Cambio automatico a doppia frizione, con convertitore di coppia e robotizzato: differenze

Facciamo chiarezza sulle varie tipologie di cambi automatici disponibili oggi sul mercato italiano

10 ottobre 2016 - 10:00

Ormai il cambio automatico sta riscuotendo sempre maggiore successo tra gli automobilisti italiani. Il merito di questi risultati lusinghieri è da addebitarsi da un lato alla praticità di questo tipo di trasmissione e dall'altro è da attribuirsi al diverso approccio che i clienti hanno verso l'auto: non più uno status symbol ma un qualcosa che viene percepito ormai come una sorta di “elettrodomestico” che deve trasportare in sicurezza le persone da un punto A ad un punto B. Proprio in questo senso viene a mancare quell'opposizione psicologica, una sorta di “machismo” a dire il vero, che considerava il cambio automatico come il cambio scelto da chi non sapeva guidare. Dal punto di vista delle vendite, le cifre parlano ormai di un'auto venduta con cambio automatico ogni cinque auto vendute con cambio manuale e con un trend in continua crescita. Visto perciò che sempre più acquirenti scelgono il cambio automatico ma non sempre conoscono le differenze tra i vari sistemi più diffusi sul nostro mercato, vediamo cosa cambia tra cambio robotizzato, cambio robotizzato a doppia frizione e cambio automatico con convertitore di coppia. Il cambio a doppia frizione per cosa si differenzia da un cambio automatico? E ancora, cos'è il convertitore di coppia? Vediamolo insieme iniziando da un'analisi per sommi capi delle diverse unità.

IL CAMBIO ROBOTIZZATO E' la tipologia di cambio automatizzato più semplice. Si tratta, infatti, di un normale cambio manuale in cui gli innesti delle marce, oltre al controllo della frizione, vengono svolti da degli attuatori elettroidraulici comandati da una apposita centralina elettronica di controllo del cambio. La centralina del cambio comunicando con le altre centraline dell'auto decide la marcia più opportuna da utilizzare in base alle condizioni di marcia, ad esempio velocità, temperatura esterna, temperatura del motore e dell'olio del cambio ma anche lo stato dell'aria condizionata (se accesa o spenta) o quanto è carica la vettura. Generalmente con questi cambi è anche possibile una selezione manuale della marcia tramite leva o, se la vettura ne è dotata, tramite paddles al volante. I vantaggi di questa tipologia di cambio sono bassi costi di produzione per il costruttore dell'automobile, che si riflettono in un basso costo del cambio come optional per i clienti, e bassi costi di esercizio tant'è che spesso si ottengono consumi inferiori rispetto alle vetture omologhe con cambio manuale e questo perché nel software di gestione del cambio sono riportate strategie di cambiata delle marce adatte a quasi tutte le situazioni.

IL CAMBIO ROBOTIZZATO A DOPPIA FRIZIONE I cambi a doppia frizione sono dei cambi meccanici con due alberi concentrici che ospitano rispettivamente gli ingranaggi delle marce pari più retromarcia l'uno e delle marce dispari l'altro.

Anche in questo caso una centralina elettronica gestisce le cambiate. Il vantaggio evidente di questa soluzione, oltre a quello della compattezza dell'unità, è quello di poter preselezionare la marcia successiva inserendola poi al momento opportuno: tutto ciò è possibile perché la frizione relativa alla marcia preselezionata rimane aperta. Al momento giusto la centralina dà il comando di chiudere la frizione relativa alla marcia da innestare e di aprire contemporaneamente quella relativa alla marcia da disinnestare e di trasmettere quindi la potenza alla corretta coppia di ingranaggi. In questo modo si hanno cambiate fulminee ed una spinta praticamente continua che va dal motore alle ruote motrici. Gli svantaggi di questo tipo di soluzione sono in primis i costi di produzione elevati che chiaramente vengono a ricadere sui clienti. In seconda battuta c'è da rilevare che data la relativa freschezza del progetto (almeno per quanto riguarda la produzione in grande serie), si sono avuti dei problemi di affidabilità (leggi qui l'analisi del nostro esperto).

CAMBIO AUTOMATICO TRADIZIONALE CON CONVERTITORE DI COPPIA In questo tipo di cambio le coppie di ingranaggi sono sostituite da gruppi riduttori epicicloidali resi solidali o immobilizzati da un insieme di frizioni multidisco a bagno d'olio e di freni a nastro.

Il “cervello” che gestisce le cambiate in questo caso è costituito da un gruppo di valvole idrauliche a cassetto (o più recentemente da valvole elettroidrauliche, come da immagine qui sotto, comandate da una centralina elettronica).

Al posto della frizione tradizionale troviamo un convertitore di coppia che funziona sfruttando il principio del giunto idraulico: in questo modo si sfrutta l'energia cinetica di un fluido, l'olio idraulico ATF (Automatic Transmission Fluid), che viene centrifugato all'interno di un carter sigillato per trasmettere il moto senza interposizione di organi meccanici rigidi.

Questa è la tipologia di cambio tradizionalmente definita automatica (le due tipologie precedenti andrebbero definite correttamente come meccaniche-robotizzate) ed ha come vantaggio principale la fluidità di esercizio dovuta proprio al convertitore di coppia. Lo stesso convertitore è la causa principale dello svantaggio di questo tipo di trasmissione vale a dire un rendimento inferiore per via dello slittamento tra le parti del convertitore che si traduce in un consumo maggiore. Per limitare questo effetto ultimamente viene montata una frizione denominata “lock-up” che rende “rigido” il convertitore di coppia quando si raggiungono velocità elevate (generalmente già sopra i 50 km/h).

IL CAMBIO A VARIAZIONE CONTINUA O CVT E' il tipico cambio che troviamo sugli scooter. Ovviamente essendo la coppia dei motori delle automobili notevolmente maggiore di quella degli scooter, la classica cinghia in gomma è stata sostituita da una cinghia metallica in acciaio ad alta resistenza.

I vantaggi di questo tipo di cambio sono la compattezza e la semplicità costruttiva oltre al buon rendimento meccanico che consente consumi contenuti. L'utilizzo è prevalente nei marchi giapponesi Daihatsu, Subaru e, in passato, Toyota (anche Audi, tuttavia, si è cimentata in questo tipo di trasmissione). Gli svantaggi sono quelli relativi al piacere di guida: in sostanza si ha la sensazione di guidare uno scooter (e d'altronde, come già accennato, il tipo di trasmissione al netto della diversa tipologia dei materiali è lo stesso), perciò in accelerazione ci si trova col motore ad alto numero di giri mentre la velocità dell'auto rimane modesta.

1 commento

Redazione
15:32, 12 giugno 2017

Gentile Sig. Graziano Rossi,
la ringraziamo del commento che trova conferma nell'articolo in cui scriviamo: “L'utilizzo è prevalente nei marchi giapponesi Daihatsu, Subaru e, in passato, Toyota(…)”.
Per maggiore chiarezza va precisato che E-CVT è la sigla commerciale per il cambio utilizzato dalle ibride Toyota e non ha niente a che vedere con un CVT tradizionale.

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