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Cambio automatico: come funziona, vantaggi e svantaggi

Cambio automatico: come funziona, vantaggi e svantaggi
da in Consigli e Guide, Meccanica automobilistica
Ultimo aggiornamento: Martedì 15/11/2016 15:19

    cambio automatico

    Cambio automatico o manuale? Oggi è semplicemente una questione di gusti od esigenze, perché l’evoluzione tecnologica ha consentito di ridurre al minimo gli inconvenienti delle varie soluzioni. Tuttavia oggi siamo investiti da molte sigle dal significato a volte oscuro: DSG, DCT, CVT e via dicendo, per non parlare dei nomi fantasiosi che il marketing di ciascuna casa automobilistica attribuisce al proprio sistema di trasmissione per differenziarlo dagli altri agli occhi del cliente. Ma allora come decidere quale cambio scegliere per l’auto che stiamo per comprare? Come funzionano gli automatici di oggi? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi? Leggiamo questa breve guida.

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    In un motore a combustione la potenza erogata è proporzionale al numero di giri ma non è lineare: aumenta rapidamente fino ad un certo regime di rotazione, oltre il quale scende bruscamente anche se si continua ad accelerare. Per cui la fascia di giri sfruttabile è abbastanza ristretta. La forza generata dal propulsore è la coppia motrice (chiamata tecnicamente momento meccanico), responsabile dell’accelerazione; viene trasferita alle ruote tramite una trasmissione; come la potenza, anche la coppia varia a seconda del numero di giri. Se non esistesse il cambio, le ruote riceverebbero bruscamente sempre tutta la coppia erogata e questo renderebbe la marcia impraticabile. Per questo motivo si usa il cambio. In una trasmissione manuale la coppia motrice si trasferisce usando coppie di ingranaggi, cioè i rapporti di trasmissione. Essi regolano, cioè convertono, la quantità di coppia da trasferire alle ruote, in modo da ottenere sempre la forza giusta. La selezione del rapporto scelto dal guidatore avviene tramite una leva. La frizione è un disco collocato fra cambio e motore: serve ad impedire che il motore si arresti e permette al veicolo di ripartire da fermo, oltre a rendere agevole l’operazione della cambiata.

    cambio automatico 2

    L’idea di una trasmissione automatica è antica quasi quanto l’automobile stessa. Infatti il primo rudimentale modello costruito con un cambio automatico si vide nel 1904, a Boston, ad opera dei fratelli Sturtevant. Ma i materiali dell’epoca non consentivano un funzionamento adeguato. Dobbiamo attendere gli anni ’50 per la diffusione in massa, sempre negli Stati Uniti. Oggi possiamo suddividere i vari sistemi di cambio automatico in quattro tipologie fondamentali: automatico classico con convertitore di coppia, robotizzato, a variazione continua e ad innesto diretto con doppia frizione.

    cambio automatico convertitore

    Invece di usare due ingranaggi, si trasferisce la coppia tramite un convertitore idraulico, collocato tra motore e cambio. E’ un meccanismo molto complesso che, tramite una serie di valvole, provoca una differenza di pressione di un olio apposito, mediante la quale viene cambiata la marcia. Il convertitore di coppia sostituisce la frizione. In passato questo sistema era completamente meccanico e molto costoso e pesante. Oggi molte parti sono state sostituite da un sistema elettronico e questo ne ha ridotto complessità, costi e peso.

    cambio automatico robotizzato

    E’ in realtà un cambio semiautomatico: i rapporti sono sempre meccanici, mentre sono elettroniche le operazioni di selezione e innesto delle marce. Il guidatore sceglie la marcia azionando la leva oppure i pulsanti o le paddles al volante; viene così prodotto un impulso elettrico che viene inviato alla centralina del cambio; essa, in base a programmi predefiniti, decide quali rapporti innestare. Questo cambio è usato nelle vetture da competizione perché permette innesti rapidissimi; per lo stesso motivo è adottato anche in alcuni modelli stradali, sebbene configurato per cambiate più dolci.

    cambio automatico cvt

    Detto anche CVT (Continuous Variable Transmission). Invece di usare degli ingranaggi, ha una coppia di pulegge (oppure di rulli o coni), attorno alle quali si avvolge una cinghia; a seconda dei giri del motore, le pulegge si spostano, variando così il diametro della cinghia. Questo movimento variabile determina il rapporto della trasmissione; poiché tale movimento è continuo, si hanno infiniti rapporti. Il sistema CVT permette al motore di funzionare in modo costante sempre vicino al regime di coppia massima, cioè la situazione di massima efficienza energetica. Per questo motivo si hanno i migliori risparmi di carburante.

    cambio automatico doppia frizione

    Detto anche DSG (Direct Shift Gearbox) o DCT (Dual Clutch Transmission) a seconda dei costruttori. E’ un’evoluzione del cambio robotizzato. Ci sono due frizioni, una per i rapporti pari e l’altra per i dispari, collegate a due alberi di trasmissione. Gli alberi ruotano contemporaneamente quindi i rapporti sono sempre pronti e ne vengono ingranati due alla volta, ma solo a quello selezionato viene trasmessa la coppia. L’innesto della frizione è completamente automatico, gestito elettronicamente. In questo modo la velocità di cambiata è elevatissima.

    cambio automatico 4

    Il cambio manuale è più economico e, in mani esperte, permette di sfruttare tutta la potenza disponibile esattamente nel momento in cui la si vuole usare. Maggiore sportività e libertà totale per il guidatore. Lo svantaggio è nell’uso cittadino e nelle code, dove si avverte la grande scomodità di azionare continuamente pedale e leva per pochi metri. Il cambio automatico tradizionale con convertitore di coppia offre un grande comfort di guida. Lo svantaggio è dato dal costo e dal peso notevolmente superiori, anche se ultimamente l’elettronica ne ha consentito una certa riduzione. Il CVT permette i maggiori risparmi di carburante e il migliore comfort di guida, a fronte di peso, ingombri e costi non eccessivi. Lo svantaggio principale è che non consente una guida sportiva, se non al prezzo di complesse configurazioni elettroniche che ne aumentano di molto i costi. Inoltre è rumoroso. Il cambio robotizzato e la sua evoluzione a doppia frizione hanno costi solo leggermente superiori al manuale. Consentono sia il comfort dell’automatico classico che la rapidità adatta ad una guida sportiva, con tempi di cambiata che nessun essere umano può eseguire, permettendo inoltre al guidatore di scegliere la marcia e il momento in cui innestarla (entro certi limiti). Consumi e costi superiori, ma non poi troppo.

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