Trasmissione automatica - Automatic transmission

Spaccato di una Toyota AA80E idraulica automatica dal 2007 in poi
Tipico selettore di marcia per un cambio automatico

Una trasmissione automatica (a volte abbreviata in auto o AT ) è una trasmissione a più velocità utilizzata nei veicoli a motore che non richiede alcun input da parte del conducente per cambiare marcia in condizioni di guida normali. In genere include una trasmissione, un asse e un differenziale in un unico gruppo integrato, diventando così tecnicamente un transaxle .

Il tipo più comune di trasmissione automatica è l' automatico idraulico , che utilizza un ingranaggio planetario , comandi idraulici e un convertitore di coppia . Altri tipi di trasmissioni automatiche includono trasmissioni a variazione continua (CVT), trasmissioni manuali automatizzate (AMT) e trasmissioni a doppia frizione (DCT). Una trasmissione automatica elettronica (EAT) può anche essere chiamata trasmissione a controllo elettronico (ECT) o cambio automatico elettronico (EATX).

Il "cambio del carro senza cavallo" Sturtevant del 1904 è spesso considerato il primo vero cambio automatico. La prima trasmissione automatica prodotta in serie è l' automatico idraulico a tre velocità della General Motors Hydramatic (che utilizza un giunto idraulico anziché un convertitore di coppia ), introdotto nel 1939.

Automatismi idraulici

Design

Spaccato di una trasmissione ZF 8HP : convertitore di coppia a sinistra, riduttori epicicloidali al centro, meccanismi di controllo in basso.

Il design più comune delle trasmissioni automatiche è l'automatico idraulico, che in genere utilizza riduttori epicicloidali azionati mediante l' idraulica . La trasmissione è collegata al motore tramite un convertitore di coppia (o un giunto idraulico prima degli anni '60), invece della frizione a frizione utilizzata dalla maggior parte delle trasmissioni manuali .

Ingranaggi e meccanismo di cambio

Una trasmissione automatica idraulica utilizza ingranaggi epicicloidali (epicicloidali) invece del design della trasmissione manuale di ingranaggi allineati lungo gli alberi di ingresso, di uscita e intermedi. Per cambiare marcia, l'automatico idraulico utilizza una serie di frizioni interne o fasce di attrito o pacchi freno. Questi dispositivi vengono utilizzati per bloccare determinate marce, impostando così quale rapporto di trasmissione è in uso in quel momento.

Una frizione a sprag (un dispositivo simile a un cricchetto che può ruotare liberamente e trasmette la coppia in una sola direzione) viene spesso utilizzata per i cambi di marcia di routine. Il vantaggio di una frizione a sprag è che elimina la sensibilità della temporizzazione di un rilascio/applicazione simultanea della frizione su due riduttori epicicloidali, semplicemente "prendendo" il carico della trasmissione quando viene azionato e rilasciando automaticamente quando la frizione a denti dell'ingranaggio successivo assume il trasferimento di coppia.

Le bande di attrito sono spesso utilizzate per marce selezionate manualmente (come la gamma bassa o la retromarcia) e operano sulla circonferenza del tamburo planetario. Le bande non vengono applicate quando è selezionata la gamma drive/overdrive, la coppia viene invece trasmessa dalle frizioni a corpi cilindrici.

Comandi idraulici

Le suddette fasce d'attrito e frizioni sono comandate mediante fluido per cambio automatico (ATF), che viene messo in pressione da una pompa e quindi indirizzato alle apposite fasce/frizioni per ottenere il rapporto di trasmissione richiesto. L'ATF fornisce lubrificazione, prevenzione della corrosione e un mezzo idraulico per trasmettere la potenza necessaria per azionare la trasmissione. Realizzato in petrolio con vari perfezionamenti e additivi, l'ATF è una delle poche parti della trasmissione automatica che necessita di un servizio di routine man mano che il veicolo invecchia.

