Le autovetture dotate di cambio automatico sono sempre più diffuse, e sempre più automobilisti (soprattutto coloro che utilizzano la macchina prevalentemente in città) optano per una soluzione di questo tipo. Sottoporre il circuito del cambio automatico a regolare manutenzione diventa quindi fondamentale per garantire il suo corretto funzionamento.
L’olio all’interno del cambio (come succede un po’ per tutti i fluidi dell’auto), con il passare del tempo tende a raccogliere impurità e residui creati dall’attrito degli ingranaggi in movimento.
Componenti e Funzionamento del Cambio Automatico Idraulico
La stragrande maggioranza dei cambi automatici è a “convertitore di coppia”: la coppia motrice viene trasferita tramite un convertitore idraulico posizionato fra motore e cambio. Un dispositivo interposto tra il motore e il cambio che sostituisce la tradizionale frizione. Produce una variazione della coppia alle basse velocità e durante le accelerazioni, ma soprattutto azionato “al minimo” (ossia al minimo regime del motore) non trasmette momento torcente, se non di entità minima e comunque sempre vincibile da una minima azione dei freni. Un veicolo con convertitore di coppia ha quindi (salvo casi particolari) solo due pedali: acceleratore e freno. Tale organo meccanico è diffuso anche su veicoli su cui non è presente una trasmissione a cambio automatico, come in molte macchine operatrici, e in alcuni veicoli ferroviari. Costituisce la parte principale di un cambio automatico.
Il centro di controllo di tutto il sistema è tradizionalmente costituito da un sistema idraulico in cui un fluido in pressione giunge da una pompa azionata dall’albero di ingresso, e qui viene regolato da un sistema di valvole premute da molle. La differenza di pressione tra due cavità determina l’apertura o la chiusura di una valvola di comando, consentendo o meno il passaggio del fluido che aziona gli attuatori di frizioni e freni. Si tratta di un vero e proprio calcolatore idraulico, e infatti in molti cambi moderni è un microprocessore ad azionare le valvole con l’aiuto di attuatori elettromeccanici.
La complessità e il notevole numero di componenti costituenti il corpo valvole rendevano in passato il cambio automatico molto costoso rispetto al manuale. Particolari cambi automatici idraulici hanno il corpo valvole comandato manualmente dal guidatore, il quale decide così il rapporto da inserire ma senza l’uso della frizione. L’impiego di questi cambi è limitato alle auto sportive o da gara. In alcuni modelli è possibile commutare tra la modalità manuale o quella automatica. Il tipo più diffuso di cambio automatico è proprio quello a rotismi epicicloidali.
I modelli Oldsmobile del 1940 furono i primi veicoli ad avere un cambio completamente automatico, chiamato Hydra-matic, a quattro rapporti e senza frizione. Su questi modelli l’opzione cambio automatico era offerta a soli 57$. Negli anni ottanta si è avuto un salto tecnologico con l’introduzione della quinta marcia, che ha migliorato il rendimento energetico dei cambi idraulici nei lunghi viaggi.
Il sistema consiste nell’abbinare al convertitore di coppia una frizione comandata da un elettromagnete, in grado di connettere direttamente l’ingresso con l’uscita quando determinato dal computer di bordo. È stato fatto similmente un tentativo di migliorare il rendimento con una frizione sul rapporto per la marcia veloce che intervenga automaticamente oltre una certa velocità.
Con l’aumento delle prestazioni dei computer di bordo, tra gli anni ottanta e novanta una parte sempre maggiore delle funzioni delle valvole è stata trasferita nell’elettronica.
Interazione con l'Utente e Modalità di Guida
Il cambio automatico richiede un minimo di interazione con l’utente. Le principali modalità sono:
- P - Parking (parcheggio): l’albero di trasmissione e quindi le ruote sono bloccate, lasciando libero l’albero motore.
- S - Sport (guida sportiva, non sempre presente): il cambio interviene automaticamente e più frequentemente durante la guida.
