Il cambio di velocità

[davideC30]

Lo adoperiamo ogni qualvolta usiamo l'auto, ma in effetti è un oggetto da "iniziati", ci ricordiamo di lui solo quando "grattiamo".

Innanzitutto dobbiamo sapere che il cambio è un dispositivo che serve a variare le caratteristiche di potenza meccanica, coppia e velocità, che viene trasmessa dal motore agli organi di utilizzo (le ruote tanto per intenderci).

Il cambio, in poche parole, adegua il momento motore al momento resistente della vettura (attriti interni, attrito asfalto,attriti esterni ecc).

Ci permette cioè di muoverci adeguando la coppia a ciò che dobbiamo fare.

Infatti grazie ai rapporti di riduzione dovuti agli ingranaggi effettua una moltiplicazione della coppia motrice favorendo lo spostamento e il successivo lancio della nostra beniamina.

In genere oggi ha 5 marce, anche se negli ultimi diesel sono 6 e in qualche auto particolare 7.

Il cambio è una scatola di lega leggera (alluminio) nella quale sono alloggiati, immersi più o meno in olio lubrificante, ingranaggi, cuscinetti alberi e tutto ciò che compone la parte meccanica.

Gli alberi sono due o più (semplificheremo a due per comodità di spiegazione, e prenderemo in considerazione il cambio di una trazione posteriore per evitarci la complicazione del differenziale tra i piedi).

Uno degli alberi (il secondario) ha ingranaggi calettati direttamente (cioè fanno corpo unico con l'albero), l'altro, che porta il moto dalla frizione (primario), ha gli ingranaggi che a riposo sono svincolati dal primario, e che quando la marcia viene "ingranata" vengono resi solidali con l'albero mediante lo scorrimento di un manicotto.

Apparentemente sembra strano, ma non lo è! Osservate il disegno e cominciamo a spiegare.



Vediamo l'ingrandimento:


L'ingranaggio 1 è scollegato meccanicamente dall'albero primario fintantoché il manicotto scorrevole 3 spinto dalla forcella 4 ingrana il sincronizzatore 2 rendendo così l'ingranaggio della prima collegato meccanicamente con l'ingranaggio 5. Detto così sembra un caos perché non si vedono alcune parti essenziali, ma diamo uno sguardo all'esploso qui sotto:

1.Cuscinetto

2.Anello di ritegno

3.Boccola

4.Ingranaggio

5.Sincronizzatore

6.Manicotto rigido

7.Mozzo interno al sincronizzatore e solidale coll' albero.

Il manicotto 6 spinto dalla forcella del selettore (vedi disegno precedente) scorre verso l'ingranaggio 4 che ruota sulla boccola 3, il sincronizzatore 5 spinto verso l'ingranaggio ne accelera la velocità di rotazione fino a fargli raggiungere quella dell'albero primario (evitando così la "grattata") e il manicotto 6 rende così l'ingranaggio solidale con l'albero primario tramite il mozzo 7.

I denti degli ingranaggi delle marce avanti, per motivi di silenziosità di funzionamento, sono di tipo elicoidale, quelli della marcia indietro (n° 6 del primo disegno) sono dritti per motivi di costo, ecco perchè a marcia indietro tutte le auto sono rumorose. Il fatto che gli ingranaggi abbiano denti elicoidali comporta un lavoro particolare per il lubrificante del cambio che oltre a dover sopportare alte pressioni di contatto tra gli ingranaggi, deve anche sopportare pesanti strisciamenti tra i denti degli ingranaggi.