Cambio CVT: come funziona il variatore e in cosa si distingue l'e-CVT ibrido

• Il cambio CVT (variatore) non ha marce fisse. Il rapporto varia in modo continuo: una cinghia o una catena d'acciaio scorre tra due pulegge coniche a diametro variabile.
• Un regime alto e costante in accelerazione è normale nel CVT, non si tratta di slittamento. Le marce simulate, come quelle della Nissan Qashqai III con cambio Xtronic, restituiscono la sensazione della cambiata.
• L'e-CVT ibrido di Toyota non è un variatore. È composto da un rotismo epicicloidale e da due motogeneratori, senza cinghia né pulegge.
• Il CVT si addice alla guida tranquilla e al traffico cittadino e aiuta a contenere i consumi. È meno adatto alla guida sportiva e al traino frequente di rimorchi pesanti.
• Su un'auto usata lo stato del cambio emerge da diagnosi elettronica e giro di prova. Entrambi fanno parte del controllo CarAudit™ che Carvago esegue su ogni auto in offerta.

Il cambio CVT è uno di quegli automatici che al primo viaggio spesso spiazzano chi guida. L'auto accelera, ma il motore resta sempre allo stesso regime e non si avverte alcuna cambiata. Negli annunci, inoltre, accanto alla sigla CVT compare la simile e-CVT, dietro cui si nasconde una tecnica del tutto diversa. Chi sa distinguere queste soluzioni sa quale comportamento dell'auto è normale e quali componenti del cambio si usurano con l'uso. Il confronto con le altre soluzioni è nella panoramica sui tipi di cambio automatico, il fluido corretto e gli intervalli di sostituzione nell'articolo sul cambio dell'olio nel cambio automatico.

La sigla CVT sta per Continuously Variable Transmission, cioè trasmissione a variazione continua del rapporto. Nella comune versione meccanica, chiamata variatore, la forza è trasmessa da una cinghia o da una catena d'acciaio tra due pulegge.

Ogni puleggia è formata da due coni contrapposti. Quando si avvicinano o si allontanano, cambia il raggio su cui scorre la cinghia:

• In partenza la cinghia lavora vicino al centro della puleggia d'ingresso e lontano dal centro di quella d'uscita. Si ottiene un rapporto corto, che facilita la partenza.
• Con l'aumentare della velocità il rapporto cambia progressivamente in senso opposto. Si allunga e il motore non deve salire inutilmente di giri.

Il principio ricorda il cambio di una bicicletta. Il variatore, però, non sposta la catena tra più corone dentate: varia il raggio in modo continuo, quindi in tutto il suo campo di lavoro non ha rapporti intermedi fissi.

L'elettronica sceglie il rapporto in base a quanta potenza chiede il guidatore. Alla stessa velocità il motore gira quindi in modo diverso nella guida tranquilla in piano e in salita o in sorpasso.

In un cambio a marce fisse il regime del motore sale con la velocità e cala alla cambiata. Il CVT non ha bisogno di questo ciclo. Quando si affonda l'acceleratore, il motore sale rapidamente al regime di potenza massima e vi rimane. Nel frattempo il cambio allunga gradualmente il rapporto e l'auto accelera.

Chi guida sente quindi sempre la stessa nota del motore, mentre la velocità aumenta. Questo scollamento tra suono e accelerazione è chiamato effetto «elastico». In un cambio sano non si tratta di slittamento della cinghia: la velocità cambia grazie alla variazione del rapporto di trasmissione.

Con poco gas avviene lo stesso al contrario. Il cambio tiene il motore a bassi regimi e regola il rapporto in modo che l'auto proceda all'andatura richiesta senza far salire inutilmente di giri il motore.

Che cosa sono le marce simulate?

L'elettronica può gestire il variatore in modo che in accelerazione si comporti come un automatico a marce. Invece di variare il rapporto in modo continuo, usa alcuni rapporti predefiniti e passa dall'uno all'altro. Durante l'accelerazione il regime scende così in modo percepibile, come in una cambiata.

Funziona così, per esempio, il cambio Xtronic della Nissan Qashqai III (dal 2021) in forte accelerazione. Le marce simulate non trasformano il variatore in un cambio a marce. Cambiano solo il modo in cui l'elettronica lo gestisce e avvicinano il comportamento a quello a cui i guidatori sono abituati.

Negli ibridi Toyota la sigla e-CVT indica la variazione continua del rapporto tra il regime del motore termico e la velocità dell'auto. Meccanicamente si tratta di una soluzione del tutto diversa dal variatore.

La Toyota C-HR I 2.0 Hybrid (model year 2020) utilizza un rotismo epicicloidale, due motogeneratori e un riduttore. Il motogeneratore è una macchina elettrica che, secondo le necessità, muove le ruote oppure produce elettricità.

Il rotismo epicicloidale collega il motore termico a entrambe le macchine elettriche. L'elettronica ne gestisce i regimi e così varia la velocità di rotazione del motore termico rispetto alle ruote. Non sposta alcuna cinghia e non cambia marcia.

La potenza del motore termico arriva alle ruote in parte meccanicamente, attraverso il rotismo, e in parte elettricamente, attraverso i motogeneratori. La batteria, a seconda della situazione, fornisce energia o la immagazzina, per esempio in frenata rigenerativa.

