eAMT: il boost di ZF per i cambi robotizzati

Cambio robotizzato eAMT ZF

Al recente Vision Zero Day organizzato a Hockenheim dalla ZF una novità destinata a rendere più efficienti le vetture col cambio automatico robotizzato.

Si chiama eAMT (electrified Automated Manual Transmission) ed è il frutto di un concept innovativo per l’ibridazione dei veicoli a trazione anteriore e motore trasversale che utilizzano per la trasmissione un cambio tradizionale a comando robottizzato. Quella del cambio tradizionale dotato di sistema elettro-idraulico per il cambio di rapporto è una soluzione piuttosto utilizzata sulle city-car di entry-level, poiché si tratta di un’applicazione relativamente economica e di facile implementazione.

Cambio robotizzato eAMT ZF
Un cambio manuale dotato del sistema ZF per l’inserimento robottizzato delle marce.

Uno dei difetti riscontrati da chi utilizza questi cambi, nonotante negli ultimi tempi siano stati fatti dei progressi, è la lentezza con la quale avviene l’operazione. Considerando che il sistema automatico, in pratica, deve sostituire la manovra manuale, i tempi di azionamento frizione, inserimento del rapporto superiore (o inferiore) e il rilascio della frizione non sono molto diversi da quelli manuali;  questo implica un certo ‘pendolamento’ della coppia trasmessa alle ruote, che in certe situazioni può risultare fastidioso. Le cose vanno meglio quando chi guida ha ormai conosciuto il sistema e con l’acceleratore è in grado di coadiuvare il meccanismo, sollevando leggermente il piede proprio nel momento in cui si avverte il cambio di rapporto. All’opposto, l’affondo dell’acceleratore e l’attesa che il meccanismo compia il suo ciclo rende l’erogazione della coppia decisamente a scalini ben avvertibili.

Cambio robotizzato ZF eAMT
Meno emissioni, più comfort grazie al sistema di assale ibrido di ZF con cambio manuale automatizzato.

ZF ha pensato di risolvere il problema approfittando della sempre più in voga tendenza all’ibridizzazione delle vetture, specie quelle per l’uso cittadino. In pratica ha creato un pacchetto tecnico che unisce in un unico sistema l’assale posteriore elettrico (eVD) e il cambio manuale automatizzato (AMT). L’attuatore della frizione e del cambio operano insieme e in modo intelligente con l’asse posteriore elettrico, minimizzando l’interruzione della coppia motrice e di conseguenza la spinta della trazione. In pratica il motore elettrico genera automaticamente la coppia che viene a mancare nel momento in cui la frizione separa il motore dal cambio e fino al momento del successivo riattacco, dando continuità alla trazione.

Cambio robotizzato ZF eAMT
eAMT di ZF consente l’utilizzo di funzioni ibride e della trazione integrale elettrica su veicoli piccoli e compatti.

Nel corso del Vision Zero Day abbiamo avuto modo di provare il dispositivo su una Renault Sandero allestita a livello prototipale con l’asse posteriore elettrico e un selettore nell’abitacolo per metterlo in funzione, in modo da apprezzare meglio la differenza. Le batterie di alimentazione del motore elettrico è stato previsto siano ricaricate attraverso una presa esterna (hybrid plug-in) collegata alla rete. Un software ZF gestisce il collegamento in rete e il coordinamento di motore termico, motore elettrico e cambio automatizzato. Dopo aver provato la sequenza di cambiata robottizzata convenzionale, sulla pista prova interna dell’Hockenheimring abbiamo inserito la trazione elettrica e verificato come la coppia supplementare fornita dal motore posteriore annulli praticamente il salto, rendendo la trasmissione fluida come se il cambio fosse a doppia frizione o col convertitore di coppia, con costi, a quanto ci hanno riferito, decisamente sostenibili su questo segmento di veicoli. “Per l’ibridazione dei veicoli a trazione anteriore piccoli e compatti, per la vendita dei quali è indispensabile una forte competitività, le maggiori sfide sono rappresentate dai costi e dagli oneri di sviluppo aggiuntivi, oltre a quelle dovute ai limiti imposti dallo spazio di installazione”, ci hanno detto i tecnici ZF. “eAMT è un sistema adatto a valorizzare al massimo la trazione ibrida plug-in nei veicoli a trazione anteriore con motore trasversale, consentendo ai Costruttori di veicoli di sviluppare sulle piattaforme esistenti trazioni convenzionali o ibride plug-in, che inoltre trasformano all’occorrenza una vettura a due ruote motrici in una 4×4”. Denominata Traction Torque Support, questa iniezione di coppia elettrica uguale  a quella erogata dal motore termico nel momento in cui la frizione lo disaccoppia dal cambio può, come accennato, essere erogata in modo continuo, in modo da poter usufruire di una trazione integrale.

cambio robotizzato ZF eAMT
La trazione elettrica sulle ruote posteriori può essere utilizzata in modi differenti: per trasformare una compatta a trazione anteriore in una 4×4, oppure per spingere la vettura con zero emissioni in coda, nelle manovre o nelle zone a traffico limitato.

Può per esempio inserirsi  in fase di sorpasso quando con l’acceleratore si richiede maggior spinta oppure per controllare meglio il veicolo in situazioni di bassa aderenza. Inoltre la potenza elettrica è tale che può muovere il veicolo anche senza l’ausilio del termico creando così un veicolo a zero emissioni per la marcia nelle ZTL cittadine, in coda o nelle manovre di parcheggio che possono essere effettuate con spostamenti molto precisi. eAMT consente anche il cosiddetto veleggio, ovvero l’avanzamento ‘in folle’ con motore termico spento. Questa funzione utilizza il motore asincrono (ASM) posteriore che ruota senza resistenza e in modo differente rispetto al motore sincrono a magneti permanenti (PMSM). L’ibrido plug-in offre anche caratteristiche note quali lo start&stop e il recupero dell’energia, utile per ricaricare le batterie nelle fasi passive del percorso.