Trazione integrale spiegata: storia, tecnologia e come funzionano i sistemi AWD

Questo articolo è nato come una guida tecnica semplice — qualcosa del tipo “Tutto quello che avreste sempre voluto sapere sulla trazione integrale, ma non sapevate a chi chiedere.” Avevamo in programma di spiegare in cosa differiscono i differenziali aperti rispetto ai dispositivi di tipo visco-coupler o Haldex, cosa fanno effettivamente i differenziali autobloccanti e perché tutto ciò sia rilevante. Ma più approfondivamo la storia, più ci sorprendevamo. Si scopre che la prima vettura da turismo con trazione integrale permanente fu costruita nei Paesi Bassi oltre cento anni fa. E nel 1935, un’auto da corsa americana a quattro ruote motrici si avvicinò in modo straordinario al cambiare il corso della storia mondiale.

Perché un’automobile da turismo ha bisogno della trazione integrale? Nel XXI secolo la risposta sembra ovvia: maggiore aderenza, meno slittamento delle ruote su superfici scivolose e migliore tenuta di strada sotto trazione. Quattro ruote motrici sono semplicemente meglio di due. Eppure l’umanità ha impiegato un tempo sorprendentemente lungo ad agire su questa verità fondamentale. Qualsiasi storico dell’automobile vi dirà che l’era della trazione integrale per le auto di serie è iniziata nel 1980 con la Audi Quattro. Potrebbero anche citare rari predecessori — la supercar britannica Jensen FF del 1966 e la Subaru Leone 4WD del 1972. Un vero esperto, tuttavia, farà notare rapidamente che le prime Subaru a quattro ruote motrici non erano affatto sistemi AWD permanenti — erano a inserimento manuale. E come spiegheremo, questa è una distinzione cruciale.

4WD parziale: una soluzione provvisoria

La trazione parziale su un solo asse è una soluzione di compromesso, e non particolarmente elegante per le auto stradali. Il termine “4WD parziale” ha origine nel mondo dei SUV e dei fuoristrada. In questa configurazione, un asse è sempre motore mentre l’altro viene collegato rigidamente su richiesta — ma questo collegamento rigido può essere utilizzato solo fuori strada. Su superfici asfaltate, il sistema parziale deve essere disinserito completamente. Ecco perché:

• Quando un’auto svolta, le ruote anteriori percorrono un arco più lungo di quelle posteriori e devono quindi ruotare più velocemente.
• Con un sistema a trazione integrale collegato rigidamente, la trazione alle ruote anteriori si riduce mentre la coppia al retrotreno aumenta.
• In alcuni casi, le ruote anteriori possono addirittura generare forza frenante anziché forza motrice — aumentando la resistenza e rendendo l’auto più difficile da sterzare.
• Su superfici non compatte come fango o neve questo effetto è gestibile, ma sull’asfalto provoca gravi problemi di tensionamento della trasmissione e di tenuta di strada.

Quando un’auto percorre una curva, ogni ruota segue il proprio arco e deve ruotare a una velocità diversa. Ecco perché un sistema di trazione integrale permanente richiede tre differenziali: due differenziali interruota (uno per ciascun asse) e un differenziale interasse per consentire a entrambi gli assi motori di ruotare indipendentemente l’uno dall’altro.

Nonostante questi svantaggi, la trazione integrale collegata rigidamente è comparsa su alcuni veicoli stradali — anche se erano più simili a fuoristrada per carattere. In URSS, ad esempio, la GAZ-61 “Emka” — una berlina a quattro ruote motrici con motore sei cilindri e asse anteriore a inserimento manuale — entrò in produzione in piccola serie già nel 1938. Dopo la guerra, trasmissioni simili comparvero sulla variante fuoristrada GAZ-M72 “Pobeda” e sulla Moskvitch-410. La Subaru Leone 4WD del 1972 seguì la stessa logica: era costruita per l’uso fuoristrada, con un’altezza da terra maggiore rispetto alle Subaru a trazione anteriore standard e un asse posteriore inseribile manualmente.

