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Differenziali Torsen

Il differenziale TorSen ha al suo interno una configurazione di ingranaggi più complessa di quelli di un differenziale "open", aventi lo scopo di distribuire la coppia motrice applicata in modo ineguale agli assi condotti nel caso in cui la velocità di rotazione degli assi condotti sia diversa.
Il concetto originale sviluppato circa 20 anni fa prevedeva all’interno della scatola differenziale due o tre coppie di ingranaggi trasversali rispetto agli assi condotti: questa soluzione tuttavia è spesso sostituita da altre più semplici (ed economiche da realizzare) che utilizzano un numero minore di ingranaggi orientati come gli assi condotti. Tutti i tipi di questa famiglia sfruttano l’attrito interno tra gli ingranaggi per produrre lo stesso effetto finale: una coppia maggiore sull’asse che ruota più lentamente.

Per descrivere numericamente questo fatto occorre introdurre il concetto di TBR,che vuol dire Torque Bias Ratio (o Rapporto di Sbilanciamento di Coppia) che indica il rapporto tra la coppia applicata alla ruota che ruota più lentamente rispetto alla coppia applicata alla ruota che ruota più velocemente.


I valori tipici di TBR variano da 2 a 6.
Ad esempio, un differenziale di tipo TorSen con TBR = 3 o anche talvolta TBR 1 : 3 al quale viene applicato sull’albero conduttore una coppia di 2000Nm trasmetterà 500Nm alla ruota che slitta e 1500Nm alla ruota che ha maggiore trazione. Il vantaggio rispetto ad un differenziale "open" è evidente: la ruota che non slitta riceve una coppia motrice sostanzialmente maggiore, a tutto beneficio della trazione.

Adottando lo stesso linguaggio usato prima per definire le “Leggi” che descrivono il differenziale TorSen possiamo esprimere la Legge sulla coppia come:

La somma delle coppie disponibili sugli alberi condotti è sempre uguale a quella applicata all’albero condotto, ma l’albero che ruota più lentamente riceve TBR volte più coppia dell’albero che ruota più velocemente.

E sul ghiaccio/fondi molto scivolosi?
Un differenziale aperto applica sempre la stessa quantità di coppia ad ogni ruota. Ci sono due fattori che determinano quanta coppia viene applicata alle ruote: potenza del motore e trazione.
In condizioni di asciutto, dove c'è molta trazione, la quantità di coppia applicata alle ruote è limitata dal motore e dal cambio, mentre in una situazione di bassa trazione, la quantità di coppia è limitata alla quantità massima che non causi lo slittamento della ruota.
Quindi anche se il motore potrebbe produrre più coppia, ci vuole abbastanza trazione per trasmettere quella coppia al terreno. Affondando il gas le ruote non farebbero che slittare ulteriormente.
Ma che succede se una delle ruote ha buona trazione e l'altra è sul ghiaccio o su una superficie scivolosa? Qui iniziano i problemi con i differenziali open.