La maggior parte dei cambi automatici moderni ha una serie di ingranaggi chiamati ingranaggi planetari o epicicloidali.
Un set di ingranaggi planetari è costituito da un ingranaggio centrale chiamato ingranaggio solare, un anello esterno con denti dell'ingranaggio interno (noto anche come anello o corona dentata) e due o tre ingranaggi noti come ingranaggi planetari che ruotano tra il sole e le corone dentate .
La trasmissione è accoppiata a un meccanismo noto come convertitore di coppia, che funge da trasmissione fluida tra il motore e la trasmissione.
Se l'ingranaggio solare è bloccato ei satelliti sono guidati dal portasatelliti, l'uscita viene prelevata dalla corona dentata, ottenendo un aumento di velocità.
Se la corona dentata è bloccata e l'ingranaggio solare è azionato, gli ingranaggi planetari trasmettono la trasmissione attraverso il portasatelliti e la velocità viene ridotta.
Con l'ingresso di potenza che va all'ingranaggio solare e con il portasatelliti bloccato, la corona dentata viene azionata, ma trasmette la trasmissione in retromarcia.
Per ottenere l'azionamento diretto senza cambio di velocità o senso di rotazione, il sole è bloccato sulla corona dentata e l'intera unità gira all'unisono.
Come funziona un convertitore di coppia
Ad alti regimi il reattore inizia a girare. Quando turbina, girante e reattore funzionano alla stessa velocità, l'olio non viene deviato.
A bassi regimi il reattore è fermo e devia l'olio verso la girante. Ciò aumenta la coppia applicata alla turbina.
Un convertitore di coppia è un giunto idraulico che agisce come una frizione, tranne per il fatto che l'azionamento avviene mediante pressione idraulica.
Il convertitore ha tre componenti principali: la girante, imbullonata al volano; la turbina, collegata all'albero di entrata del cambio; e il reattore centrale tra i due, che ha una frizione unidirezionale chiamata ruota libera.
All'aumentare della velocità del motore, la forza centrifuga che agisce sul fluido idraulico attraverso le palette della girante trasmette la coppia, o lo sforzo di rotazione, alla turbina.
Il reattore centrale converte questo sforzo di rotazione reindirizzando il flusso del fluido alla girante per fornire una coppia più elevata a basse velocità.
Una volta che il motore accelera e sviluppa più potenza, la necessità di questa amplificazione di coppia diminuisce e il reattore ruota liberamente. Il convertitore di coppia funge quindi da volano fluido, collegando il motore al cambio.
I componenti principali di un convertitore di coppia sono mostrati nel diagramma: girante, reattore (o statore) e turbina.
I diagrammi più piccoli mostrano la direzione presa dal fluido idraulico sottoposto alle forze centrifughe.
Lo stesso effetto può essere ottenuto anche bloccando gli ingranaggi planetari al portasatelliti.
La maggior parte dei cambi automatici ha tre velocità di avanzamento e utilizza due serie di ingranaggi epicicloidali.
Le sequenze di bloccaggio dell'ingranaggio epicicloidale sono ottenute mediante la pressione idraulica che aziona i nastri dei freni o le frizioni multidisco.
Le fasce sono strette attorno alla corona dentata per impedirne la rotazione e le frizioni sono utilizzate per bloccare l'ingranaggio solare e i pianeti.
La corretta sequenza di accumulo e rilascio della pressione è controllata da una complessa disposizione di valvole idrauliche in combinazione con sensori che rispondono al carico del motore, alla velocità su strada e all'apertura dell'acceleratore.
Un meccanismo collegato all'acceleratore, noto come kickdown, viene utilizzato per effettuare una scalata per una rapida accelerazione. Quando si preme improvvisamente l'acceleratore al massimo, viene selezionata quasi istantaneamente una marcia inferiore.
La maggior parte dei cambi automatici dispone di un sistema di esclusione in modo che il conducente possa mantenere una marcia bassa come richiesto.
