Il differenziale per l'autoveicolo - approfondimenti

i cosiddetti "differenziali elettronici": in pratica, usano la possibilità dell'ABS di frenare selettivamente una singola ruota (quella sul ghiaccio, che slitta e gira "a vuoto") per trasferire coppia alla ruota che ha trazione.

abbiamo imparato però che, se bloccassi completamente la ruota su ghiaccio, l'altra girerebbe al doppio dei giri: la gestione elettronica in questo caso con che logica viene fatta agire?
 
thranduil":1ej2kdqy ha detto:
i cosiddetti "differenziali elettronici": in pratica, usano la possibilità dell'ABS di frenare selettivamente una singola ruota (quella sul ghiaccio, che slitta e gira "a vuoto") per trasferire coppia alla ruota che ha trazione.

abbiamo imparato però che, se bloccassi completamente la ruota su ghiaccio, l'altra girerebbe al doppio dei giri: la gestione elettronica in questo caso con che logica viene fatta agire?

modulando la frenata alla ruota sul ghiaccio senza mai arrivare al bloccaggio, così che si trasferisca coppia sufficiente all'altra ruota sino a quando si esce dalla situazione critica? :scratch)
 
o magari invece frenandola solo un minimo in modo che solo un pochino della potenza arrivia alla ruota in presa? :thk)

io immagino un povero differenziale alle prese con una frenata "pulsante" da ABS, con satelliti e semiassi che accelerano e poi si fermano a ripetizione...
 
thranduil":3cvqpqdc ha detto:
abbiamo imparato però che, se bloccassi completamente la ruota su ghiaccio, l'altra girerebbe al doppio dei giri: la gestione elettronica in questo caso con che logica viene fatta agire?
Ma in quel caso stavamo cercando di rallentare.
Avevamo 2 ruote che giravano uguali, applicavamo una forza frenante a entrambe e una si bloccava perche' stava sul ghiaccio.

Se applichiamo una forza motrice alle 2 ruote e una finisce sul chiaccio, questa' auemntera' i suoi giri togliendo coppia all'altra.
Frenandola si fa tornare coppia sull'altra.

Anche se bloccassi la ruota sul ghiaccio (ma credo che il sistema si a in grado di non arrivare a questa condizione: stiamo parlando di una funzione dell'ABS), l'altra non riuscirebbe a raddoppiare i giri, ovviamente, ma il motore in questo caso e' in tiro, rallenterebbe, ma meno di prima (in parte farebbe comunque aumentare i giri della ruota, ovvero accelererebbe la macchina).
 
thranduil":4brc07dl ha detto:
io immagino un povero differenziale alle prese con una frenata "pulsante" da ABS...

Beh, un momento, mica è obbligatorio che sia così grama: quando opera come antibloccaggio l'ABS pulsa, ma nulla vieta alla logica di controllo di essere più "morbida" nel pilotare l'azione. Ad esempio quando esplica la funzione di "differenziale elettronico" (il famigerato E-Q2) mi aspetterei interventi più progressivi.
 
Io pero' non riesco a figurarmi come si possa avere un attrito interno maggiore solo sulla ruota che gira piu' forte, visto che quando c'e' differenza di velocita', il movimento tra planetari e satelliti e' uguale sui due lati.

O meglio, ci riesco solo se penso a cio' che diceva rossomandello: devo avere ingranaggi fatti in modo tale che il trasferimento di lavoro da planetario a satellite abbia un rendimento piu' basso del trasferimento di lavoro da satellite a planetario (o viceversa, potrei aver fatto casino).
 
DriftSK":3ko4zppn ha detto:
Beh, un momento, mica è obbligatorio che sia così grama: quando opera come antibloccaggio l'ABS pulsa, ma nulla vieta alla logica di controllo di essere più "morbida" nel pilotare l'azione.

era ben questo che chiedevo al prof :nod)
 
bigno72":229nlt6e ha detto:
Io pero' non riesco a figurarmi come si possa avere un attrito interno maggiore solo sulla ruota che gira piu' forte, visto che quando c'e' differenza di velocita', il movimento tra planetari e satelliti e' uguale sui due lati.

O meglio, ci riesco solo se penso a cio' che diceva rossomandello: devo avere ingranaggi fatti in modo tale che il trasferimento di lavoro da planetario a satellite abbia un rendimento piu' basso del trasferimento di lavoro da satellite a planetario (o viceversa, potrei aver fatto casino).

