Come funziona un cambio automatico

Una trasmissione automatica consente al motore di un'auto di funzionare entro una gamma ristretta di velocità, proprio come una trasmissione manuale. Quando il motore raggiunge livelli di coppia più elevati (la coppia è la quantità di potenza di rotazione del motore),...

Una trasmissione automatica consente al motore di un'auto di funzionare entro una gamma ristretta di velocità, proprio come una trasmissione manuale. Quando il motore raggiunge livelli di coppia più elevati (la coppia è la potenza di rotazione del motore), gli ingranaggi nella trasmissione consentono al motore di sfruttare appieno la coppia che genera mantenendo una velocità adeguata.

Quanto è importante una trasmissione per le prestazioni di un'auto? Senza una trasmissione, i veicoli hanno solo una marcia, ci vuole un'eternità per raggiungere velocità più elevate e il motore si consuma rapidamente a causa degli alti regimi che produce costantemente.

Principio della trasmissione automatica

Il principio di funzionamento di un cambio automatico si basa sull'uso di sensori per determinare il rapporto di trasmissione appropriato, che dipende in gran parte dalla velocità del veicolo desiderata. La trasmissione si collega al motore nella campana della campana, dove un convertitore di coppia converte la coppia del motore in forza motrice e, in alcuni casi, amplifica anche tale potenza. Il convertitore di coppia della trasmissione lo fa trasferendo quella potenza all'albero di trasmissione tramite l'ingranaggio planetario e i dischi della frizione, che quindi consentono alle ruote motrici dell'auto di ruotare per spingerla in avanti, con rapporti di trasmissione diversi richiesti per velocità diverse. A seconda della marca e del modello, si tratta di veicoli a trazione posteriore, trazione anteriore e trazione integrale.

Se il veicolo avesse solo una o due marce, raggiungere velocità più elevate sarebbe un problema perché il motore gira solo a un certo numero di giri a seconda della marcia. Ciò significa regimi più bassi per marce più basse e quindi velocità più basse. Se la marcia più alta fosse la seconda, il veicolo impiegherebbe un'eternità ad accelerare fino a raggiungere un numero di giri inferiore, aumentando gradualmente di giri man mano che il veicolo aumentava di velocità. Lo stress del motore diventa anche un problema durante il funzionamento a regimi più elevati per periodi di tempo più lunghi.

Utilizzando alcune marce che funzionano insieme, l'auto aumenta gradualmente la velocità mentre passa a marce più alte. Quando l'auto passa alle marce più alte, il numero di giri diminuisce, il che riduce il carico sul motore. I vari ingranaggi sono rappresentati dal rapporto di trasmissione (che è il rapporto degli ingranaggi in termini di dimensioni e numero di denti). Gli ingranaggi più piccoli girano più velocemente degli ingranaggi più grandi e ogni posizione dell'ingranaggio (dalla prima alla sei in alcuni casi) utilizza ingranaggi diversi di dimensioni e numero di denti diversi per ottenere un'accelerazione regolare.

Un dispositivo di raffreddamento della trasmissione è essenziale durante il trasporto di carichi pesanti perché un carico pesante sottopone a ulteriore stress il motore, facendolo funzionare più caldo e bruciando il fluido della trasmissione. Il radiatore della trasmissione si trova all'interno del radiatore dove rimuove il calore dal fluido della trasmissione. Il fluido viaggia attraverso i tubi nel radiatore fino al refrigerante nel radiatore in modo che la trasmissione rimanga fredda e possa sopportare carichi più elevati.

Cosa fa un convertitore di coppia

Il convertitore di coppia moltiplica e trasmette la coppia generata dal motore del veicolo e la trasmette attraverso gli ingranaggi della trasmissione alle ruote motrici all'estremità dell'albero motore. Alcuni convertitori di coppia fungono anche da meccanismo di bloccaggio, collegando il motore e la trasmissione durante il funzionamento alle stesse velocità. Questo aiuta a prevenire lo slittamento della trasmissione con conseguente perdita di efficienza.