La pompa principale che pressurizza l'ATF è tipicamente una pompa ad ingranaggi montata tra il convertitore di coppia e l'ingranaggio planetario. L'ingresso per la pompa principale è collegato all'alloggiamento del convertitore di coppia, che a sua volta è imbullonato alla piastra flessibile del motore, in modo che la pompa fornisca pressione ogni volta che il motore è in funzione. Uno svantaggio di questa disposizione è che non c'è pressione dell'olio per azionare la trasmissione quando il motore non è in funzione, quindi non è possibile avviare a spinta un veicolo dotato di un cambio automatico senza pompa posteriore (a parte alcuni automatici costruiti prima della 1970, che comprendeva anche una pompa posteriore per il traino e l'avviamento a spinta). La pressione dell'ATF è regolata da un regolatore collegato all'albero di uscita, che varia la pressione a seconda della velocità del veicolo.

Il corpo della valvola all'interno della trasmissione è responsabile di indirizzare la pressione idraulica alle fasce e alle frizioni appropriate. Riceve fluido pressurizzato dalla pompa principale ed è costituito da diverse valvole a molla, sfere di ritegno e servo pistoni. Nelle vecchie trasmissioni automatiche, le valvole utilizzano la pressione della pompa e la pressione di un regolatore centrifugo sul lato di uscita (oltre ad altri input, come la posizione dell'acceleratore o il conducente che blocca le marce superiori) per controllare quale rapporto è selezionato. Quando il veicolo e il motore cambiano velocità, la differenza tra le pressioni cambia, causando l'apertura e la chiusura di diversi gruppi di valvole. Nelle trasmissioni automatiche più recenti le valvole sono comandate da solenoidi . Questi solenoidi sono controllati da computer, con la selezione delle marce decisa da un'unità di controllo della trasmissione dedicata (TCU) o talvolta questa funzione è integrata nell'unità di controllo del motore (ECU). I design moderni hanno sostituito il regolatore centrifugo con un sensore di velocità elettronico che viene utilizzato come ingresso alla TCU o alla ECU. Le trasmissioni moderne tengono conto anche della quantità di carico su un motore in un dato momento, che è determinata dalla posizione dell'acceleratore o dalla quantità di vuoto del collettore di aspirazione.

La moltitudine di parti, insieme al complesso design del corpo valvola, originariamente rendeva le trasmissioni automatiche idrauliche molto più costose e lunghe da costruire e riparare rispetto alle trasmissioni manuali; tuttavia la produzione di massa e gli sviluppi nel tempo hanno ridotto questo divario di costi.

Convertitore di coppia

Convertitore di coppia - vista in sezione

Per fornire l'accoppiamento e il disaccoppiamento del motore, una moderna trasmissione automatica utilizza un convertitore di coppia invece della frizione a frizione utilizzata in una trasmissione manuale.

Prima degli anni '60, la maggior parte delle trasmissioni automatiche utilizzava un giunto idraulico anziché un convertitore di coppia, tuttavia il convertitore di coppia è un design più avanzato che fornisce anche la moltiplicazione della coppia .

Storia

1904-1939: predecessori dell'automatico idraulico

Il "cambio per carrozza senza cavalli" Sturtevant del 1904 è spesso considerato il primo cambio automatico per autoveicoli. Sviluppato a Boston negli Stati Uniti, questa trasmissione aveva due rapporti di marcia avanti e pesi mosca azionati dal motore che controllavano la selezione delle marce. A regimi del motore più elevati, è stata inserita la marcia alta. Quando il veicolo rallentava e il regime del motore diminuiva, il cambio tornava al minimo. Tuttavia, la trasmissione era soggetta a guasti improvvisi, poiché la trasmissione non era in grado di resistere alle forze dei bruschi cambi di marcia.

L'adozione di ingranaggi planetari è stato un progresso significativo verso la moderna trasmissione automatica. Una delle prime trasmissioni a utilizzare questo design fu la trasmissione manuale montata sull'automobile Wilson-Pilcher del 1901-1904 . Questa trasmissione è stata costruita nel Regno Unito e utilizzava due ingranaggi epicicloidali per fornire quattro rapporti di trasmissione. Una frizione a pedale è stata utilizzata per le partenze da fermo, la selezione delle marce è stata eseguita tramite una leva manuale, sono stati utilizzati ingranaggi elicoidali (per ridurre il rumore) e gli ingranaggi hanno utilizzato un design a maglia costante. Un ingranaggio planetario è stato utilizzato anche nella Ford Model T del 1908 , che era dotata di un cambio manuale a due velocità (senza ingranaggi elicoidali).

