Cambio doppia frizione

Il cambio, spiega il Dizionario dell’auto di Quattroruote, “è un meccanismo che varia, a seconda delle diverse situazioni, il rapporto di trasmissione e quindi le caratteristiche della potenza che arriva alle ruote. Serve a ovviare a un difetto intrinseco dei motori a combustione interna, vale a dire la scarsa disponibilità di coppia ai bassi regimi … Schematicamente, un cambio automobilistico è un meccanismo che accoppia un certo numero di ingranaggi collegati all’albero motore con altri ingranaggi che di volta in volta sono i più utili all’andatura desiderata e che caratterizzano il rapporto di trasmissione”.

La frizione invece, sempre secondo il Dizionario dell’auto, è “un “meccanismo che serve a scollegare il motore dalla trasmissione per rendere possibili i cambi di marcia e le partenze da fermo”

Un cambio a doppia frizione (in inglese Dual clutch transmission o Dct) è un tipo di trasmissione automatizzata che garantisce cambi di marcia più rapidi e fluidi. In pratica, le frizioni sono due, una che gestisce le marce dispari (1ª, 3ª, 5ª ecc.) più la retromarcia e un’altra che gestisce le marce pari (2ª, 4ª, 6ª, ecc.). Questa tecnologia permette di preselezionare, in base a velocità e numero di giri del motore, la marcia successiva (sia in salita sia in discesa) riducendo sensibilmente il tempo necessario per il cambio.

Il primo cambio a doppia frizione fu montato su una Porsche 956 da competizione nel 1983. Questo sistema, noto come Pdk (Porsche Doppelkupplungsgetriebe), fu sviluppato dalla Porsche, appunto, per le gare di endurance. La tecnologia è stata successivamente affinata e resa disponibile su modelli di produzione all’inizio degli anni 2000.

La prima significativa applicazione commerciale del cambio a doppia frizione avvenne nel 2003 sulla Volkswagen Golf con cambio DSG (Direct shift gearbox).

Un cambio a doppia frizione può funzionare in modalità automatica oppure semiautomatica con controllo manuale (tramite palette al volante, i cosiddetti paddle, per sfruttare al massimo le possibilità offerta da questa tecnologia, oppure con la tradizionale leva del cambio).

In pratica, quando si guida in una marcia, ossia mentre una frizione è attiva e trasmette tramite l’albero primario potenza alle ruote, il sistema preseleziona già la marcia successiva (o precedente) sulla frizione "libera". Quando è necessario cambiare, una frizione si disinnesta e l'altra si innesta quasi simultaneamente rendendo il passaggio talmente rapido che il trasferimento di potenza di fatto non viene interrotto. Dato che i cambi di marcia sono molto veloci, l’esperienza di guida è più dinamica e sportiva ma anche più confortevole.

Un cambio a doppia frizione è costituito dai seguenti elementi:

• due frizioni separate montate in un gruppo compatto vicino agli alberi primari

la prima frizione controlla le marce dispari (1ª, 3ª, 5ª, ecc.) e la retromarcia, la secondale marce pari (2ª, 4ª, 6ª, ecc.). Le due frizioni possono essere a bagno d’olio (lubrificate per ridurre usura e calore) oppure a secco (più leggere, ma meno efficienti in termini di raffreddamento);

• due alberi primari

ognuna delle due frizioni è collegata a un albero primario; i due alberi sono coassiali, ossia uno è posizionato all'interno dell'altro per minimizzare l’ingombro;

• ingranaggi del cambio

il sistema di ingranaggi è simile a quello di un cambio manuale, con una serie di ruote dentate che determinano le diverse marce. Gli ingranaggi per le marce pari e dispari sono collegati ai rispettivi alberi primari;

• attuatori

gestiscono l'apertura e chiusura delle frizioni; attuano i cambi di marcia selezionando gli ingranaggi appropriati senza intervento diretto del conducente; possono essere idraulici, ossia azionati da pressione idraulica generata da una pompa, oppure elettrici, ossia azionati da motori elettrici;

• centralina di controllo (TCU - Transmission Control Unit)

analizza i dati di guida (velocità, accelerazione, posizione dell'acceleratore), comanda il cambio di marcia al momento ottimale e coordina il lavoro delle frizioni e degli attuatori per garantire cambi di marcia rapidi e fluidi;

• sistema di lubrificazione e raffreddamento

i componenti mobili generano calore e necessitano di lubrificazione per funzionare correttamente. Nei DCT a bagno d’olio, il fluido serve anche a dissipare il calore.

Il cambio a doppia frizione ha una serie di vantaggi intrinseci rispetto a un cambio tradizionale.

• compattezza: Grazie agli alberi coassiali, il cambio è più compatto rispetto ad altre trasmissioni avanzate.
• efficienza: La doppia frizione riduce al minimo le perdite di potenza durante il cambio.
• versatilità: Può essere configurato per auto a trazione anteriore, posteriore o integrale.