La Subaru Leone 4WD Station Wagon (1972–1979) era un adattamento a quattro ruote motrici di una piattaforma a trazione anteriore, con un asse posteriore collegabile manualmente. Le specifiche principali comprendevano:

• Motorizzazioni: 1,4 litri (72 CV) o 1,6 litri (80 CV)
• Carrozzerie: station wagon, berlina e pick-up
• Inserimento della trazione posteriore: manuale sulle versioni con cambio manuale; automatico tramite frizione multidisco a secco sulle versioni con cambio automatico
• Questa configurazione a inserimento parziale rimase su tutte le Subaru a quattro ruote motrici fino al 1989

Il problema fondamentale della trazione integrale parziale è che risulta inutile sulle strade asfaltate dove la maggior parte delle auto trascorre la maggior parte del tempo — eppure l’auto deve portare in ogni momento il peso aggiuntivo del riduttore di ripartizione, di un secondo albero di trasmissione e di un gruppo asse secondario. Convertire un sistema parziale in permanente, tuttavia, richiede un solo componente aggiuntivo: un differenziale interasse nel riduttore di ripartizione.

Trazione integrale permanente: come funziona e perché è importante

Il differenziale interasse è la chiave della trazione integrale permanente. I due differenziali interruota — uno per ciascun asse — consentono alle ruote sinistra e destra di ogni asse di ruotare a velocità diverse in curva. Il differenziale interasse svolge la stessa funzione tra l’asse anteriore e quello posteriore. Un’auto dotata di tutti e tre i differenziali può funzionare con trazione integrale permanente su qualsiasi superficie stradale senza tensionamento della trasmissione né penalizzazioni nella tenuta di strada.

Semplice in teoria — eppure fino ai primi anni Ottanta, il mainstream automobilistico considerava la trazione integrale permanente superflua per le auto stradali. La convinzione comune era che far girare costantemente un secondo paio di ruote e tutti i componenti della trasmissione associati su asfalto asciutto aggiungesse rumorosità e sprecasse carburante. La Audi Quattro cambiò definitivamente questo modo di pensare. Distribuendo la coppia del motore su tutte e quattro le ruote in ogni momento, un sistema AWD permanente:

• Lascia un margine di aderenza maggiore disponibile per gestire le forze laterali in curva
• Migliora significativamente la stabilità in accelerazione o frenata a metà curva
• Riduce il rischio di sovrasterzo o sottosterzo improvvisi provocati dagli input del gas

L’Audi 80 Quattro della fine degli anni Ottanta illustra quanto raffinata sia diventata questa architettura. Il sistema Quattro è più compatto rispetto alla trasmissione rivale Ferguson Formula. Dal 1984, Audi adottò il differenziale autobloccante Torsen — un dispositivo puramente meccanico che reagisce alle variazioni di coppia su ciascun albero di uscita piuttosto che alle differenze di velocità delle ruote. A differenza di un bloccaggio differenziale basato su visco-coupler, il Torsen si blocca solo in trazione, non in frenata, il che lo rende completamente compatibile con i sistemi ABS e migliora la stabilità durante la decelerazione.

Vale la pena notare che la Range Rover (1970) e la russa Lada Niva (1976) sono generalmente considerate i primi veicoli prodotti in serie con differenziali interasse — ma entrambe appartengono fermamente alla categoria fuoristrada. La Audi Quattro rivendica il titolo di pioniera specificamente tra le vetture da turismo.

Le prime auto da corsa a quattro ruote motrici: da Spyker a Bugatti

I progettisti di auto da corsa esplorarono la trazione integrale permanente prima dell’era Quattro? La risposta è decisamente sì — e la storia risale molto più indietro di quanto la maggior parte delle persone si aspetti.

