Catena cinematica (drivetrain)

La catena cinematica è l'insieme dei componenti che prende la potenza, una volta elaborata dal cambio, e la consegna fino alle ruote a contatto con la strada. Esiste perché l'erogazione grezza del motore è di rado utilizzabile così com'è: velocità di rotazione e coppia devono essere moltiplicate, ripartite fra le ruote e indirizzate verso l'assale che muove il veicolo. La catena cinematica è proprio la sequenza di organi che svolge questo instradamento e questa distribuzione, trasformando il moto dell'albero motore nella rotazione degli pneumatici.

Nella maggior parte delle auto la catena cinematica comprende il cambio, i semiassi o l'albero longitudinale, i differenziali, i semiassi laterali e gli assali, insieme ai giunti che li collegano. Il cambio seleziona un rapporto; gli alberi portano quel moto verso le ruote; il differenziale consente alle due ruote di un assale di girare a velocità diverse in curva pur ripartendo fra loro la coppia; e i giunti omocinetici o cardanici lasciano flettere gli alberi assecondando sterzo ed escursione delle sospensioni. Ogni componente è dimensionato per la coppia che dovrà sopportare, con gli organi più vicini alle ruote che in genere subiscono coppie più elevate dopo la riduzione finale.

Una frequente fonte di confusione è il confine fra catena cinematica e gruppo motopropulsore (powertrain). Il gruppo motopropulsore comprende tutto ciò che genera e trasmette potenza, motore termico o elettrico inclusi, mentre la catena cinematica esclude per convenzione il propulsore e copre solo gli organi che consegnano quella potenza dal cambio alle ruote. In parole semplici, il gruppo motopropulsore è tutto dalla scintilla alla strada, mentre la catena cinematica è tutto ciò che viene dopo il cambio.

La disposizione di questi componenti definisce lo schema di trazione del veicolo, e quell'architettura plasma gran parte del comportamento e delle sensazioni di guida. Una catena cinematica a trazione anteriore è compatta ed efficiente, una a trazione posteriore separa i compiti di sterzare e trainare fra i due assali, mentre una a trazione integrale aggiunge una scatola di rinvio o un secondo differenziale per alimentare entrambi gli assali. La scelta incide su aderenza, ripartizione dei pesi, abitabilità e costo.

Dal punto di vista dell'utilizzo, la catena cinematica è in genere robusta ma non esente da manutenzione. Gli oli di differenziale e cambio combinato vanno cambiati periodicamente, le cuffie dei giunti omocinetici devono restare integre per trattenere il grasso e tenere fuori detriti, e i giunti usurati si annunciano con ticchettii o vibrazioni. Le auto elettrificate conservano una catena cinematica anche se il propulsore è cambiato, con l'erogazione del motore elettrico che passa comunque per un riduttore, gli alberi e un differenziale. Comprendere la catena cinematica in rapporto al gruppo motopropulsore, al cambio e al differenziale chiarisce esattamente quali parti muovono l'auto, e non si limitano a generarne la potenza.