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Il cambio automatico, garantisce un maggiore comfort al guidatore, che non deve più intervenire sulla leva del cambio e sulla frizione.
Le auto con cambio automatico infatti non hanno il pedale della frizione, basta solo accelerare e frenare e le varie marce verranno ingranate e scalate in modo automatico. Per molti questo vantaggio contribuisce a garantire maggiore sicurezza durante la guida in quanto non è necessario sollevare mai le mani dal volante.
Il cambio robotizzato è la tipologia di cambio automatico più semplice. Si tratta, infatti, di un normale cambio manuale in cui gli innesti delle marce, oltre al controllo della frizione, vengono svolti da attuatori comandati da una centralina, che a seconda della velocità del veicolo decidono quale marcia utilizzare.
Generalmente con il cambio robotizzato è anche possibile selezionare a proprio piacimento la marcia tramite una leva o tramite un paddle posto direttamente sul volante.
Il vantaggio di questa tipologia di cambio è sicuramente il basso costo di produzione rispetto alle altre tipologie di cambio automatico.
Molto diffuso è il cambio automatico a rotismi epicicloidali. Molto popolare negli Stati Uniti, ha il vantaggio di essere molto più fluido durante il cambio fra una marcia e l’altra. Purtroppo ha anche lo svantaggio di avere un rendimento inferiore nonché un costo di acquisto e manutenzione maggiore rispetto ad altre tipologie di cambio automatico.
La trasmissione automatica a rotismi epicicloidali si differenzia dalle altre perché utilizza una combinazione planetaria di ingranaggi e un convertitore di coppia al posto di accoppiamenti di ingranaggi e frizione.
In questo set di ingranaggi epicicloidali possiamo notare due input ed un output. Variando queste due velocità di entrata possiamo osservare una differente velocità d’uscita.
Se aggiungiamo un altro set, possiamo vedere che il planetario porta-satelliti (che è l’uscita del secondo set), è connesso alla corona internamente dentata che è solo una delle entrate del primo set.
Questo accoppiamento forma una semplice trasmissione automatica a due marce.
Due pacchi frizione sono disposti sulle corone internamente dentate.
Quando il pacco frizione del primo set è compresso, questo arresta il movimento della sua corona che è il primo input ma non quello del pignone solare che invece è il secondo input. Così facendo il pignone solare muove gli ingranaggi planetari e il planetario porta-satelliti, ottenendo così la prima marcia.
Rilasciando il pacco frizione del primo set e portando la compressione al secondo set, il planetario porta-satelliti (che è l’uscita del secondo set) potrà far girare la corona del primo set dando una velocità maggiore all’uscita del primo set, ottenendo così la seconda marcia.
Più serie formano le altre marce, e se attivate insieme formano ulteriori rapporti, in questo modo con soli 3 set si possono ottenere 6 marce e una retromarcia.
Il cambio di marcia è quasi istantaneo, questo permette di ridurre la perdita di accelerazione fra una marcia e l’altra.
Al posto del disco della frizione, il cambio automatico possiede un convertitore di coppia, questo disconnette automaticamente il motore dal cambio quando il veicolo è fermo a motore acceso, e ricollega gradualmente le due parti in fase di accelerazione.
Esso è composto da una turbina immersa in un fluido per trasmettere gradualmente la coppia motrice. Purtroppo questo dispositivo risulta essere poco efficiente a bassa velocità.
Un’altra tipologia molto popolare di cambio automatico è il cambio a doppia frizione. Molto diffuso fra le auto sportive ha il vantaggio di essere estremamente rapido e annulla la perdita di potenza fra una marcia e l’altra. Ma ha lo svantaggio di avere costo più elevato.
Come per il cambio manuale ci sono coppie di ingranaggi sempre ingranate fra di loro, con l’ingranaggio libero di ogni coppia dotato di un sincronizzatore.
Il cambio a doppia frizione dunque è molto simile a quello manuale, con la sola differenza che gli ingranaggi sono montati su due differenti alberi coassiali: uno per le marce pari e uno per le dispari, collegati a due frizioni.
Quando si sta procedendo in prima marcia, il manicotto e il sincronizzatore della seconda marcia vengono già ingranati. Poi la prima frizione viene rilasciata e nello stesso momento al seconda frizione viene innestata, passando così alla seconda marcia.
Questa procedura si ripete per tutti i rapporti, garantendo un cambio di marcia in tempi rapidissimi.