Cambio a doppia frizione: che cos'è e quali sono i vantaggi

É di fondamentale importanza, in primo luogo, conoscere e capire come funziona un cambio, l'organo che serve a ridurre o moltiplicare la coppia del motore.

Le marce più basse tendono a ridurre i giri motore e ad aumentare la coppia. Ad esempio, considerando la prima marcia, ovvero la più lenta di tutte, si ha un rapporto giri motore/giri ruote di 50:1.

Più salgono i rapporti, più la riduzione dei giri ruote è bassa, fino ad arrivare al quarto che dovrebbe, in linea teorica, essere sincrono ai giri motore: un giro motore corrisponde a un giro ruota.
Quinta e sesta marcia moltiplicano, di un fattore molto piccolo, i giri ruote.

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Sommario

• Cambio a doppia frizione: cos'è e il suo funzionamento

Il cambio è composto, in genere, da due alberi: il primo collegato all’albero motore, detto primario, e il secondo, collegato al differenziale, detto secondario. Tra motore e cambio vi è la frizione, che serve per staccarli e collegarli.

Per selezionare le marce, gli ingranaggi vengono spostati all’interno del cambio innestandoli su quelli che collegano il primario al secondario.

L'albero primario gira in maniera sincrona con i giri del motore, mentre gli ingranaggi del secondario vengono messi in rotazione dal primario. Questi, inoltre, sono sempre connessi, mentre quelli sul secondario non hanno nulla che li vincoli all’asse.

Quando si innesta una marcia, si collega l’ingranaggio del secondario sull’asse del secondario stesso.

Questo ingranaggio, che in precedenza girava in folle, ora effettivamente va a trascinare il secondario, che farà muovere il differenziale che, conseguentemente, trascina i semiassi e permette il moto dell'auto.

Cambio a doppia frizione: cos'è e il suo funzionamento

Tra le tipologie di cambio di ultima generazione, il sistema a doppia frizione (o DCT, Dual Clutch Transmission) è sicuramente una delle innovazioni più interessanti.

Con questa tipologia di cambio si hanno, come suggerisce il nome, due frizioni in serie: una specifica per le marce pari, una per le dispari.

L’albero primario è diviso in due: uno interno, pieno, e uno esterno, cavo, che girano in maniera indipendente tra loro.

Su un albero vengono montati gli ingranaggi per le marce pari e sull'altro quelli delle dispari, con relativa frizione.

Per avviare il moto si innesta il primo rapporto. Nel frattempo, con il cambio a doppia frizione, l’altro asse sta già preparando il rapporto successivo. La frizione delle marce pari diventerà solidale con l'albero motore e si chiuderà.

Quando si inserisce la seconda, il meccanismo non prenderà più l’ingranaggio per spostarlo sull’asse secondario, ma libererà la frizione delle marce dispari (quella relativa alla prima marcia) e innesterà la frizione dei rapporti pari. A questo punto, il pacco frizione delle marce pari si chiuderà e l’albero motore diventerà solidale con il primario. Questo meccanismo di inserimento avviene in tempi incredibilmente rapidi, inferiori ai 30 millisecondi.

Ora la prima marcia non viene più utilizzata e si inserirà in folle.
Il processo si ripete in maniera uguale per i rapporti successivi: quando si seleziona la seconda, la terza si starà già caricando sull’altra frizione, e così via per le marce superiori.

Per scalare da un rapporto maggiore a uno inferiore, il meccanismo è inverso: se si sta percorrendo in sesta marcia e si vuole scalare in quinta, si apre la frizione dei rapporti pari e si chiude quella dei dispari.

Il funzionamento del cambio a doppia frizione può essere sia interamente automatico, e in questo caso sarà il software di controllo a scegliere la marcia da inserire, sia sequenziale, dove sarà il conducente a scegliere se salire o scendere di marcia utilizzando la leva o il paddle al volante.

Cambio a doppia frizione robotizzato: il DSG

Tra le tipologie di cambi a doppia frizione presenti sul mercato vi sono anche i DSG, Direst-Shift GearBox, tipicamente utilizzati sulle auto del gruppo Volskwagen, che hanno la particolarità di essere gestiti da un robot.

