrici. Su questo tipo di auto, il differenziale è composto da due alberi, un albero di entrata e un albero di uscita, invece di tre. L'albero di ingresso è costituito da una serie di piastre a forma di elica, mentre l'albero di uscita è concepito come una scatola cilindrica che circonda le piastre dell'albero di ingresso con una serie di piastre forate. Entrambi i tipi di lamiere sono collegati solo utilizzando un fluido viscoso a base di silicone che ha la proprietà di addensarsi se sottoposto a calore.
Quando entrambi gli assi hanno la stessa trazione, i due alberi ruotano insieme al fluido. Se uno dei due assi perde trazione e gira più velocemente dell'altro crea attrito. Ciò aumenta la temperatura e quindi la viscosità del fluido, che quindi blocca insieme le piastre, e quindi trasferisce una parte della coppia all'assale che ha la maggior trazione.
Su questo tipo di LSD, gli ingranaggi laterali, il pignone e gli ingranaggi del pignone si trovano dietro due anelli di pressione. Questa caratteristica è però specifica per i modelli Kaaz LSD. Dietro ciascuno degli anelli c'è una serie di dischi della frizione. La metà delle piastre è collegata alla gabbia e la seconda metà agli alberi sinistro e destro.
Quando si preme il pedale dell'acceleratore, la gabbia del differenziale ruota sull'asse orizzontale. Quando accade, il pignone affonda tra i due anelli di pressione, spingendoli verso l'esterno e schiacciando i diversi dischi frizione l'uno contro l'altro. Le piastre si bloccheranno insieme, consentendo agli alberi di trasmissione di girare alla stessa velocità della gabbia e condividendo così la coppia in modo uniforme tra i due lati.
È importante notare che questo è un principio specifico delle unità KaazLSD, un grande nome nel mercato dell'LSD. La maggior parte dei tradizionali differenziali a frizione utilizza un pacco molle tra gli ingranaggi laterali. Quando gli ingranaggi a crociera si muovono, la molla applica una pressione che schiaccia gli ingranaggi laterali contro i dischi per bloccarli invece di trasmettere equamente la coppia tra le due ruote.
È importante notare che i differenziali a frizione sono suddivisi in tre sottocategorie:1 via, 2 vie e 1,5 vie. Un LSD della frizione viene quindi classificato in base alla loro capacità di bloccare - e di inviare potenza a entrambe le ruote - durante l'accelerazione o la decelerazione. Concretamente, un'unità a una via funziona solo in accelerazione. Con un 2 vie, il sistema entra in azione durante l'accelerazione e la decelerazione. Infine, un LSD a 1,5 vie significa che il differenziale si blocca solo parzialmente durante la decelerazione ma completamente durante le accelerazioni. Su una Kaazunit, questa caratteristica è determinata in base al design del pignone e alla pressione che esercita sugli anelli.
L'uso di un differenziale a 2 vie è fortemente sconsigliato se si utilizza il veicolo quotidianamente. Viene utilizzato principalmente nelle gare di resistenza e nella deriva . Bloccando entrambe le ruote posteriori durante la frenata, è più facile far scivolare l'auto. Per la maggior parte dei proprietari di auto, un sistema a 1,5 vie è un buon compromesso, soprattutto se si desidera utilizzare l'auto quotidianamente.
Un differenziale di tipo Torsen è un'applicazione completamente meccanica. La sua capacità di limitare lo slittamento dei pneumatici deriva dalle sue coppie di ruote e ingranaggi elicoidali. In una normale situazione in curva, quando non si verifica alcuno slittamento, il differenziale Torsen si comporta come se fosse un differenziale di tipo aperto standard.
Quando una delle ruote, ad esempio quella destra, perde trazione a causa delle condizioni della strada su cui percorre, è qui che entrano in gioco le coppie di ruote elicoidali e ingranaggi. Con un differenziale aperto, nessuna coppia verrebbe diretta al lato sinistro. Nel caso di un differenziale Torsen, la coppia verrebbe reindirizzata grazie alla ruota elicoidale destra che trasmetterebbe la sua energia alle sue coppie di ingranaggi, con il risultato che gli ingranaggi di sincronizzazione di sinistra trasmettono la coppia a la ruota sinistra.
Come spiegato sopra, questo ha l'effetto di bloccare il lato destro a sinistra e inviare parte della coppia alla ruota con la maggior trazione. La quantità di coppia trasmessa dipende dal design degli ingranaggi poiché determina direttamente il rapporto di coppia condivisa. Ad esempio, un differenziale Torsen con un rapporto di 5:1 assegnerà 5 volte più potenza alla ruota con la migliore trazione.
I differenziali Torsen hanno il vantaggio di funzionare senza intoppi. È un meccanismo davvero efficace con un solo noto svantaggio. Poiché si basa su un rapporto moltiplicatore per trasferire la coppia sull'altro lato, non trasmette alcuna coppia se una delle ruote si stacca dal suolo. Moltiplicando un fattore per 0, il risultato rimarrà sempre 0. Semplice come quello. Un altro grosso problema è il suo prezzo. Spesso con un prezzo superiore a $ 1.000, non è un'opzione conveniente.
Un differenziale a slittamento limitato porta vantaggi reali alle prestazioni della tua auto. Gli esempi sono numerosi tra le case automobilistiche. Ad esempio, dopo aver offerto la sua Sentra SE-R Spec V senza LSD, Nissan si è presto resa conto che con un 2,5 litri che produceva 180 Nm di coppia, un LSD era più che necessario per trasmettere in modo efficiente la potenza del motore alle ruote anteriori. In effetti, il SE-R è stato successivamente offerto con un LSD di tipo Torsen. Senza un adeguato LSD, un'auto FWD non può essere spinta al limite. Quando si tratta di trovare un differenziale a slittamento limitato adatto alle proprie esigenze, è sempre meglio scegliere in base all'uso che si vuole fare della propria auto e al proprio budget. D'altra parte, una cosa è certa:senza LSD, anche l'auto più potente del mondo diventa inutile come un'auto senza pneumatici.