Un primo brevetto per la trasmissione automatica fu concesso all'inventore canadese Alfred Horner Munro di Regina nel 1923. Essendo un ingegnere del vapore, Munro progettò il suo dispositivo per utilizzare l' aria compressa anziché il fluido idraulico , quindi mancava di potenza e non trovò mai applicazione commerciale.

Nel 1923 negli Stati Uniti fu approvato un brevetto che descriveva il funzionamento di una trasmissione in cui veniva eliminato il cambio manuale delle marce e l'azionamento manuale di una frizione. Questo brevetto è stato presentato da Henry R. Hoffman di Chicago ed è stato intitolato: Cambio automatico e controllo della velocità . Il brevetto descriveva il funzionamento di una tale trasmissione come "... avente una serie di frizioni disposte tra l'albero motore e l'albero differenziale e in cui le frizioni sono disposte per impegnare e guidare selettivamente l'albero differenziale in base alla velocità alla quale il l'albero differenziale ruota". Tuttavia, sarebbe passato più di un decennio prima che le trasmissioni automatiche fossero prodotte in quantità significative. Nel frattempo, diversi produttori europei e britannici avrebbero utilizzato cambi di preselezione , una forma di trasmissione manuale che ha eliminato la dipendenza dall'abilità del conducente per ottenere cambi di marcia fluidi.

La prima trasmissione automatica che utilizza fluido idraulico è stata sviluppata nel 1932 da due ingegneri brasiliani, José Braz Araripe e Fernando Lehly Lemos.

L'evoluzione verso le trasmissioni automatiche di serie continuò con il cambio semiautomatico REO Motor Car Company Self-Shifter del 1933-1935 , che innestava automaticamente tra due marce avanti nella modalità "Avanti" (o tra due rapporti di trasmissione più corti nella modalità "Emergenza". modalità "basso"). Il coinvolgimento del conducente era ancora necessario durante la guida normale, poiché le partenze da fermo richiedevano al conducente di utilizzare il pedale della frizione. Questo fu seguito nel 1937 dalla Oldsmobile Automatic Safety Transmission . Simile nel funzionamento al REO Self-Shifter , la trasmissione automatica di sicurezza cambiava automaticamente tra i due rapporti disponibili nelle gamme "Basso" e "Alto" e il pedale della frizione era necessario per le partenze da fermo. Ha usato un ingranaggio planetario. Il Chrysler Fluid Drive , introdotto nel 1939, era un'aggiunta opzionale alle trasmissioni manuali dove veniva aggiunto un giunto idraulico (simile a un convertitore di coppia, ma senza la moltiplicazione di coppia), per evitare la necessità di azionare una frizione manuale.

1939-1964: I primi automatismi idraulici

La General Motors Hydra-Matic è diventata la prima trasmissione automatica prodotta in serie dopo la sua introduzione nel 1939 (anno modello 1940). Disponibile come optional su vetture come la Oldsmobile Serie 60 e la Cadillac Sixty Special , l'Hydra-Matic combinava un giunto idraulico con tre riduttori epicicloidali a comando idraulico per produrre quattro marce avanti più retromarcia. La trasmissione era sensibile alla posizione dell'acceleratore del motore e alla velocità su strada, producendo cambi marcia completamente automatici che variavano in base alle condizioni operative. Le caratteristiche dell'Hydra-Matic includevano un'ampia gamma di rapporti (consentendo sia una buona accelerazione nella prima marcia che la velocità di crociera a basso numero di giri nella marcia più alta) e il giunto idraulico che gestiva solo una parte della coppia del motore nelle prime due marce (aumentando il risparmio di carburante in quelle marce, simile a un convertitore di coppia di blocco ). L'uso dell'Hydra-Matic si diffuse ad altri marchi della General Motors e poi ad altri produttori tra cui Bentley, Hudson, Lincoln, Kaiser, Nash e Rolls-Royce. Durante la seconda guerra mondiale, l'Hydra-Matic è stato utilizzato in alcuni veicoli militari.

