Cilindro Comando Cambio: Attuazione di Gamma, Splitter e Marce Automatizzate

Il cilindro comando cambio è un attuatore pneumatico sul cambio del veicolo pesante che trasforma la pressione dell'aria nella spinta lineare che muove barra selettrice, forcella e sincronizzatore. Su un cambio manuale esegue il cambio di gamma e, sui cambi a splitter, lo splitter; sui cambi automatizzati (AMT), cilindri comandati da elettrovalvola eseguono anche la selezione della marcia. Un cilindro usurato raramente si guasta del tutto: si manifesta come innesto lento o incompleto, e come una perdita che tiene il compressore in funzione.

Come funziona il cilindro comando cambio

La maggior parte dei cilindri comando cambio è a doppio effetto: la valvola di comando invia aria su un lato del pistone e scarica l'altro, poi inverte per rimandarla indietro. Il pistone aziona una barra selettrice e una forcella che fanno scorrere un sincronizzatore o un innesto scorrevole in presa. La sua forza è pari alla pressione di alimentazione moltiplicata per la superficie del pistone, meno l'attrito delle guarnizioni, quindi una tenuta usurata costa velocità e forza molto prima che l'innesto smetta del tutto di funzionare.

L'aria proviene dal compressore e dai serbatoi dell'impianto frenante, attraverso una valvola di protezione pressione o un circuito ausiliario della valvola di protezione multicircuito, in modo che una perdita sul cambio non possa svuotare i serbatoi freno. I cambi manuali nordamericani regolano in genere l'alimentazione del comando cambio a circa 3,8-4,5 bar (55-65 psi), ben al di sotto di un sistema completamente carico intorno a 8,3 bar (120 psi). Non alzare mai l'alimentazione oltre il valore indicato dal costruttore del cambio per rimediare a un innesto debole; questo abbrevia soltanto la vita delle guarnizioni e del sincronizzatore.

Selezione di gamma, splitter e marce automatizzate

Su un cambio manuale il conducente muove gli ingranaggi della sezione principale e i cilindri gestiscono gamma e splitter. Su un AMT la centralina eccita le elettrovalvole che mandano aria ai cilindri e verifica tramite sensori che ogni innesto sia stato completato; alcuni progetti muovono le barre selettrici della sezione principale con motori elettrici ma mantengono cilindri pneumatici per gamma e splitter.

Le guarnizioni e il tappo che cedono per primi

Il corpo cilindro e il pistone di norma superano in durata le loro guarnizioni. Gli elastomeri cedono per primi, e il punto in cui esce l'aria indica quale guarnizione si è guastata.

Il cilindro si trova su un cambio caldo, effettua una corsa a ogni cambio di gamma o splitter e riceve tutto ciò che l'essiccatore d'aria lascia passare. L'acqua corrode l'alesaggio e dilava il grasso; l'olio trascinato dal compressore fa rigonfiare le guarnizioni e impasta lo sporco in fanghi. Un alesaggio corroso o rigato taglia rapidamente le guarnizioni nuove.

Perché un cilindro usurato innesta lentamente invece di guastarsi del tutto

Un sincronizzatore ha bisogno di forza e di tempo per pareggiare i regimi prima che il manicotto vada in presa. Una guarnizione pistone che trafila fa scendere la pressione di lavoro e le guarnizioni indurite aggiungono attrito, quindi il pistone spinge con meno forza e si muove più lentamente. Su un veicolo caldo e completamente carico c'è di solito margine sufficiente; quel margine si esaurisce in una mattina fredda, quando la pressione di alimentazione è bassa, o quando un innesto affrettato richiede di più al sincronizzatore.

Il difetto risulta quindi intermittente: un cambio di gamma che rimane bloccato in folle, che va in presa con rumore o che si completa in ritardo, oppure una gamma o uno splitter che saltano sotto coppia perché il manicotto non è mai andato in presa completamente. Quell'innesto parziale usura gli anelli sincronizzatori e i denti di innesto, e un sincronizzatore nuovo montato dietro un cilindro debole si usura allo stesso modo. Su un AMT si manifesta come una gamma o una marcia che non riesce a innestarsi in tempo, con codici guasto memorizzati, tentativi ripetuti o ritorno al folle. Verificare prima l'alimentazione, perché un cambio di gamma che non si completa può altrettanto facilmente derivare da un'alimentazione insufficiente.

