Approfondimenti: cambi manuali, automatici e robotizzati, c’è troppa confusione

(di Gianluca Celentano)
08/07/24

Nella rubrica “Mezzi” di Difesa Online, abbiamo esaminato lo sviluppo e il funzionamento del cambio automatico, evidenziando la sua crescente adozione sia in ambito militare che civile. L'adozione di veicoli avanzati è cruciale per le forze armate, poiché la tecnologia influenza anche il settore militare, aprendosi a nuove specializzazioni.

In Italia, nota per la passione dei motori, l'accettazione del cambio automatico è stata più lenta rispetto ad altri Paesi, ma oggi mostra una tendenza positiva.

Cambiamento nella percezione dei veicoli

La società vede l'auto sempre meno come un'estensione della personalità e sempre più come una necessità dotata di comfort. Questo cambiamento risponde al traffico e ai limiti che ostacolano l'uso delle prestazioni del veicolo.

Automazione nei mezzi militari

L'automazione è inevitabile nei mezzi militari per due motivi: la disponibilità di componenti utilizzabili sia in ambito civile che militare e la necessità di permettere al personale di concentrarsi sulle operazioni, avendo le mani libere.

Terminologia e chiarificazione

Spesso si fa confusione tra termini come "robotizzato" e "automatizzato". In realtà, rappresentano lo stesso concetto. La tecnologia DCT (Dual Clutch Transmission) è l'evoluzione europea del cambio automatico idraulico americano, offrendo minori consumi, pesi ridotti, maggiore velocità e prontezza. Marchi come Volkswagen (DSG), Audi (S tronic), Porsche (PDK), Fiat e Alfa Romeo (TCT) e Twinamic per la Smart ForTwo utilizzano questa tecnologia.

Funzionamento dei sistemi DCT

I cambi DCT non possono essere convertiti in manuali, seppur dispongano dell’uso sequenziale sportivo. Termini come "robotizzato" spesso si riferiscono erroneamente ai DCT, che in realtà sono cambi automatici a tutti gli effetti, mentre i robotizzati sono cambi manuali con una frizione elettroattuata e una centralina che muove i sincronizzatori.

Manutenzione differenziata

La manutenzione varia: i cambi idraulici richiedono il cambio di olio e filtro, mentre i cambi a doppia frizione hanno esigenze simili ai manuali, a seconda se le frizioni lavorano a secco o a bagno d’olio.

Tecnologie e abilità del conducente

Oggi Ford e GM hanno presentato il primo cambio automatico idraulico a 10 rapporti. Più marce sono disponibili, più si riducono i vuoti di coppia. Un cambio tradizionale con convertitore di coppia è pieno di componenti meccanici necessari per il suo funzionamento a pressione idraulica. Perché allora un doppia frizione, che utilizza ingranaggi calettati su più alberi, dovrebbe essere definito "robotizzato"? Non sarebbe più corretto parlare di "cambio a secco" per i manuali o i robotizzati, e di "automatico" per i DCT o i cambi con convertitore?

Utilizzo operativo

Prendiamo in esame un passaggio difficoltoso in salita. Oggi i veicoli militari utilizzano tecnologie come l'Hill Holder, riducendo la necessità di abilità tradizionali come il "tacco e punta". I cambi automatici idraulici mantengono il veicolo fermo su salite ripide grazie alla spinta idraulica costante, fino a quando non si accelera. Tuttavia, in condizioni estreme, il veicolo potrebbe scivolare lentamente vincendo la resistenza idraulica della pompa. Nei DCT, la funzione creep è intelligente e, basandosi sui segnali dell’inclinometro, alza il minimo per superare la resistenza e congiungere rapidamente motore e cambio. Nei casi più gravosi, la centralina stacca la frizione per evitare surriscaldamenti.

Anche i cambi idraulici possiedono diverse frizioni (lock-up sul convertitore e a dischi/nastro sugli epicicli), per cui mettere in folle e poi in marcia ai semafori può usurare questi elementi. Nei DCT, che hanno meno frizioni, questa manovra elimina possibili micro sfregamenti.

Considerazioni personali

Un test eseguito su un cambio DSG ha rivelato la sua dipendenza dalla centralina più che dal conducente. Durante un traino, un sistema a doppia frizione può essere ingannato, soprattutto per la tempistica di congiunzione fra motore e frizione. Nei veicoli tattici militari come il Light Multirole Vehicle Lince si utilizza un sistema ZF a convertitore, così come nei pesanti 8x8 M1250.70T WM, dove un cambio automatizzato a 12 marce ZF AS Tronic è incrociato con una frizione idrodinamica (un convertitore). Si preferiscono i convertitori di coppia perché offrono un attrito iniziale più affidabile.

Esempi di innovazione

I primi prototipi di cambio idraulico nell'automotive risalgono agli anni '30 negli USA. La sperimentazione successiva ha portato a numerose varianti anche in Europa, come il CVT Van Doorne, la Fiat 850 Special Idroconvert del '60 e la Citroën DS semi automatica del '55. L’eliminazione del movimento della leva del cambio sui veicoli manuali si è realizzata con l'introduzione dei cambi robotizzati, inizialmente progettati per le gare, e con sistemi come il Dualogic di Fiat, l’MMT di Toyota, l’MTA della Fiat 500 Abarth o il robotizzato di Hyundai i10.

Ciò che l’acquirente vede è un selettore di marce simile e intuitivo, ma i sistemi di trasmissione sottostanti possono variare notevolmente. La presenza della posizione "P" sulla ghiera del cambio indica generalmente che il cambio è un doppia frizione o un automatico tradizionale, ma non un robotizzato. Nei mezzi pesanti, inclusi quelli militari, la posizione "P" è sostituita da potenti freni a depressione, inutile quindi cercare disperatamente il tasto P. Una scelta strategica per evitare danni al sistema ad arpione e prevenire il fermo del veicolo. Anche il concetto di sequenzialità delle marce è abbastanza commerciale. Sin dai primi automatici tradizionali, era possibile impostare singolarmente le posizioni di marcia, e oggi, con un numero di marce che arriva fino a otto, questa funzionalità è ancora più utile.

In conclusione, sia i DCT che i convertitori dispongono di questa opportunità di impostare esattamente la marcia desiderata, anche se, una volta abituati, difficilmente si toglierà il selettore dalla posizione D. L'evoluzione dei sistemi di cambio ha migliorato significativamente l'efficienza e l'affidabilità dei veicoli sia civili che militari. La comprensione delle differenze tecniche è fondamentale per sfruttare appieno le potenzialità dei moderni sistemi di trasmissione e per non farsi ingannare.