Questa particolare tipologia di cambio permette un notevole risparmio in termini di carburante: infatti, secondo quanto affermato dal costruttore, permette di risparmiare fino al 20% in più rispetto a un cambio "standard". In commercio, sono molteplici i modelli di auto che montano questo meccanismo.

Differentemente dalla classica leva del cambio con le corde, sul cambio DSG è posizionato un robot che, a seconda dei dati analizzati dalla centralina motore e dalla centralina sul cambio, seleziona le marce, tira la frizione e le cambia in automatico.

Ne risulta un cambio di rapporti fluido e rapido, durante il quale non si verifica nessuna apparente interruzione.

Cambio a doppia frizione: i vantaggi

Tra gli innumerevoli vantaggi del cambio a doppia frizione, quello più evidente è una caduta di potenza decisamente più contenuta e limitata che viene a generarsi cambiando marcia. Ciò si riflette positivamente sulle prestazioni del motore che non incontra più la stessa fatica che, invece, farebbe con il cambio "normale" per riprendere giri. Con un cambio tradizionale, infatti, il crollo è di ben 500 giri circa.

Potendo, di fatto, sdoppiare i compiti della trasmissione ridistribuendoli sulle coppie di frizioni e alberi, si ottengono dei tempi di cambiata molto più repentini.

A tutti gli effetti, è come se fossero presenti due cambi differenti: il primo in pieno funzionamento, il secondo pronto con il prossimo rapporto da inserire.

La rapidità di cambiata è notevolmente migliorata perché quando una marcia è inserita e il primo albero sta trasmettendo la potenza del motore, sul secondo si posizionano già gli ingranaggi della marcia successiva; al momento della cambiata, viene semplicemente staccato il primo albero e viene connesso il secondo al motore.

Parlando esclusivamente in termini di performance, questo si traduce in accelerazioni più veloci e un motore sempre in coppia e molto potente, con una trasmissione della potenza e della coppia molto fluida: i tempi di cambio di marcia sono repentini, il calo di giri motore decisamente più contenuto, permettendo di avere sbalzi di potenza meno significativi.

L’efficienza del propulsore è di gran lunga migliorata, poiché gira in modo più fluido e costante e ciò consente di diminuire consumi ed emissioni. É un cambio particolarmente votato alla sportività.

Da un punto di vista strutturale, sono molto robusti e possono reggere una grande quantità di potenza, come un cambio manuale tradizionale.

Cambio a doppia frizione: gli svantaggi

Gli svantaggi del cambio a doppia frizione sono decisamente minori rispetto ai vantaggi, rendendolo un'opzione valida e conveniente in termini di efficienza, ma ci sono delle indicazioni da dover tenere bene a mente se si effettua una scelta indirizzata verso questa tipologia di cambio.

Essendo un sistema totalmente gestito da una centralina che comanda delle elettrovalvole, è di fondamentale importanza che l’olio del cambio venga tagliandato regolarmente; il suo buono stato è da ritenersi scontato per il corretto funzionamento anche dei cambi tradizionali, ma quelli a doppia frizione, in particolar modo, richiedono olio fresco. Anche la salute della pompa dell’olio è essenziale.

Bisogna prestare molta attenzione anche alla condizione delle frizioni perché se "slittano" o non staccano bene potrebbe accadere che la centralina vada in protezione: in questo caso, la consolle potrebbe permettere solo l'inserimento di rapporti pari o dispari, o persino bloccarsi completamente, andando in modalità recovery.

Periodicamente, vanno effettuati gli adattamenti delle frizioni poiché la centralina che gestisce il cambio deve conoscere esattamente il loro stato per calcolare con minuzia i tempi di attacco e stacco. Ciò lo rende, per certi versi, simile a un cambio semiautomatico.

Il cambio a doppia frizione, rispetto a uno tradizionale, è composto da molte più parti che non solo potrebbero non funzionare a dovere e rompersi, ma sono anche responsabili di un aumento di peso non indifferente: si ribadisce l'importanza di una manutenzione precisa e periodica, svolta da personale competente, proprio per gestire al meglio la complessità costruttiva e tecnologica del cambio.

Inoltre, l'elettronica è predominante: il sistema potrebbe causare problemi in relazione ai software di gestione.

Infine, bisogna sottolineare che un sistema così preciso e innovativo corrisponde a un prezzo decisamente elevato rispetto alle altre tipologie di cambio più convenzionali.