Differenziale centrale

Il differenziale centrale è il dispositivo che, su un veicolo a trazione integrale, ripartisce la coppia del motore tra l'assale anteriore e quello posteriore permettendo nel contempo ai due assali di ruotare a velocità leggermente diverse. Svolge per il rapporto fra avantreno e retrotreno lo stesso compito essenziale che un differenziale tradizionale svolge per le due ruote di uno stesso assale, ed è ciò che consente a un'auto di trazionare in permanenza tutte e quattro le ruote senza che la trasmissione lavori contro sé stessa.

La necessità di un differenziale centrale nasce dal fatto che assale anteriore e posteriore percorrono raramente esattamente la stessa distanza. In curva, le ruote anteriori descrivono un arco leggermente più ampio di quelle posteriori, e anche dimensioni, pressioni e usura degli pneumatici introducono piccole differenze. Se i due assali fossero rigidamente collegati, questi disallineamenti non avrebbero sfogo e la trasmissione si bloccherebbe, una condizione nota come tensionamento o impuntamento che provoca sterzo ruvido, strisciamento degli pneumatici, sollecitazioni sulla linea di trasmissione e, su fondi ad alta aderenza, danni progressivi. Il differenziale centrale assorbe questa differenza, lasciando che ciascun assale trovi il proprio ritmo.

In esercizio il differenziale centrale riceve il moto dal cambio e lo ripartisce, attraverso una serie di ingranaggi o un pacco di frizioni, agli alberi di trasmissione anteriore e posteriore. Molti sistemi adottano una ripartizione asimmetrica, o sbilanciata, che privilegia un'estremità del veicolo, magari inviando il sessanta per cento al retrotreno per un assetto più sportivo, anziché una divisione neutra al cinquanta per cento. Il meccanismo può essere un semplice differenziale aperto, un rotismo epicicloidale o un'unità più sofisticata, ma in ogni caso la sua caratteristica distintiva è ripartire la coppia tollerando comunque una differenza di velocità tra gli assali.

Il punto debole di un semplice differenziale centrale aperto è lo stesso di qualunque differenziale aperto: la coppia segue il percorso di minore resistenza, perciò se un assale perde aderenza e le sue ruote slittano, la trazione si dissipa lì e all'altro assale arriva ben poco. Per ovviare a ciò, la maggior parte dei sistemi a trazione integrale permanente aggiunge un mezzo per limitare o bloccare il differenziale centrale. Può trattarsi di un giunto viscoso, di un rotismo autobloccante a percezione di coppia tipo Torsen, di una frizione multidisco a controllo elettronico o di un blocco manuale. Tali dispositivi possono spostare progressivamente più coppia verso l'assale con aderenza, oppure bloccare insieme i due assali quando serve la massima trazione, per poi rilasciarli nella guida normale.

È questa combinazione di azione differenziale e bloccaggio controllabile a rendere possibile una trazione integrale permanente, raffinata e utilizzabile sia sull'asfalto asciutto sia su neve o fango, distinguendola dai più semplici sistemi a trazione inseribile che collegano rigidamente gli assali e devono perciò essere disinseriti sui fondi ad alta aderenza. Il differenziale centrale si colloca così al cuore della trazione integrale permanente, lavorando insieme ai differenziali anteriore e posteriore e a ogni gestione elettronica della trazione per erogare la potenza in modo fluido e sicuro a tutte e quattro le ruote.