Il cambio automatico
degli scooter: il variatore.
Tutto ciò che da sempre avete osato chiedere e
cui nessuno ha mai dato una risposta.
Seconda parte.
• Facciamo
una corsa!
Nella speranza di essere stato chiaro fino a questo punto,
vediamo di entrare nel vero e proprio funzionamento. Ricomponiamo
tutte le parti, andiamo a fare una corsa con il nostro
scooter ed in modo virtuale osserviamo cosa avviene dentro
alla trasmissione.
In questo momento il motore è in moto al regime
del minimo: la "plg.mtr" è aperta (rapporto
corto) e la frizione risulta disaccoppiata, perché
la forza centrifuga dei pattini della frizione non sono
in grado di vincere il tiro delle molle relative.
Aumentiamo leggermente il regime del motore fino ad ottenere
l'innesto della frizione, con conseguente movimento dello
scooter. In questa condizione, la spinta dei rulli è
ancora insufficiente per chiudere la "plg.mtr"
e pertanto abbiamo inserito ancora un rapporto corto,
l'equivalente della 1a marcia.
Ora possiamo aumentare nuovamente il regime. La spinta
dei rulli comincia a chiudere la "plg.mtr" e
di conseguenza si apre "plg.cnd". Essendo variati
i diametri d’avvolgimento della cinghia sulle pulegge,
si ottiene un allungamento del "rap.trs", come
si fosse innestata la 3a o 4a marcia.
Apriamo completamente l'acceleratore e portiamo il motore
alla massima velocità. I rulli hanno ormai chiuso
completamente la "plg.mtr", l'equivalente del
rapporto più lungo (5a).
Ora possiamo togliere il gas, e utilizzando il freno motore,
lasciamo che il mezzo si fermi. Analogamente a quanto
avvenuto, ritroveremo le stesse fasi, ma invertite nella
sequenza. In questo caso il processo terminerà
nel momento del disinnesto della frizione, perché
il suo numero di giri non sarà più in grado
di assicurare una sufficiente spinta ai suoi pattini.
Venendo a mancare il cosiddetto "freno motore",
solo l'intervento dei freni potrà permettere il
completo arresto del mezzo.
Fino a qui sembra tutto semplice, sembra di trovarsi di
fronte ad un’altalena. Da una parte c'è il
peso equivalente della forza centrifuga generata dai rulli,
dalla parte opposta, a contrastarla, la spinta della molla
presente sulla "plg.cnd", in mezzo la cinghia
elemento passivo che funge da asta.
Quando si aumenta il numero di giri, per effetto della
forza centrifuga, il maggior peso equivalente dei rulli
riesce a vincere la forza della molla, determinando un
allungamento del "rap.trs", viceversa appena
si riduce il regime del motore otteniamo un "rap.trs"
più corto.
• La
guida elicoidale
Nell'esposizione della "corsa" ho volutamente
omesso una fase molto importante: l'accelerazione. Ovviamente
stiamo parlando di un’accelerazione energica, quella
che in genere è richiesta per un sorpasso di un
autoveicolo o una partenza da fermo per il classico "scatto"
al semaforo.
Vi ricordate la "guida elicoidale" presente
sulla "plg.cnd", adesso è il momento
di parlarne, giusto per complicare un po' le cose! Anche
se il concetto è semplice, all'atto pratico risulta
poco intuitivo e richiede un attimo d’attenzione.
Come avrete notato nella precedente tavola appare inspiegabilmente
una seconda molla (tratteggiata) che contribuisce a contrastare
il peso dei rulli. Ovviamente non è un errore,
ma rappresenta in forma di principio l'azione svolta dall'insieme
semipuleggia mobile e guida elicoidale.
Se mi concedete un esempio: cercate di immaginare di tirare
una fune (cinghia) avvolta su un dado (semipuleggia) e
che lo stesso sia posto su una vite (perno riduttore).
