Tecnica dei cambi automatici: pregi e difetti delle varie tipologie

[Tode]

IL CAMBIO AUTOMATICO

Il cambio automatico ormai fa parte della nostra vita quotidiana in officina, per gli esperti del settore è fonte di lavoro e guadagno, per chi lo conosce poco, può essere fonte di guai dubbi e problemi, cerchiamo, di conoscerli meglio, cominciando con una veloce carrellata sui vari tipi che il mercato ci propone.

Il cambio automatico come molti altri componenti dell' auto negli ultimi 15 anni ha subito grossi sviluppi, tanto che con l' erronea definizione di cambio automatico si raggruppano tutti i tipi di trasmissioni che non prevedono l'azionamento della frizione e del cambio marce da parte di chi guida, è molto importante per l' autoriparatore capire cosa è montato sul veicolo al fine di non sbagliare diagnosi.
la trasmissione automatica nasce con lo scopo di rendere meno impegnativa e più facile la guida dell' auto, in europa e soprattutto in Italia fino ad una decina di anni fa ha fatto fatica a prendere piede, mentre in America è la normalità, qui ci si scontra con due mentalità dettate da abitudini e scelte politiche come i consumi, la riparazione e il piacere di guida, di un veicolo con le marce azionate a mano ed uno no, ora grazie alle normative antinquinamento le due ideologie stanno convergendo in una unica direzione dove lo sviluppo tecnico riesce ad accontentare tutti .
Grazie alla tecnologia siamo arrivati ad avere cambi automatici che permettono al motore di consumare meno, avere un gran piacere di guida ed alcuni con un carattere molto sportivo che fanno dimenticare il cambio manuale, i vari sistemi hanno pregi e vantaggi, vediamo di analizzarli confrontati ad un cambio manuale.

CAMBIO MANUALE

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Pregi :
Semplicità costruttiva;
Semplicità in fase di progettazione,
Grande affidabilità;
Consumi ridotti, in funzione di chi guida.
Piacere di guida per gli amanti del genere;
Poca manutenzione;

Difetti:
Consumi variabili in base a chi guida;
Poco confort per chi guida nel traffico;

CAMBIO AUTOMATICO CON CONVERTITORE DI COPPIA

Si può definirlo "puro" perchè è il capostipide, è la trasmissione che ha monopolizzato l' automotive negli Stati Uniti, ha avuto un grandissimo sviluppo soprattutto con l' arrivo dell' elettronica e la sua interazione con tutte le altre centraline del veicolo è diventata totale, vediamo come analizzarlo :
La diagnosi e lo studio va effettuato suddividendo in tre parti fondamentali;
1 il convertitore di coppia
2 Il gruppo dei giunti epicloidali e i freni/frizoni;
3 Il Gruppo elettroidraulico che può comprendere o meno la centralina di gestione.

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Il discorso vale sia per i cambi a trazione posteriore, sia per i 4x4, sia per quelli a trazione anteriore.
il convertitore di coppia è l' elemento caratteristico che identifica questo tipo di trasmissione esso ha il compito di trasmettere la forza del motore al cambio, deve permettere di staccare i due componenti quando si è fermi e di trasferire coppia appena il motore sale di giri segno che il conducente vuole spostare il veicolo.
La parte interna del cambio è composto da giunti epicicloidale semplici o doppi che alternando le loro combinazioni permettono di inserire i diversi rapporti, le combinazioni vengono effettuate attraverso l' intervento di freni e frizioni .
Il gruppo elettroidraulico può essere abbinato alla centralina vera e propria,come succede nei cambi Mercedes, in esso ci sono le elettrovalvole che oppurtunamente gestite distribuiscono l' olio che arriva in pressione dalla pompa, al fine di attivare i componenti idraulici che attivano i freni, le frizioni, di lubrificare e raffreddare.

