Differenziale Torsen vs standard

[lesath82]

Ciao a tutti! Premetto che non sono un automodellista, la mia esperienza consiste nelle macchinine GIG nikko di 15/20 anni fa ! Per vie traverse mi è venuta questa curiosità sui differenziali Torsen, ho cercato qui sul forum ma mi sembra che nessuno abbia risposto alla mia domanda. In giro ho trovato post del tipo:

<< Ho visto i Torsen in funzione solo due volte [...] entrambe li montavano all'anteriore, al centrale ed al posteriore. Le macchine erano molto reattive e sensibilissime al comando del gas. [...] La MBX5R si è fatta una buona ventina di metri in accelerazione su una ruota, la posteriore destra, cosa impossibile con i differenziali normali.
Sicuramente il Torsen garantisce trazione su tutte le ruote in ogni condizione, ma ha bisogno di una guida accorta e mai irruenta. >>

<< A be di certo con il thorsen montato avrai un'accelerazione da paura. Sarà praticamente impossibile superarti sul rettilineo. La difficoltà starà nel saper controllare l'auto nel guidato >>

Potreste darmi il vostro parere in merito? Cosa comporta il Torsen a livello di guida? Perché bisogna essere più sensibili? Rende più facile la perdita di aderenza di una ruota in curva? Boh, se sapete dirmi qualcosa...

[Steel Saviour]

Ho trovato due spiegazioni molto chiare, eccotele:

Il differenziale open ( “aperto” ) (quello standard)

Questo differenziale "open" è quello concettualmente e meccanicamente più semplice ed anche quello più diffuso sulle auto “normali”, intendendo quelle non a trazione integrale e non elaborate o ad alte prestazioni ( alcune bmw, porche, ecc. ) per le ragioni appena espresse. Esso è costituito da un albero in entrata (albero o asse conduttore) e due alberi in uscita (alberi o assi condotti) collegati tra loro da un complesso di ingranaggi tale da distribuire la coppia generata dal motore, applicata all’albero conduttore, equamente ai due alberi condotti indipendentemente dalla velocità di rotazione dei due alberi condotti.
Questo differenziale può essere descritto tramite due leggi:
1) La velocità di rotazione dell’albero conduttore è sempre il valore medio delle velocità degli alberi condotti.

2) La coppia disponibile su ciascuno degli alberi condotti è sempre la metà di quella applicata all’albero di entrata o conduttore.


Fin quando il nostro terreno di guida sono le strade asfaltate non c'è nessun problema con questo tipo di differenziale, ma a causa di una gita in montagna o un'ondata di gelo chiunque di voi avrà notato che se una ruota per qualche motivo ( neve, ghiaccio, strada sporca, ecc ) ha meno trazione dell'altra inizia a slittare e nei casi più estremi non riusciamo più a muoverci dal posto in cui siamo. Questo accade perchè come abbiamo già detto il differenziale aperto distribuisce sempre, e ripeto sempre, la stessa quantità di coppia ad entrambe le ruote. Nel caso appena descritto la ruota con molta trazione riceve una piccola quantità di coppia che è nel tempo stesso quella massima per la ruota con poca trazione. Capite bene quali sono gli svantaggi, rimanere fermi per pochi cm di neve sotto una sola ruota non è molto simpatico, per non parlare dei danni che si potrebbero verificare alle parti meccaniche quando una ruota che gira velocemente riaquista improvvisamente molta trazione con un conseguente brusco calo di velocità.

Differenziale 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.

Questi differenziali sfruttano l’attrito interno tra gli ingranaggi per far si che via sia una coppia maggiore sull’asse che ruota più lentamente. Per descrivere numericamente questo fatto occorre introdurre il concetto di TBR (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 talvoltaTBR1 : 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 un differenziale "open" è evidente: la ruota che non slitta riceve una coppia motrice sostanzialmente maggiore, a tutto beneficio della trazione. Per un differenzile di questo tipo possiamo dire che:

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.

Per quanto riguarda la relazione tra le velocità di rotazione degli assi condotti rispetto all’asse conduttore, il comportamento del TorSen è del tutto simile al differenziale "open", e pertanto:




Si può dire dunque che un TorSen è una sorta di compromesso che cerca di mantenere il meglio del differenziale "open", permettendo agli assi condotti di ruotare a velocità diverse, e un po’ del buono di un differenziale "locked", trasmettendo più coppia motrice alla ruota con maggiore trazione, cosa utile sui terreni con poca aderenza.