Poi, in aggiunta, anche 1 per limitare la marcia fino alla 1ª, 2 fino alla 2ª e 3 è stata gradualmente sostituita dal tasto D. A motore in moto per inserire la marcia (D o qualsiasi altro pulsante) occorre, per motivi di sicurezza, tener premuto a fondo il pedale del freno.
Manutenzione e Revisione del Cambio Automatico
La riparazione di un Cambio Automatico non consiste soltanto nella sostituzione dei componenti guasti o eccessivamente usurati, il funzionamento è molto più complesso, essendo un circuito idraulico il malfunzionamento a "monte" può causare guasti e usura a "valle" quindi la semplice sostituzione con un pezzo di ricambio nuovo sarà soltanto una riparazione temporanea di breve durata. La conoscenza del complesso circuito di funzionamento del Cambio Automatico permette di sapere la motivazione del guasto con la definitiva e soprattutto duratura riparazione del Cambio Automatico del proprio veicolo.
La revisione del Cambio Automatico consiste nella sostituzione di tutti i componenti soggetti ad usura: Frizioni, dischi, guarnizioni, pistoni, accumulatori, solenoidi, filtri, calamite e bronzine; lo stesso vale per il convertitore di coppia ed il distributore idraulico. Oltre alla sostituzione dei componenti sopraelencati in molte tipologie di Cambi Automatici vengono effettuate modifiche strutturali al fine di eliminare difetti di progettazione emersi dopo determinati km di percorrenza.
Il tagliando è molto importante per un corretto funzionamento del cambio, in base alla tipologia di Cambio Automatico l'intervallo di manutenzione varia da 40.000 a 60.000 Km, come varia soprattutto la specifica dell' olio, molto importante e diversa per ogni tipologia di Cambio Automatico ( CVT, doppia frizione e il classico con convertitore di coppia ). Il tagliando del Cambio Automatico consiste nella sostituzione del filtro olio, guarnizioni e ovviamente l'olio, il tutto seguito dalla taratura dei parametri di adattamento con attrezzatura software specifica per Cambi Automatici.
Il Lavaggio del Cambio Automatico è una tecnica di livello superiore al classico tagliando del Cambio Automatico. Ci sono problemi strutturali in questa Meccatronica e statisticamente abbiamo stabilito che dopo aver percorso circa 100.000 km causano la deformazione della piastra interna in alluminio e una conseguente perdita di pressione dell'olio che impedisce il corretto funzionamento del cambio.
Il nostro intervento di riparazione consiste non solo nella sostituzione dei componenti soggetti ad usura o guasti, ma nella modifica dei materiali in alluminio soggetti a deformazione con l'innesto di componenti in acciaio molto più resistenti e affidabili.
Ripartitore di Coppia
Il Ripartitore di coppia è un componente molto importante nei sistemi di trazione 4x4, è un dispositivo che consente di suddividere la coppia motrice tra l'asse anteriore e quello posteriore in una misura prestabilita. Ripartitori di Coppia di ultima generazione hanno un sistema più complesso di gestione della trazione integrale, grazie all'intervento della tecnologia moderna è possibile regolare, la coppia motrice tra l'asse anteriore e quello posteriore, in tempo reale avendo così una maggiore stabilità e sicurezza nella guida del veicolo.
Distributore Idraulico e Meccatronica
Il Distributore Idraulico è un componente del Cambio Automatico molto importante e complesso, all'interno ci sono labirinti per il passaggio di olio, dozzine di valvole, molle, sfere e solenoidi. E' proprio questa centrale operativa, gestita dalla centralina ( T.C.U. ), che gestisce tutto il funzionamento idraulico del Cambio Automatico, dalla pressione alla lubrificazione, dall'innesto dei pacchi frizioni alla gestione del Convertitore di Coppia fino ad arrivare alla regolazione delle temperature. La maggior parte dei guasti di un Cambio Automatico deriva da un malfunzionamento della Meccatronica o del distributore idraulico, proprio per questo quando constatiamo un guasto al cambio bisogna risalire alla gestione di quest'ultimo testando il funzionamento del distributore idraulico sul banco prova per garantire una riparazione definitiva e garantita nel tempo.