No: immaginati un normalissimo differenziale standard, solo immagina di frenare un pò il satellite, di non lasciarlo libero di ruotare senza attrito.

se il satellite oppone resistenza alla rotazione, automaticamente ruoterà un pò meno del dovuto (cioè del caso ideale senza attrito), quindi le rotazioni dei planetari non saranno 100% a destra contro 0% a sinistra, ma magari 90% contro 10%

in questo caso non avrò però che C1 + C2 = C, ma C1 + C2 < C visto che c'è potenza dissipata e che le velocità di rotazione sono vincolate meccanicamente (quindi la potenza mancante è per forza sotto forma di coppia mancante, che è poi la coppia resistente di attrito che abbiamo applicato al satellite)
 
thranduil":x2m24t2r ha detto:
abbiamo imparato però che, se bloccassi completamente la ruota su ghiaccio, l'altra girerebbe al doppio dei giri: la gestione elettronica in questo caso con che logica viene fatta agire?

leggi bene quello che abbiamo (ho) scritto nei giorni scorsi circa il comportamento della ruota che finisce sul ghiaccio: se NON mollo il gas, l'energia (= la potenza) fornita dal motore finisce per accelerare la ruota che slitta (l'altra sta ferma). ma io mollo il gas....
chiaro che:
1- i sistemi ASR si avvalgono anche della possibilità di ridurre la coppia motrice
2- mi sembra da dementi spalancare totalmente il gas quando ho una ruota sul ghiaccio (anche se, in fase di messa a punto, si tiene conto del fatto che l'auto possa andare in mano a dei dementi, come già detto, ieri, anche in un'altra discussione :D )
3- se, comunque, quando una delle due ruote finisce sul ghiaccio, riuscissi a modulare rapidamente il gas in modo da non far scappare troppo i giri (arrivando a prendere il limitatore), in modo da parzializzare il carico m otore, la velocità della ruota che slitta mi dierbbe solo che ruota al doppi della velocità del portatreno

in ogni caso, modulano la coppia motrice e la coppia frenante.....
chiaro a questo punto che:
LA MODALITA' CON CUI VIENE MODULATA LA COPPIA FRENANTE E QUELLA MOTRICE DIPENDE DALLA RISPOSTA (CIOE' DALLA CARATTERISTICA) DEL DIFFERENZIALE CHE VIENE USATO SULLA MACCHINA. per cui, la calibrazione di un sistema ASR (controllo di trazione) di una vettura dotata di differenziale aperto tradizionale è TOTALMENTE differente da quella di una vettura dotata di differenziale autobloccante. :D :D :D :D :D :D :D :D
quindi, chi sostituisce un differenziale normale con uno autobloccante deve sapere che questa modifica comporterà -di certo- una differenza nelle reazioni con partenza su bassa aderenza con sistemi di controllo della trazione attivi!!!!
:crepap)
e questo E' SOLO L'INIZIO!!!

Cominciate a spiegarlo voi ai mentecatti che hanno messo il Q2 sulla loro fiatGTA?
 
thranduil":afbhcogu ha detto:
.......

io immagino un povero differenziale alle prese con una frenata "pulsante" da ABS, con satelliti e semiassi che accelerano e poi si fermano a ripetizione...

non succede nulla: l'accoppiamento tra i denti e la rotazione del portatreno, continua, evita ogni overshut sulla velocità e sulla coppia...
 
bigno72":hfcp2mua ha detto:
.....
O meglio, ci riesco solo se penso a cio' che diceva rossomandello: devo avere ingranaggi fatti in modo tale che il trasferimento di lavoro da planetario a satellite abbia un rendimento piu' basso del trasferimento di lavoro da satellite a planetario (o viceversa, potrei aver fatto casino).

bè, non è proprio così...però, se vuoi, puoi pensare a un sistema tipo vite senza fine-rullo per esempio....

in ogni caso, per capire anche questo fatto, considerate sempre il portatreno fermo. quindi, considerate solo la rotazione di un planetario (semiasse) rispetto all'altro....e immaginatevi un rendimento <1 nel loro movimento relativo...
 
alfistavero":2b7yc5br ha detto:
in ogni caso, per capire anche questo fatto, considerate sempre il portatreno fermo. quindi, considerate solo la rotazione di un planetario (semiasse) rispetto all'altro....e immaginatevi un rendimento <1 nel loro movimento relativo...
Se ruoto un planetario, l'altro ruota in senso contrario. MA se il rendimento e' <1, la coppia che devo applicare su un planetario per avere una coppia X sull'altro e' >X. Quindi la ruota che vuole girare piu' forte incontra una resistenza nel momento stesso in cui la sua velocita' varia rispetto all'altra ruota.
Cosi' mi quadra (se non ho scritto belinate).
 
Sto seguendo anche io.

Avrei una richiesta per "alfistavero". Non so come verrà impostato il resto della discussione, ma (se vi sarà tempo e spazio) si potrebbe fare anche qualche cenno al funzionamento del sistema "viscodrive", adottato su alcune auto del gruppo Fiat ?
 