Per contro, il TorSen non distribuisce uniformemente la coppia tra i due assi nelle curve, poiché nelle curve una ruota gira più velocemente dell’altra; l’effetto è che il guidatore percepisce una sensazione di auto-raddrizzamento delle ruote, modesta ma avvertibile. L’altro difetto è che il TorSen non è completamente bloccante, e quindi quando per esempio una ruota è completamente sollevata risulta, a differenza di un "locked", inefficace. Dunque, molto come al solito dipende dall’applicazione che si ha in mente, ovvero dai terreni sui quali si guida, e vedremo in seguito un modo per confrontare in modo quantitativo le caratteristiche di trazione di catene cinematiche con differenziali di diverso tipo in funzione dell’aderenza del suolo. Dobbiamo dunque dedurre che in generale, per minimizzare le reazioni negative al volante sarà conveniente adottare un TorSen con un TBR basso sull’asse anteriore, e un TorSen con un TBR maggiore sull’asse posteriore, che influenza di meno la guida in curva.

Quelli in grassetto sono i passaggi che rispondono alla tua domanda: il torsen scarica a terra più potenza rispetto al differenziale libero, rendendo il modello più veloce ed efficace, ma al contempo più nervoso.

P.S. da non condondere il torsen con l'autobloccante, sono due cose diverse

[mikiko]

Molto semplicemente:
-Torsen: si comporta come una barra di torsione con elevata rigidezza, si "apre", cioè differenzia la velocità delle 2 ruote cui è applicato, al superamento della differenza di coppia impostata. Quando applichi coppia motrice, il differenziale trasmette tale coppia con equipartizione di velocità tra le ruote ma è presenta grande dissipazione
-Open (Standard): sempre "aperto",cioè le ruote hanno differente velocità ma la coppia viene "tagliata" al valore più piccolo richiesto tra le 2 ruote.

[mikiko]

grande Steel, la tua spiegazione è più chiara della mia ciofeca...

[mikiko]

Piccola precisazione:
le famiglie sono 2: open e autobloccanti
Il TorSen fa parte degli autobloccanti

[cammaurizio]

Originalmente inviato da mikiko

Piccola precisazione:
le famiglie sono 2: open e autobloccanti
Il TorSen fa parte degli autobloccanti

Quoto anche se la famiglia degli autobloccanti e un po' piu' numerosa...

[Steel Saviour]

Originalmente inviato da mikiko

grande Steel, la tua spiegazione è più chiara della mia ciofeca...

La mia spiegazione sarebbe stata peggio della tua, è per questo che ho cercato in internet qualcosa di meglio

@cammaurizio: anch'io ho avuto il dubbio che lui volesse riferirsi agli autobloccanti; comunque se uno piazza dei torsen tirati potrebbe ottenere un risultato simile (dico potrebbe perchè il funzionamento e il tipo di intervento è comunque differente

[cammaurizio]

Originalmente inviato da Steel Saviour

La mia spiegazione sarebbe stata peggio della tua, è per questo che ho cercato in internet qualcosa di meglio

@cammaurizio: anch'io ho avuto il dubbio che lui volesse riferirsi agli autobloccanti; comunque se uno piazza dei torsen tirati potrebbe ottenere un risultato simile (dico potrebbe perchè il funzionamento e il tipo di intervento è comunque differente

Scusa cosa intendi x tirati?????
I differenziali thorsen che trovi in commercio x le 1/8 sono della nuovafaor e escono con una regolazione fissa dalla fabbrica quindi non sono "TIRABILI"
Discorso diverso x i BBF che hanno delle slitte intercambiabili e quindi regolabili non nella durezza ma nel bloccaggio......spero di essere stato chiaro
ciao mau

[Steel Saviour]

Originalmente inviato da cammaurizio

Scusa cosa intendi x tirati?????
I differenziali thorsen che trovi in commercio x le 1/8 sono della nuovafaor e escono con una regolazione fissa dalla fabbrica quindi non sono "TIRABILI"
Discorso diverso x i BBF che hanno delle slitte intercambiabili e quindi regolabili non nella durezza ma nel bloccaggio......spero di essere stato chiaro
ciao mau

chiarissimo, sono io che non mi sono spiegato bene: intendevo in grado di trasferire molta coppia alla ruota più lenta; ma, a pensarci bene, se il modello è rimasto su una sola ruota il differenziale è quasi certamente un autobloccante tipo bbf o tcd, non un torsen.

[lesath82]

Ragazzi, siete stati formidabili! Leggendo mi è venuto un dubbio che forse più avanti si è già risolto: la descrizione dice che il difetto rispetto all'open è una sensazione avvertibile di autoraddrizzamento delle ruote. Mi son detto, sul volante di un'auto vera posso percepire una forza di ritorno sulle mie mani, ma sullo stick della radio no, c'è di mezzo il servo a sobbarcarsi una fatica in più. Perché dovrei sentire differenza io? Però forse la risposta è giunta un po' dopo: non solo ho la sensazione di autoraddrizzamento, ma c'è un vero e proprio fenomeno di sottosterzo (soprattutto in uscita di curva se ricordo bene), e da quello non si scappa. E' infine possibile che il sottosterzo renda la macchina più "nervosa" alla guida o quello è un delirio degli utenti di quell'altro forum (perdonatemi, ma non ricordo proprio qual era, mi ci ha portato google)?
Grazie ancora, efficientissimi!!