E-Clutch, il futuro della trasmissione manuale

Schaeffler ha sviluppato soluzioni automatiche intelligenti per i sistemi di trasmissione in precedenza puramente meccanici o idraulici. Secondo la fase di estensione, il sistema noto agli esperti come “Eclutch” innesta la frizione solo in situazioni di guida specifiche o automatizza completamente tutte le operazioni della frizione. Ciò significa che le strategie di guida finalizzate al risparmio di carburante, dal “sailing” alla guida elettricamente assistita, possono essere utilizzate anche nei veicoli con cambio manuale. Fino ad ora è stato possibile solo in combinazione con le trasmissioni automatiche. “La E-clutch di Schaeffler apre la strada all'ibridazione delle trasmissioni manuali e quindi a nuovi mercati e segmenti”, spiega Matthias Zink, Vice Presidente del reparto commerciale Transmission Systems di Schaeffler.

Si tratta di un passo decisivo verso l'adempimento delle normative sulle emissioni, sempre più stringenti. La trasmissione manuale è di gran lunga il tipo più comunemente usato in molti paesi in crescita, così come nei segmenti bassi e medi di mercato in Europa. Oggi circa il 50% di tutte le trasmissioni montate sulle autovetture sono a trasmissione manuale e i quantitativi di produzione continuano ad aumentare in tutto il mondo. Sulla base dei circa 80 milioni di veicoli prodotti attualmente, ciò significa che 40 milioni di veicoli sono dotati di cambio manuale.

Un'idea, tre concetti

Schaeffler ha sviluppato tre diversi concetti di E-clutch per il cambio manuale, secondo il livello di automazione. Nella variante MTplus è mantenuto il principio di base di trasmettere idraulicamente le forze, mentre un attuatore supplementare è montato direttamente sulla linea di pressione. Il vantaggio di questa disposizione è che le esigenze riguardanti i tempi di azionamento e il numero di azionamenti sono inferiori. “Utilizzando questo metodo, Schaeffler è in grado di mantenere i costi aggiuntivi per MTplus al minimo rispetto a un sistema di azionamento convenzionale della frizione”, spiega Roland Welter, Vice Presidente della linea di prodotti Overall System Clutches di Schaeffler.

Anche l'automazione parziale è sufficiente a ridurre efficacemente il consumo di carburante per mezzo del “veleggio”. Durante la guida continua il motore è separato dalla trasmissione e viene completamente spento o comunque funziona al minimo. Il sistema MTplus svolge la funzione di separare la trasmissione. Il conducente ne fornisce il segnale indirettamente sollevando il piede dal pedale dell'acceleratore. Nel futuro ciclo WLTP per misurarne il consumo, questo porta alla riduzione dei consumi di almeno il 3% quando il motore è spento durante il veleggio. Utilizzando un veicolo dimostrativo con motore a benzina da 1,2 litri, Schaeffler ha dimostrato che è possibile ottenere un risparmio che arriva fino all'8% nelle condizioni effettive di guida urbana. Come “eco-innovazione”, la funzione di “veleggio” in futuro contribuirà al riconoscimento delle riduzioni delle emissioni di CO2 durante l'omologazione del veicolo.

Pedale della frizione intelligente

Nella fase di estensione del clutch-by-wire il collegamento meccanico o idraulico tra il pedale e il sistema di rilascio della frizione è sostituito completamente. La forza opposta sul pedale derivante dal sistema di rilascio della frizione, che non esiste più, è generata dal nuovo concept sviluppato da Schaeffler. Questo contiene un sensore supplementare che invia un segnale dalla posizione del pedale all'attuatore della frizione. Il conducente quindi non si accorge immediatamente dell'azionamento della frizione automatica e continua a guidare normalmente come se stesse guidando con un cambio manuale. Un attuatore intelligente sviluppato recentemente esegue l'effettiva apertura e chiusura della frizione in tutte le situazioni di guida. È costituito da un attuatore di base che include l'intero sistema elettronico, dal motore elettrico e da un comando di azionamento. Il collegamento con l'azionamento della frizione è di tipo meccanico o idraulico, a seconda dell'applicazione. La struttura modulare permette un'istallazione universale, riducendo anche i costi per lo sviluppo e i costi generali del sistema. Questo è importante per poter mantenere i vantaggi di costo delle trasmissioni manuali rispetto ai cambi automatici.

Il clutch-by-wire è ancora più efficiente dell'MTplus: la funzionalità di questo sistema di rilascio della frizione agevola in caso di guida sportiva, come ad esempio nel caso di un rapido spostamento o una frenata di emergenza. La possibilità di sintonizzazione elettricamente il trasferimento dalla corsa del pedale alla corsa della frizione è considerato particolarmente vantaggiosa. Facilita l'adattamento del cambio meccanico o un'opzione in modalità sport, in precedenza riservata solo alle trasmissioni automatiche.

Nessun pedale

La gestione elettronica della frizione ECM tecnicamente si basa sullo stesso sistema, ma senza il pedale della frizione. Un sensore fornisce il segnale di disinnesto quando il conducente cambia marcia. Allo stesso modo, l’innesto è eseguito automaticamente quando si seleziona la marcia. Il più alto livello di automazione dell’ECM fornisce una buona base per l'integrazione di un motore elettrico nel gruppo di trasmissione. Con una batteria adatta in un sistema elettrico di bordo a 48 volt, il motore elettrico è utilizzato per guidare il veicolo in tutti i casi in cui il motore a combustione interna in funzione è antieconomico come, ad esempio, nelle manovre di parcheggio, nel traffico discontinuo stop-and-go o in condizioni di guida urbana a bassa velocità. “L’ECM offre un incentivo tecnicamente elegante ed economico verso una moderata ibridazione, che non poteva essere conseguita con il cambio automatico”, spiega Welter.

Il sistema E-clutch di Schaeffler non solo apre nuove prospettive per le trasmissioni manuali, ma questa configurazione spiana la strada delle trasmissioni ibride verso nuovi mercati e segmenti. Le varianti dell’E-clutch sono attualmente in fase di sperimentazione, in collaborazione con vari OEM. La produzione in serie potrebbe essere fattibile per la fine del 2017