Vehicle sim
Setup
Set trasmissione
Differenziale anteriore autobloccante
Differenziale anteriore nella trazione anteriore. In una vettura a trazione anteriore un differenziale autobloccante rappresenta il massimo. Potete sbizzarrirvi in derapate (in fase di rilascio gas) o leggere sbandate del posteriore per inserirvi meglio in curva e, statene certi, la vettura difficilmente diventerà incontrollabile (si riduce notevolmente il rischio di perdere il posteriore specie in fase di rilascio gas). Generalmente nelle trazioni anteriori la taratura del differenziale in potenza e in rilascio è la medesima. Aumentando la percentuale di bloccaggio, su una trazione anteriore, la vettura tenderà ad essere sempre più precisa sia in fase di accelerazione che di frenata. Tuttavia con bloccaggi eccessivi risulterà sottosterzante e difficile da inserire in curva. Viceversa riducendo la percentuale di bloccaggio la vettura otterrà sempre più inserimento sino al rischio di perdita di motricità e possibile conseguente perdita di controllo mezzo. Il giusto compromesso è quello che vi garantisce un sicuro inserimento in curva senza portare come conseguenze sbandate eccessive o imprecisione nella guida durante la frenata, l'inserimento in curva e l'apertura del gas.
Differenziale anteriore nella trazione integrale. Se consideriamo (semplificando) la vettura 4x4 come se il suo anteriore fosse un fulcro intorno al quale gira il posteriore, allora possiamo decidere tarature tali da permettere di più o di meno che il posteriore possa ruotare.
Differenziale posteriore autobloccante
Differenziale posteriore nella trazione posteriore e nella trazione integrale. Nel caso di trazione posteriore invece il differenziale deve accompagnare il pilota egregiamente nelle seguenti fasi: Ingresso curva. Il pilota durante la staccata ha rilasciato il gas e in RILASCIO entra in curva sulla linea di corda. Senza farsi prendere dalla foga raggiunge il centro curva in rilascio (se non lo fa e dà gas va in sottosterzo). Centro curva. Nel momento in cui il pilota raggiunge il centro curva e inizia a proiettarsi verso l'uscita della stessa, inizia ad agire sul gas nel modo più costante possibile. Uscita di curva. Quando il pilota inizia a vedere l'uscita della curva incrementa sempre di più il gas fino a scaricare l'intera potenza disponibile a vettura praticamente quasi riallineata. La percentuale di bloccaggio in rilascio (generalmente maggiore di quella in potenza) deve consentire un leggero sovrasterzo del mezzo al fine di ottenere un corretto inserimento. Generalmente non si usano mai valori superiori al 70-80%. In potenza invece la percentuale di bloccaggio può essere pari anche al solo 20-25% (se il motore è posizionato anteriormente) fino al 60% circa (se il motore è posizionato posteriormente è la vettura presenta una forte tendenza sottosterzante. Ricapitolando possiamo sintetizzare la logica delle percentuali di bloccaggio come segue: maggiore sarà il bloccaggio in rilascio e migliore sarà l'inserimento della vettura in ingresso curva. Valori eccessivi ovviamente portano alla totale perdita del posteriore con sovrasterzi marcati e possibilità di testa-coda. Maggiore sarà il bloccaggio in potenza e maggiore sarà la capacità del veicolo di sovrasterzare in apertura di gas all'uscita di una curva. Come spiegato poche righe sopra, si tende ad evitare ovviamente il sovrasterzo in uscita di curva altrimenti il pilota sarà costretto a lasciare il gas più volte per effettuare delle correzioni e con il risultato che si può comunque destabilizzare il mezzo oltre a perdere molto tempo prezioso. Si cerca quindi un leggero sovrasterzo in entrata e un leggero sottosterzo in uscita dalla curva.