Centralina Cambio Automatico (TCU)
TCU ovvero Transmission Control Unit, la centralina del Cambio Automatico è un computer che gestisce un corretto funzionamento della trasmissione, usando le informazioni provenienti dai sensori di giri, pressione, temperatura e di posizione; oltre alle informazioni della centralina motore, ABS e del piantone sterzo. È quindi ben immaginabile come un guasto alla Centralina Cambio Automatico possa generare malfunzionamenti nel veicolo.
L'adattamento e la riprogrammazione del Cambio Automatico, servono a perfezionare la comunicazione e i tempi di risposta tra Centralina e Cambio, per una perfetta sincronizzazione tra i componenti. Per colpa di una eccessiva usura, sostituzione o per qualsiasi intervento che ha modificato l'originalità del Cambio Automatico, i parametri della Centralina Cambio non sono più idonei e bisogna intervenire per ristabilire una comunicazione ottimale.
Sintomi di Problemi al Cambio Automatico
È uno dei sintomi più gravi per un Cambio Automatico, ciò significa che c'è un guasto all'interno del cambio e bisogna intervenire il prima possibile, lo slittamento causa un eccessivo aumento della temperatura dell'olio e l'eccessivo attrito dei dischi frizione con i dischi di acciaio, durante lo slittamento iniziano a produrre limatura che causa ulteriori danni.
Quando il motore sale di giri e la velocità dell'auto diminuisce significa che il Cambio Automatico slitta.
Percepisci movimenti bruschi quando sposti la leva del cambio da P a R oppure da N a D? Questi sintomi indicano che il Cambio Automatico comincia ad avere problemi, più o meno gravi, questo dipende molto dalla forza dei colpi che si percepiscono.
Il Cambio Automatico sbatte?
Forti vibrazioni o strattonamenti ripetuti velocemente in partenza oppure al cambio marce, sono sintomi molto comuni per un Cambio Automatico che ha problemi con l'eccessiva usura delle frizioni o con la gestione idraulica che attiva quest'ultime, causandone quindi l'usura.
Il Cambio Automatico strappa o strattona?
Sintomi di Cambio Automatico in protezione: Spia accesa? L'indicatore nel display lampeggia? Il veicolo procede senza più cambiare marce?
Tutto ciò significa che la gestione elettronica ha rilevato un malfunzionamento nell'andamento del cambio e per evitare ulteriori danni attiva la modalità di emergenza e memorizza il codice guasto relativo al malfunzionamento.
Malfunzionamenti e Lubrificante Esausto
Malfunzionamenti del cambio automatico sono spesso causati dal lubrificante esausto -olio esausto- e dalla morchia, formata dalle polveri che provengono dal consumo delle parti metalliche e dalla frizione. La morchia scorre all’interno del cambio, col rischio di danneggiare il convertitore e il gruppo valvole.È facile individuare i sintomi di questa criticità, poiché possono verificarsi colpi, strappi e slittamenti della frizione nei cambi di marcia.
Lavaggio del Cambio Automatico
Per capire perché bisogna lavare il cambio automatico, è opportuno comprenderne il funzionamento. Innanzitutto nel cambio automatico, a differenza di quanto accade nel cambio manuale, l’olio non svolge solo un’azione lubrificante ma è anche responsabile del trascinamento degli ingranaggi e della trasmissione. Durante la marcia del veicolo il liquido di trasmissione, presente in parte nella coppa e in parte nel convertitore e nel circuito idraulico, raccoglie le micro limature metalliche.