Pregi:
Grande confort;
Difetti;
Anche nei modelli più recenti il valore dei consumi del motore è più alto.
Gran complessità costruttiva;
Necessità la giusta manutenzione;

IL CAMBIO CVT

Il cambio CVT (continuously variable transmission) è un tipo di trasmissione che sulla carta porta enormi vantaggi, alla base del sistema esistono due pulegge collegate da una cinghia, facendo variare il rapporto tra di loro creano una combinazione di rapporti quasi infinita, idraulicamente i coni delle pulegge vengono fatti avvicinare ed allontanare per creare il rapporto mentre una cinghia di acciaio e con dei profili particolari permette il collegamento, il tutto viene trasferito al differenziale.
Per poter creare la retromarcia all' ingresso del cambio è stato posto un giunto epicicloidale in grado di invertire il moto facendo girare le pulegge al contrario.
Alcuni di questi cambi come i Toyota montano il convertitore di coppia, mentre altri come la mini, panda, micra o il Multitronic dell' Audi utilizzano altri metodi per gestire le partenze da fermo e la trazione.

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Nonostante si sia superato il problema dell' usura della cinghia questi tipi di trasmissioni non hanno avuto gran successo, questo perchè è una trasmissione generalmente usata per motori con poca potenza (multitronic è una eccezione) e a pochi piace la sensazione di guidare senza avvertire le cambiate con il motore sempre in regime, addirittura molte case costruttrici pur usando un CVT simulano le cambiate muovendo a scatti le pulegge al fine di rendere più "gradevole" e comune il modo di guidare.

Pregi :
Possibilità di avere un valore di rapporti infiniti;
Facilità costruttiva;
Permettono di diminuire i consumi medi;
Difetti:
A molti non piace il tipo di guida;
Necessità molta manutenzione;
Nei modelli più vecchi bassa affidabilità;

CAMBIO A DOPPIA FRIZIONE

Arriviamo al protagonista di quest' ultima era, il cambio a doppia frizione esso permette di unire i vantaggi di un cambio meccanico con il confort di uno automatico, limitando i consumi. Con l'arrivo delle ultime norme antinquinamento nasce la necessità di far gestire tutto dall' elettronica, compreso le cambiate, qui il cambio a doppia frizione sta prendendo piede in quasi tutte le case automobilistiche ormai ognuna in collaborazione con le ditte specializzate sta producendo o lo farà presto la propria trasmissione .
Il gruppo VW è stato la prima ad introdurre il sistema su grande scala, ha comprato il progetto della Borg Warner, denominandolo DSG (Direct-Shift Gearbox), come già si sa il cambio possiede tre alberi uno di Ingresso che possiamo definirlo primario, mentre abbiamo due alberi secondari uno su cui sono montati gli ingranaggi delle marce pari ed uno delle marce dispari, questi due alberi sono collegati a due frizioni .
Con l' auto ferma e la leva delle marce in D la centralina inserisce la Prima marcia (marcia dispari) e la seconda marcia (marcia pari) ed entrambe le frizioni sono aperte, accellerando la centralina fa attaccare la frizione delle marce dispari generando trazione e permettendo il movimento al veicolo, quando si raggiunge la velocità corretta, la seconda marcia è già inserita quindi basta staccare una frizione ed attaccare quell' altra, ora se il motore sale di giri la centralina inserisce la terza marcia lasciando la frizione delle marce dispari scollegata ecc.... in caso di frenata o di rallentamento la marcia prevista sarà quella inferiore ecc...così facendo si riducono al minimo i tempi di cambiata e le perdite di potenza tutto a favore di sportività confort e consumi.

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Il cambio a doppia frizione unisce l' universo dei cambi manuali con i classici ingranaggi, sincronizzatori e forcelle con l' automazione elettroidraulica di un cambio automatico, i costi elevati di sviluppo e di produzione hanno rallentato il loro sviluppo solo fino ad ora dove diventano necessari per superare le omologazioni.

