L’ABC del cambio automatico

Tecnologia
30 maggio 2016
Con una serie di articoli approfondiremo le tipologie di cambio automatico utilizzate sulle auto e il loro funzionamento, analizzando pregi e difetti delle diverse soluzioni.

UN PICCOLO ROBOT PER LE NOSTRE AUTO - I sistemi di trasmissione automatica stanno diventano sempre più diffusi sulle automobili, tanto da rimpiazzare sempre più spesso il tradizionale cambio manuale anche sulle vetture più piccole o più economiche. Nonostante i più accaniti sostenitori del cambio ad H storceranno il naso, i più moderni sistemi automatici e semiautomatici sono nettamente più veloci e performanti rispetto a quelli tradizionali. Si dimostrano adatti, sia alle auto più sportive, sia a quelle di tutti giorni. Per le sportive il vantaggio principale risiede nei brevi tempi necessari per il cambio di marcia, che permettono al motore di perdere pochi giri quando si passa al rapporto successivo (la lancetta del contagiri si muove poco) e di rimanere quindi più vicini al range di potenza massima. Oltre al fattore prestazionale, bisogna considerare anche i vantaggi in fatto di comfort di guida e di consumi. Rispetto al cambio manuale, migliora la fluidità nella trasmissione della potenza (minori tempi morti tra un rapporto e l’altro) e spariscono, o quasi, gli strappi dovuti ad un utilizzo dei comandi e della leva del cambio. Nella guida di tutti i giorni, poi, ci si può dimenticare del pedale della frizione e delle stressanti continue cambiate per adeguarsi al traffico. Il cambio automatico, se ben progettato e assistito da un’elettronica raffinata, permette inoltre di ridurre il consumo di carburante, principalmente perché l’elettronica di controllo decide di utilizzare il motore ai regimi più adatti, inserendo sempre la marcia più alta in rapporto alla velocità della vettura. 

PER TUTTI I GUSTI - Il mondo delle trasmissioni automatiche è più complesso del previsto: non esiste, infatti, un’unica tipologia di cambio adottato universalmente dai costruttori di automobili. Negli anni sono stati sviluppati diversi sistemi; ogni tipologia ha i propri vantaggi e svantaggi e un target abbastanza preciso di utilizzo. Solitamente il tipo di cambio varia a seconda della categoria di auto: utilitaria, sportiva o di lusso. La seguente classificazione prende in esame le tipologie più diffuse di cambio automatico che generalmente possono funzionare anche come semiautomatico, cioè sequenziale, controllati manualmente dalla leva del cambio o dalle levette al volante. 

  • Cambio a doppia frizione (DCT, “Dual Clutch Transmission”): come suggerisce il nome, è caratterizzato dalla presenza di due frizioni (azionate in modo alternato) che tramite altrettanti due alberi (uno per le marce pari e uno per quelle dispari) collegano l’albero motore all’albero di trasmissione. È la tecnologia utilizzata sul famoso DSG del gruppo VAG, così come sul TCT di Fiat o sul PDK di Porsche. 
  • Cambio robotizzato (o elettroattuato): si tratta di un tradizionale cambio manuale in cui il compito di azionare la frizione o cambiare la marcia è affidato ad un sistema di controllo automatico, grazie ad attuatori e selettori gestiti elettronicamente. Alcuni esempi significativi di questa tipologia sono il “vecchio” cambio F1 della Ferrari (utilizzato fino alla F430) o il più moderno ISR montato sulla Lamborghini Aventador. 
  • Cambio automatico a convertitore di coppia: è il più “tradizionale” tra i sistemi di trasmissione automatica e prende il suo nome dall’elemento che sostituisce la frizione presente nei cambi standard. Il rapporto viene determinato da una serie di rotismi epicicloidali (ingranaggi a satellite) che vengono azionati o “bloccati” tramite una serie di freni e frizioni azionati automaticamente, grazie ad un attuatore gestito da un’apposita centralina. Il cambio ZF a 8 rapporti adottato su diversi modelli BMW o quello a 9 rapporti realizzato dalla Mercedes sono alcuni degli esempi più emblematici. 
  • Cambio a variazione continua (CVT, “Continuously Variable Transmission”): trasmissione automatica, simile a quella usata sugli scooter, in cui il rapporto cambia con continuità tra un valore minimo e uno massimo (come se esistesse un numero infinito di rapporti selezionabili). Gli elementi principali sono comunemente una cinghia e due pulegge a raggio variabile. È molto apprezzato dai costruttori asiatici e viene impiegato con una configurazione diversa nei veicoli ibridi Toyota (come il cambio E-CVT montato sulla Prius). 
  • Cambio manuale assistito elettronicamente: sebbene non si tratti esattamente di un cambio automatico, con questa voce intendiamo tutti quei sistemi elettronici che rendono più performante il classico cambio manuale. Tra questi, citiamo il sistema di doppietta automatica e di cambiata alla marcia superiore senza rilascio del pedale del gas. Entrambi i sistemi sono impiegati nella versione manuale della nuova Alfa Romeo Giulia Quadrifoglio Verde. 

LA POTENZA È NULLA SENZA CONTROLLO - Nei prossimi articoli analizzeremo in modo più approfondito ogni singola tipologia, studiando pregi, difetti e applicazioni possibili per le varie trasmissioni automatiche presenti sul mercato. È importante ricordare, inoltre, che ad ognuno dei casi descritti è assolutamente necessario affiancare un’elettronica evoluta che possa gestire al meglio la trasmissione. Lavorando meticolosamente sui software e sulla logica di controllo è infatti possibile affinare le prestazioni della trasmissione, migliorando velocità e progressività della cambiata, e creare un’interfaccia utente in grado di comprendere al meglio le richieste del guidatore, prevedendo anche differenti modalità di guida (come la più diffusa “Sport”) per adattare al meglio il cambio e il motore alle diverse situazioni di utilizzo. 