Il primo progetto postbellico di Ferdinand Porsche fu un’auto da corsa a quattro ruote motrici: la Cisitalia 360, con layout motore centrale e un motore dodici cilindri da 1,5 litri. Tuttavia, la sua trazione anteriore era a inserimento parziale — il pilota la attivava solo sui rettilinei, tornando alla trazione posteriore prima delle curve.

Ma Porsche aveva in realtà costruito un veicolo a quattro ruote motrici molto prima: un’auto elettrica con quattro motori individuali alle ruote, risalente al 1900. La vera sorpresa per gli storici dell’automobile, tuttavia, è l’auto da corsa del 1902 costruita dal produttore olandese Spyker. In un’epoca in cui persino i freni erano montati solo sulle ruote posteriori, questa vettura aveva una vera trazione integrale permanente — completa di differenziale interasse.

La casa Spyker era stata fondata nel 1880 dai fratelli Spijker come costruttore di carrozze trainate da cavalli. La loro prima automobile apparve nel 1900 e due anni dopo, collaborando con il designer belga Joseph Valentin Laviolette, produssero la Spyker 60 HP da corsa a quattro ruote motrici (1902–1907). Le sue specifiche erano straordinariamente avanzate per l’epoca:

• Tre differenziali — interasse e i due interruota
• Tre meccanismi di frenata separati — due sulle ruote posteriori, uno sull’albero di trasmissione anteriore
• Un sistema a quattro ruote motrici che non sarebbe stato eguagliato nel concetto per decenni

Il concetto di trazione integrale permanente ha quindi più di un secolo di storia. Non molte Spyker a quattro ruote motrici furono costruite — erano enormemente costose e non ottennero mai risultati sportivi significativi. Altri due ambiziosi progetti da corsa AWD seguirono nei primi anni Trenta: la Bugatti Tipo 53 e la Miller FWD.

Il progetto Bugatti Tipo 53 ebbe origine dall’ingegnere Fiat Antonio Pichetto, che propose l’idea a Ettore Bugatti nel 1930. Tre vetture furono completate nel 1932, ciascuna con:

• Un motore otto cilindri in linea sovralimentato da 300 CV
• Trazione integrale permanente con tre differenziali
• Un riduttore di ripartizione e un differenziale interasse integrati con il cambio montato separatamente
• Alberi di trasmissione per entrambi gli assi posizionati sul lato sinistro dell’auto
• Una sospensione anteriore indipendente su molla trasversale — insolita per Bugatti

Nonostante superasse le contemporanee auto a trazione posteriore nelle curve su ghiaia, la Tipo 53 soffriva di uno sforzo eccessivo al volante a causa dell’utilizzo di giunti cardanici standard anziché di giunti omocinetici negli alberi di trasmissione anteriori. Le tre vetture gareggiarono fino al 1935.

La Miller FWD nacque in parte perché il progettista americano Harry Miller aveva studiato una Bugatti a trazione anteriore acquistata appositamente per essere smontata. Ispirato dall’approccio di Bugatti, Miller sviluppò il proprio telaio a quattro ruote motrici con la sponsorizzazione della casa automobilistica FWD. Una delle Miller a quattro ruote motrici era in testa alla 500 Miglia di Indianapolis del 1934 prima di ritirarsi per problemi meccanici in nona posizione.

Queste vetture sono anche collegate a uno dei più singolari momenti “e se” della storia dell’automobile. Durante una gara sul circuito AVUS di Berlino nel 1935, una Miller a quattro ruote motrici era terza quando il suo motore otto cilindri in linea cedette catastroficamente, lanciando detriti verso le tribune. Adolf Hitler era presente sugli spalti quel giorno. Se anche solo un piccolo frammento lo avesse raggiunto, il corso della Seconda Guerra Mondiale — e della storia mondiale — avrebbe potuto essere completamente diverso.

