Il più delle volte, nei listini delle auto troviamo la semplice indicazione "AT" ad indicare che quel modello è dotato di cambio automatico, altre volte la sua presenza è specificata da altre sigle che tuttavia non sempre ci "raccontano" esattamente a quale tipologia appartenga, limitandosi a farci capire che l"auto è priva di pedale della frizione, ma poco altro.
Eppure, di trasmissioni automatiche in produzione ce ne sono moltissime: in alcuni casi simili tra loro, in altri molto diverse, con piccole e meno piccole differenze nel funzionamento (oltre che nell"uso). Le principali tipologie sono gli automatici tradizionali, i robotizzati, quelli a doppia frizione e infine quelli a variazione continua o CVT. Ecco come sono fatti.
Cambio automatico tradizionale
Lo si può sentir chiamare "epicicloidale", o più semplicemente "automatico con convertitore di coppia". Questo genere è il più tradizionale e resta il più diffuso in assoluto anche ai giorni nostri, soprattutto sui modelli medi e superiori.
Il suo funzionamento è piuttosto complesso da spiegare nel dettaglio: basti, però, sapere che questo cambio è composto da gruppi di ingranaggi (gruppi epicicloidali, appunto) messi in fila e azionati da pacchi di frizioni e freni. Attivando diversi gruppi in combinazione tra di loro si ottengono diversi rapporti.
I primi cambi "idraulici", che risalgono quasi agli albori dell"automobile, avevano 2 o 3 marce, mentre oggi siano arrivarti a 8 sul diffusissimo ZF (utilizzato su quasi tutta la gamma medio-superiore da BMW, Jaguar, Alfa Romeo e Maserati, Jeep Grand Cherokee, solo per citarne alcuni). Sui modelli dalla Classe C in su, Mercedes ha il suo 9G-Tronic a 9 rapporti, evoluzione del precedente 7G-Tronic, mentre Toyota - ma anche Hyundai, Ford e GM - stanno sviluppando fino a 10 rapporti.
Parliamo di modelli con motore longitudinale, ma esiste anche la variante per auto con motore trasversale e trazione anteriore. In questo caso il cambio più moderno è sempre della tedesca ZF, un"unità a 9 rapporti montata su Jeep Renegade, Land Rover Evoque e Discovery Sport.
Il cambio automatico tradizionale utilizza, con poche eccezioni, il convertitore di coppia, un dispositivo idraulico che sostituisce la frizione e consente partenze dolci. Funziona tramite due dischi lamellati, uno di fronte all"altro, immersi in un liquido viscoso: quando quello collegato al motore inizia a muoversi più rapidamente, la pressione del liquido che diventa più denso scaldandosi trascina l"altro disco, mettendo in moto la trasmissione.
I pregi dell"automatico tradizionale sono fondamentalmente concentrati nel comfort, mentre tra i difetti ci sono il maggiore assorbimento di energia delle (molte) parti idrauliche, che determina consumi più alti dei cambi manuali - e, in parte, si altre tipologie di trasmissioni automatiche - e comporta una manutenzione più complessa. Inoltre è tradizionalmente più lento, anche se negli anni la tecnologia ha fatto grandi passi avanti, al punto che oggi molti modelli sportivi preferiscono questo cambio, capace anche di trasmettere più facilmente potenze e coppie elevate.
Alcune varianti, come quelle montate sugli ibridi (ad esempio quelli di PSA come Peugeot 3008, e 508, Opel Grandland X, DS 7 Crossback ecc... ma in generale un po" tutti) usano invece una frizione a dischi multipli che permette di scollegare totalmente la trasmissione senza trascinamenti idraulici, quando il mezzo viaggia con il solo motore elettrico
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Robotizzato
Ha goduto di grande successo nei primi anni del nuovo millennio, quando dopo aver esordito sulla Alfa Romeo 156 con il nome di Selespeed si è diffuso su molte utilitarie, dalle Fiat Panda e Punto, Lancia Ypsilon e derivate (Dualogic) alle Citroën C2 e C3 (Sensodrive). Ma è stato utilizzato anche sulla Opel Corsa (Easytronic) e persino sulla prima Renault Twingo (Quickshift). Il robotizzato, come suggerisce il nome, è un cambio che conserva la struttura del manuale, ma ha un sistema di comando che seleziona le marce e controlla la frizione al posto nostro.