Nel momento che tirate la fune, il dado si avviterà
sulla vite, con la sua conseguente traslazione lungo il
perno, analogamente a quanto avviene nella nostra guida
eleicoidale.
Il tiro della cinghia sulla "plg.cnd" determina
un avvitamento della semipuleggia mobile e conseguente
generazione di una spinta assiale che sommandosi alla
forza della molla, andrà a chiudere in modo più
energico la gola della "plg.cnd" accorciando
il "rap.trs".
Ritorniamo alla nostra "corsa" in scooter e
osserviamo cosa avviene prima, durante e dopo un’accelerazione.
Immaginiamo di procedere ad una velocità tale per
cui il variatore sia in una condizione di rapporto medio/lungo.
Una repentina apertura dell'acceleratore, provocherà
immediatamente un brusco aumento di coppia e quindi di
trazione. La "plg.cnd" sotto l'azione del maggior
tiro della cinghia, come già detto in precedenza,
tenderà a chiudere la semipuleggia obbligando la
cinghia a percorrere un diametro maggiore con un conseguente
"rap.trs" più corto. E' come se avessimo
innestato un rapporto inferiore, ottenendo dal motore
un’accelerazione più incisiva (l'effetto
è marcato in corrispondenza del regime di coppia
massima del motore).
Appena però parzializziamo l'acceleratore, venendo
a mancare questa sovra-coppia, sarà limitato l'effetto
della cosiddetta "guida elicoidale", consentendo
alla trasmissione di allungare il rapporto e riportarsi
nella condizione d’equilibrio iniziale.
Adesso è il Vostro turno e vediamo di fare una
piccola verifica: cosa succede se nella condizione iniziale
sopra descritta, chiudiamo l'acceleratore?...
La soluzione non è proprio immediata e scontata;
probabilmente la vostra risposta non è del tutto
corretta! Il guaio è che non avete considerato
il senso d'avvitamento della semipuleggia o potremmo chiamarla
anche "dado".
Provate a prendere tra le mani una vite completa di dado
(nella mano sinistra la vite, nella destra il dado). Ruotando
il dado in senso orario (fase accelerazione) lo stesso
si avviterà sull'asse avvicinandosi alla testa
della vite. Rispettando lo stesso verso di rotazione fate
ora ruotare vite (decelerazione) e vi accorgerete che
il dado tenderà a svitarsi.
Nella fase considerata (decelerazione) non è più
il motore a determinare la trazione sulla cinghia, ma
trasformandosi in un vero e proprio "freno motore"
è trascinato dalla ruota o meglio dal perno del
riduttore. Tutte le forze s’invertono e come tale
s’inverte il senso d’avvitamento della semipuleggia
e l'effetto generato. La forza, in netto contrasto con
la spinta della vera molla, tenderà ad aprire "plg.cnd"
allungando il "rap.trs". Ecco finalmente spiegato
perché gli scooter hanno un pessimo "freno
motore" .
Proprio nel momento in cui avremmo bisogno di un "rap.trs"
più corto, per avere un freno motore più
incisivo, il nostro cambio automatico innesta la "5a".
Il problema si evidenzia soprattutto in montagna nelle
lunghe discese, dove per mantenere sotto controllo la
velocità siamo costretti ad intervenire sui freni.
Contrariamente a quanto affermato da alcune riviste del
settore, anche i grossi maxi-scooter dell'ultima generazione
sono affetti da tale comportamento. Ovviamente il problema
è mascherato dalla generosa cubatura che comunque
riesce ad assicurare un sufficiente "freno motore"
anche con "rap.trs" lungo.
L'unico scooter che ha tutte le carte in regola per superare
l'inconveniente è il Burgman 650 della Suzuki.
Per muovere le semipulegge non utilizza né forze
centrifughe né tanto meno "guide elicoidali",
ma il tutto è mosso da un attuattore elettromeccanico
controllato ovviamente dall'onnipresente computer.
Testo e immagini a cura di: C. Michieletto
mail: tecnomania@interfree.it
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