Il cambio è una delle parti meccaniche più delicate ma, al contempo, più importanti, presenti in ogni auto. In rete esistono migliaia e migliaia di discussioni sul giusto utilizzo, sui modelli in circolazione e sulle aziende che propongono, sui propri veicoli, i prodotti e i sistemi migliori.
Uno degli argomenti più caldi è quello relativo alla sesta marcia. Cos'è, come funziona, su quali modelli e da quali marche d'auto è stato meglio implementato? Vediamolo in questo approfondimento.
Il mercato automobilistico mondiale sta vivendo un ricambio generazionale molto intenso, dovuto ai recenti progressi dell'ingegneria meccanica e della tecnologia, elemento quest'ultimo sempre più influente sulle prestazioni e sul comfort di guida. Le auto sono diventate dei sistemi meccanici complessi, curati in ogni minimo dettaglio e capaci di offrire prestazioni senza paragoni rispetto a qualche anno fa.
Si parla sempre di più di veicoli con pilota automatico, capaci di guidare nel traffico della città in maniera autonoma, prestando grande attenzione nell'evitare pericoli e incidenti (la capacità di frenata è gestita dal computer di bordo), con funzionalità meccaniche e dispositivi tecnologici all'avanguardia. Tuttavia siamo ancora lontani da una diffusione capillare di questi modelli che, se dal punto di vista del design, della cura degli interni, dell'utilizzo di materiali pregiati non hanno rivali, vengono venduti ad un prezzo ancora poco vantaggioso . Inoltre manca quella fiducia necessaria ai clienti per affidarsi a sistemi self-driver. Chi ha potuto acquistare queste novità automobilistiche e la maggior parte dei giornalisti di settore che ha effettuato prove e test ritiene che avere il pieno controllo sulla propria auto è il modo migliore per godersi i viaggi, stabilire percorsi e avere maggiore sicurezza. Come dargli torto! Per quanto un sistema computerizzato possa essere preciso e possedere tempi di reazione sicuramente superiori a quelli umani, lo stile di guida originale rimane ancora quello ritenuto più affidabile e sicuro.
Dare gas, gestire la plancia dei comandi, avere ben salde le mani al volante e innescare le marce valutando velocità, percorso stradale e risposte dell'auto rappresentano operazioni che ogni autista fa in base alle proprie abilità di guida, ma utilizzare il cambio è forse ciò che più affascina per la complessità meccanica alla base della sua progettazione.
Com'è fatto il cambio
Il funzionamento dell'auto dipende dalla perfetta sincronizzazione delle tante parti meccaniche ed elettriche di cui è composta. Il conducente avvia l'auto, ne controlla l'andatura e agisce sul volante e sul cambio in modo naturale e quasi istintivo, così come utilizza il freno o l'acceleratore dopo un primo periodo di pratica. Tuttavia saper guidare una macchina non significa sapere come funzionano le sue parti meccaniche. Il cambio è una componente essenziale per il perfetto funzionamento del motore e, meccanicamente parlando, è un sistema complesso in diretta comunicazione con il motore. Per questo motivo un uso improprio causa pesanti danni e riparazioni costose in assistenza.
Il cambio può essere posizionato in diverse zone dell'auto:
• zona anteriore o centrale: tra gli pneumatici e le sospensioni anteriori, nell'avantreno;
• posteriormente: in questa posizione solo su alcuni mezzi a trazione posteriore.
Il cambio consente di modificare, entro limiti molto ampi, la velocità del mezzo su cui è montato, permettendo al motore di funzionare in modo ottimale per:
• rendimento: in una conversione di energia (quello che avviene durante il moto di una macchina), il rendimento termodinamico è il rapporto tra il lavoro meccanico in atto o compiuto e l'energia derivante e fornita al resto del sistema;
• coppia motrice o coppia motore: forza rotatoria (detta in meccanica "momento meccanico") impressa dal motore alla trasmissione. In parole povere è quella forza che permette alle ruote di girare;
• potenza: energia impiegata.