La prima trasmissione automatica ad utilizzare un convertitore di coppia (invece di un giunto idraulico) è stata la Buick Dynaflow , introdotta per l'anno modello 1948. Nella guida normale, il Dynaflow utilizzava solo la marcia più alta, basandosi sulla moltiplicazione della coppia del convertitore di coppia a velocità inferiori. La Dynaflow fu seguita dalla Packard Ultramatic a metà del 1949 e dalla Chevrolet Powerglide per l'anno modello 1950. Ognuna di queste trasmissioni aveva solo due velocità in avanti, affidandosi al convertitore per un'ulteriore moltiplicazione della coppia. All'inizio degli anni '50, BorgWarner sviluppò una serie di convertitori di coppia automatici a tre velocità per case automobilistiche come American Motors, Ford e Studebaker. Chrysler è stata in ritardo nello sviluppo del suo vero automatico, introducendo il convertitore di coppia a due velocità PowerFlite nel 1953 e il TorqueFlite a tre velocità nel 1956. Quest'ultimo è stato il primo ad utilizzare il cambio planetario composto Simpson.

Nel 1956, l'Hydra-Matic della General Motors (che utilizzava ancora un giunto idraulico) fu ridisegnato basandosi sull'utilizzo di due giunti idrodinamici, per consentire una funzione di "doppia gamma". Questa trasmissione è stata chiamata la trasmissione ad accoppiamento controllato Hydra-Matic o "Jetway". L'Hydra-Matic originale rimase in produzione fino alla metà degli anni '60. Nel 1964, la General Motors pubblicò una nuova trasmissione, la Turbo Hydramatic , una trasmissione a tre velocità che utilizzava un convertitore di coppia. Il Turbo Hydramatic è stato tra i primi ad avere le selezioni di marcia di base (Park, Reverse, Neutral, Drive, Low) che sono diventate la selezione delle marce standard utilizzata per diversi decenni.

1965-oggi: aumento del numero di rapporti e dell'elettronica

Alla fine degli anni '60, la maggior parte delle trasmissioni a due e quattro velocità con accoppiamento fluido erano scomparse a favore di unità a tre velocità con convertitori di coppia. Sempre in questo periodo, l' olio di balena è stato rimosso dal fluido della trasmissione automatica . Durante gli anni '80, le trasmissioni automatiche con quattro rapporti di trasmissione divennero sempre più comuni e molte furono dotate di convertitori di coppia di blocco per migliorare il risparmio di carburante.

L'elettronica iniziò ad essere più comunemente utilizzata per controllare la trasmissione, sostituendo i metodi di controllo meccanico come le valvole a molla nel corpo valvola. La maggior parte dei sistemi utilizza solenoidi controllati dall'unità di controllo del motore o da un'unità di controllo della trasmissione separata . Ciò consente un controllo più preciso dei punti di cambio, della qualità del cambio, dei tempi di cambio più bassi e del controllo manuale.

Il primo cambio automatico a sei rapporti è stato il cambio ZF 6HP26 , che ha debuttato nel 2002 nella BMW Serie 7 (E65) . Il primo cambio automatico a sette rapporti fu il Mercedes-Benz 7G-Tronic , che debuttò un anno dopo. Nel 2007, la prima trasmissione a otto velocità a raggiungere la produzione è stata la trasmissione Toyota AA80E . Le prime trasmissioni a nove e dieci velocità sono state la trasmissione ZF 9HP del 2013 e la Toyota Direct Shift-10A del 2017 (utilizzata rispettivamente nella Lexus LC ).

Selettori di marcia

Il selettore di marcia è l'input mediante il quale il guidatore seleziona la modalità di funzionamento di un cambio automatico. Tradizionalmente il selettore delle marce si trova tra i due sedili anteriori o sul piantone dello sterzo, tuttavia a partire dagli anni '80 sono stati usati occasionalmente anche manopole e pulsanti elettronici.

Posizioni PRND

La maggior parte delle auto utilizza un layout "PRND" per il selettore delle marce, che consiste nelle seguenti posizioni:

  • Park ( P ): Questa posizione disinnesta la trasmissione dal motore (come per la posizione di folle) e un nottolino di parcheggio blocca meccanicamente l'albero di uscita della trasmissione. Ciò impedisce alle ruote motrici di ruotare (sebbene le ruote non motrici siano ancora libere di ruotare) che tipicamente impedisce al veicolo di muoversi. L'uso del freno a mano ( freno di stazionamento ) è consigliato anche quando si parcheggia in pendenza, poiché questo fornisce una maggiore protezione dal veicolo in movimento. La posizione di parcheggio è omessa su autobus/pullman/trattori, che devono invece essere posti in folle con i freni di stazionamento pneumatici inseriti.
La posizione di parcheggio di solito include una funzione di blocco (come un pulsante sul lato del selettore delle marce o che richiede di premere il pedale del freno) che impedisce che la trasmissione venga spostata accidentalmente da Park ad altre posizioni del selettore di marcia. Molte auto impediscono anche l'avviamento del motore quando il selettore si trova in una posizione diversa da Park o Neutral (spesso in combinazione con la richiesta di premere il pedale del freno).
  • Retromarcia ( R ): Questa posizione inserisce la retromarcia, in modo che il veicolo si muova in retromarcia. Aziona anche le luci di retromarcia e su alcuni veicoli può attivare altre funzioni tra cui sensori di parcheggio , telecamere di retromarcia e avvisatori acustici di retromarcia (per avvertire i pedoni).
Alcune trasmissioni moderne hanno un meccanismo che impedisce il passaggio alla posizione di retromarcia quando il veicolo si muove in avanti, spesso utilizzando un interruttore sul pedale del freno o controlli della trasmissione elettronica che monitorano la velocità del veicolo.
  • Folle ( N ): questa posizione disinnesta la trasmissione dal motore, consentendo al veicolo di muoversi indipendentemente dalla velocità del motore. Il movimento prolungato del veicolo in folle con il motore spento a velocità significative ("coasting") può danneggiare alcune trasmissioni automatiche, poiché la pompa di lubrificazione è spesso alimentata dal lato di ingresso della trasmissione e quindi non funziona quando la trasmissione è in folle .
  • Guida ( D ): questa posizione è la modalità normale per la guida in avanti. Consente alla trasmissione di innestare l'intera gamma di rapporti di marcia avanti disponibili.

Alcune trasmissioni automatiche in precedenza utilizzavano un layout con retromarcia come posizione inferiore (es. PNDLR). Tuttavia questo layout comportava il rischio che il guidatore inserisse accidentalmente la retromarcia mentre il veicolo procedeva in avanti (soprattutto durante le manovre di freno motore ).

Altre posizioni e modalità

Selettore del cambio a pulsante in un autobus Mitsubishi Fuso Aero Star 2010-2014

Molte trasmissioni includono anche posizioni per limitare la selezione delle marce alle marce inferiori e innestare il freno motore . Queste posizioni sono spesso etichettate "L" (marcia bassa), "S" (seconda marcia) o il numero della marcia più alta utilizzata in quella posizione (es. 3, 2 o 1). Se queste posizioni sono attive in un momento in cui comporterebbe un numero di giri eccessivo del motore , molte trasmissioni moderne ignorano la posizione del selettore e rimangono nella marcia più alta.

In ordine decrescente della marcia più alta disponibile:

  • 3 : Limita la trasmissione ai tre rapporti di trasmissione più bassi. In una trasmissione automatica a 4 velocità, questo viene spesso utilizzato per impedire che l'auto si sposti nel rapporto di overdrive . In alcune auto, la posizione etichettata "D" esegue questa funzione, mentre un'altra posizione etichettata "OD" o una casella "[D]" consente di utilizzare tutte le marce.
  • 2 (indicato anche con "S"): limita la trasmissione ai due rapporti di trasmissione più bassi. In alcune vetture viene utilizzato anche per accelerare da fermo in 2a marcia invece che in 1a, per situazioni di ridotta trazione (come neve o ghiaia). Questa funzione è talvolta chiamata "modalità invernale", denominata "W".
  • 1 (denominato anche "L"): limita la trasmissione alla sola 1a marcia, nota anche come "marcia bassa". Ciò è utile quando è richiesta una grande quantità di coppia alle ruote (ad esempio, quando si accelera su una pendenza ripida), tuttavia l'utilizzo a velocità più elevate può comportare un numero di giri eccessivo per il motore, che può causare surriscaldamento o danni.

Molte trasmissioni moderne includono anche modalità per regolare la logica del cambio per preferire la potenza o il risparmio di carburante . Le modalità "Sport" (chiamate anche "Power" o "Performance") fanno sì che i cambi di marcia avvengano a regimi più elevati, per migliorare l'accelerazione. Le modalità "Economy" (chiamate anche "Eco" o "Comfort") fanno sì che i cambi di marcia avvengano a regimi più bassi per ridurre il consumo di carburante.