Il convertitore di coppia può assumere una di due forme. Il primo, il giunto idraulico, utilizza almeno una trasmissione a due pezzi per trasferire la coppia dalla trasmissione all'albero di trasmissione, ma non aumenta la coppia. Una frizione idraulica, utilizzata in alternativa a una frizione meccanica, trasferisce la coppia del motore alle ruote tramite un albero di trasmissione. L'altro, il convertitore di coppia, utilizza almeno tre elementi in totale, e talvolta di più, per aumentare la coppia erogata dalla trasmissione. Il convertitore utilizza una serie di palette e un reattore o pale dello statore per aumentare la coppia, con conseguente maggiore potenza. Lo statore o le palette statiche servono a reindirizzare il fluido di trasmissione prima che raggiunga la pompa, migliorando notevolmente l'efficienza del convertitore.

Il funzionamento interno dell'ingranaggio planetario

Sapere come le parti di una trasmissione automatica lavorano insieme può davvero mettere tutto in prospettiva. Se guardi all'interno di un cambio automatico, oltre a varie cinghie, piastre e una pompa ad ingranaggi, l'ingranaggio planetario è il componente principale. Questo ingranaggio è costituito da ingranaggio solare, ingranaggio planetario, supporto planetario e corona dentata. Un ingranaggio planetario delle dimensioni di un melone crea i vari rapporti di trasmissione necessari alla trasmissione per raggiungere le velocità necessarie per avanzare durante la guida, oltre a inserire la retromarcia.

I diversi tipi di ingranaggi lavorano insieme, fungendo da ingresso o uscita per il rapporto di trasmissione specifico richiesto in un dato momento. In alcuni casi, gli ingranaggi sono inutili in un certo rapporto e quindi rimangono fermi, con bande all'interno della trasmissione che li tengono lontani fino a quando non sono necessari. Un altro tipo di treno di ingranaggi, l'ingranaggio planetario composito, include due serie di ingranaggi solari e planetari, anche se solo una corona dentata. Lo scopo di questo tipo di treno di ingranaggi è quello di fornire coppia in uno spazio più piccolo o di aumentare la potenza complessiva del veicolo, come in un autocarro pesante.

Lo studio degli ingranaggi

Mentre il motore è in funzione, la trasmissione risponde a qualsiasi marcia in cui si trovi attualmente il conducente. In parcheggio o in folle, la trasmissione non si inserisce perché i veicoli non richiedono coppia quando il veicolo non è in movimento. La maggior parte dei veicoli ha marce di trasmissione diverse che sono utili quando si va avanti, dalla prima alla quarta marcia.

Le auto ad alte prestazioni tendono ad avere ancora più marce, fino a sei, a seconda della marca e del modello. Più bassa è la marcia, minore è la velocità. Alcuni veicoli, in particolare autocarri medi e pesanti, utilizzano l'overdrive per aiutare a mantenere velocità più elevate e fornire anche un migliore risparmio di carburante.

Infine, le auto usano la retromarcia per guidare in retromarcia. Nella retromarcia, una delle marce più piccole si innesta con l'ingranaggio planetario più grande, piuttosto che viceversa quando si procede in avanti.

Come il cambio utilizza frizioni e fasce

Inoltre, la trasmissione automatica utilizza frizioni e cinghie per aiutarla a raggiungere i vari rapporti di trasmissione necessari, compreso l'overdrive. Le frizioni entrano in azione quando le parti degli ingranaggi planetari sono collegate tra loro e le fasce aiutano a mantenere fermi gli ingranaggi in modo che non ruotino inutilmente. Le fasce, azionate da pistoni idraulici all'interno della trasmissione, fissano parti del treno di ingranaggi. I cilindri idraulici e i pistoni azionano anche le frizioni, costringendole a innestare le marce richieste per un determinato rapporto di trasmissione e velocità.

