Lancia Delta S4 – Tecnica #2: la trasmissione

Nella prima puntata della mini rubrica dedicata alla Lancia Delta S4 vi avevamo presentato qualche dettaglio sul telaio della splendida gruppo B della casa italiana.

La componente più famosa di questa vettura è probabilmente però il motore. Il quattro cilindri progettato in Abarth sviluppava valori di potenza e coppia fuori dal comune consentendo prestazioni di livello assoluto. Tutta questa potenza sarebbe stata però sprecata senza un adeguato sistema che la facesse confluire alle ruote per la trazione del mezzo.

Nei paragrafi successivi andremo quindi alla scoperta del sistema di trasmissione progettato su misura per la S4.

Trazione integrale: la prima volta della Lancia

La Delta S4 fu la prima auto sviluppata dalla Lancia dotata della trazione integrale. Per i tecnici torinesi si trattò quindi di partire dal foglio bianco per ideare un sistema che avrebbe fatto confluire la potenza sviluppata dal motore su tutte e quattro le ruote.

Avvalendosi della consulenza di Giuseppe Bertino gli studi portarono alla realizzazione di un cambio centrale a cinque rapporti più retromarcia a gestione completamente meccanica. Il cambio è abbinato al motore posto in posizione centrale longitudinale dietro ai sedili.

Collegato all’uscita del cambio troviamo abbinato un ripartitore di coppia di tipo epicicloidale che distribuisce la coppia in maniera diversa tra anteriore e posteriore della vettura. Il ripartitore è abbinato in serie ad un giunto viscoso di tipo Ferguson. Questo giunto viscoso serve come dispositivo di bloccaggio del ripartitore di coppia centrale.

La figura sottostante, presa direttamente dal brevetto Lancia, rappresenta schematicamente tutto il sistema di trasmissione. Proveremo ora ad analizzare insieme il complessivo cambio e ripartitore.

Il gruppo cambio

In alto troviamo l’albero primario del cambio (3), che è collegato al motore (a destra, non rappresentato) tramite una frizione bi-disco a secco con comando idraulico. Per la versione corsa la troviamo in versione metallo-ceramica. Solidali all’albero primario troviamo poi i rotismi che trasmettono il moto all’albero secondario (4). I rotismi, sempre in presa, sono accoppiati con le rispettive ruote dentate del secondario, che non sono invece solidali con quest’ultimo. All’inserimento della marcia il rotismo corrispondente viene bloccato al secondario tramite lo scivolamento di uno degli innesti (15,16,17), e il moto viene quindi trasmesso secondo quel particolare rapporto.

I rotismi 5, 7, 9, 11 e 13 con i rispettivi 6, 8, 10, 12 e 14 corrispondono alle marce dalla prima alla quinta rispettivamente. I rotismi 18, 19, 20 sono quelli per l’inserimento della retro marcia. Il cambio per la versione corsa fu progettato in codesign con la Hewland: gli innesti sono frontali e ovviamente non sincronizzati, mentre la scatola è in magnesio.

Il ripartitore di coppia

L’albero secondario del cambio è collegato al ripartitore di coppia tramite un riduttore che vediamo subito a destra del rotismo 12, in figura. La funzione del ripartitore di coppia è, come detto, quella di ripartire la coppia trasmessa dal motore tra anteriore e posteriore della vettura secondo un rapporto ben preciso.

Il ripartitore (23) è di tipo epicicloidale ed è composto da un rotismo principale (24) solidale ad un albero (29), da delle ruote dentate più piccole dette satelliti (25) che alloggiano su un porta satelliti (27), e da un terzo elemento (26) che accoppia con i satelliti ed è poi solidale ad un secondo albero.

Come si vede dalla figura iniziale il ripartitore è collegato al cambio attraverso il porta satelliti (27), mentre il moto esce dal ripartitore tramite il rotismo principale 24, che va verso il differenziale anteriore (21), e tramite l’elemento 26 che è collegato poi al differenziale posteriore (22) tramite il giunto Ferguson.

Facendo riferimento ora alla figura sotto dove è schematizzato questo tipo di ripartitore di coppia, vediamo che, secondo l’equazione ricavata, il rapporto fra i valori di coppia (M) ripartiti tra anteriore e posteriore è uguale al rapporto fra il numero di denti (z) presenti sul rotismo 24 e sull’elemento 26.

Agendo su questi parametri era possibile variare la ripartizione tra anteriore e posteriore da 35/65 fino a 20/80%, a seconda del percorso e del tipo di aderenza.

Altri particolari

Una caratteristica del sistema, per cui è stato appunto brevettato, sta nel dispositivo per variare la velocità interposto fra il ripartitore di coppia e il differenziale anteriore (31, in figura). In una seconda configurazione questo dispositivo sarà sostituito da un variatore automatico con cinghia e pulegge.

Per quanti riguarda invece i valori di bloccaggio dei due differenziali anteriore e posteriore, di tipo autobloccante meccanico a dischi multipli, sviluppati da ZF, questi si attestavano normalmente al 25% all’anteriore e 40% al posteriore. Ovviamente i valori variavano a seconda delle preferenze del pilota, con valori all’anteriore anche del 17,5%.

Erano disponibili diversi rapporti del cambio, ma in generale si preferiva avere due rapporti iniziali molto ravvicinati con i tre rapporti finali che consentivano di raggiungere, a seconda delle scelte, velocità massime di 178, 190, e 205 km/h.

Una curiosità sta nel fatto che inizialmente il progetto prevedeva che la trazione integrale fosse disinseribile. La vettura poteva viaggiare quindi normalmente con le due ruote motrici posteriori, ma spingendo una leva si poteva inserire la trazione sulle quattro ruote (ripartizione 30/70). Non era previsto il giunto viscoso. Questo dispositivo venne poi rimosso per non complicare ulteriormente il sistema.

Sulla versione da corsa venne comunque mantenuta la possibilità di bloccare completamente il ripartitore di coppia.

Differenze con la versione stradale

Nella versione stradale il cambio era realizzato dalla CIMA ed era dotato di sincronizzatori di tipo Born Warner. La ripartizione della coppia è tarata sul 30% all’anteriore è 70% al posteriore. Il differenziale anteriore è libero, mentre il posteriore è autobloccante meccanico ed è tarato al 25%.

La lubrificazione del cambio è esterna ed è effettuata tramite un radiatore specifico posizionato sul frontale della vettura.

I rapporti del cambio sono anche in questo caso molto ravvicinati e permettono di raggiungere la velocità massima di 225 km/h in quinta a 6900 giri/min.

Credit: “Lancia Delta S4”, di Vittorio Roberti e Luca Gastaldi