Frizioni centrali: il modo più semplice per ottenere un'efficiente trazione integrale 4×4

La frizione che fornisce il cambio marcia non è l'unica nella trasmissione dell'auto. I giunti possono essere trovati anche nelle unità 4x4, dove svolgono un ruolo leggermente diverso.

Durante la guida in curva, le ruote dell'auto superano distanze diverse e hanno velocità di rotazione diverse. Se ciascuno di essi ruotasse indipendentemente, la differenza di velocità non avrebbe importanza. Ma le ruote sono bloccate l'una all'altra in modi diversi e sono necessari meccanismi per compensare la differenza di velocità. Viene utilizzato un differenziale con una trasmissione su un asse. Se si tratta di una trazione 4 × 4, sono necessari due differenziali (per ciascun asse) e un differenziale centrale aggiuntivo per compensare la differenza di rotazione tra gli assi.

È vero, alcuni veicoli a doppia trazione non hanno un differenziale centrale (come camioncini o SUV più semplici come il Suzuki Jimny), ma questo ha alcune limitazioni. In questo caso la trazione integrale può essere inserita solo su fondi sconnessi o strade completamente innevate o ghiacciate. Nelle soluzioni moderne, il differenziale centrale è "obbligatorio" e in molti casi le frizioni multidisco svolgono il suo ruolo. Sono apprezzati perché in modo relativamente semplice ed economico consentono di collegare rapidamente la trasmissione del secondo asse (nelle versioni con sistemi di attivazione) e controllare più o meno precisamente la distribuzione della trasmissione, a seconda del design.

Giunto viscoso

Questo è il tipo di frizione multidisco più semplice ed economico, in quanto non ha elementi di attivazione e controllo. I dischi della frizione, che sono elementi di attrito, sono montati alternativamente sull'albero primario e sull'albero secondario e possono scorrere in direzione assiale. Una serie di dischi ruota con l'albero di ingresso (di trasmissione), poiché è collegato ad esso lungo la circonferenza interna attraverso le scanalature che coincidono con le scanalature dell'albero. Una seconda serie di dischi di frizione è installata sull'albero secondario, che in questo punto ha la forma di una grande "coppa" con asole per le scanalature dei dischi della frizione poste lungo la loro circonferenza esterna. Un set di dischi di attrito è racchiuso in un alloggiamento. Ecco come è organizzata ogni frizione multidisco, le differenze risiedono nei sistemi di azionamento e controllo della frizione, ad es. nei metodi di serraggio e rilascio dei dischi frizione. Nel caso di un accoppiamento viscoso, il corpo viene riempito con uno speciale olio di silicone, che ne aumenta la densità all'aumentare della temperatura. Entrambi gli alberi, insieme ai dischi frizione su di essi montati, nonché gli assi del veicolo ad essi associati, possono ruotare indipendentemente l'uno dall'altro. Quando l'auto funziona in condizioni normali, senza sbandare, entrambi gli alberi girano alla stessa velocità e non succede nulla. La situazione è come se i due alberi fossero in costante relazione tra loro e l'olio mantenesse sempre la stessa viscosità.

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Tuttavia, se l'albero cardanico, che è azionato dall'asse motore, inizia a ruotare più velocemente a causa dello slittamento, la temperatura nella frizione aumenta e l'olio si addensa. La conseguenza di ciò è l'"inceppamento" dei dischi frizione, la frizione di entrambi gli assi e il trasferimento della trazione a ruote che non marciano in condizioni normali. Una frizione viscosa non necessita di un sistema di attivazione perché i dischi della frizione si innestano automaticamente. Tuttavia, ciò accade con un ritardo significativo, che è il più grande svantaggio di questo tipo di frizione. Un altro punto debole è la trasmissione solo di parte della coppia. L'olio nella frizione, anche quando si addensa, rimane ancora liquido e c'è sempre lo slittamento tra i dischi.

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frizione idraulica

Un esempio di frizione idraulica multidisco è la prima versione della frizione Haldex, utilizzata principalmente nei veicoli Volkswagen e Volvo. La differenza di velocità tra l'albero di entrata e quello di uscita porta ad un aumento della pressione dell'olio nella parte idraulica della frizione. L'aumento della pressione provoca il movimento del pistone, che preme i dischi della frizione attraverso uno speciale spingidisco. La quantità di coppia trasmessa all'albero di uscita dipende dalla pressione dell'olio. La pressione dei dischi frizione è controllata da un controller elettronico e valvole di pressione. Il sistema di controllo è composto da molti elementi: sensore frizione, sensore temperatura frizione, attuatore frizione, controller motore, controller sistema ABS ed ESP, sensore regime motore, sensore velocità ruota, sensore posizione pedale gas, sensore accelerazione longitudinale, segnale stop". sensore freno secondario, pompa olio supplementare e sensore cambio automatico in caso di versioni automatiche. 

Frizione elettroidraulica

In questo tipo di frizione non è necessaria una differenza di velocità tra l'albero di entrata e quello di uscita per ottenere la pressione dell'olio necessaria per comprimere i dischi della frizione. La pressione è generata da una pompa dell'olio elettrica, che semplifica notevolmente l'intero sistema idraulico. La coppia impostata trasmessa all'albero di uscita è realizzata dalla valvola di controllo del grado di apertura della frizione, che è controllata dal controller della frizione. La pompa dell'olio elettrica aumenta la velocità della frizione poiché può creare una pressione dell'olio sufficiente quasi immediatamente. Il sistema di controllo si basa sullo stesso numero di elementi dei giunti idraulici. Questo design della frizione centrale si trova principalmente nelle auto del gruppo Volkswagen, Ford e Volvo.