Perché un cilindro che perde svuota il serbatoio e fa ciclare il compressore

Un cilindro che perde consuma aria anche tra un innesto e l'altro: su molti progetti la valvola mantiene aria su un lato del pistone per tutto il tempo in cui quella gamma o quello splitter restano selezionati, quindi una guarnizione che trafila perde continuamente, a veicolo fermo o in marcia.

La pressione scende dal valore di disinserzione del regolatore, circa 8,3-9,3 bar (120-135 psi), fino all'inserzione, circa 6,9-7,6 bar (100-110 psi), più rapidamente del dovuto, quindi il compressore va in carico più spesso. Questo aumenta il ciclo di lavoro del compressore, la temperatura di mandata, il trascinamento d'olio e il carico dell'essiccatore d'aria, inviando più acqua e olio verso le guarnizioni del cambio. A motore spento la perdita attinge dai serbatoi finché la valvola di protezione non si chiude, poi svuota il circuito del cambio. Al successivo avviamento il cambio non riceve aria finché il lato freni non raggiunge la pressione di apertura della valvola, quindi il cambio può rifiutare di cambiare gamma, splitter o marcia più a lungo del normale.

Non tappare né bypassare mai la valvola di protezione per far funzionare un cambio con perdite. Essa impedisce che una guarnizione del cilindro guasta trascini i serbatoi freno verso l'allarme aria bassa a circa 4,1 bar (60 psi) e, più in basso, verso il punto in cui gli accumulatori a molla si applicano a circa 1,4-3,1 bar (20-45 psi).

Come confermare un cilindro che perde o debole

1. Caricare e ascoltare. Bloccare le ruote, caricare fino alla disinserzione, spegnere il motore e ascoltare al cambio: un breve sfiato di scarico durante un cambio di gamma o splitter è normale, un sibilo costante dopo non lo è. Insaponare il giunto del coperchio, il tappo terminale, i raccordi e le linee.
2. Controllare lo sfiato. Non deve lasciar passare aria misurabile. Se il flusso cambia con la selezione di gamma indica quale guarnizione della barra selettrice ispezionare.
3. Liberare gli scarichi. Fango, sale stradale o ghiaccio in uno scarico intrappolano l'aria sul lato in scarico e rallentano l'innesto in modo simile a un pistone debole.
4. Separare valvola e cilindro. Indossando protezione per gli occhi, selezionare una posizione e scollegare la linea alla porta del cilindro che dovrebbe essere in scarico. Un flusso costante da quella porta indica una guarnizione pistone che trafila; assenza di flusso mentre la valvola scarica ancora indica un problema alla valvola.
5. Sull'AMT, leggere la centralina. I codici memorizzati e il test attuatori del costruttore indicano il cilindro lento, ma confermare pressione di alimentazione e qualità dell'aria prima di condannare l'unità di comando.

Kit riparazione o cilindro completo

Se l'alesaggio è liscio, il pistone e la barra selettrice sono integri e la perdita è a una guarnizione, un kit riparazione è la scelta giusta; i kit rinnovano guarnizione pistone, O-ring e paraolio, e alcuni aggiungono una boccola guida o un pistone. Un tappo terminale che perde riceve un nuovo tappo o guarnizione, serrato al valore indicato nel manuale di officina. Un alesaggio rigato, corroso o corroso, un pistone o una barra selettrice danneggiati, o un corpo incrinato richiedono un cilindro completo; su un AMT verificare se è gestito separatamente o solo con l'unità di comando, ed eseguire ogni calibrazione richiesta. VADEN propone cilindri comando cambio a standard OE e kit di riparazione incrociati con i codici originali Mercedes-Benz, MAN, DAF e WABCO. In ogni caso, scaricare i serbatoi e controllare la cartuccia dell'essiccatore d'aria prima, altrimenti le guarnizioni nuove incontreranno la stessa acqua e lo stesso olio che hanno rovinato quelle vecchie.