Trazione integrale e controllo dinamico della vettura (seconda parte)

Per evitare che ciò accada sono stati sviluppati i differenziali a slittamento controllato e non c’è da stupirsi se le prime auto che li hanno utilizzati sono state quelle da competizione e le sportive di elevato livello. Grazie ad essi viene limitata, in maniere automatica, la differenza tra le velocità con le quali possono girare le due ruote motrici; quando una di esse inizia a slittare, all’altra (che dispone di migliore aderenza) viene trasmessa una coppia più elevata.

Un differenziale molto raffinato (e costoso), che consente di ripartire la coppia in misura diversa tra le due ruote quando una di esse gira più forte dell’altra è il Torsen. Pure in questo caso la ruota con migliore aderenza riceve la maggior parte della coppia disponibile.

Il vantaggio di disporre di una trazione integrale nella marcia in fuoristrada o su fondi sconnessi è ovvio, ma anche su asfalto, specialmente se bagnato o innevato, avere quattro ruote motrici consente di migliorare la sicurezza, il controllo della vettura e le prestazioni.

Gli schemi con i quali si possono realizzare le trasmissioni nei veicoli a trazione integrale (indicati generalmente come 4x4 o 4WD, ossia 4 ruote motrici) sono svariati. In ogni caso, dal cambio il moto arriva a un gruppo di ripartizione collegato, in genere mediante due alberi, ai differenziali posti sui due assi (anteriore e posteriore). Un terzo differenziale, collocato centralmente o alla uscita del cambio e spesso incorporato nel gruppo di ripartizione, consente alle ruote anteriori e posteriori di girare con velocità differenti. Ciò accade non solo su fondi accidentati o scivolosi, ma anche in condizioni di ottima aderenza; in curva infatti le ruote dei due assi non girano alla stessa velocità!

Il gruppo di ripartizione e il differenziale centrale possono addirittura essere alloggiati nella stessa scatola del cambio; questa soluzione viene adottata nei modelli Mercedes a quattro ruote motrici con motore longitudinale (con la sola eccezione della classe G).

Per i mezzi destinati al fuoristrada impegnativo sono state realizzate scatole di ripartizione a doppio rapporto, che permettono di disporre di marce ridotte, il che consente di affrontare qualunque percorso e di superare pendenze estreme.

In svariate automobili la coppia inviata all’asse anteriore è diversa da quella inviata all’asse posteriore in quanto il costruttore sceglie di ripartirla secondo un rapporto fisso, diverso dal classico 50%-50%. Ciò è reso possibile da un ruotismo epicicloidale incorporato nel complessivo differenziale-gruppo di ripartizione. La soluzione più diffusamente impiegata, per le vetture 4x4 derivate da modelli con ruote motrici posteriori, prevede che a queste ultime venga inviata una coppia leggermente superiore a quella trasmessa alle ruote anteriori. Ciò accade ad esempio nelle Mercedes delle classi C, E (compresa la recentissima classe E 4MATIC All-Terrain), S, CLS e GLC. 

Con tre differenziali di tipo tradizionale, se anche una sola ruota perde aderenza, le altre non sono in grado di trasmettere forza motrice al suolo. Si impiegano pertanto dei dispositivi di bloccaggio che, a seconda dei casi, possono essere innestati manualmente, se si devono affrontare fondi con scarsa aderenza, o possono entrare in funzione automaticamente. Grazie ad essi i due alberi di uscita vengono resi solidali nella rotazione. In alternativa, si impiegano un differenziale Torsen o un giunto viscoso. Quest’ultimo, che come i differenziali bloccabili talvolta viene utilizzato anche sull’asse posteriore, è semplice, compatto e ha un costo relativamente contenuto. Consente di trasmettere la coppia in funzione dello slittamento e, quando la differenza di velocità tra l’albero di entrata e quello di uscita diventa eccessiva, si trasforma in un autentico dispositivo di bloccaggio (o quasi).

Tipico è il suo impiego in alcune auto sviluppate da un modello base a trazione anteriore. Quando avverte che le ruote anteriori cominciano a slittare, il giunto inizia a inviare più coppia al retrotreno. Come si vedrà nel terzo articolo di questa serie, con lo sviluppo del sistema 4MATIC della Mercedes, il bloccaggio dei differenziali si avvia a diventare una cosa del passato.

Accanto alle vetture a trazione integrale permanente, nelle quali le quattro ruote sono sempre tutte motrici, ci sono quelle nelle quali la trazione integrale è inseribile. Queste auto possono cioè avere due o quattro ruote motrici, a scelta del conducente. In condizioni normali un solo asse è motore ma su fondi scivolosi o comunque a bassa aderenza si innesta la trazione integrale. Talvolta però il passaggio dall’una all’altra soluzione avviene in maniera automatica. Nelle Mercedes delle classi A, B, CLA e GLA in situazioni ottimali, ovvero nella marcia su asfalto asciutto, la coppia viene inviata solo alle ruote anteriori, ma al diminuire della aderenza la situazione si modifica, fino ad arrivare a una ripartizione simmetrica tra i due assi: 50% sull’anteriore e 50% sul posteriore.