Cambio automatico

cinghia di trasmissione si disporrà salendo su una puleggia e scendendo

nell’altra, a trasmettere un certo rapporto di trasmissione. Detto

rapporto può variare un infinito numero di volte tra un massimo (high) e

un minimo (low) prestabiliti.

Variatore continuo di velocità

3. Semi puleggia primaria fissa

4. Semi puleggia primaria mobile

5. Semi puleggia secondaria fissa

6. Semi puleggia secondaria mobile

7. Cinghia di trasmissione metallica

a sezione trapezoidale

Le servono per determinare le condizione di

Frizioni a dischi multipli,

trasmissione del moto in folle, in marcia avanti oppure in retromarcia del

cambio.

Il bloccaggio e lo bloccaggio di una o di entrambe le frizioni fa variare le

condizioni di trasmissione del moto di un sistema epicicloidale di

ingranaggi posti nella catena di trasmissione del moto tra l’albero di

entrata e la puleggia primaria.

I dischi delle frizioni sono disposti alternati, uno a scanalature interne e

uno a scanalature esterne in gruppi di sei dischi per frizione. Nella

frizione retromarcia i dischi scanalati esternamente sono solidali alla

scatola cambio, mentre quelli scanalati internamente sono solidali al piatto

porta satelliti del gruppo epicicloidale. Invece nella frizione marce avanti

i dischi scanalati esternamente sono solidali alla puleggia primaria, mentre

quelli scanalati internamente sono solidali al piatto porta satelliti del

gruppo epicicloidale. I dischi delle frizioni possono venir bloccati fra loro

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dalla pressione dell’olio che agisce su uno stantuffo che si muove

assialmente contro i dischi impachettandoli. La pressione dell’olio nelle

frizioni è variabile (modulata) a secondo delle condizioni di trasmissione

del moto.

Le frizioni possono venir bloccate o sbloccate sia dallo spostamento della

leva selettrice che dal pedale acceleratore.

Frizioni a dischi multipli

1. Albero entrata cambio

2. Disco parastrappi

3. Gruppo ingranaggi

epicicloidali.

4. Ingranaggio solare

5. Frizione retromarcia a dischi

multipli

6. Frizione marcia avanti a dischi

multipli

7. Puleggia primaria

Cambio automatico CTX

3

Cambio ECVT

Un altro tipo di cambio automatico è il cambio (Electronic

ECVT

Continuosly Variable Transmission), che si differenzia dal cambio CTX, in

quanto, il collegamento della trasmissione al motore è realizzato

attraverso una invece che utilizzare una

frizione elettromagnetica,

frizione a dischi multipli, alimentata da una centralina elettronica con

intensità di corrente variabile in funzione della coppia da trasmettere.

Cambio automatico ECVT

1. Frizione elettromagnetica

2. Meccanismo di inserimento e

disinserimento marcia avanti e

retromarcia

3. Puleggia primaria

4. Puleggia secondaria

5. Cinghia metallica di

trasmissione

6. Gruppo di riduzione finale

7. Gruppo di comando idraulico 4

Cambio AG4

Il cambio (Automatik Gertiebe 4 rapporti), già utilizzato dal gruppo

AG4

Vokswagen, ha un cambio con convertitore di coppia tradizionale, a

quattro rapporti, gestiti da una centralina elettroidraulica interfacciata

con una elettronica.

Il è un dispositivo idraulico che ha il compito di

convertitore di coppia

creare un accoppiamento, più o meno solido, tra il motore e il cambio

stesso. L’aggettivo “idraulico” deriva dal fatto che per completare la sua

funzione, il convertitore di coppia utilizza un fluido, generalmente un olio

poco viscoso. Esso ha la forma di una grossa ciambella metallica con al suo

interno due elementi dalla forma anch’essi a ciambella: da un lato,

troviamo la pompa collegata direttamente all’albero motore, dall’altro, un

motore idraulico o turbina connessa all’albero di ingresso del cambio. Le

due parti sono molto vicine tra di loro ma non in contatto, e sono immerse

nel fluido. Sia la pompa che la turbina sono provviste di palette che

formano dei canali disposti a raggio ma con una certa inclinazione,

all’interno dei quali è obbligato a scorrere il fluido seguendo un

determinato percorso.

La pompa, posta in rotazione dal motore, raccoglie il fluido al centro e lo

spinge, per effetto della forza centrifuga, verso l’esterno imprimendogli

anche un moto vorticoso. Il fluido viene quindi raccolto dalla turbina,

entrando dalla periferia attraverso i canali raggiunge il centro dove viene

espulso; da qui attraversa un terzo elemento detto statore, che ha il

compito di guidarlo nella maniera più efficiente possibile, e infine viene

poi ricatturato dalla pompa per ricominciare il ciclo.

Se non vi fosse lo statore l’olio di ritorno dalla turbina colpirebbe la

pompa con una direzione contraria al suo movimento; invece con lo statore

l’olio colpisce la pompa dando una direzione concorde al suo movimento e

permette così che le due energie cinetiche, cioè quella dell’olio e quella

della pompa, possano sommarsi, moltiplicandone la coppia. Quindi nella

pompa il fluido segue il percorso centro-periferia, nella turbina periferia-

centro. Il fluido spinto nei canali della turbina subisce una deviazione, e

per le leggi della dinamica, se si vuole cambiare la direzione di un corpo

(liquido, solido o gassoso) in movimento bisogna applicare una forza, e per

la terza legge della dinamica sappiamo che ad ogni forza ne corrisponde

una uguale e contraria. Così come i canali della turbina deviano il fluido 5

(precedentemente energizzato dalla pompa mossa dal motore), il fluido

deviato esercita una forza sulle palette della turbina e finalmente la

mette in rotazione, insieme al cambio e alle ruote motrici. Lo scambio di

forze tra pompa e turbina, attraverso il fluido, è tale che a basse coppie

e alte velocità in entrata del dispositivo corrispondono alte coppie e basse

velocità in uscita da qui il nome di convertitore.