I dischi della frizione si trovano all'interno del tamburo della frizione nella trasmissione e si alternano a dischi in acciaio nel mezzo. I dischi della frizione sotto forma di dischi mordono le piastre d'acciaio grazie all'uso di un rivestimento speciale. Invece di danneggiare le piastre, i dischi le comprimono gradualmente, applicando lentamente una forza che viene poi trasferita alle ruote motrici del veicolo.

I dischi della frizione e i dischi d'acciaio sono un'area comune in cui si verifica lo slittamento. Alla fine, questo slittamento fa sì che i trucioli di metallo entrino nel resto della trasmissione e alla fine causino il guasto della trasmissione. Un meccanico controllerà la trasmissione se l'auto ha problemi con lo slittamento della trasmissione.

Pompe idrauliche, valvole e regolatore

Ma da dove viene la "vera" potenza in una trasmissione automatica? La vera potenza risiede nell'idraulica integrata nell'alloggiamento della trasmissione, compresa la pompa, varie valvole e il regolatore. La pompa aspira il fluido della trasmissione da una coppa posta nella parte inferiore della trasmissione e lo invia all'impianto idraulico per l'azionamento delle frizioni e delle fascette in esso contenute. Inoltre, l'ingranaggio interno della pompa è collegato all'involucro esterno del convertitore di coppia. Ciò gli consente di girare alla stessa velocità del motore dell'auto. L'ingranaggio esterno della pompa ruota in accordo con l'ingranaggio interno, consentendo alla pompa di aspirare il liquido dalla coppa da un lato e di alimentarlo al sistema idraulico dall'altro.

Il regolatore regola la trasmissione dicendogli la velocità dell'auto. Il regolatore, che contiene una valvola a molla, si apre di più quanto più velocemente si muove il veicolo. Ciò consente all'idraulica della trasmissione di far passare più fluido a velocità più elevate. Una trasmissione automatica utilizza uno dei due tipi di dispositivi, una valvola manuale o un modulatore del vuoto, per determinare la potenza del motore, aumentando la pressione secondo necessità e disabilitando alcune marce a seconda del rapporto utilizzato.

Con una corretta manutenzione della trasmissione, i proprietari di veicoli possono aspettarsi che duri per tutta la vita del veicolo. Un sistema molto robusto, una trasmissione automatica utilizza molte parti diverse, tra cui un convertitore di coppia, ingranaggi epicicloidali e un tamburo della frizione, per fornire potenza alle ruote motrici del veicolo, mantenendolo alla velocità desiderata.

In caso di problemi con la trasmissione automatica, chiedi a un meccanico di aiutarti a mantenere il livello del fluido, ispezionarlo per rilevare eventuali danni e ripararlo o sostituirlo se necessario.

Problemi e sintomi comuni dei problemi di trasmissione automatica

Alcuni dei problemi più comuni associati a una trasmissione difettosa includono:

• Mancanza di risposta o esitazione quando si cambia marcia. Questo di solito indica lo slittamento all'interno del cambio.
• Il cambio emette vari strani rumori, rumori e ronzii. Chiedi a un meccanico di controllare la tua auto quando emette questi rumori per determinare qual è il problema.
• Una perdita di fluido indica un problema più serio e il meccanico dovrebbe risolvere il problema il prima possibile. Il liquido della trasmissione non si brucia come l'olio motore. Far controllare regolarmente il livello del fluido da un meccanico può aiutare a risolvere un potenziale problema prima che si verifichi.
• Un odore di bruciato, soprattutto dalla zona di trasmissione, può indicare un livello del fluido molto basso. Il fluido di trasmissione protegge gli ingranaggi e le parti di trasmissione dal surriscaldamento.
• La spia Check Engine può anche indicare un problema con la trasmissione automatica. Chiedi a un meccanico di eseguire la diagnostica per trovare il problema esatto.