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ZF: l'evoluzione dei cambi automatici in 50 anni

Pubblicato 08 maggio 2015

Li abbiamo provati tutti, ripercorrendo l'evoluzione di questo complesso dispositivo.

ZF: l'evoluzione dei cambi automatici in 50 anni
TRE MARCE, ZERO ELETTRONICA - Le auto sono sempre più tecnologiche ma alcuni punti “fissi” sono rimasti: i pedali, il volante e la leva del cambio. Quelli automatici, da decenni mantengono le conosciute posizioni P (Park, parcheggio), D (Drive, ovvero guida) e R (Reverse, che sta per retromarcia). Parlando però di piacere di guida, di comfort e di efficienza, in questo campo sono stati fatti balzi da gigante, anche nei cambi più tradizionali con convertitore di coppia. Ne abbiamo avuto la conferma passando una giornata alla guida di nuove e vecchie vetture, provando tutti i tipi di trasmissioni di questo tipo prodotte nel tempo dalla tedesca ZF: una multinazionale che quest'anno celebra i 100 anni e i 50 dal lancio della sua prima trasmissione automatica, la 3HP del 1965. Come dice il nome, si tratta di un'unità a tre rapporti, completamente priva di elettronica, nella quale la selezione delle marce avveniva al variare della pressione in un circuito idraulico e ai giri del motore prestabiliti.
 
 
IL PRIMO CON IL CHIP - La prima evoluzione sostanziale arriva nel 1982 con la trasmissione 4HP: per gli standard moderni i tempi di cambiata rimangono misurabili in “ere geologiche” (1,5 secondi, come nel 3HP), tuttavia la vera novità non è la marcia aggiuntiva ma l'arrivo dell'elettronica. Questa permette a una centralina di decidere in modo più raffinato quando passare di rapporto, in base al carico del motore, al numero di giri altre che all'inclinazione della strada. Inoltre, il guidatore può scegliere fra più strategie di cambiata (per favorire il comfort o le prestazioni). La “nostra” Audi 200 (foto qui sopra) dispone infatti di una rotella sul tunnel che attiva il programma “Sport”, con il quale si passa al rapporto successivo 1000 giri al minuto dopo. Oggi l'evidente sensazione di trascinamento che fa impennare i giri del motore al minimo “colpetto di gas” induce al sorriso, ma al tempo pochi automatici facevano meglio. Questo avviene perché tutta la potenza passa dal motore al cambio unicamente attraverso l'olio messo in movimento dentro il convertitore di coppia (formato da due “ruote a pale”, una solidale col cambio e l'altra con l'albero motore): solo in quarta marcia (l'ultima) una frizione si serra bypassando il convertitore e permettendo alla coppia di arrivare agli ingranaggi del 4HP in maniera diretta.
 
 
LO MONTAVA LA RS6 - Passano appena otto anni e, nel 1990, la ZF svela il suo 5HP (foto qui sopra), caratterizzato da una marcia in più e dall'elettronica più sofisticata: le cambiate avvengono in base allo stile di guida del guidatore e si possono selezionare manualmente, tanto che viene usato anche su sportive come la prima Porsche Boxster. Sull'Audi RS6 del 2002 che stiamo guidando ciò avviene non solo tramite la leva ma anche grazie a due piccoli pulsanti dietro le razze del volante. Il 4.2 biturbo ancora oggi incanta per la generosa spinta dei 450 CV e per il suono martellante tipico dei V8. A maggior ragione, quindi, “stona” la lentezza (per gli standard attuali) del cambio: un secondo esatto per passare di rapporto. In compenso, dal 5HP in poi, i cambi automatici della ZF saranno tutti esenti da manutenzione (specialmente quella riguardante l'olio, che in passato andava cambiato dopo qualche decina di migliaia di chilometri), e viene introdotta la funzione di “doppietta”: una breve accelerazione del motore durante il passaggio a un rapporto inferiore che rende l'operazione più dolce.
 
