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Consideriamo una situazione in cui un veicolo dotato di un differenziale standard si muove in linea retta, e una ruota motrice si trova su una superficie con buona aderenza mentre l’altra ruota è su una superficie a bassa aderenza. In un differenziale standard, le rotazioni degli assi sinistro e destro sono completamente indipendenti. Poiché una ruota è su una una superficie a bassa aderenza, il differenziale standard farà girare quella ruota a velocità eccessiva, mentre la ruota con buona aderenza rimarrà quasi ferma. Questo comporta un elevato apporto di potenza alla ruota con bassa aderenza e un basso flusso di potenza alla ruota con buona aderenza. Di conseguenza, il veicolo non sarà in grado di muoversi. Un modo per superare questo problema è limitare l’indipendenza o il movimento relativo tra gli assi sinistro e destro. I differenziali autobloccanti (LSD – Limited Slip Differential) sono stati introdotti proprio a questo scopo. Una delle tecnologie LSD più comunemente utilizzate è quella basata su pacco frizione (clutch-pack). Esaminiamo prima le sue caratteristiche costruttive. Oltre ai suoi componenti di base, un differenziale autobloccante è dotato di una serie di dischi d’attrito e piastre in acciaio, impacchettati tra l’ingranaggio laterale (side gear) e il carter. I dischi d’attrito sono bloccati con l’ingranaggio laterale. Quindi i dischi d’attrito e l’ingranaggio laterale si muoveranno sempre insieme. Le piastre in acciaio hanno linguette esterne e sono progettate per adattarsi alle scanalature del carter. Pertanto, possono ruotare con il carter. Se un qualsiasi pacco frizione è ben compresso, la forza d’attrito interna lo farà muovere come un'unità solida. Poiché le piastre in acciaio sono bloccate con il carter e i dischi d’attrito con l’ingranaggio laterale, in un pacco frizione ben compresso, il moto del carter viene trasmesso direttamente all’assale corrispondente. Lo spazio tra gli ingranaggi laterali è occupato da una molla di precarico. La molla di precarico esercita sempre una forza di spinta e mantiene il pacco frizione compresso. Si può notare che l’ingranaggio satellite (spider gear) e l’ingranaggio laterale formano una coppia conica (bevel gears).

Questi hanno una particolarità. Quando la coppia viene trasmessa tramite un sistema di ingranaggi conici, si generano forze assiali oltre alla forza tangenziale. La forza assiale tende a separare gli ingranaggi. È importante notare che l’ingranaggio laterale e l’assale sono due unità separate. L’ingranaggio laterale ha un piccolo gioco per il movimento assiale. Quindi, durante la trasmissione di coppia elevata attraverso l’accoppiamento satellite-ingranaggio laterale, una forza assiale di separazione elevata viene trasmessa anche al pacco frizione. Questa forza comprime e blocca il pacco frizione contro la parete del carter. Torniamo ora al problema iniziale. Poiché una ruota si trova su una superficie ad alta aderenza, la coppia trasmessa ad essa sarà maggiore. Pertanto, la forza di spinta generata dall’azione di separazione della coppia conica sarà anch’essa maggiore da quel lato. Di conseguenza, il pacco frizione dal lato della ruota con alta aderenza verrà compresso saldamente e il pacco sarà bloccato. Così, la potenza dal carter del differenziale fluirà direttamente all’assale ad alta aderenza tramite l’insieme del pacco frizione. Dall’altra parte, il pacco frizione della ruota con bassa aderenza non è ancora attivato, quindi il flusso di potenza verso quel lato sarà limitato. In questo modo, il veicolo sarà in grado di superare il problema della differenza di trazione. Tuttavia, durante una curva, il LSD può comportarsi come un differenziale normale. In questo caso, la forza di spinta sviluppata dall’azione di separazione della coppia conica non sarà così elevata. Quindi le piastre nel pacco frizione supereranno facilmente la resistenza d’attrito e riusciranno a slittare l’una sull’altra. Così le ruote destra e sinistra potranno avere velocità diverse proprio come in un differenziale aperto. Di seguito sono riportate le altre tecnologie comunemente utilizzate per superare il problema della differenza di trazione tra le ruote motrici. Grazie.

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