La Ferguson Formula: il sistema AWD che cambiò tutto

Per comprendere il prossimo capitolo cruciale della storia della trazione integrale, è utile tornare a un limite fondamentale dei differenziali interasse aperti. Un differenziale aperto consente a un asse di girare liberamente mentre l’altro non riceve coppia. Se le ruote posteriori perdono completamente aderenza, quelle anteriori possono rimanere ferme mentre le posteriori girano — il differenziale non fa nulla per impedirlo.

La soluzione sviluppata per i SUV fu il bloccaggio positivo: il guidatore inserisce manualmente un meccanismo che blocca rigidamente gli ingranaggi del differenziale, trasformando la trasmissione differenziale in un collegamento solido. Questo approccio fu utilizzato nelle prime Range Rover, nella Lada Niva e in molti altri veicoli fuoristrada — inclusa la prima generazione di Audi Quattro, che richiedeva al guidatore di bloccare manualmente il differenziale centrale fino al 1984. Ma il bloccaggio manuale è un altro compromesso: deve essere disinserito su superfici dure e non offre protezione se lo slittamento inizia inaspettatamente su una strada scivolosa.

Il primo differenziale interasse autobloccante automatico fu opera del pilota e ingegnere britannico Tony Rolt. Insieme all’amico e collega pilota Fred Dixon, Rolt aveva gestito il laboratorio Rolt/Dixon Developments prima della guerra. In seguito, i due si appassionarono al potenziale della trazione integrale permanente. Dopo aver costruito un banco di prova sperimentale a quattro ruote motrici chiamato “Crab”, si unirono nel 1950 a Harry Ferguson — il noto costruttore di trattori — per fondare Harry Ferguson Research.

La visione di Ferguson non era un’auto da corsa, ma una vera auto stradale sicura: una vettura le cui ruote non slittassero in accelerazione né si bloccassero in frenata. Rolt e Dixon decisero di progettare tale auto completamente da zero — carrozzeria, trasmissione e gruppo motopropulsore inclusi. Con il progettista esperto Claude Hill (ex Aston Martin) assunto come ingegnere capo, la berlina sperimentale Ferguson R4 fu completata dopo sei anni di sviluppo. Le sue specifiche erano notevoli per il 1956:

• Trazione integrale permanente con differenziale interasse autobloccante
• Motore boxer a quattro cilindri
• Freni a disco su tutte e quattro le ruote
• Il sistema di antibloccaggio elettromeccanico Dunlop MaxaRet, adattato dall’aviazione

Il cuore della trasmissione Ferguson Formula era un ingegnoso meccanismo autobloccante all’interno del riduttore di ripartizione. Oltre al differenziale, l’unità conteneva un ulteriore gruppo di ingranaggi, due frizioni a ruota libera a sfere e due pacchi di dischi d’attrito. In condizioni normali, questi elementi giravano silenziosamente a vuoto. Ma quando le ruote di un asse iniziavano a slittare — provocando una differenza nelle velocità degli alberi di uscita — una delle frizioni si innestava, comprimendo il suo pacco d’attrito contro gli ingranaggi del differenziale e convertendo istantaneamente la trasmissione differenziale in un collegamento solido.

Un secondo prototipo, la Ferguson R5 del 1962 in versione familiare, era ancora più capace. I collaudatori della rivista Autocar notarono che raggiungeva i limiti di aderenza a velocità che sembravano quasi impossibili. Nonostante ciò, nessun costruttore accettò di mettere in produzione la Ferguson — la complessità e il costo erano troppo elevati. Tuttavia, nel 1962 Tony Rolt convinse la direzione di Jensen Cars ad adattare la trasmissione Ferguson Formula per la loro coupé CV8 in arrivo, che utilizzava un motore Chrysler V8 da 300 CV. Tre anni dopo, fu completata una Jensen CV8 FF sperimentale a quattro ruote motrici.

