Convertitore di coppia: il cuore pulsante dei cambi automatici

Il cambio automatico con convertitore di coppia è una tecnologia che ha rivoluzionato il mondo delle quattro ruote, offrendo ai guidatori un’esperienza di guida più fluida e confortevole rispetto ai cambi manuali. I primi convertitori di coppia furono sviluppati negli anni ’30 e ’40 del XX secolo.

Tuttavia, è negli anni ’50 che questa tecnologia ha iniziato a diffondersi su larga scala, grazie all’introduzione dei primi cambi automatici nelle automobili. Negli anni successivi, i convertitori di coppia sono stati oggetto di numerose evoluzioni, con l’obiettivo di migliorare l’efficienza, ridurre le perdite e aumentare il comfort di guida. E quindi dopo avervi raccontato i segreti del CVT, passiamo ad una nuova tecnologia

Come è fatto un cambio automatico con convertitore di coppia?

Il cambio automatico con convertitore di coppia è composto da vari elementi chiave, che lavorano insieme per garantire una trasmissione efficiente della potenza dal motore alle ruote.

• Convertitore di Coppia. È il cuore del sistema e sostituisce la frizione nei cambi manuali. Il convertitore di coppia è costituito principalmente da tre componenti: la pompa, la turbina e lo statore. La pompa, collegata al motore, spinge l’olio trasmissivo contro le pale della turbina, che a sua volta è collegata all’albero di trasmissione. Lo statore, posizionato tra la pompa e la turbina, migliora l’efficienza del flusso di olio, aumentando la coppia trasmessa.
• Ingranaggi Planetari. Questi complessi sistemi di ingranaggi permettono al cambio di variare il rapporto di trasmissione. Gli ingranaggi planetari sono costituiti da un ingranaggio centrale (solare), ingranaggi satelliti (planetari) e un ingranaggio esterno (corona). La combinazione di questi ingranaggi permette al cambio di passare automaticamente tra diversi rapporti.
• Frizioni e Freni. Utilizzati per bloccare e liberare gli ingranaggi planetari, controllano il flusso di potenza all’interno del cambio. Le frizioni si attivano o disattivano per accoppiare o separare i vari componenti degli ingranaggi, mentre i freni bloccano alcune parti del sistema per ottenere il rapporto di trasmissione desiderato.
• Unità di Controllo Elettronica (ECU). Nei cambi automatici moderni, l’ECU gestisce le operazioni del cambio. Riceve dati da vari sensori e, in base a questi, decide quando cambiare marcia, regolare la pressione dell’olio e attivare o disattivare le frizioni.

Come funziona?

Quando il motore è acceso, la pompa all’interno del convertitore di coppia inizia a ruotare, muovendo l’olio trasmissivo che colpisce le pale della turbina. Questo movimento trasferisce la coppia dal motore all’albero di trasmissione, facendo muovere il veicolo.

Il convertitore di coppia non solo trasmette potenza, ma può anche amplificare la coppia durante le fasi di accelerazione. Questo avviene grazie allo statore, che raddrizza il flusso d’olio e aumenta l’efficienza della trasmissione di potenza. A velocità più elevate, la turbina e la pompa ruotano quasi alla stessa velocità, riducendo l’effetto di amplificazione della coppia e migliorando l’efficienza del sistema.

Gli ingranaggi planetari permettono di variare i rapporti di trasmissione senza che il conducente debba intervenire. L’ECU monitora la velocità del veicolo, la posizione dell’acceleratore e altri parametri per decidere il momento ottimale per cambiare marcia, garantendo una guida fluida e senza interruzioni. In alcuni casi è possibile adoperare manualmente l’automatico, grazie ad apposite leve posizionate sul volante.