Procedendo invece con il lavaggio del cambio automatico con apposita strumentazione, si rinnova completamente il lubrificante e la sua sede. Attraverso il flussaggio dell’olio nuovo, quello vecchio viene spinto fuori senza entrare in contatto con quello nuovo. Lo strumento monitora sia l’olio in entrata che quello in uscita e ferma il processo solo quando il cambio è perfettamente pulito all’interno. Il lavaggio del cambio automatico va effettuato ogni 60.000/100.000 chilometri, tuttavia, per usi più gravosi, come ad esempio quello cittadino, è consigliato anticipare l’intervento a 50/70 mila km.
Tipologie di Cambi Automatici
Negli anni, la tecnologia si è evoluta, portando allo sviluppo di diverse tipologie di trasmissioni automatiche:
- Cambio a doppia frizione: Il funzionamento di questo sistema si basa su due frizioni separate, una dedicata alle marce pari e l’altra alle marce dispari. Grazie a questa configurazione, mentre una marcia è attiva, la successiva è già pre-selezionata, permettendo cambi marcia istantanei e senza interruzioni della coppia motrice. Uno dei principali vantaggi del cambio a doppia frizione è la sua elevata efficienza, che contribuisce a migliorare le prestazioni del veicolo e a ridurre i consumi di carburante rispetto a un cambio automatico con convertitore di coppia. Questo sistema, però, presenta anche alcuni svantaggi. Uno degli aspetti critici è la complessità meccanica, che può tradursi in costi di manutenzione più elevati durante i controlli periodici auto rispetto ad altri tipi di trasmissione.
- Cambio con convertitore di coppia: Il cuore di questo sistema è proprio il convertitore di coppia, un componente idraulico che sostituisce la frizione meccanica presente nei cambi manuali e che utilizza un fluido per trasmettere la potenza, permettendo un’accelerazione progressiva e senza scatti, anche nelle situazioni di guida più impegnative. Uno dei principali vantaggi del cambio con convertitore di coppia è la sua straordinaria fluidità, che rende la guida confortevole in ogni condizione, sia in città che su lunghe tratte autostradali. Tuttavia, presenta anche alcuni svantaggi. Rispetto ad altri cambi automatici, come quelli a doppia frizione, può risultare meno reattivo nelle accelerazioni improvvise e leggermente meno efficiente in termini di consumi di carburante.
- Cambio CVT (Continuously Variable Transmission): Il funzionamento di questo sistema si basa su due pulegge coniche, una collegata al motore e l’altra alle ruote motrici. La cinghia si sposta lungo queste pulegge, modificando il rapporto di trasmissione in modo progressivo e senza salti tra una marcia e l’altra. Uno dei principali vantaggi del CVT è proprio la fluidità della guida: non ci sono cambi di marcia percepibili, il che rende la progressione dell’accelerazione continua e uniforme. Tuttavia, la guida può risultare meno dinamica, soprattutto per chi è abituato alle cambiate tradizionali, poiché manca quella “spinta” tipica dei cambi con rapporti fissi.
- Cambio robotizzato: A livello tecnico, si tratta di un cambio manuale standard a cui sono stati aggiunti attuatori elettrici e idraulici che si occupano di gestire in modo automatico la frizione e il passaggio da una marcia all’altra. Uno dei principali vantaggi del cambio robotizzato è la sua efficienza energetica. Poiché la struttura di base è quella di un cambio manuale, il trasferimento di potenza dal motore alle ruote è diretto, riducendo le perdite di energia e, di conseguenza, migliorando l’efficienza nei consumi di carburante. Tra gli svantaggi vi è la scarsa fluidità nei cambi marcia, specialmente nei modelli più datati o meno evoluti, dove si avverte un leggero “vuoto” o un rallentamento durante la cambiata.
Tabella Riassuntiva Intervalli di Manutenzione
| Tipo di Cambio Automatico | Intervallo di Manutenzione (Lavaggio e Sostituzione Olio) |
|---|---|
| Convertitore di Coppia | 60.000 - 100.000 km |
| Doppia Frizione (DCT) | Circa 60.000 km (soprattutto con frizioni a bagno d'olio) |
| CVT | 60.000 - 100.000 km |
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