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Partenze dolci e passaggi di marcia fluidi sono i vantaggi competitivi che hanno permesso al cambio automatico a convertitore di coppia di sopravvivere a decenni di evoluzione automobilistica. Ecco come funzionano, come sono migliorati e quali sono i pro e i contro
Il cambio automatico a convertitore di coppia è considerato da molti il cambio automatico per eccellenza, quello che grazie al comfort che è in grado di offrire è sopravvissuto a decenni di evoluzione automobilistica. Largamente diffuso nel secolo scorso negli Stati Uniti e meno dalle nostre parti, oggi, complici le strade sempre più trafficate e le normative antinquinamento più stringenti, è stabilmente impiegato anche nelle auto europee, e nemmeno l'evoluzione tecnologica - che c'è stata - è riuscita a soppiantare il "vecchio" cambio automatico a convertitore di coppia. Vi spieghiamo come funziona in maniera semplice.
1 Come funziona
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Il cambio automatico a convertitore di coppia è composto principalmente da tre componenti: la pompa (o impulsore), la turbina e lo statore.
- Pompa (impulsore). L'elemento solidale all'albero motore: è ferma a motore spento, ruota a motore acceso. Una girante con all'interno un olio specifico messo in movimento dalle palette radiali che compongono la pompa.
- Turbina. L'elemento solidale alla trasmissione e dunque alle ruote dell’auto. Di fatto la si può vedere come una girante simile a quella della pompa ma ruotata di 180 gradi. Le palette della turbina ricevono energia dall’olio "energizzato" dalla pompa e la mettono in movimento l'auto.
- Statore. L'elemento tra pompa e turbina che indirizza in modo ideale il flusso d'olio dalla prima alla seconda. È il moltiplicatore di coppia, amplifica la forza del motore che arriva al cambio e di conseguenza alle ruote.
Pompa e turbina non entrano mai a contatto: il moto tra le due viene trasferito dall'olio, un accoppiamento indiretto profondamente diverso da quello alla base del cambio manuale, in cui è l'accoppiamento diretto (e dunque l'attrito) tra i dischi della frizione a trasmettere il moto dal motore alle ruote. All'avviamento del motore la pompa gira lentamente, se il cambio è in "D" viene giusto sviluppata l'energia necessaria a muovere appena l'auto, realizzando il cosiddetto "effetto trascinamento". Premendo l'acceleratore, aumentano i giri del motore, la pompa ruota più rapidamente, l'energia dell'olio cresce, lo statore la amplifica e la turbina riceve energia sufficiente per accelerare l'auto.
2 I passaggi marcia
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Senza scendere troppo nei dettagli i passaggi marcia che avvengono nei cambi automatici a convertitore di coppia sono comandati dalla centralina. In modalità puramente automatica, è questo "cervello" elettronico a stabilire se e quando passare al rapporto inferiore o superiore, privilegiando di volta in volta, a seconda delle circostanze, l'efficienza o l'erogazione della potenza, valutazioni "pesate" su diversi parametri (tra cui la velocità dell'auto, i giri motore e la richiesta di potenza). I differenti rapporti di trasmissione (ovvero le marce) sono realizzati da una serie di rotismi epicicloidali che vengono comandati, ancora una volta, dal flusso d'olio in pressione, e questo, unito al fatto che la trasmissione di coppia alle ruote non viene mai meno, è il segreto alla base della grande fluidità dei passaggi marcia dei cambi automatici a convertitore di coppia.
3 Evoluzione
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Fino a pochi anni fa uno dei principali limiti del cambio automatico a convertitore di coppia era la scarsa efficienza. Un "delta" rispetto ai manuali e ad altre tipologie di automatici (come il robotizzato) che l'evoluzione tecnologica ha via via assottigliato. Il mezzo è stato l'introduzione della frizione di blocco, un collegamento meccanico diretto che viene realizzato tra pompa e turbina quando si procede a velocità costante (tipicamente in autostrada) per minimizzare le perdite. L'efficienza, dunque la riduzione dei consumi, inoltre ha beneficiato del maggior numero di rapporti degli automatici moderni. È comune oggi vedere cambi automatici a convertitore di coppia con più di sette rapporti (ad esempio il 9G-Tronic di Mercedes). L'efficienza dunque, oggi, non è più un contro come lo è stato per molti anni.
4 Pro e contro
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I cambi automatici a convertitore di coppia hanno dei pro e dei contro. Tra i pregi:
- Comfort. Partenze dolci e passaggi di marcia fluidi sono difficilmente eguagliabili dalle altre tipologie di cambi automatici.
- Affidabilità. Lo sono per longevità (negli anni i principali difetti sono stati attenuati o eliminati) e per modalità di funzionamento: la trasmissione del moto ad opera dell'olio riduce l'usura meccanica per via dei minori attriti diretti.
Tra i difetti:
- Costo. Abbiamo volutamente semplificato il funzionamento dei cambi automatici a convertitore di coppia, ma sono dei componenti complessi e costosi, da produrre e da manutenere.
- Manutenzione. Non è un vero difetto se si ha cura del proprio veicolo. L'olio, come si è visto, è un elemento essenziale dei cambi automatici a convertitore di coppia, per cui va sostituito periodicamente. La manutenzione, insomma, deve essere precisa e puntuale per garantire longevità al cambio. Sostituire un cambio a convertitore di coppia è molto costoso.