Nel 1966, la Jensen Interceptor sostituì la CV8 — e accanto alla coupé standard a trazione posteriore, Jensen offriva una variante a trazione integrale con la discreta targhetta “FF”. La Jensen FF divenne la prima auto di serie al mondo a combinare un differenziale interasse autobloccante con l’ABS. La sigla “FF” stava per “Formula Ferguson”. Le specifiche principali comprendevano:

• Motore Chrysler V8 big-block da 6,3 litri che erogava 325 CV
• Cambio automatico TorqueFlite a tre rapporti o cambio manuale a quattro rapporti
• Ripartizione asimmetrica della coppia: 63% all’asse posteriore, 37% all’anteriore — per preservare il carattere di guida tipico della trazione posteriore
• ABS Dunlop MaxaRet monocanale
• Servosterzo a cremagliera e freni a disco su tutte le ruote
• Velocità massima di 212 km/h; 0–100 km/h in 7,7 secondi; peso a vuoto di circa 1.800 kg
• Prezzo nel Regno Unito nel 1968: circa £6.000 — simile alla Rolls-Royce meno costosa
• Produzione totale: 318 vetture (1966–1971)

Tutti i giornalisti automobilistici dell’epoca elogiarono l’eccezionale stabilità della Jensen FF e quello che descrissero come “un margine di trazione quasi illimitato sull’asfalto bagnato.” Tragicamente, Harry Ferguson stesso non vide mai la Jensen FF — morì nel 1960.

Perché dedicare così tanto spazio alla Ferguson Formula? Perché Harry Ferguson Research fu la prima organizzazione al mondo a trattare la trazione integrale principalmente come strumento di sicurezza attiva — e non semplicemente come soluzione ai problemi di trazione fuoristrada. La ripartizione asimmetrica della coppia fu una scelta deliberata per evitare l’imprevedibilità che affligge i sistemi AWD simmetrici. Su un’auto a trazione posteriore, dare troppo gas in una curva scivolosa provoca un sovrasterzo prevedibile. Su un’auto a trazione anteriore, provoca un sottosterzo prevedibile. Su un’auto AWD simmetrica, la risposta dipende da quale asse ha la peggiore aderenza — il che può essere ambiguo e pericoloso. Biasando la coppia verso il retrotreno, la Ferguson Formula conferiva alla Jensen FF una tenuta di strada vicina a quella prevedibile di un’auto a trazione posteriore nella maggior parte delle condizioni.

L’invenzione del visco-coupler

Il meccanismo autobloccante della Ferguson Formula aveva una limitazione significativa: le sue frizioni a ruota libera funzionavano in modo binario, on-off. La transizione da differenziale aperto a bloccaggio completo era istantanea, il che poteva creare una propria ambiguità di guida nel momento dell’innesto. Ciò che serviva era un meccanismo in grado di variare il grado di bloccaggio del differenziale in modo graduale e progressivo.

Alla fine degli anni Sessanta, Tony Rolt e Derek Gardner — in seguito capo progettista delle monoposto di Formula 1 della Tyrrell — iniziarono a sperimentare il fluido siliconico utilizzato nelle ventole viscose. Il risultato fu il visco-coupler: un alloggiamento cilindrico riempito di fluido siliconico, contenente pacchi alternati di dischi d’attrito collegati a ciascun albero di uscita.

Ecco come funziona:

• In condizioni normali, con tutte le ruote che girano a velocità simili, i pacchi di dischi si muovono appena l’uno rispetto all’altro e il coupler non ha alcun effetto sul differenziale.
• Quando un asse inizia a slittare, il suo albero di uscita gira più velocemente, causando la rotazione relativa dei pacchi di dischi che tagliano il fluido siliconico.
• Il taglio aumenta la temperatura e la pressione all’interno del coupler, aumentando drasticamente la viscosità del fluido.
• Questo aumento di viscosità fa sì che i dischi si trascinino l’uno sull’altro, frenando progressivamente l’albero che gira più velocemente e bloccando parzialmente o completamente il differenziale.