Allora, vediamo di chiarire un po’ il discorso sui differenziali a basso rendimento interno.
Cercherò di essere il più lineare e “di facile lettura” possibile. Ossia, eviterò -per quanto possibile- di introdurre equazioni strane o complicate. Insomma, cercherò di essere il più “piano e lineare” possibile. Vediamo se riesco a tralasciare tutta la trattazione teorica generale e focalizzare il discorso subito sul differenziale classico.

Allora, vi ho detto di tenere fermo il portatreno. Vediamo se riesco ad arrivare, almeno per i primi passi di questa trattazione, ad un risultato più o meno chiaro e semplice.

Se tengo fermo il portatreno, avrò che una delle due ruote sarà “motrice” e l’altra “condotta”.
Allora, se imprimo alla ruota 1 una velocità di rotazione ω1, secondo la formula di Willis che abbiamo visto qualche giorno fa (a livello cinematico, le formule valgono tutte perfettamente, sia per i diff liberi, sia per quelli a basso rendimento interno) avrò che sulla ruota 2 la velocità varrà ω2 = ω1 / τ.
Ora, se suppongo che il rendimento β sia diverso da 1 (in particolare, sia <1), avrò che la coppia C2 che mi trovo all’uscita della ruota 2 sarà MINORE della coppia C1 che ho fornito alla ruota 1 (motrice) per far muovere la ruota 2, perché parte dell’energia fornita se n’è andata in “perdite meccaniche” all’interno del cinematismo del differenziale.
Ora, nel caso del differenziale “libero” e ideale (con rendimento unitario, β = 1), abbiamo visto che C1/C2 = - τ.

Qui, sappiamo che C2 = - τ. β C1 (se la ruota motrice è la 1)

Ovvero, parte del momento è stato usato per vincere gli attriti interni (C2 < C1)
 
Adesso, sempre a portatreno fisso, muovo ruota 2. ossia, diventa motrice la ruota 2. se uso lo stesso ragionamento, otterrò allora (provateci anche voi, così vi fate 2 conti):

C1 = - β/ τ C2 (se la ruota motrice è la 2).

Questa è la trattazione “generale”, cioè valida anche per il famoso “ripartitore di coppia”. Per il differenziale classico (cioè quello che agisce tra le 2 ruote di un assale), sappiamo bene che

τ = - 1.

Quindi, possiamo riscrivere quelle formulette lì sopra in questo modo (aggiungo un ulteriore numero, rispettivamente 1 e 2, per indicare quando muovo una ruota o l’altra, ossia la 1 o la 2, come “motrice”. Per cui, C12 sarà la coppia sulla ruota 1 quando la ruota 2 è motrice…)

C21 = β C11 (se la ruota motrice è la 1)
C12 = β C22 (se la ruota motrice è la 2).

Come vedete, se il portatreno è fermo (ω = 0), NON avrò movimenti relativi tra i due semiassi (= tra i due planetari del differenziale) se le coppie sui due alberi sono compresi tra i limiti rappresentati dalle due relazioni precedenti, ossia se

C12 < C1 < C11 e C21 < C2 < C22
 
Ora, se metto in movimento il portatreno, so bene che la coppia C fornita dal portatreno attraverso la coppia conica (pignone-corona) o cilindrica (nel caso di motore trasversale), e quindi proveniente dal motore, è quella che fa muovere le 2 ruote. Quindi

C = C1 + C2

Allora, dalle relazioni precedenti e, tenuto conto di quest’ultima, con semplici sostituzioni si ottiene


C1 = [1/(1+β)] C e C2 = [β/(1+β)] C
nel caso in cui la ruota che slitta sul ghiaccio è la 2, quindi ω1 < ω2

e


C2 = [1/(1+β)] C e C1 = [β/(1+β)] C
nel caso in cui la ruota che slitta sul ghiaccio è la 1, ω1 > ω2

ci siamo?
 
Sono di corsa e quindi ho preso per buone le formulette senza rifarmele (ovvio che sono buone, ma rifarle serve a me per scalpellarmi in testa i concetti).

Ma cosi' a occhio e' proprio quello che intendevo in quelle 2 righe malimbelinate che ho scritto piu' sopra.... :)
 
ATTENTI BENE!
HO SCRITTO "SLITTA SUL GHIACCIO" PER FARVI CAPIRE che esiste una differenza di velocità tra i 2 planetari (quindi, tra i due semiassi).
correttezza (tecnica, e non teNNica) mi imporrebbe di scrivere semplicemnete "ruota più lenta" e "ruota più veloce" (dove la relazione tra lenta e veloce è data dalla solita formula di Willis).
anche perchè, come vedremo adesso, nel caso di differenziali NON "aperti" (e ideali, cioè con rendimento = 1), la coppia tra le due ruote (sia in curva, sia sul ghiaccio) NON si ripartice equamente (C/2 su entrambi i semiassi).

quindi, adesso per distinguere tra i due semiassi, dirò "semiasse più lento" e "semiasse più veloce".
 
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