Comandi manuali

Leva del cambio (etichettata "+") in una BMW X5 . del 2013

Dagli anni '90 sono diventati più comuni i sistemi per richiedere manualmente una marcia specifica o un passaggio di marcia superiore/inferiore. Queste trasmissioni manuali offrono al conducente un maggiore controllo sulla selezione delle marce rispetto alle modalità tradizionali per limitare la trasmissione alle marce inferiori.

L'utilizzo delle funzioni manuali viene generalmente ottenuto tramite paddle situati accanto al piantone dello sterzo o tramite i comandi "+" e "-" sul selettore delle marce. Alcune auto offrono ai conducenti entrambi i metodi per richiedere una selezione manuale delle marce.

Modelli

Trasmissione a variazione continua (CVT)

Principio di funzionamento per un CVT basato su puleggia

Una trasmissione a variazione continua (CVT) può cambiare senza soluzione di continuità attraverso una gamma continua (infinita) di rapporti di trasmissione, rispetto ad altre trasmissioni automatiche che forniscono un numero limitato di rapporti di trasmissione a passi fissi. La flessibilità di un CVT con un controllo adeguato può consentire al motore di funzionare a un regime costante mentre il veicolo si muove a velocità variabili.

I CVT sono utilizzati in automobili , trattori , UTV , scooter , motoslitte e attrezzature per movimento terra .

Il tipo più comune di CVT utilizza due pulegge collegate da una cinghia o una catena , tuttavia a volte sono stati utilizzati anche molti altri modelli.

Cambio a doppia frizione (DCT)

Schema di un DCT

Una trasmissione a doppia frizione (DCT, a volte indicata come trasmissione a doppia frizione o trasmissione a doppia frizione ) utilizza due frizioni separate per set di ingranaggi pari e dispari . Il design è spesso simile a due trasmissioni manuali separate con le rispettive frizioni contenute in un alloggiamento e che funzionano come un'unica unità. Nella maggior parte delle applicazioni per auto e camion, il DCT funziona come una trasmissione automatica, che non richiede l'intervento del conducente per cambiare marcia.

Il primo DCT a raggiungere la produzione è stato il cambio automatico Easidrive introdotto sulla vettura di medie dimensioni Hillman Minx del 1961 . Questo è stato seguito da vari trattori dell'Europa orientale negli anni '70 (utilizzando l'azionamento manuale tramite un singolo pedale della frizione), quindi l' auto da corsa Porsche 962 C nel 1985. Il primo DCT dell'era moderna è stato utilizzato nel 2003 Volkswagen Golf R32 . Dalla fine degli anni 2000, i DCT sono diventati sempre più diffusi e hanno soppiantato le trasmissioni automatiche idrauliche in vari modelli di auto.

Cambio manuale automatizzato (AMT)

La trasmissione manuale automatizzata (AMT) , a volte indicata come manuale senza frizione , è un tipo di sistema di trasmissione automobilistica a più velocità che si basa strettamente sulla progettazione meccanica di una trasmissione manuale convenzionale e automatizza il sistema di frizione, il cambio, o entrambi contemporaneamente, richiedendo un contributo o un coinvolgimento parziale o nullo del conducente.

Versioni precedenti di queste trasmissioni che sono semi-automatico in funzione, come Autostick , controllo solo la frizione sistema automaticamente - e utilizzare diverse forme di attuazione (di solito tramite un attuatore o servo ) per automatizzare la frizione, ma richiedono ingresso del conducente e controllo completo per azionare manualmente i cambi di marcia. Le versioni moderne di questi sistemi completamente automatici, come Selespeed e Easytronic , non richiedono alcun intervento da parte del conducente sui cambi di marcia o sull'azionamento della frizione. Le versioni semiautomatiche richiedono solo l'input del conducente parziale (cioè, il conducente deve cambiare marcia manualmente), mentre le versioni completamente automatiche non richiedono alcun input manuale del conducente ( TCU o ECU azionano automaticamente sia il sistema della frizione che i cambi di marcia).