Il cambio meccanico serve quindi da "mediatore" e regolatore del motore nei confronti delle ruote, visto che il primo ha una velocità di rotazione compresa tra 600 e 12.000 rpm (rotazioni per minuto), mentre le seconde tra 0 e 2.500 rpm. Regolare il motore in modo appropriato al movimento delle ruote serve per affrontare in modo ottimale situazioni diverse: velocità costante, velocità massima, ripresa e accelerazione, salite, percorsi in pendenza ecc. La leva del cambio è una componente tecnica che consente al guidatore di selezionare, in base al proprio stile di guida e alle situazioni del momento, un diverso rapporto di trasmissione, le marce. Solitamente, le marce basse, dalla prima alla quarta, servono da riduttore di velocità nei confronti della forza motore. I rapporti alti, quinta (marcia lunga) e sesta (dove prevista), sono definiti "unitari" o "sovraunitari", perché servono ad avvicinarsi il più possibile alla forza rotatoria del motore. La sesta marcia, presente di serie in auto molto potenti, prevalentemente suv o crossover, Audi, BMW, Porsche, Ford, e disponibile in diverse auto di nuova generazione, può essere considerata per una situazione di "riposo", utile per un'andatura costante e ottimale su percorsi lunghi e non frastagliati, come le autostrade o le superstrade. Prima di analizzarla più nel dettaglio soffermiamoci brevemente sui tipi di cambio disponibili sul mercato.
Le tipologie di cambio
Esistono due categorie principali di cambio: manuale e automatico. In realtà esiste anche il cambio semimanuale (con i comandi del cambio che possono essere, oltre che sulla leva, anche sullo sterzo o dietro il volante), ma è destinato prevalentemente alle auto di gamma superiore, tra cui quelle di F1.
Il cambio manuale è quello più comune e presente sin dagli albori della storia automobilistica su strada. Naturalmente il cambio manuale è stato migliorato notevolmente nel corso degli anni e sono state introdotte parti sempre più complesse e avanzate dal punto di vista ingegneristico. In linea generale un cambio con più marce è più pesante, ingombrante e caro di un cambio con meno rapporti.
Nella maggior parte delle auto, già nella prima metà del Novecento, venivano installati cambi a tre o quattro rapporti. Nelle auto moderne, come sappiamo, ci sono dai cinque rapporti in su, soprattutto per via delle velocità massime raggiunte. Più marce infatti, consentono di far risparmiare benzina, diesel, gpl o metano ad alte velocità.
Un'altra caratteristica dei cambi manuali moderni è che sono, rispetto a quelli antecedenti agli anni '60 che si trovano solitamente sulle vecchie auto d'epoca, di tipo sincronizzato. Cosa significa? Il "sistema cambio" è formato da due alberi paralleli tra di loro. Uno dei due alberi, detto "in entrata", è connesso alla frizione (non al pedale), l'altro, detto in uscita, è legato all'albero di trasmissione. Gli ingranaggi che permettono il funzionamento del cambio sono montati sui due alberi parallelamente e, sincronizzandosi, consentono l'operazione desiderata quando si effettua un cambio di marcia. Il cambio sincronizzato, nonostante sia stato perfezionato con il corso degli anni, presenta dei limiti:
• i sincronizzatori tendono ad usurarsi;
• la "cambiata" avviene con ritardo;
• il cambio è ingombrante.
La forma del tipico cambio che troviamo su tutte le auto moderne è quella ad "H", nome che deriva dai movimenti compiuti dalla leva mossa dall'autista (lo schema ad H è solitamente illustrato sulla presa della leva del cambio).
Il cambio automatico è sempre più utilizzato nelle auto moderne e spesso molti modelli delle ultime generazioni offrono, a scelta del cliente, sia il cambio manuale che quello di tipo automatico. Considerato alla stregua di accessori auto costosi e inutili, il cambio automatico nasce con lo scopo di selezionare, indipendentemente dall'intervento umano, il giusto rapporto. Si tratta di un notevole aiuto per la guida, molto complesso dal punto di vista della meccanica e dell'elettronica e che, ancora oggi, presenta, nella versione più usata con sistema idraulico, alcuni problemi: il già citato costo finale, l'affidabilità e il consumo maggiore di carburante. Recentemente, con l'introduzione di componenti elettroniche nelle automobili, i cambi automatici sono diventati a controllo computerizzato, risolvendo le problematiche di quelli idraulici.