Cosa fa il differenziale posteriore? In ingresso curva il pilota rilascia il gas e l'autobloccante deve essere tarato in maniera tale da permettere l'inserimento in curva agevolmente ma non il sovrasterzo (fase di rilascio). Quando poi il pilota raggiunge il centro curva, ed inizia a dare gas, il differenziale deve evitare (fase di potenza) il sovrasterzo ma essere al contempo abbastanza bloccato da permettere una efficace trazione. Quindi senza perdita di motricità e senza sbandate. I parametri ottimali si trovano provando e provando dato che per un manuale è impossibile prevedere il vostro stile di guida. Considerate comunque che per una trazione posteriore: Aumentare la percentuale in rilascio, aumenta l'inserimento fino al sovrasterzo. Aumentare la percentuale in potenza, aumenta l'inserimento mentre si riapre il gas in uscita di curva fino al sovrasterzo. Ridurre le suddette percentuali offre più stabilità in entrambe le fasi (ingresso e uscita curva) sino al sottosterzo. A voi il compito di trovare il giusto equilibrio. Ricordate di farla sempre sovrasterzare leggermente in ingresso curva per meglio inserirla e di farla sottosterzare leggermente in uscita di curva per aprire il gas prima.
Differenziale centrale (giunto viscoso)
Differenziale centrale nella trazione integrale. In caso di perdita di aderenza all'anteriore o al posteriore, se regolato con una elevata percentuale di bloccaggio, farà sì che la coppia motrice persa dall'avantreno o retrotreno venga trasferita maggiormente a quelle ruote che non hanno perso aderenza. Con un differenziale centrale tarato con una bassa percentuale di bloccaggio, avremo probabilmente più inserimento (dipende da molteplici parametri) ma perdite di coppia consistenti qualora un'asse (avantreno o retrotreno) perda aderenza.
Split di torsione all'anteriore. In breve si tratta di decidere quanta coppia motrice vogliamo ripartire all'anteriore su una vettura a trazione integrale. Più la coppia motrice viene spostata in avanti e più la vettura diverrà sottosterzante e tenderà in sbandata a riallinearsi accelerando. Proprio come nelle trazioni anteriori. Più la coppia motrice verrà ripartita al posteriore e più avremo un comportamento sovrasterzante del nostro mezzo 4x4. Ciò ci costringerà a lavorare maggiormente di rilascio in ingresso curva ed a parzializzare maggiormente il gas in uscita.
Precarico
Il precarico del differenziale indica la differenza di coppia motrice dei semiassi necessaria per permettere loro di ruotare a velocità diverse. Il precarico può essere visto come un valore che determina le condizioni di intervento del differenziale. Maggiore precarico equivale ad una maggiore tendenza al bloccaggio. La corretta taratura del precarico su un differenziale autobloccante permette di avere un'ottima stabilità del mezzo in quel transitorio in cui si passa dal dare gas al toglierlo (chicane, staccate, bagarre, slalom...). Un precarico troppo basso lascia che in tale transitorio la vettura si comporti come se fosse dotata di un banale differenziale aperto. Ciò è molto pericoloso e destabilizzante. Un precarico troppo alto terrà costantemente bloccato il differenziale anche quando non occorre, anche quando è necessario che le ruote motrici girino a velocità differenti. Ciò può portare al sottosterzo in fase di inserimento curva. Un effetto totalmente opposto a quello che ci si aspetterebbe quindi.
Cambio
Rapporti del cambio. Possiamo scegliere la distanza tra una marcia e l'altra e la lunghezza esatta che desideriamo per ogni rapporto. Quante volte ci capita di percorre una curva dove la terza si imballa e la quarta marcia è troppo lunga fino ad affogare il motore? Ebbene in casi simili possiamo scegliere se vale la pena accorciare leggermente la quarta o allungare leggermente la terza. Tutto questo sempre considerando che le curve (specie con una trazione posteriore) vanno prese e percorse con un rapporto più duro di quello che necessita il motore per essere in tiro. Questo per evitare che l'eccesso di coppia motrice al posteriore ci porti in dannose sbandate in uscita di curva.