Le moderne trasmissioni manuali automatizzate (AMT) hanno le loro radici e origini nelle vecchie trasmissioni manuali senza frizione che iniziarono ad apparire sulle automobili di serie nei primi anni '30 e '40, prima dell'introduzione delle trasmissioni automatiche idrauliche. Questi sistemi sono stati progettati per ridurre la quantità di utilizzo della frizione o del cambio richiesta dal conducente. Questi dispositivi avevano lo scopo di ridurre la difficoltà di azionamento delle trasmissioni manuali non sincronizzate convenzionali ("cambi di cambio d'urto") che erano comunemente utilizzate all'epoca, specialmente nella guida stop-start. Un primo esempio di questa trasmissione fu introdotto con l' Hudson Commodore nel 1942, chiamato Drive-Master . Questa unità era un primo cambio semiautomatico , basato sul disegno di un cambio manuale, che usava un servo controllata al vuoto autoazionati sistema di frizione, con tre diverse modalità cambio di rapporto, al tocco di un pulsante; cambio manuale e azionamento della frizione manuale (completamente manuale), cambio manuale con azionamento della frizione automatizzato (semiautomatico) e cambio automatico con azionamento della frizione automatica (completamente automatico). Un altro primo esempio di questo sistema di trasmissione fu introdotto nella Citroën DS del 1955 , che utilizzava una trasmissione BVH a 4 velocità . Questa trasmissione semiautomatica utilizzava una frizione automatizzata, azionata tramite l'idraulica . La selezione delle marce utilizzava anche l' idraulica , tuttavia, il rapporto di trasmissione deve essere selezionato manualmente dal conducente. Questo sistema è stato soprannominato Citro-Matic negli Stati Uniti

I primi AMT moderni sono stati introdotti da BMW e Ferrari nel 1997, rispettivamente con le loro trasmissioni SMG e F1 . Entrambi i sistemi utilizzavano attuatori idraulici e solenoidi elettrici e un'unità di controllo della trasmissione designata (TCU) per la frizione e il cambio, oltre a leve del cambio montate sul volante, se il conducente desiderava cambiare marcia manualmente.

I moderni AMT completamente automatici, come Selespeed e Easytronic , sono stati ormai ampiamente superati e sostituiti dal sempre più diffuso cambio a doppia frizione .

Confronto con le trasmissioni manuali

Nelle auto in cui è disponibile una trasmissione manuale o automatica, il manuale è solitamente l'opzione più economica e l'automatico è l'opzione più costosa.

I veicoli dotati di cambio automatico non sono così complessi da guidare. Di conseguenza, in alcune giurisdizioni, i conducenti che hanno superato l' esame di guida in un veicolo con cambio automatico non possono guidare auto con cambio manuale. Al contrario, una patente manuale consentirà al conducente di guidare veicoli con cambio automatico o manuale.

Rispetto a un cambio manuale, un cambio automatico può causare le seguenti differenze nella dinamica del veicolo :

  • I cambi di marcia a metà curva possono influenzare l'equilibrio di guida dell'auto
  • I convertitori di coppia e i CVT rimuovono la relazione lineare tra il regime del motore e la velocità del veicolo, rendono le variazioni della velocità del veicolo meno evidenti dal rumore del motore.
  • Lo slittamento delle ruote è più difficile da controllare quando è presente un convertitore di coppia. Ciò è dovuto alla perdita di trazione che fa sì che il convertitore di coppia aumenti la sua velocità di uscita per un dato regime del motore. Il conducente (o il sistema di controllo della trazione) è quindi tenuto a ridurre la potenza del motore in misura maggiore rispetto a un veicolo con cambio manuale.
  • Maggiore capacità di salire di marcia durante le salite ripide, grazie alla trasmissione automatica che mantiene una certa erogazione di coppia alle ruote durante il cambio di marcia.
  • Nei motori turbo e sovralimentati la pressione di sovralimentazione può essere mantenuta durante i cambi di marcia. Questo perché l'acceleratore può rimanere completamente aperto durante i cambi di marcia in un cambio automatico, mentre una trasmissione manuale spesso richiede una chiusura dell'acceleratore durante i cambi di marcia.

Le prime trasmissioni automatiche idrauliche causavano un consumo di carburante maggiore rispetto alle trasmissioni manuali principalmente a causa delle perdite viscose e di pompaggio nel convertitore di coppia e negli attuatori idraulici. Tuttavia, le moderne automatiche idrauliche possono raggiungere un consumo di carburante simile alle trasmissioni manuali e i CVT possono essere più efficienti in termini di carburante rispetto alle loro controparti manuali.

Guarda anche

Riferimenti