Dopo aver brevettato il visco-coupler, Tony Rolt fondò FF Developments (FFD) nel 1971 per fornire trasmissioni a trazione integrale commercialmente. I primi progetti includevano furgoni Bedford a quattro ruote motrici per i servizi forestali britannici, una serie di Ford Zephyr FF per la polizia e berline Opel Senator 4×4 per la missione militare britannica a Berlino.

Il risultato produttivo più significativo di FFD fu la trasmissione per la AMC Eagle (1979–1988) — una versione rialzata a trazione integrale della berlina AMC Concord, dotata di pneumatici più grandi e un rialzo della carrozzeria di 75 mm. La AMC Eagle fu la prima auto di serie al mondo a utilizzare un differenziale interasse bloccato da un visco-coupler. Sebbene concepita come un leggero fuoristrada piuttosto che come un’auto sportiva, la sua architettura di trasmissione divenne l’antenato diretto di alcune delle più celebrate auto sportive AWD mai costruite — tra cui le prime generazioni della Subaru Impreza WRX e della Mitsubishi Lancer Evolution.

Differenziali autobloccanti: dal Torsen al controllo elettronico

Quando la Audi Quattro entrò in produzione nel 1981 — due anni dopo il debutto della AMC Eagle — utilizzava un convenzionale differenziale interasse aperto con bloccaggio positivo a comando manuale. L’eleganza della soluzione Audi risiedeva nell’ingombro: il motore montato longitudinalmente puntava direttamente verso l’asse posteriore, e un differenziale interasse era integrato direttamente nel cambio. L’albero secondario del cambio fu reso cavo, e l’albero di trasmissione anteriore fu fatto passare al suo interno. Il team di Ferdinand Piëch scelse una ripartizione simmetrica della coppia 50:50 tra avantreno e retrotreno.

Nel 1984, le leve del bloccaggio manuale del differenziale sparirono finalmente dagli abitacoli Audi, sostituite dal differenziale autobloccante Torsen (TORque SENsing). Il Torsen offre diversi vantaggi chiave:

• È interamente meccanico — non richiede elettronica, fluidi o intervento del guidatore
• Reagisce alle variazioni di coppia sugli alberi di uscita anziché alle differenze di velocità, il che significa che può reagire prima che inizi effettivamente lo slittamento delle ruote
• A differenza di un visco-coupler, si blocca solo in trazione, non in frenata, rendendolo completamente compatibile con l’ABS
• Il bloccaggio e lo sbloccaggio sono fluidi e continui, senza transizioni binarie

La comprovata capacità del Torsen di migliorare la tenuta di strada e la stabilità sulle auto sportive attrasse in seguito gli ingegneri di SUV in cerca di dinamiche simili a quelle delle vetture. Oggi viene utilizzato nelle trasmissioni di veicoli tra cui Range Rover, Volkswagen Touareg, Porsche Cayenne e Toyota Land Cruiser Prado.

Negli anni Ottanta, il dominio rally della Audi Quattro scatenò una corsa agli armamenti alla trazione integrale tra i concorrenti del Gruppo B. Nel giro di poche stagioni comparvero le seguenti auto da rally a quattro ruote motrici — ciascuna utilizzando la tecnologia visco-coupler FFD nei propri differenziali autobloccanti:

• Peugeot 205 T16
• Austin Metro 6R4
• Lancia Delta S4
• Ford RS200

Stuart Rolt, figlio di Tony, gestì i rapporti di FFD con le squadre rally durante questo periodo.

