L’eterna lotta fra trazione anteriore e posteriore

Questo post nasce da una discussione avvenuta con Carlo Viola l’altra sera, e visto che alla fine ci siamo lasciati ognuno con le rispettive convinzioni, ho cercato di approfondire il tema: la trazione posteriore è veramente un problema in certe condizioni climatiche avverse come ad es. la neve?
Sembrerà strano ma all’inizio dell’avventura sulle 4 ruote, le automobili erano tutte a trazione posteriore. Questo perche’ la tecnologia di allora non consentiva di progettare ruote davanti sterzanti e contemporaneamente motrici. Poi arrivò la Citroën “Traction avant” e rivoluziono’ le cose (erano i tempi in cui le Citroën erano LE auto innovative). Da allora lo sviluppo tecnologico ed ingegneristico ha fatto si’ che oggi la maggior parte delle auto in circolazione, soprattutto di fascia medio-bassa, sia a trazione sulle ruote davanti: è più semplice da produrre, più economico, e garantisce buone prestazioni. Ma, la questione su quale trazione sia più adatta assorbe gli appassionati da tempo immemore, soprattutto quando si discetta di auto sportive.
Il comportamento dinamico di un’auto dipende essenzialmente da due elementi: il tipo di trazione e la posizione del motore, che è il componente più pesante. A seconda che la distribuzione dei pesi gravi più sull’avantreno o sul retrotreno, si ha una diversa risposta nelle differenti condizioni di guida. Oltre una certa potenza e coppia (intorno ai 200-250 cv), è comunque difficile mantenere un comportamento efficace con la sola trazione anteriore: durante lo spunto avviene un trasferimento di carico sull’asse posteriore e le ruote anteriori pattinerebbero senza riuscire a trasferire tutta la potenza su asfalto, l’attrito sarebbe insufficiente per gestirla. E’ questo il motivo per cui ad esempio le Audi hanno la trazione integrale in alcune versioni potenti, e perchè le marche più sportive e prestigiose hanno la trazione posteriore.
In condizioni di guida normali, su asciutto e con un buon asfalto, la trazione posteriore è quindi preferibile per le auto sportive.
Il problema nasce in situazioni metereologiche avverse come neve o pioggia, soprattutto la prima, quando il coefficiente di attrito diviene insufficiente per lo spunto in partenza, sia per la trazione anteriore sia per la posteriore, e le ruote iniziano a pattinare.
Chi si è trovato, come il sottoscritto, in una bufera di neve in autostrada o su statale, si è reso conto che spesso la differenza tra tornare a casa, anche se pian pianino, o rimanere bloccati è legata ad un…filo di pattinamento in meno.
Come si sa, la trazione anteriore in questi casi è più governabile. Infatti, anche se avviene il trasferimento di carico, la ruota che pattina davanti consente comunque di rimanere nella traiettoria. Inoltre, il fatto che la trazione sia sulle ruote sterzanti permette di uscire più agevolmente, agendo sul volante in modo appropriato, da eventuali solchi che le ruote, slittando, possono scavare nella superficie nevosa o ghiacciata.
Se la ruota che pattina è quella dietro, invece, l’auto inizia a sbandare lateralmente, con un angolo più o meno grande: si crea, infatti, in questo caso un momento di forza, che da una frazione di grado iniziale, non appena cioè viene superato il coefficiente di attrito del pneumatico, aumenta rapidamente (in quanto la ruota che pattina diminuisce questo coefficiente, e la differenza con l’altra ruote accresce rispetto alle ruote davanti). La forza prodotta dal pattinamento del pneumatico, infatti, ha due componenti, e non va solo nel verso della direzione di marcia ma anche in verso trasversale. Mentre, però, nella trazione anteriore questa componente trasversale è controllabile facilmente, se invece è sull’asse posteriore produce un momento. A quel punto la macchina si mette “di traverso”, e non c’è più modo di procedere se non andando a marcia indietro (o in discesa, se siamo in salita) e rimettendo dritta l’auto. La trazione anteriore, che non soffre di questi sbandamenti sensibili, nella peggiore delle situazioni, invece, non avanza ma rimane in carreggiata.