Con il variatore l'e-CVT ha in comune soprattutto il suono. Anche l'ibrido in forte accelerazione tiene il motore a regimi alti e quasi costanti, solo che lo stesso effetto nasce da una costruzione diversa. Il fatto che un'auto sia ibrida non significa ancora che abbia l'e-CVT: gli ibridi di altri costruttori usano spesso cambi a doppia frizione o automatici tradizionali.

Fluidità e consumi

Il CVT varia il rapporto senza strappi e senza salti di regime. Si presta quindi alla città, alle code e ai viaggi tranquilli. A bordo c'è silenzio e le partenze sono morbide.

Il variatore mantiene il motore ai regimi in cui lavora in modo più efficiente, e questo aiuta i consumi. Il consumo effettivo dipende però soprattutto dal motore, dal peso e dall'aerodinamica dell'auto. Con l'e-CVT si aggiungono l'assistenza elettrica, il recupero di energia e la marcia a motore termico spento, per questo i full hybrid Toyota sono di solito più parsimoniosi in città.

Guida sportiva

Nella guida brillante manca il consueto legame tra regime, suono e accelerazione. Sotto carico il motore resta a lungo su di giri e si fa sentire parecchio. Le marce simulate attenuano questa sensazione, ma il principio del cambio resta lo stesso. Chi vuole sentire le cambiate e una risposta immediata sarà più soddisfatto con un doppia frizione o con un automatico con convertitore di coppia.

Traino di un rimorchio

Il cambio CVT non esclude il traino, ma un carico elevato e prolungato scalda il fluido e sollecita cinghia e pulegge. Per questo i costruttori stabiliscono la massa rimorchiabile per ogni versione dell'auto e in alcune la limitano sensibilmente. Il valore valido si trova sulla carta di circolazione dell'auto specifica. Non si può riprendere il valore di un'altra versione dello stesso modello né di un altro ibrido.

Il variatore è più frequente su utilitarie, compatte e crossover con motori a benzina, tipicamente di marchi giapponesi. Sull'e-CVT si basano i full hybrid Toyota. Una coppia di crossover delle stesse dimensioni mostra entrambe le soluzioni:

I modelli servono come esempi di costruzione, non come consigli d'acquisto. All'interno della stessa gamma i cambi variano in base al motore e alla versione, quindi il tipo di cambio dipende dalla versione specifica, non solo dal nome del modello.

Non estenda l'esperienza con una soluzione all'altra. Nel variatore a cinghia o a catena si usurano per attrito la cinghia, le pulegge e l'elemento di avviamento. L'e-CVT Toyota non ha questi componenti, ma è parte integrante del sistema ibrido e il suo stato è legato a quello dell'intero sistema.

Non giudichi il cambio dal contagiri. Un regime alto e stabile a gas spalancato è normale. Vibrazioni in partenza, colpi, strattoni o un sibilo dal cambio non lo sono.

Metta in conto la manutenzione del fluido. Il variatore richiede un fluido esattamente conforme alle specifiche del costruttore, perché da esso dipendono sia la trasmissione della forza sia la gestione del cambio. Non esiste un intervallo unico per tutti i variatori e l'e-CVT ha un proprio piano di manutenzione.

A distinguere con certezza il normale comportamento della costruzione da un guasto incipiente sono la diagnosi elettronica e il giro di prova. Entrambi fanno parte del controllo CarAudit™.

Il cambio CVT si riconosce nell'annuncio dalla sigla, ma il suo stato no. Per questo Carvago verifica ogni auto prima della vendita.

• CarAudit™ con diagnosi elettronica e giro di prova: il tecnico verifica fino a 270 punti di controllo, comprese le parti tecniche, la diagnosi e la prova su strada. Il cliente conosce il risultato prima di decidere l'acquisto.
• Stato garantito e garanzia estesa: Carvago garantisce lo stato del veicolo indicato nel certificato CarAudit™ e con ogni auto offre una garanzia estesa gratuita.
• Ampia scelta: Carvago ha la più ampia offerta di auto usate sul mercato italiano, circa un milione di auto da venditori di diversi paesi europei. Se cerca un modello specifico con variatore o un ibrido con e-CVT, sceglie tra un numero di auto di un ordine di grandezza superiore rispetto al solo mercato nazionale.

Come distinguo nell'annuncio un variatore da un e-CVT?

La sigla CVT o il nome commerciale Xtronic indicano un variatore meccanico a cinghia o a catena. La sigla e-CVT su un full hybrid Toyota indica un rotismo epicicloidale con motogeneratori.

Un cambio CVT può avere il convertitore di coppia?

Sì. Il variatore varia il rapporto di trasmissione e il convertitore assicura partenze fluide, quindi i due si completano nello stesso cambio. Altri variatori partono invece con una frizione.

e-CVT significa che l'ibrido si può ricaricare dalla presa?

No. La sigla del cambio non dice nulla sulla ricarica. Il full hybrid produce l'elettricità durante la marcia; dalla presa si ricarica solo l'ibrido plug-in.

1. https://www.nissan-global.com/EN/INNOVATION/TECHNOLOGY/ARCHIVE/XTRONIC_CVT/
2. https://europe.nissannews.com/en-GB/releases/new-nissan-qashqai-electrified-powertrains-accelerate-europes-best-selling-crossover-into-the-future
3. https://mag.toyota.co.uk/2020-toyota-c-hr/
4. https://carvago.com/it/consegna-veicolo
5. https://carvago.com/it/caraudit
6. https://carvago.com/it/come-funziona-carvago