Nei primi anni Novanta, anche la fabbrica AZLK in Russia si rivolse a FFD per sviluppare una versione rally a trazione integrale della Moskvitch 2141. Utilizzando lo stesso schema a tre differenziali della Ford RS200, la Moskvitch sperimentale a quattro ruote motrici raggiunse una tenuta di strada sorprendentemente prevedibile in condizioni estreme. I test rivelarono un principio importante: regolando individualmente la rigidità di bloccaggio di ogni visco-coupler, gli ingegneri potevano tarare l’equilibrio di guida dell’auto su un’ampia gamma:

• Differenziale interruota posteriore più rigido → maggiore tendenza al sovrasterzo
• Differenziale anteriore o interasse più rigido → maggiore sottosterzo e stabilità

Questa possibilità di taratura è il motivo per cui le moderne auto da rally WRC utilizzano pacchi frizione multidisco a controllo elettronico anziché visco-coupler passivi in tutti e tre i differenziali. Attuatori idraulici e un computer di bordo possono variare il bloccaggio di ogni differenziale in tempo reale — rilasciando le frizioni all’ingresso di una curva per consentire alla vettura di ruotare liberamente, poi stringendole progressivamente mentre il pilota accelera sul rettilineo per massimizzare la trazione evitando il sottosterzo.

Due costruttori hanno aperto la strada ai differenziali a controllo elettronico sulle auto stradali:

• Mercedes-Benz 4Matic (1986, W124 Classe E): Tre frizioni a controllo elettronico collegavano sequenzialmente l’asse anteriore, poi bloccavano il differenziale interasse, poi quello posteriore secondo le necessità. Il sistema era efficace ma eccessivamente complesso, e l’elettronica poteva causare un collegamento e scollegamento percettibile delle ruote anteriori su superfici non compatte.
• Porsche 959 (1986): Due frizioni a controllo elettronico che operavano su quattro modalità selezionabili dal guidatore. Il sistema della 959 era più sofisticato e meglio adatto all’uso ad alte prestazioni.

Sostituire il differenziale: Haldex e i sistemi AWD semplificati

Mentre gli ingegneri rally spingevano i differenziali autobloccanti ai loro limiti, i progettisti delle auto da turismo di serie si mossero nella direzione opposta — eliminando del tutto il differenziale interasse e sostituendolo con un solo visco-coupler. La Volkswagen Golf II Syncro del 1985 fu la prima automobile europea da turismo ad adottare questo approccio. La trasmissione fu sviluppata dagli ingegneri di GKN, che aveva acquisito FFD nel 1969.

La soluzione semplificata con visco-coupler offriva chiari vantaggi per la produzione di massa:

• Il modello a trazione integrale condivideva la maggior parte dei componenti con la versione standard a trazione anteriore, riducendo i costi e la complessità produttiva
• In condizioni normali, l’auto si guidava in modo identico a un’auto a trazione anteriore
• Quando le ruote anteriori slittavano, il visco-coupler poteva trasferire fino al 70% della coppia al retrotreno in circa 0,2 secondi

Tuttavia, questo ritardo nell’innesto creava un problema di guida: un’auto che inizialmente si comportava come una trazione anteriore (allargando nella parte anteriore) poteva improvvisamente passare a un comportamento a prevalenza posteriore quando il visco-coupler si innestava, cogliendo i guidatori di sorpresa. I costruttori giapponesi esplorarono varie soluzioni, tra cui il montaggio di più visco-coupler — alcuni modelli, come la Nissan Sunny/Pulsar del 1988, ne utilizzavano tre: uno per innestare la trazione posteriore e uno per bloccare ciascun differenziale interruota. La Mazda Concerto 4WD si spinse ancora oltre, utilizzando visco-coupler al posto sia del differenziale interasse sia di quello interruota posteriore.