Nel disegno che ho fatto si vede un po’ meglio la situazione. A sinistra una macchina a trazione anteriore, a destra posteriore. Nel caso 1, le due auto procedono a velocità costante e con asfalto asciutto. Nella situazione 2, sta nevicando e le ruote iniziano a pattinare, seppur poco. Nella situazione 3, il nevischio sta ormai attaccando a terra ed il coefficiente di attrito è diminuito drasticamente. L’auto con la trazione anteriore pattina e non riesce a partire. L’auto con la trazione posteriore pure, però le componenti trasversali della forza dovute al pattinamento creano un momento, si forma un angolo con l’asse verticale e la macchina si intraversa.
Osserviamo, come detto, che ciò che più influenza il comportamento dinamico è il peso che grava sull’asse motrice ed il bilanciamento delle masse: quindi, motore davanti e trazione posteriore sono i casi peggiori che ci possono capitare (poche marche, tra cui Bmw, riescono ad ottenere un bilanciamento 50% e 50% davanti e dietro grazie alla particolare disposizione motore-cambio).
Nel tempo si sono sviluppate diverse soluzioni, meccaniche e non, per contrastare questo fenomeno. Le due più utilizzate sono il differenziale autobloccante e il controllo di stabilità/antipattinamento. Il differenziale autobloccante è la soluzione principale ed è molto semplice. Vi sarà magari capitato di veder pattinare la ruota di una macchina, con le trazioni anteriori questo evento è tutt’altro che infrequente, basta una forte accellerata da fermo per far pattinare una delle due ruote. Oppure se cambiate una ruota ed alzate la macchina, ad esempio con il cric, facendo girare una ruota motrice, noterete che una gira anche se l’altra è ferma. Questo avviene per come è costruito il differenziale, che svincola le due ruote motrici di un asse. Il differenziale autobloccante fa l’esatto contrario, cioè in caso di pattinamento blocca le due ruote vincolandole all’asse, in altre parole si comporta come se non ci fosse. In questo modo si raddoppia il coefficiente d’attrito, e a quel punto, se proprio “vogliono” pattinare, le ruote devono farlo entrambe solidalmente. Il problema è che se anche questo è insufficiente, non pattina più solo una ruota ma tutto l’asse, e se la trazione è posteriore l’auto sbanda lo stesso, anzi pure di più perché le forze in gioco sono raddoppiate. In questi casi il piede “esperto” dosa con l’acceleratore la potenza e cerca di ottenere il massimo spunto compatibile con l’attrito disponibile, ma è una cosa comunque non alla portata di tutti. E’ a questo punto che interviene l’elettronica, che è l’ultima arrivata e consente di salvarsi in situazioni limite. Nel momento in cui, infatti, un sensore si accorge che una o più ruote stanno pattinando, con o senza differenziale bloccato, interviene frenando la ruota che pattina, o togliendo potenza al motore. In altre parole fa quello che farebbe il piede “esperto”, ma lo fa meglio perché interviene con continue operazioni in frazioni di secondo.
D’altronde, bisogna anche aggiungere che in alcuni casi proprio questi interventi dell’elettronica “disturbano”. Dipende dalla quantità della neve: in certe situazioni infatti può essere desiderabile che si accumuli un certo quantitativo di neve davanto o dietro alle ruote, per avere una frenata migliore o per aumentare le probabilità di spunto, e questo avviene solo se le ruote si bloccano o pattinano, cioè proprio come se l’elettronica non fosse presente.
In definitiva, credo che le trazioni posteriori, specialmente quelle più semplici e senza l’aiuto dell’elettronica, in caso di bufera di neve possono ben poco di fronte ad una trazione anteriore, anche se si è portati a credere il contrario, per il fatto del trasferimento di carico sull’asse posteriore. In linea di massima, la trazione anteriore quindi consente una guida più facile e sicura perché permette di avvertire subito, e di compensare con lo sterzo, ogni accenno di perdita di aderenza. Ciò non toglie che per sfruttare appieno questo vantaggio bisogna possedere una tecnica di guida corretta ed una perizia nell’affrontare accelerazioni e frenate sul fondo difficoltoso.