Cambio a doppia frizione Porsche – PDK

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Con il cambio a doppia frizione, Porsche ha cambiato completamente il gioco delle trasmissioni automatiche nel 2008. Sono finiti i giorni in cui una Porsche doveva avere tre pedali per essere considerata sportiva. Nel frattempo, lo sviluppo del cambio a doppia frizione Porsche (Porsche Doppelkupplungsgetriebe, o PDK) è stato rimandato più volte. Come funziona il PDK? E perché ci sono voluti decenni prima che il PDK fosse pronto per la produzione in serie?

L’idea alla base della trasmissione a doppia frizione Porsche esisteva già in Inghilterra nel 1910

Già prima della Seconda Guerra Mondiale, alcuni ingegneri stavano lavorando all’idea di installare due frizioni in una trasmissione. Una per le marce dispari 1, 3, 5 e così via, una per le marce pari 2, 4, 6 e così via. La prima applicazione di una trasmissione a doppia frizione, per la verità primitiva, non fu in una Porsche, ma in una Morgan Threewheeler. La trasmissione utilizzata dal 1910 al 1931 aveva solo due marce, ognuna delle quali poteva trasmettere la potenza motrice con la propria catena.

L’ingegnere francese Adolphe Kégresse depositò il primo brevetto per una trasmissione automobilistica con due frizioni nel 1939. Riuscì persino a farla funzionare su una Citroën. Tuttavia, lo scoppio della Seconda Guerra Mondiale impedì ulteriori sviluppi. Inoltre, all’epoca il concetto era troppo costoso e complesso. Un anno dopo, un certo Prof. Rudolph Franke depositò un brevetto simile, ma per molto tempo non si parlò di questa tecnologia.

La ricerca di Porsche sulle trasmissioni a doppia frizione è iniziata negli anni ’60.

Nel 1964, Porsche condusse le prime prove con le trasmissioni a doppia frizione. Un cambio automatizzato sarebbe stato disponibile come opzione per la Porsche 911. Ma alla fine l’idea fallì per la mancanza di un’elettronica di controllo adeguatamente potente. Si preferì quindi il cambio Sportomatic a 4 velocità. Fu offerto nella Porsche 911 a partire dal 1967. Tuttavia, non era ciò che si può definire sportivo. Poiché un classico automatico ha una frizione fluida, cioè un convertitore di coppia, c’è sempre una perdita di potenza dovuta allo slittamento del convertitore.

L’uso di motori turbo nelle corse a partire dagli anni ’70 ha rappresentato un’ulteriore sfida. Il calo della pressione di sovralimentazione durante i cambi di marcia creava problemi agli ingegneri, soprattutto nelle corse. Oltre alle varie idee sulle valvole di bypass per controllare la pressione di sovralimentazione, il problema di cambiare marcia senza interrompere la trazione si presentava sporadicamente in questa occasione. Tuttavia, c’erano sempre altri progetti prioritari all’interno dell’azienda.

I primi test del PDK nelle corse sono iniziati nel 1981.

Tuttavia, una trasmissione a doppia frizione fu progettata per le corse e finalmente messa alla prova nel 1981. Parallelamente al normale cambio manuale, Porsche testò un PDK nel Gruppo C fino al 1986. Tuttavia, il suo successo fu limitato. Innanzitutto, il primo cambio a doppia frizione di Porsche era molto più pesante di un cambio manuale standard. Norbert Singer ha dichiarato nel suo fantastico libro La mia vita da corsa con Porscheche pesava 40 chilogrammi in più rispetto al cambio manuale standard. E come se non bastasse, l’elettronica di controllo non era ancora all’altezza del compito. Il progetto meccanico del cambio a doppia frizione Porsche era straordinariamente semplice. Due frizioni individuali erano posizionate in un alloggiamento e controllate da due alberi separati.

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Dettagli

I primi tentativi di un sistema di controllo meccanico fallirono. La tecnologia rudimentale causava cambi di marcia bruschi e irritava i conducenti. Durante i test comparativi con le Porsche 956 e 962 al Paul Ricard nel 1986, si notò anche che il PDK costava la velocità massima. L’efficienza era inferiore a quella del cambio manuale, quindi si perdeva circa il 4% di potenza. Tuttavia, la Porsche 962 C con PDK riuscì a vincere due gare nel 1986. In particolare, l’apertura della stagione a Monza e la gara di 3 ore a Le Mans. Solo dodici mesi più tardi, l’efficienza fu migliorata grazie alle regolazioni dell’impianto idraulico, a tal punto che si misurarono solo 2,8 CV di perdita di potenza invece dei 20 precedenti. Tra l’altro, le prime versioni della trasmissione a doppia frizione furono testate anche sulla 924 e sulla 944.

Le auto sportive Porsche sono equipaggiate con il cambio a doppia frizione dal 2008.

Ben 20 anni dopo, il cambio a doppia frizione Porsche ha finalmente celebrato la sua prima mondiale sulla 997.2 Carrera e Carrera S. Il PDK di Porsche è stato il primo cambio a doppia frizione su un’auto sportiva di serie e ha sostituito il Tiptronic S. Questo cambio automatico a convertitore di coppia con funzione di cambio manuale era ancora basato su uno sviluppo Mercedes Benz. Il nuovo cambio offriva 7 marce, di cui la settima era effettivamente un overdrive per risparmiare carburante. A metà degli anni 2000, l’unità di controllo elettronica era finalmente abbastanza sofisticata per questo compito.

Il cambio ha due sotto-trasmissioni, ognuna con la propria frizione. Da un lato ci sono la retromarcia, la seconda, la quarta e la sesta marcia, dall’altro la prima, la terza, la quinta e la settima. Come nel caso del cambio manuale, le marce vengono innestate tramite forcelle. Nel PDK, questo funziona attraverso un sistema elettroidraulico controllato dalla centralina. Oltre a tempi di cambiata più rapidi, il PDK è ora superiore al cambio manuale anche in termini di efficienza. Per non parlare dei cambi automatici con convertitore di coppia. Oltre a una migliore accelerazione, questo garantisce anche un minor consumo di carburante.

Oltre il 75% di tutti i clienti della Porsche 911 scelgono il PDK

Porsche ha toccato un nervo scoperto con la trasmissione a doppia frizione. Una trasmissione che può cambiare automaticamente, come un convertitore di coppia, ma che all’occorrenza può trasformarsi in un cambio da corsa a cambio manuale. Questo cambio incarna esattamente ciò che la Porsche 911 è sempre stata: perfettamente adatta ad ogni occasione. Che si tratti di portare i bambini a scuola o di inseguire i record personali in un trackday, il PDK può fare tutto.

Non sorprende quindi che sia in cima alle classifiche di vendita. Il PDK II, che ora ha otto velocità, è l’unica opzione della Panamera. Ma anche nelle Porsche 911 e 718, più di tre quarti degli acquirenti scelgono la trasmissione a doppia frizione. Ferry Porsche sarebbe certamente felice di vedere questa tecnologia trasferirsi dalle corse alla produzione di massa. Dopotutto, l’idea di consentire ai piloti di ottenere tempi sul giro più rapidi ha fatto sì che il cambio automatizzato diventasse un bestseller assoluto.

© immagini: Porsche AG