CAMBI

Due fattori stanno concentrando l’offerta verso i cambi automatizzati.

Il primo fattore è la scelta da parte dei clienti verso questa tipologia di trasmissione dovuta da un lato al miglioramento di questi cambi che sono sempre più confortevoli, dall’altro all’offerta di sempre più marce, da 7 sino ad arriva a 10, che permettono sia consumi estremamente favorevoli e, al tempo stesso, marce ravvicinate che permettono accelerazioni migliori, oltre a marce molto lunghe per ridurre i consumi a media e alta velocità. Il secondo fattore è la sempre maggiore elettrificazione dei veicoli che necessita in molti casi questa tipologia di cambi, in alcuni casi addirittura ne impone l’uso.

La complessità nella costruzione di cambi automatici ha fatto sì che, specie per i cambi longitudinali, vi siano pochissimi player e fornitori di questa tipologia. Abbiamo già citato la tedesca ZF con i suoi cambi automatici utilizzati da Audi, Bmw, Jaguar-Land Rover, Maserati, Alfa Romeo, ma vi sono anche player che si costruiscono cambi automatizzati in casa come nel caso di Audi con il DCT 7 marce, Mercedes con il suo automatico a 9 rapporti o l’8 rapporti di Aisin per la consociata Lexus. A questi si aggiungono i Costruttori americani con i vari 10 marce prodotti da Ford e da GM. A livello di strategia ci troviamo dunque di fronte ad un’offerta variegata. Vi sono costruttori con volumi decisamente contenuti che si affidano a ZF come JLR, altri che sia affidano sia esternamente che internamente come Audi che hanno anche cambi prodotti in-house, oppure costruttori che, sebbene dispongano di volumi elevati, come Bmw, si affidano completamente a fornitori esterni o, come Mercedes, si realizzino i cambi automatici in Casa. Discorso a parte per i Costruttori Americani che si costruiscono in-house i cambi con alti volumi produttivi anche perché adatti sia per le vetture e i SUV che per i grossi pick-up.

Vi sono dunque due possibili strade che si possono intraprendere ovvero quella di scegliere un fornitore specializzato nella realizzazione di cambi automatizzati e

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quella di prodursi un cambio “in-house”, ovvero sviluppare e prodursi in proprio tali trasmissioni.

La soluzione più semplice e veloce sarebbe quella di affidarsi ai cambi di ZF, leader del settore in Europa, montati su Bmw, JLR, Audi e Maserati. Tuttavia, il cambio automatico a 8 marce di questa azienda è stato realizzato su esigenze Bmw che monta il motore sopra l’asse delle ruote anteriori. La piattaforma con motore anteriore centrale con propulsori in-linea a 4 cilindri di 1,6 e 2 litri sia benzina che diesel inclinati sul fianco di 30°, V6 e V8 a 90° non sarebbe compatibile con l’attuale cambio per via dell’ingombro inferiore; sarebbe dunque necessario seguire quanto fatto da Audi e cioè richiedere a ZF una variante specifica del proprio cambio tale per cui la parte inferiore dello stesso, nel punto più basso, sia molto contenuta.

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Se ciò non fosse possibile sarebbe necessario riprogettare il sistema elettromeccanico del cambio da posizionarsi sul fianco in verticale, visibile nella Figura 3.2 come “modulo meccatronica”. Ciò appare tecnicamente fattibile visto che in molti casi la parte di azionamento dei cambi automatici per motori trasversali prevede l’installazione in posizione verticale degli azionamenti elettromeccanici. In Figura 3.3 è riportato un cambio automatico trasversale sempre di ZF in cui la parte di azionamento si trova nella parte anteriore, in verticale, dietro il coperchio in plastica nero.

Figura 3.3 - ZF HP9 – Immagine dal sito di ZF

A supporto di ciò in Figura 3.4 è presente un altro cambio, in questo caso un automatico a 6 marce prodotto dall’americana GM che utilizza la medesima configurazione meccanica.

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Figura 3.4 - Cambio 6 marce automatico Hydra-matic di GM su Cadillac SRX 2010 - Immagine tratta dal sito GM

La seconda possibilità è quella di realizzarsi un cambio automatizzato “in-house” che tenga in conto del particolare posizionamento del motore. A questo punto si tratterebbe oltretutto di scegliere tra la realizzazione di un cambio automatico propriamente detto, scelta preferita per il mercato americano e per i Pick-up, oppure sviluppare un cambio DCT, ovvero a doppia-frizione, cambio particolarmente apprezzato in Europa, ma non è altrettanto apprezzato negli USA. Sicuramente quest’ultimo cambio è quello più sportivo, non per nulla è la tipologia di cambio automatizzato utilizzato dalle Ferrari e delle Porsche non solo 911, ma anche Cayenne e Panamera.

Per completare la panoramica bisognerebbe anche dire che molti OEM sportivi offrono ancora il cambio manuale e Porsche ne è un esempio tanto che per massimizzare l’efficienza produttiva ha fatto realizzare il cambio manuale a 7 marce sulla base di quello doppiafrizione. Entrambi i cambi ricorrono alla medesima scatola cambio e a moltissime parti in comune oltre ad essere realizzati non solo nello stesso stabilimento, ma anche sulla medesima linea produttiva.

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Come detto in precedenza vi sono addirittura costruttori che dispongono di tutte e tre le tipologie di cambi per la medesima piattaforma. É il caso di Audi che realizza per la propria gamma a motore longitudinale i cambi manuali a 6 marce e i doppiafrizione a 7, mentre ricorre alla fornitura di ZF per quelli automatici dotati ovviamente di 8 marce. Perciò se si avesse a disposizione volumi sufficienti si potrebbe addirittura realizzare sulla medesima base tecnica il cambio manuale e quello a doppiafrizione a 7 marce in modo da coprire le esigenze dei modelli più sportivi, duri e puri, l’ingresso della gamma o il fuoristrada grazie alle 7 marce del manuale, mentre per i modelli o Marchi più lussuosi un classico automatico a 8 o 9 marce.

Una ulteriore possibilità che potrebbe essere annoverata per i marchi più sportivi sarebbe quella di progettare una variante transaxle del cambio DCT in modo da aumentare ulteriormente i volumi produttivi e le economie di scala del cambio. Quest’ultima configurazione è utilizzata dalle Case più sportive come Ferrari ed è prodotta in volumi molto limitati, aumentandone il costo. Le auto del Cavallino utilizzano cambi a doppia-frizione in posizione transaxle, cambi pensati per sfruttare questa configurazione nella quale il motore e il cambio sono molto in basso, si ricorre persino a motori a carter secco che permette un ulteriore abbassamento di tutto il powertrain. Come abbiamo già visto per Nissan GT-R, però, questa impostazione del veicolo renderebbe ardua la realizzazione di una variante 4x4. Bisogna ricordare, però, che la parte realmente costosa di un cambio a doppiafrizione o automatico è costituita dalla parte interna: il complesso sistema di frizioni e rotismi epicicloidali per i cambi automatici o il sistema a doppia- frizione dei DCT.