Pregi :
Permettono di diminuire i consumi medi;
Velocità di cambiata e gran sportività;
Difetti :
Costi elevati di progettazione;
Complessità costruttiva e gestionale;
Necessità molta manutenzione;

CAMBIO ROBOTIZZATO

Anello di congiunzione tra un cambio automatico ed uno manuale è il robotizzato, unica cosa che lo accomuna agli altri è il fatto che il conducente non ha il pedale della frizione e che le marce vengono inserite automaticamente, le grandi case auto si sono trovate a cercare di risolvere il problema di dover automatizzare le cambiate cercando di investire pochissimi soldi ed ecco che hanno deciso di prendere cambi meccanici con la classica frizione e automatizzare i comandi attraverso degli attuatori che possono essere elettrici o elettroidraulici, tutti gestiti da una centralina, troviamo quindi il gruppo PSA che con Citroen lancia questo tipo di cambio, seguita da Fiat, Opel, Ford ecc... nonostante i nomi commerciali come Dual Logic, Easytronic, Powershift.... dietro il concetto è sempre uguale un attuatore gestisce l' attacco e lo stacco della frizione ed uno o due che inseriscono le marce.
L' economicità dei sistemi si ripercuote sia sull' affidabilità dei dispositivi sia sul confort veramente scadente, tutti questi sistemi bene o male hanno avuto problemi e veramente pochi utenti ne sono rimasti soddisfatti.

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Pregi :
Bassi costi di produzione;
Permettono di diminuire i consumi medi;
Semplicità costruttiva ;
Poca manutenzione ;
Difetti :
Basso confort di guida;
Lentezza nel cambio rapporto;
Affidabilità ;

CAMBIO TOYOTA Hybrid.

Un veloce sguardo va dato anche al semplice ma allo stesso tempo complesso sistema che Toyota ha utilizzato sui suoi modelli ibridi, infatti chiamarlo cambio non è corretto forse è meglio trasmissione, essa unisce la semplicità meccanica alla sofisticata gestione elettronica, infatti il blocco del "cambio" in realtà è una scatola con all' interno un giunto epicicloidale a cui viene collegato il motore termico, il motore elettrico M1 (generatore) ed il motore elettrico M2 (di trazione), poi una catena trasmette il moto al differenziale ed ai semiassi. L'interazione tra motore termico ed elettrici è garantita da una potente centralina elettronica che con il passare degli anni (la prima Prius è stata lanciata nel 1997) si è affinata raggiungendo la massima espressione tra risparmio energetico funzionalità e tecnologia.

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Questo tipo di trasmissione funziona come se fosse un CVT anche se in realtà non lo è prende il nome di ECVT.

Pregi:
Semplicità meccanica, riduzione dei consumi, possibilità di utilizzare l' ibrido elettrico.
Difetti:
Complessità nella fase di sviluppo, particolarità di guida che non a tutti piace.


Questa veloce descrizione dei principali tipi di trasmissione, serve a capire come dietro alla parola cambio automatico ci possano essere molte sfumature, mentre per il cliente difficilmente ci sono differenze, ma in base al problema lamentato noi dobbiamo capire cosa potrebbe essere, ma prima di tutto dobbiamo sapere cosa è montato sull' auto e come funziona, se a voi va possiamo aprire una sezione nuova proprio dedicata ai cambi automatici, dove assieme possiamo approfondire gli argomenti con le vostre esperienze a seconda dell' argomento trattato, partendo dalla manutenzione , analizzando poi i vari componenti dove ognuno può portare le sue conoscenze aggiungendo alla teoria la pratica, la tendenza del mercato auto sembra abbastanza chiara, nel prossimo futuro vedremo auto ibride e cambi automatici sempre con più marce, sia sulle auto di media che di piccola dimensione, non è l'utente finale che lo chiede, ma le normative antinquinamento che indirettamente lo impongono, cerchiamo di prepararci.

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