Rapporti al ponte. Grazie a questa taratura, se il cambio ci sembra equilibrato e non vogliamo modificare la distanza tra una marcia e l'altra ma allungarle o accorciarle integralmente, possiamo decidere il rapporto finale che più ci appaga. Non dimenticate mai che se il cambio vi sembra perfetto potreste poi perdere velocità in scia dove la vettura è avvantaggiata e poteva tirare ancora un pò la sesta. Questo vuole dire che se riuscite a stare nel gruppo in un ovale ad esempio, vi riserverete rapporti leggermente più lunghi di quanto vi occorrano in modo da sfruttarli poi in scia quando la vettura fatica molto meno nell'avanzamento e, anzi, viene addirittura risucchiata dalle vetture che precedono.
La nostra simulazione
Differenziale aperto / Differenziale autobloccante con scarso bloccaggio in potenza su una trazione posteriore
Riportiamo di seguito gli effetti del differenziale aperto o del differenziale autobloccante con scarso bloccaggio in potenza su una vettura a trazione posteriore. In accelerazione (a ruote dritte) su fondo stradale omogeneo non si avvertono problemi di trazione evidenti. In accelerazione (a ruote dritte) su fondo stradale disomogeneo il veicolo può persino restare fermo e non avere alcuna trazione (vedi il perchè alla pagina "Differenziale", sezione "Differenziale aperto"). In accelerazione (sterzando) all'uscita di una curva, mentre il mezzo è sottoposto all'azione del rollio ed il carico si trasferisce alle ruote esterne alla curva, si può avvertire il motore salire di giri senza alcun beneficio sulla trazione (sensazione simile a quella della frizione che slitta quando è consumata, i giri salgono ma il veicolo non avanza). Questo significa che la ruota interna alla curva sta iniziando a slittare a mano a mano che il carico su di essa si riduce e il bloccaggio del differenziale è scarso oppure non vi è alcun bloccaggio. Ragione per cui oltre a perdere trazione il veicolo si destabilizza e tende ad allargare la traiettoria sottosterzando.
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| Il veicolo simulato è fermo ed i vettori evidenziano il suo equilibrio statico. Il veicolo è dotato di differenziale aperto. La prova simulata evidenzierà che esso non sarà in grado nemmeno di sovrasterzare durante un lungo curvone eseguito a piena potenza. | Il veicolo parte con le ruote completamente sterzate le quali non si oppongono minimamente a tale azione. Le ruote motrici sono pertanto libere di girare a velocità differenti. La coppia motrice viene ripartita in ugual misura fintanto che le ruote disporranno del corretto grip. | Il veicolo aumenta la sua velocità e continua a curvare. La ruota motrice interna lascia un "segno leggero" dovuto al suo slittamento avvenuto in seguito alla riduzione di carico sulla stessa. La sgommata non è quindi legata ad una forte trazione. Lo slittamento della ruota interna alla curva impedisce alla ruota esterna di trasmettere coppia motrice perchè il differenziale è aperto. | Nonostante la ruota motrice interna alla curva abbia perso il grip ottimale, non vi è alcun trasferimento di coppia alla ruota esterna alla curva che invece vanta un grip elevato. Nonostante l'esubero di potenza erogata il veicolo non è in grado di sovrasterzare e, anzi, tende a perdere velocità. Non appena la ruota interna recupererà grip si verificherà uno squilibrio del veicolo che recupererà trazione improvvisamente. |
Differenziale aperto / Differenziale autobloccante con scarso bloccaggio in rilascio su una trazione posteriore
In decelerazione (frenando prima e sterzando poi) all'ingresso di una curva si avverte una notevole imprecisione del mezzo sin dalla fase di frenata. Il veicolo può quindi sbandare e raggiungere il momento dell'ingresso nella curva con una ruota bloccata. Tale fenomeno tenderà a far ruotare il mezzo su stesso e nei casi più gravi a mandarlo in testa-coda. Qualora il veicolo riesca ad entrare comunque in curva, la fase di rilascio sarebbe comunque dominata da un allargamento di traiettoria alternato a possibili sbandate che portano improvvisi sovrasterzi.