Sulla carta è un modo semplice ed efficace di rendere più comoda la guida senza passare ad un costoso cambio automatico di altro genere, ma ha sempre avuto un difetto difficile da risolvere, che ne ha decretato declino e scomparsa: il comportamento della frizione in partenza e nel passaggio dalla prima alla seconda è sempre stato difficile da mettere a punto e, più o meno dappertutto, ha generato fastidiose pause e strattoni.
Doppia frizione
Il più famoso è il DSG del Gruppo Volkswagen, chiamato anche S tronic sulle Audi, dove ha debuttato intorno al 2002 sulla TT 3.2. Di base è un po" come un robotizzato (perché deriva da un cambio manuale), ma ha due frizioni: una collegata all"albero delle marce pari e una a quello delle dispari. Quando si cambia di rapporto, il passaggio di marcia avviene in modo automatico o in seguito ad una richiesta del conducente, e il rapporto viene inserito sull"albero che in quel momento è "libero", con il passaggio di marcia che avviene scollegando una frizione e collegando istantaneamente l"altra.
La sua prima qualità è che evita l"interruzione nella trasmissione della coppia, con conseguente caduta di giri del motore durante il passaggio di marcia. Rende, quindi, l"erogazione più continua e la guida più veloce e confortevole, contenedno - entro certi limiti - i consumi rispetto ad un cambio automatico "classico". Si tratta però di una trasmissione complessa e costosa da costruire.
Aggiungiamo che ne esistono delle varianti: nella maggior parte dei casi, le frizioni sono idrauliche (in bagno d"olio) come il sistema di innesto delle marce, ma esistono anche dei modelli con frizioni a secco. Come la versione più semplice del DSG a 7 marce, ad esempio, che Volkswagen ha installato sui modelli meno potenti, come le Golf e le Polo con motori da 110 CV. In quel caso le frizioni erano "a secco" e il sistema di attuazione delle marce elettrico anziché idraulico, quindi più efficiente energeticamente.
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Variazione continua o CVT
Il cambio a variazione continua è uno dei più interessanti e controversi: funziona come quello dei motorini, con una cinghia o una catena tesa tra due pulegge coniche che muovendosi avanti e indietro cambiano il rapporto in modo continuo e dolce. Almeno sulla carta, così come in teoria è uno dei cambi più efficienti nei consumi, anche se come frizione usa anch"esso un convertitore di coppia, spesso accoppiato ad un gruppo di ingranaggi epicicloidali che permette di aumentare la differenza tra il rapporto più corto e quello più lungo, con la possibilità di una scelta infinita di rapporti intermedi.
All"atto pratico, la sua efficacia dipende un po" dalla gestione, perché molti tendono a tenere il motore troppo su di giri e ritardano il momento in cui è bene "allungare" la marcia, rendendolo sgradevole anche sotto l"aspetto acustico.
Trai marchi che hanno lavorato di più sul CVT ci sono i giapponesi Honda e Nissan, che lo ha montato non solo sulla Micra, ma anche sulla Primera e sul SUV Murano (mentre oggi ne ha uno per Qashqai e X-trail). Anche Audi, in realtà, per molti anni ha proposto su A4 e A6 il Multitronic, che ha dimostrato di essere uno dei migliori CVT.
I pro e i contro dei cambi automatici
| Vantaggi | Svantaggi | |
| Automatico con convertitore di coppia | Dolcezza di funzionamento, capacità di gestire coppie elevate | Lentezza (a volte), consumi, costi di manutenzione |
| Robotizzato singola frizione | Semplicità e leggerezza | Comportamento spesso poco fluido, sensibilità dell"innesto frizione |
| Automatico Doppia frizione | Cambiate senza interruzioni di coppia, prestazioni, consumi | Costo e difficoltà costruttiva |
| Cambio a Variazione continua (CVT) | Compattezza, efficienza e consumi contenuti, comfort nei cambi di rapporto | Tendenza a slittamenti, gestione irregolare del motore |
Cambi, cosa c"è in arrivo