Lo si può notare dalla formula:

v p C

e

=

C

u V

t

V = velocità di rotazione della pompa, V = velocità di rotazione della

p t

turbina, C =coppia entrante nel convertitore( trasmessagli dal motore),

e

C = coppia uscente dal convertitore. Ultima funzione che interessa il

u

convertitore di coppia è il “parcheggio”. A motore fermo, a differenza di

un cambio manuale in cui lasciando una marcia inserita si ottiene il

bloccaggio delle ruote, in un cambio automatico viene meno qualsiasi

forma di collegamento rigido tra cambio e motore (il fluido è a riposo e

non può esercitare alcuna forza) lasciando, di fatto, le ruote della vettura

libere. Per questo motivo nei veicoli con cambio automatico è prevista una

apposita funzione di parcheggio (identificata sul selettore dalla lettera

“P”) che blocca gli ingranaggi, mediante un dente di arresto su una ruota

dentata che immobilizza gli ingranaggi, in modo che l’auto non possa

muoversi nemmeno se si avvia il motore e si accelera.

Cambio automatico AG4

1.pompa di convertitore di coppia

2.turbina del convertitore di

coppia

3.statore del convertitore di

coppia 6

4.smorzatore di vibrazioni

5.pompa olio

Presenti su tutti i tipi di cambio è il “rotismo che è un

epicicloidale”

sistema di ruote dentate composto da tre elementi: i satelliti, il sole e la

corona. Questi termini dipendono dalla loro disposizione infatti: al centro

abbiamo la ruota dentata detta sole o pignone, circondata da due o più

ingranaggi (i satelliti), montati su un organo porta-satelliti detto

planetario; il tutto è posto all’interno di una anello circolare, la corona,

con i denti posti internamente.

Il nome deriva dal fatto che il movimento degli ingranaggi satelliti è simile

a quello che si supponeva avessero i pianeti del sistema solare nel sistema

tolemaico, in cui si ipotizzava l'esistenza di moti detti epicicli.

Gruppo epicicloidale

1.corona dentata

2.satelliti

3.pignone

4.portasatelliti

Se si fa ruotare il pignone e non si vincola la corona, essa ruoterà in senso

contrario a quello del pignone e il porta satelliti rimarrà immobile; la

stessa cosa accade se si fa ruotare la corona e non si vincola il pignone, se

si fa ruotare il pignone e si blocca la corona, i satelliti trascineranno il

porta satelliti che ruoterà nello stesso senso del pignone; se invece si

blocca il pignone e si fa ruotare la corona il porta satelliti ruoterà nello

stesso senso della corona; se si fanno ruotare sia il pignone sia la corona il

porta satelliti ruoterà nello stesso senso dell’elemento più veloce.

Il numero di giri dell’epicicloide si può calcolare in tutte le condizioni di

funzionamento utilizzando la formula:

n N ±n N

p p c c

=

n

pt 7

N +N

p c

= numero di giri, nell’unità di tempo, del portasatelliti, n = numero di

n

pt c

= numero di giri al secondo del pignone, N =

giri al secondo della corona, n

p c

numero di denti della corona, N = numero di denti del pignone.

p

Il rotismo epicicloidale è un dispositivo ingegnoso: il sole è a contatto solo

con i satelliti i quali ingranano solo con la corona, mentre non vi è

ingranamento tra sole e corona. Ognuno dei componenti può essere sia

quello di ingresso del moto (collegato al motore attraverso il convertitore

di coppia), sia quello di uscita (collegato alle ruote tramite il

differenziale), o essere mantenuto fermo: la scelta di un ruolo per

ciascuno di essi determina, in ultimo, il rapporto di trasmissione adottato

durante il funzionamento da un cambio automatico.

Tale scelta è affidata ad un sistema di freni che agiscono, a seconda dei

casi, sulla corona, sul sole o sul planetario, e talvolta anche mediante l'uso

di frizioni (di solito multidisco) che rendono solidali tra loro due di questi

tre elementi: infatti, bloccando la corona esterna con l’ingresso applicato

al pignone e l’uscita sul planetario si ottiene un rapporto di riduzione

(velocità di uscita minore di quella di entrata, in pratica un marcia

“corta”), mentre bloccando il pignone, con l’ingresso al planetario e l’uscita

alla corona, si ha un rapporto di moltiplicazione (una marcia “lunga”, detta

anche overdrive); infine, con il planetario fermo, l’ingresso al pignone e

l’uscita sulla corona, si ottiene una riduzione ma con una rotazione

invertita, cioè la retromarcia.

I moderni cambi automatici hanno un numero di marce che va da 4 a 7, più

la retro marcia. Ciò è possibile collegando in serie più rotismi,(con ogni

planetario solidale al pignone successivo, realizzando un gruppo compatto,

capace di molti rapporti di trasmissione e con gli assi di ingresso e uscita

allineati.

Il passaggio da una marcia all’altra nel cambio automatico è gestito da un

complesso sistema idraulico, detto Il “cervello” è costituito da

attuatore.

una scatola metallica in cui sono ricavati dei canali, come a formare un

intricato labirinto. Un’apposita pompa, collegata al motore, aspira un olio

(lo stesso del convertitore di coppia) e lo spinge in questo circuito.

L’immissione è controllata da una valvola detta la cui apertura

regolatore,

è direttamente proporzionale alla velocità di rotazione della trasmissione.

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