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| Dopo un rettilineo percorso a forte velocità arriva il momento della frenata. In questo caso la ruota esterna alla curva si blocca e porta il veicolo in sovrasterzo. I tentativi di recupero della stabilità saranno vani. | Il veicolo si riallinea improvvisamente ma il pilota non è in grado di avvertire con anticipo questa sensazione. Inoltre non riesce a percepire la motricità del suo mezzo che sembra ingovernabile e imprevedibile. | Si innesca un rovinoso pendolo che porta la totale perdita di controllo del veicolo da parte del pilota e conseguente testa-coda. | Il veicolo fuori controllo viene frenato dalla ghiaia. Il simulatore evidenzia a dovere, oltre al fenomeno fisico conseguente all'adozione di un differenziale aperto o di un differenziale autobloccante con scarso bloccaggio in rilascio, come sia importante guidare in modo sportivo solo ed unicamente in ambienti come la pista ed i parchi chiusi adibiti per le prove di handling. |
Differenziale autobloccante correttamente tarato
Nelle immagini che seguono è facilmente visibile come l'azione di un differenziale autobloccante comporti un insieme di fenomeni immediatamente riconoscibili ed attribuibili allo stesso. In primis il veicolo fermo è difficile da manovrare e si oppone alla sterzata. In secondo luogo non appena una ruota motrice perde grip la coppia motrice viene distribuita alla ruota con maggiore grip (vedi la pagina "Differenziale" per conoscere come). Infine il veicolo è perfettamente in grado di sovrasterzare anche se una ruota motrice non ha un perfetto contatto con il suolo. Nell'errore di guida simulato infatti il veicolo riesce a sovrasterzare di potenza fino a girarsi completamente.
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| Il veicolo simulato è fermo ed i vettori evidenziano il suo equilibrio statico. Il veicolo è dotato di differenziale autobloccante opportunamente tarato. La prova simulata evidenzierà come il veicolo rimarrà sempre in trazione durante un lungo curvone eseguito a piena potenza. L'errore di tenere il gas spalancato, appositamente voluto, porterà il mezzo a girarsi. | Il veicolo fa fatica a curvare sin da fermo. La partenza viene effettuata con lo sterzo completamente ruotato a destra. Nel momento in cui si dà gas la ruota interna alla curva (che in teoria dovrebbe girare meno di quella esterna) è obbligata ad avere una velocità di rotazione maggiore del dovuto lasciando un evidente segno sull'asfalto. Questo perchè il bloccaggio in potenza ha un valore alto. | La velocità aumenta notevolmente, il carico si trasferisce sulle ruote esterne alla curva. La ruota motrice interna alla curva perde grip e lo si nota dalla leggera sgommata lasciata sull'asfalto in seguito allo slittamento. La ruota esterna invece lascia un segno ben più marcato per l'arrivo di un'abbondante quantità di coppia motrice in più. | Il veicolo ha sovrasterzato completamente di potenza. Non si sono manifestate perdite di coppia motrice come invece è avvenuto nel caso (tab.1) del differenziale aperto. |
Differenziale bloccato su una trazione posteriore
La vettura è eccessivamente stabile si inserisce poco in ingresso curva e sovrasterza eccessivamente all'uscita di curva. Non è la situazione ideale per una corsa di Formula o di Gran Turismo. Ricordiamo che tale settaggio può rivelarsi utile solo in talune gare in salita e durante la guida mediante tecnica del drift.
Differenziale autobloccante con tarature potenza/rilascio corrette ma precarico insufficiente
Gli effetti del precarico del differenziale sono maggiormente riscontrabili durante i cambi di traiettoria (chicane, staccate, bagarre, slalom...) ovvero nel frangente in cui si passa dal dare gas al toglierlo. Nel caso dello slalom questa situazione si verifica ripetutamente e permette quindi di rendersi conto più facilmente delle problematiche. Un precarico insufficiente può dare inizialmente una sensazione di maggiore inserimento la quale, aumentando la velocità, si traduce in una facile perdita di controllo del veicolo dovuta all'instabilità dello stesso nel frangente "pressione gas/rilascio gas".
Differenziale autobloccante con tarature potenza/rilascio corrette ma precarico eccessivo
Un precarico eccessivo può stabilizzare fin troppo il veicolo a tal punto da impedirgli di entrare in curva seguendo la corda. Il veicolo tenderà quindi ad allargare la traiettoria.
Approfondimenti sul differenziale: pagina "Differenziale"