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Differenziale centrale - a cosa serve

Auto

Conseguenze assenza differenziale centrale


Come molti altri fuoristrada a trazione posteriore e con trazione integrale inseribile, il Suzuki Jimny è privo del differenziale centrale, con importanti conseguenze pratiche.
A cosa serve un differenziale
Immaginiamo una situazione in cui le ruote della macchina possano solo rotolare sulla strada, senza strisciare; questa è un'ipotesi vicina a ciò che dovrebbe avviene sull'asfalto (dovrebbe perché, quando un pneumatico striscia, si consuma prematuramente).
Il differenziale è necessario per distribuire la coppia motrice alle ruote (motrici), adattando la velocità di rotazione delle ruote motrici alla traiettoria che devono percorrere, una traiettoria che, in curva, è diversa per ognuna delle quattro ruote.
Nelle auto a trazione su un solo asse, è necessario e sufficiente un solo differenziale, che posto sull'asse delle ruote motrici, riceve una coppia motrice e la distribuisce sulle due ruote, che in curva avranno una percorrenza diversa, con la ruota interna che percorrendo una distanza "inferiore" rispetto a quella esterna, dovrà viaggiare a velocità "inferiore", per cui avrà bisogno di meno coppia. Il termine "inferiore" è messo tra apici perché si tratta di differenze piccole, funzione della curva e sarà maggiore nel caso dei tornanti.
Nelle auto dove la coppia motrice è trasmessa su un solo asse, come quelle a trazione anteriore o posteriore, è necessario quindi avere un solo differenziale perché la coppia motrice deve essere trasmessa solo tra le due ruote dell'asse delle ruote motrici, in quanto le altre due ruote sono libere di ruotare, adattando la propria velocità di rotazione alla traiettoria che compiono.

A cosa serve il differenziale centrale

Quando si percorre una curva, sono tutte e quattro le ruote ad avere una diversa velocità di rotazione, perché sul medesimo asse quella interna dovrà viaggiare più lenta, ma sarà differente anche la velocità tra le ruote sterzanti e quelle che tali non sono, per cui, come detto, ognuna delle quattro ruote avrà una diversa velocità.
Il differenziale centrale è appunto necessario a distribuisce la coppia motrice sui due assi, cioè quello anteriore e quello posteriore, le cui ruote avranno in curva ina diversa velocità.
Nelle trazioni integrali, sarà necessario, un differenziale su ogni asse, per distribuire la coppia tra la ruote interna e quella esterna, ma sarà anche necessario avere un differenziale (appunto, quello centrale), per distribuire la coppia tra l'asse posteriore ed anteriore.

In sua assenza la coppia sarà ripartita equamente tra i due assi, anche se la distanza percorsa tra i due assi, sarà in curva diversa.
Più precisamente, le ruote anteriori in curva percorrono una distanza maggiore rispetto a quelle posteriori, che non sterzano; il differenziale centrale permetterebbe ai due assi di ruotare a velocità differenti.
Due corpi, liberi tra di loro, che si muovono, alla stessa velocità, percorrendo due traiettorie diverse, percorrerebbero nello stesso tempo due distanze diverse; nel caso dei due assi, questo non è possibile perché i due assi (cioè, i due corpi), sono uniti, sono "forzati" a restare uniti.
Il vincolo a cui sono costretti (provocato dunque dall'assenza del differenziale centrale), si sfoga in due modi:

  • sul vincolo stesso, cioè sull'organo di trasmissione potendo comportare, alla lunga, danneggiamenti

  • sui pneumatici, aumentando lo sfregamento con il terreno

Il vincolo di cui sopra, diventa un problema serio quanto maggiore è l'aderenza con il fondo stradale, cioè, diventa importante sull'asfalto perché a causa dell'alta aderenza aumenterà la difficoltà del pneumatico a strisciare, anziché a rotolare, cioè, in altre parole, aumenterà il consumo del pneumatico e sarà comunque maggiore lo sforzo sulla trasmissione, proprio per la resistenza del pneumatico a strisciare; questo è ciò che accade sull'asfalto.
Al contrario, quanto più è minore l'aderenza con il fondo stradale, al vincolo sarà facile sfogarsi tutto sul terreno, che, essendo a bassa aderenza, non comporterà nessuna abrasione sul pneumatico che troverà facile strisciare e sarà preservato l'asse di trasmissione, che non subirà alcuna reazione vincolare, in quanto, come detto, quest'ultima di sfogherà tutta sul terreno.
La conseguenza di tutto questo, ben evidenziata sul manuale, è l'indicazione a non usare il 4x4 del Jimny su sfondi asfaltati, anche se in caso di pioggia.
L'uso del 4x4 è consentito dal manuale su sfondi a scarsa aderenza ed effettivamente, ci sarebbe da pensare che in questa categoria rientri anche il caso di strada asfaltata con pioggia; questa condizione viene invece esclusa e non è pertanto consigliabile, a detta del manuale, usare la trazione integrale su fondo asfaltato, anche se piove.
Dal punto di vista pratico, non conosco di quanto e se si accorcia la vita a fatica della trasmissione anche se si usasse la trazione integrale su sfondo bagnato ed asfaltato; a giudizio del meccanico dell'officina ufficiale a cui portiamo l'auto, è una procedura che si può fare, ma personalmente, propendo per seguire il manuale.
D'altronde, provate ad inserire il 4x4 su sfondo asfaltato ed a compiere una curva; sentirete chiaramente una maggiore resistenza dello sterzo, sintomo delle forzatura a cui state sottoponendo la vettura, state inducendo la vettura ad un comportamento "innaturale".
Nessun problema, nessuna forzatura, se sterzate su sfondi a bassa aderenza, in cui le ruote trovano facile, "spontaneo", strisciare.

Il differenziale serve meno tanto quanto minore è l'aderenza.

Situazione dove non serve il differenziale centrale
Su fondi a bassa o bassissima aderenza, cade l'idea che l'auto debba adattarsi al terreno ed occorre "bloccare" il differenziale (di fatto, annullane la funzione); questa è la situazione d'uso proprio del fuoristrada.
Pensiamo ad un auto, a trazione su un solo asse. Supponiamo che delle due ruote, una faccia "presa" e l'altra sia libera di ruotare, senza alcuna aderenza; sarà una scena vista in alcuni film. In questa situazione, il differenziale, trasmetterebbbe tutta la coppia alla ruote più pronta a riceverla, cioè a quella che è libera di ruotare; il risultato è che l'auto non si muove, bisognerebbe "bloccare" il differenziale, fargli trasmettere la coppia motrice "a prescindere" dalle condizioni incontrate dalle ruote, occorre cioè, "bloccare il differenziale".
Sui veicoli 4x4, la trazione anche su terreno a scarsa aderenza viene assicurata bloccando il differenziale centrale, cioè annulandone la funzione; questa è la situazione che si verifica quando sul Suzuki Jminy (o comunque su quelli in cui il differenziale centrale è assente) si attiva la trazione integrale.
I fuoristrada con differenziale centrale sono pochi, tipicamente sono quelli con la trazione integrale permanente, come ad esempio il Lada Niva, il Land Rover o il Daihatsu Terios.
Un "vero" fuoristrada con il differenziale centrale, deve averlo bloccabile e questo non tutti l'hanno.
Un fuoristrada con il differenziale centrale "libero", cioè non bloccato, può essere impossibilitato a muoversi in una situazione in cui tutto un asse non ha aderenza.

 
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