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Ritratto di otttoz
31 maggio 2016 - 15:27
io ho il robotizzato della smart F4 del 2006 ed ho riscontrato i seguenti difetti: alcune volte va su 0 e rimane quindi ferma,e non c'è verso di andare su N, devi spegnere e riaccendere il motore,potenzialmente è assai pericoloso,se ti succede in un incrocio od in una galleria; non ha la posizione P quindi se te la dimentichi su N in discesa sei fritto!
Ritratto di saby
31 maggio 2016 - 16:23
Anche il "mio" DSG della passat in posizione sequenziale, quando avvicinandomi ad una rotonda in 4a e non scalo con le palette, al momento di ripartire il display segnala la 3a marcia ma sembra in folle.Per riprendere, devo mettere in posizione automatica e poi ri-spostare la leva in posizione sequenziale. Ora devo cambiare l'olio ( Tassativo la VW dice di cambiare l'olio del cambio DSG a 60000 Km). Lo faccio presente.
Ritratto di pietros
31 maggio 2016 - 16:23
Ottoz, vendi la smart e compra una Yaris. :-)
Ritratto di Robx58
31 maggio 2016 - 17:05
12
Nella mia auto è presente uno ZF 8 marce, e sinceramente non lo cambierei con nessun altro cambio al mondo, manuale o automatico che sia, poi sicuramente la centralina elettronica che ha, non sarà uguale a quella che adottano altre marche, per cui, quando dovrò cambiare la mia auto, cercherò prima di tutto un prodotto della stessa marca, oppure se cambierò "parrocchia" dovrò provarla seriamente, perchè il cambio è fondamentale in un'auto. Se poi sono presenti i paddle al volante è sicuramente un divertimento aggiuntivo, le cambiate avvengono con una velocità impressionante, mai una grattata o un fuori giri, senza togliere le mani dal volante e senza distrazioni, stupendo, ma anche in modalità automatico non c'è paragone con nessun cambio manuale. Ho guidato di tutto, sono 40 anni che guido, e in gioventù ero pro il manuale, ma la tecnologia si è evoluta, e i cambi automatici che oggi sono presenti nelle ultime auto, non hanno nulla a che vedere con quelli adottati pochi anni fa, lo stesso ZF era a 6 marce, e non aveva la praticità e funzionalità di questo ultimo a 8 marce.
Ritratto di niko91
31 maggio 2016 - 17:55
Premessa: ho usato solo una volta il cambio automatico ma mi tengo informato al riguardo. Pur avendolo trovato comodo, mi ha fatto un'impressione strana perché non mi dá l'idea di poter controllare l'auto. Magari avrò modo di ricredermi, tuttavia adesso gli automatici saranno più comodi e affidabili ma molto cari. Su un'auto premium il costo è ammortizzato nell'insieme, sulle altre è una voce di spesa cospicua. Il diffuso DSG non mi sembra ancora del tutto affidabile, leggo di troppi che cedono o danno problemi.
Ritratto di Dune buggy
31 maggio 2016 - 21:43
Se volete il divertimento di un giorno il manuale può andare, ma dovendo usare l'auto x spostamenti in città, l'automatico non ha paragoni, l'approssimarsi alla rotatoria dovendo preoccuparsi solo dell'inserimento fra gli altri veicoli fa dell'automatico il sistema più veloce, sempre. Anche il consumo è migliore io con un Opel Vivaro 2.0 D, con l'utilizzo prevalentemente cittadino faccio 13,5/14 Km/l, fatelo con il manuale!!!! In caso di frenata violenta l'automatico vi assiste scalando marcia col manuale frenate in folle.... Per quanto riguarda il mandare sms se si ha l'automatico, beh se uno è stupido lo fa anche col manuale magari fumando. Cmq il futuro è automatico e se avete paura dell'affidabilità considerate che le nuove auto sono sature di elettronica quindi........
Ritratto di emivolante
31 maggio 2016 - 21:50
Prima un robotizzato, poi un automatico e ora un manuale. Sicuramente il manuale ha meno manutenzione e quindi meno costi e ha anche più "freno" in fase di rilascio dell'acceleratore, quindi permette di consumare meno pastiglie (dei freni). Indubbia la comodità degli automatici nelle code e nel traffico ma in montagna o con la fretta quasi ti costringono ad usarli in sequenziale. Il primo robotizzato a 160.000 Km ha tirato le cuoia con un danno maggiore del valore dell'auto... Per ora non mi pento del "ritorno" al manuale.
Ritratto di Dune buggy
31 maggio 2016 - 22:05
@ emivolante, per smentirti sui freni, il mio Vivaro ha un robotizzato e le pastiglie le ho cambiate a 125.000km, xchè scalando da solo usi meno il freno, poi spero non si rompa, ma mio figlio ha rotto il manuale della Suzuki ed il dsg della Seat per ora (85.000Km) è ok.
Ritratto di Storm Sentry
31 maggio 2016 - 23:29
Due cose per completare il discorso: 1) complimenti alla redazione per l'articolo,molto interessante 2) probabilmente sarò io quello strano,nel senso che nella macchina nuova mi da fastidio anche il freno di stazionamento con il pulsante (non parliamo dello start&stop)..
Ritratto di alfabeto
1 giugno 2016 - 14:54
Diversamente da quanto scritto nell'articolo va detto che le ibride Toyota non hanno il CVT e nemmeno qualcosa di simile. Semplicemente non hanno il cambio. Viene simulato elettronicamente il comportamento del CVT ma non c'è cambio.
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