Il passo evolutivo successivo sostituì il visco-coupler con una frizione multidisco idraulica a controllo elettronico — un dispositivo molto più rapido e precisamente controllabile. Il giunto Haldex, che sostituì il visco-coupler sulla Volkswagen Golf IV e sui suoi derivati di piattaforma, è l’esempio più noto di questa tecnologia. Ecco come funziona:

• Camme frontali rilevano qualsiasi differenza di velocità rotazionale tra gli alberi anteriore e posteriore
• Rulli che scorrono sulle superfici delle camme spingono pistoni in cilindri ad anello, pompando fluido idraulico
• La pressione del fluido comprime il pacco frizione multidisco, trasferendo la coppia all’asse posteriore
• Una valvola solenoide, controllata dall’elettronica del veicolo, può rilasciare la pressione in qualsiasi momento — consentendo una distribuzione della coppia variabile in modo infinito

Oggi, la maggior parte delle auto da turismo e dei crossover AWD utilizza qualche variante di questa architettura a frizione a controllo elettronico — sia essa l’Haldex sui veicoli del Gruppo Volkswagen, il VTM-4 di Honda o l’xDrive di BMW. La velocità dei moderni sistemi a frizione ha ridotto il ritardo di innesto al punto da renderlo impercettibile nella guida normale. La taratura del software di controllo conta ora più dell’hardware stesso: la Golf 4Motion e l’Audi A3 Quattro utilizzano trasmissioni meccanicamente identiche, ma software diversi danno alla Volkswagen una ripartizione simmetrica della coppia mentre la calibrazione Audi invia il 60% della coppia al retrotreno per un carattere di guida più familiare a trazione anteriore.

La tecnologia AWD oggi: quale sistema è il migliore?

I sistemi di trazione integrale parziale con secondo asse a inserimento manuale sono fortunatamente scomparsi dalle auto da turismo. Le restanti architetture hanno ciascuna i propri meriti:

• AWD permanente con differenziale interasse autobloccante (visco-coupler come in Subaru, Torsen meccanico come in Audi A4/A6/A8 Quattro e Volkswagen Phaeton, o frizioni a controllo elettronico come in Mitsubishi Lancer Evo): i sistemi più sofisticati e gratificanti, capaci di migliorare genuinamente la tenuta di strada sia su strada sia in pista quando correttamente calibrati.
• AWD permanente con differenziale interasse aperto (come in Mercedes-Benz 4Matic): si affida all’elettronica anti-slittamento per compensare l’assenza del bloccaggio automatico. Efficace su strada, ma meccanicamente meno proattivo.
• Trazione posteriore parziale tramite frizione controllata (Haldex, come su Volvo, Saab e vari crossover del Gruppo Volkswagen): la configurazione più comune nei moderni crossover — economica, leggera e sempre più capace grazie a un’elettronica più veloce.

La tendenza dominante nell’AWD avanzato è la vettorizzazione della coppia — non solo la distribuzione della coppia tra asse anteriore e posteriore, ma la sua variazione attiva tra ruota sinistra e destra sullo stesso asse. La Mitsubishi Lancer Evolution X rappresenta lo stato dell’arte: il suo sistema S-AWC combina un differenziale centrale a controllo elettronico (ACD) con un differenziale posteriore Active Yaw Control (AYC) capace di trasferire la coppia tra le ruote posteriori in modo indipendente. Gruppi di ingranaggi aggiuntivi possono spostare l’equilibrio della coppia in modo proattivo, prima che venga persa l’aderenza, anziché reattivo una volta che lo slittamento è già iniziato.

In termini pratici, le differenze reali di guida tra i moderni sistemi AWD continuano a ridursi man mano che l’elettronica di controllo diventa più sofisticata. Un sistema basato su Haldex ben calibrato in un crossover può offrire una stabilità che sarebbe sembrata straordinaria da un differenziale Torsen meccanico una generazione fa. Questa, in definitiva, è la direzione in cui si sta muovendo la tecnologia — e il punto di arrivo potrebbe essere l’auto elettrica con quattro motori individuali alle ruote, ciascuno che eroga coppia con precisione assoluta senza alcuna trasmissione meccanica.

Questa è una traduzione. Potete leggere l’originale qui: https://www.drive.ru/technic/4efb336400f11713001e4f54.html