 
IL PRIMO MODERNO - Nell'automatico 6HP del 2001 la struttura interna viene rivoluzionata (si passa a un cosiddetto modello Lepellettier, caratterizzato da ingranaggi epicicloidali): a dispetto della marcia in più, il cambio è più compatto e più leggero di 13 kg (il 15%). La ZF dichiara anche un 7% di miglioramento nei consumi ma davvero non ce ne curiamo, quando con le palette al volante scaliamo due rapporti alla “nostra” BMW Alpina B3 GT3 del 2012 (foto qui sopra): un “mostro” in edizione limitata basato sulla Serie 3 Coupé della vecchia generazione e spinto da un 3.0 biturbo da ben 409 CV. Con questo cambio si entra nell'era moderna e, con i suoi 4-5 decimi di secondo per passare da un rapporto all'altro, anche su una vettura così sportiva si ha un'alternativa credibile al manuale, tanto che ancora oggi non delude (escludendo lo scatto da fermo: la frizione del convertitore di coppia si chiude solo a partire dalla seconda marcia). Non a caso, il 6HP viene tutt'ora prodotto, sebbene solo per il mercato cinese.
 
 
VELOCIZZARLO? NON HA SENSO - L'erede arriva nel 2009 ed è l'apprezzato 8HP (foto qui sopra): come dice il nome, si tratta di un automatico a otto marce, tuttora usato su molte Audi, BMW, Jaguar, Land Rover e Maserati; ed è proprio su una Quattroporte diesel che torniamo a fare la sua conoscenza. Il test fra le colline tedesche è una piacevole conferma: le partenze sono dolci, però già sotto i 15 km/h la frizione sul convertitore di coppia si serra per evitare fastidiosi “slittamenti” alla pressione del pedale destro. In Sport si passa da una marcia all'altra in appena 2 decimi di secondo (il doppio in modalità normale): un tempo che, ci spiegano i tecnici, non avrebbe senso ridurre perché l'uomo non riesce a percepire la differenza sotto questa soglia. Le difficoltà oggi sono altre, tutte riguardanti la calibrazione “di fino” dell'elettronica: i punti di cambiata sono stabiliti dalla ZF ma risultano diversi da mercato a mercato (Asia, Europa, Usa e resto del mondo) e vengono decisi in base agli stili di guida degli automobilisti del luogo e ai cicli di omologazione. Oltre a questo, i produttori possono anche richiedere che il cambio abbia un diverso “carattere”, facendo percepire più o meno i passaggi di marcia (una questione di sensazioni per il guidatore, visto che la velocità di cambiata rimane invariata).
 
 
NOVE MARCE PER LE “PICCOLE” - L'8HP continua ad essere aggiornato: nel 2014 arriva la possibilità di abbinarlo allo Stop & Start (alcuni modelli che lo montano dichiarano consumi medi inferiori rispetto a quelli con cambio manuale) e pochi mesi fa è stata presentata la versione per le auto ibride, con un motore elettrico al posto del convertitore di coppia. Ma l'8HP ha un limite: può essere usato solo su auto con motore longitudinale. Per questo motivo, nel 2013 arriva il 9HP, un cambio molto più compatto pensato per i motori disposti trasversalmente. Questa unità viene usata ad esempio dalla Land Rover per la sua Evoque, da Fiat per la 500X e da Jeep sulle Cherokee e Renegade (il gruppo Fiat-Chrysler lo costruisce in proprio negli Usa, su licenza). Del “fratello maggiore” 8HP ne conserva la dolcezza e la rapidità di passaggio di marcia. Per la prima volta l'elettronica è stata però sviluppata internamente dalla ZF: volendo cercare il pelo nell'uovo, forse anche per questo la sua messa a punto ci è parsa un po' acerba. Sulla Renegade (foto qui sopra) che abbiamo guidato, come su altre vetture dotate dello stesso cambio da noi provate, non sempre il comando di scalata è accettato immediatamente.