La sesta marcia e oltre...
Quali sono i vantaggi nell'avere un'automobile con un cambio a 6 marce? Partendo dal presupposto che, in teoria, più marce ci sono e più facile è far lavorare il motore a regime ideale, la sesta marcia non può che essere considerata un fattore positivo per una vettura. Come anticipato infatti, dal punto di vista del consumo carburante per km, con andatura "autostradale", ossia costante, rispetto ad una quinta inserita, in sesta si consuma meno benzina e a ritmo meno veloce perché il motore è "obbligato" a lavorare ad un minor numero di giri. Vantaggi ci sono anche dal punto di vista dell'inquinamento.
Sfruttando la sesta marcia l'auto si sforza di meno, limitando, oltre al consumo di carburante, anche le emissioni.
Tuttavia approfittare della sesta marcia non è una cosa positiva. La ripresa risulta più appesantita, quindi l'auto si sforza di più nel caso in cui si facciano sorpassi frequenti e, di conseguenza, consuma di più rispetto ad un rapporto più basso.
Prima dell'introduzione della sesta marcia nella maggior parte dei veicoli di qualità presenti sul mercato alcuni appassionati utilizzavano un sistema meccanico denominato overdrive. Una volta installato dopo una prova di tenuta su strada (specie in percorsi con curve caratterizzati da maggiori sollecitazioni) e dopo test specifici sui freni, questo sistema permetteva di raddoppiare i rapporti a disposizione consentendo di ottenere i vantaggi di una sesta marcia elencati poco sopra.
La diffusione della sesta marcia sulle auto moderne ha avuto inizio a partire dal 2000. Precedentemente c'è stata la "moda" della quinta marcia, che dagli anni '80 cambiò drasticamente il mercato automobilistico. Tuttavia è sul fronte del cambio automatico che le grandi aziende sembrano non volersi fermare alla sesta marcia. Le Porsche, ad esempio, montano il modello di cambio doppia frizione PDK che porta a sette il numero di rapporti, mentre Audi, Bentley, Bmw, Jaguar, Land Rover, Lancia, Maserati e Volkswagen arrivano, con i loro modelli top di gamma, ad otto marce, fino ad arrivare a 9 con alcuni modelli Range Rover Evoque e Jeep Cherokee.
In definitiva molti consigliano modelli di auto con la sesta marcia solo se si percorrono lunghi tratti in autostrada o, comunque, non si utilizza l'auto prevalentemente in città e nel traffico urbano. Per questo motivo solo le macchine più potenti (benzina o turbodiesel), con più cilindri e cavalli, ne sono dotate. La sesta marcia inoltre, è "riposante", diminuisce la rumorosità, offre bassi consumi e logora meno i motori con il passare del tempo, visto che li "obbliga" a lavorare di meno a parità di velocità delle ruote rispetto ad una marcia inferiore.
Questione di gusti e utilizzi
La scelta di acquistare una vettura che dispone della sesta marcia, oltre al proprio gusto personale, è anche influenzata dall'utilizzo che si intende fare della vettura. Una macchina con sesta marcia incorporata è indubbiamente comoda per persone che per lavoro, sport o semplice passione sono solite percorrere con regolarità lunghi tratti autostradali, ma risulta meno pratica in un contesto urbano fatto di brevi spostamenti a un andatura non sempre costante a causa di semafori, incroci e traffico.
Le vetture con sesta marcia integrata non sono tutte uguali. Una volta deciso che una vettura dotata di sesta marcia incorporata è la scelta migliore per soddisfare le proprie esigenze, è importante rivolgersi a un'azienda o a una concessionaria specializzata che possa mettere a disposizione del cliente professionisti in grado di consigliare e di fornire tutte le informazioni necessarie per valutare tutti i pro e i contro di questa soluzione.
