Differenziale sulle monoposto di F1

Differenziale sulle monoposto di F1

Il differenziale è un meccanismo presente su tutti i veicoli comuni, non solo sulle monoposto di F1. Si tratta di una scatola, una black box interposta fra il cambio e l’asse delle ruote motrici. Il suo compito è quello di dare al veicolo la migliore tenuta di strada in ogni condizione, soprattutto in curva.

Costruzione del differenziale:

Un tipico esempio di differenziale automobilistico è il seguente: 

L’albero di trasmissione, collegato al motore, muove un primo ingranaggio definito corona dentata. L’accoppiamento è di tipo conico a causa della forma dei denti degli ingranaggi. La corona dentata ruota intorno al proprio asse e trasporta con se i pignoni conici. Ora, si possono verificare due situazioni differenti: le ruote planetarie e quindi i semiassi ruotano alla stessa velocità oppure le due ruote motrici avranno una differente velocità. Per capire ciò potremmo guardare un auto dall’alto per ”cercare di capire” (cit. Ing. Crozza-Binotto) quando accade una o l’altra.

 

 

Le traiettorie che effettuano la ruota interna e esterna hanno lunghezza differente anche se in entrambi i casi si tratta di un arco di circonferenza. La misura della circonferenza è valutata come 2πR dove R è il raggio di quest’ultima  . In pratica notiamo che R2 risulta maggiore di R1 e ciò implica che la ruota esterna percorrerà più strada rispetto la ruota interna nello stesso tempo obbligando quest’ultima ad avere una velocità inferiore rispetto quella esterna e quindi il differenziale permetterà di cedere più momento motore alla ruota esterna piuttosto che a quella interna. Ciò porterà ad evitare che le ruote interne tendano a scivolare cosa che accadrebbe se avessero la stessa velocità di quelle esterne nel caso in cui i due semiassi non fossero separati dalla scatola del differenziale. Ciò evita anche un uso eccessivo della ruota più lenta che è sollecitata a torsioni maggiori a causa del più rapido cambio di direzione.

 

 

 

Problema del differenziale:

Non è tutto oro ciò che luccica. Il problema del differenziale si presenta quando una delle due ruote non ha aderenza a causa di un dislivello, di ghiaccio o sterrato. Il differenziale in questo caso trasferisce tutta la potenza e quindi il momento motore alla ruota che non ha aderenza, bloccando, di fatto, il movimento del veicolo. Si parla in questo caso di differenziale open
Si modifica il differenziale facendo in modo che tramite un meccanismo idraulico, elettronico venga bloccata o limitata l’erogazione alla ruota che gira a vuoto fino a permettere alla ruota che presenta aderenza di riacquistare coppia motrice e permettere il movimento del veicolo. In questo caso il differenziale è definito locked e il meccanismo è definito bloccaggio.

Differenziale in Formula 1:

In F1 con il differenziale si ha la possibilità di regolare tramite un controllo elettronico esattamente come la ruota che presenta meno aderenza debba essere bloccata ma anche come deve essere scaricata a terra la potenza in uscita di curva. In questo caso si parla di differenziale autolocked. Sono presenti sensori sulla scatola del differenziale che comunicano con una centralina elettronica la quale governa attuatori che  regolano il bloccaggio o il rilascio.

Percorrenza di curva:

Prima dell’ingresso in curva, il differenziale viene quasi completamente bloccato. Nell’ingresso curva il bloccaggio diminuisce e permette di avere una migliore percorrenza fino al punto di corda (apex) per evitare sovrasterzi o sottosterzi. Appena il pilota inizia ad accelerare, il differenziale diventa di nuovo aperto permettendo ad entrambe le ruote di scaricare a terra la stessa potenza motrice e ottenere la migliore accelerazione. Il traction control lo fa il piede del pilota. 


In  Formula 1 il pilota può regolare in modo autonomo il differenziale e scegliere il bloccaggio imponendo la percentuale dello stesso con uno dei tanti manettini presenti (qui il link all’articolo sulle funzioni del volante di F1). Ricordate il terzo paddle di Vettel dietro al volante? Serviva a regolare il differenziale in fase di partenza e in curva soprattutto dove il tedesco così come tutti gli altri piloti devono avere le mani salde al volante. Altro che potenza boost: mica siamo in Formula E, noi abbiamo il DRS!

 

Autore : Giuseppe Marino

 

 

 

Giuseppe Marino

Giuseppe Marino, nato il 09/10/1996, laureato in Ingegneria Aerospaziale all'Università Federico II. Appassionato di motorsport dal giorno in cui ho iniziato a capirci qualcosa delle quattro ruote.