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Ritratto di M93
8 maggio 2015 - 19:16
Una grande e continua innovazione per i cambi automatici ZF: di strada ne è stata fatta tanta dal '65. Per la Redazione: la vettura Audi in foto non è una 200 come scritto, bensì una V8.
Ritratto di lucios
8 maggio 2015 - 19:24
4
....non ci vedono proprio!
Ritratto di Vespa Primavera
8 maggio 2015 - 21:01
PRND123: Mi sono sempre chiesto a cosa servano "123". Dovrebbero essere le marce manuali ma perché solo le prime tre su auto/autobus/camion che magari ne hanno 6? Grazie per chi risponderà.
Ritratto di Rav
9 maggio 2015 - 12:39
3
Mi è capitato di usarlo qualche volta nell'ultimo anno quando guido l'auto di mio padre che ne è dotata. Un 8 rapporti. E' veramente ottimo per quel che ne posso dire (non ho mai provato direttamente altri cambi automatici). Fino ad oggi avevo sempre preferito il manuale perchè lo consideravo più sportivo e coinvolgente nella guida ma mi sono dovuto ricredere. Questo ZF è comodissimo, in modalità normale non fa sentire nemmeno la cambiata e quindi non ha quel dondolio da star male che ho avvertito su altre vetture con cambi differenti e in modalità sport non fa rimpiangere troppo un manuale anche perchè non avendo una Ferrari non ho bisogno di tutto questo sprint. Facendo poi ore di coda tra autostrade e extraurbane ci sto facendo davvero la voglia.
Ritratto di UnAltroFiattaro
9 maggio 2015 - 15:01
Dovreste fare sempre degli articoli che parlino dell'evoluzione dei vari componenti delle automobili e che ne raccontino la storia negli anni. Per esempio rimanendo in tema di cambia automatici, ne esistono di altri produttori e con diversi concetti di funzionamento. Diventerebbe così come una sorta di enciclopedia dell'ingegneria automobilistica.
Ritratto di M93
9 maggio 2015 - 19:40
Condivido pienamente: trovo che sia un'ottima proposta. Sarebbe una cosa bella e utile: un ordine analitico con tutte le voci basiche (e non) dell'automotive, spiegate e descritte, che vadano a creare una sorta di golossario o enciclopedia sempre consultabile tramite il sito. Speriamo che possa essere presa in considerazione, perché ne vale la pena, imho. Un saluto. Marco
Ritratto di UnAltroFiattaro
9 maggio 2015 - 23:48
Speriamo a questo punto che l'idea piaccia anche alla redazione!
Ritratto di Montreal70
11 maggio 2015 - 08:42
Buona fortuna allora. Sono anni che lo chiedo, continuano a fare allo stesso modo, con un'articolo piacevolissimo come questo ogni tanto. Tra l'altro 15 anni fa sulla rivista al volante esistevano rubriche simili. C'era un glossario e degli approfondimenti su molti aspetti tecnici ogni mese. Al volante partì benissimo all'epoca, con il tempo ha perso molto e ho smesso di comprarlo un paio di anni fa.
Ritratto di Mattia Bertero
10 maggio 2015 - 15:54
3
Una grande tradizione nella produzione degli automatici. Non li ho mai provati ma, secondo quello che ho sentito in giro, il nove marce che si monta sulla 500X e sulla Renegade è tra i migliori disponibili sul mercato. Articolo davvero interessante.
Ritratto di poyel38
12 maggio 2015 - 08:34
Preferisco di gran lunga un DSG perché più veloce e rapido nelle scalate fa la doppietta automatica ed è perfetto anche in discesa ed in modalità manuale non ha proprio paragoni quando ci si vuole divertire un po'! P.S anticipo chi starà per scrivere che i dsg si rompono ecc. ecc ecc. Ho percorso fino ad ora circa 250.000km ma il mio dsg è perfetto!
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