Come lavora una frizione multidisco e perché compare in cambi, trazione integrale e ibride: componenti, innesto, raffreddamento, vantaggi e limiti documentati.
Una frizione multidisco trasmette coppia comprimendo più superfici d’attrito nello stesso gruppo. I dischi appartengono alternativamente ai due lati da collegare: quando il pacco viene serrato, l’attrito può farli lavorare insieme; quando la pressione viene rimossa, i lati possono ruotare a velocità diverse. Questa idea compare nei cambi, nella trazione integrale e nelle trasmissioni sportive, con compiti e costruzioni differenti.
“Multidisco” non significa automaticamente “doppia frizione”, e una frizione in bagno d’olio non è un convertitore di coppia. Comprendere queste distinzioni aiuta a leggere la storia delle automobili senza attribuire a una sigla tutto il funzionamento della trasmissione.
Il problema da risolvere: collegare due organi senza un urto
Un motore può girare mentre l’automobile è ferma. Per partire, il collegamento con la trasmissione deve consentire inizialmente una differenza di velocità e poi ridurla. Se il collegamento fosse sempre rigido, la partenza richiederebbe un’altra soluzione capace di gestire questa differenza.
Una frizione ad attrito può trasmettere coppia mentre i suoi lati scivolano relativamente. Lo slittamento non è perciò sempre un guasto: è una fase prevista dell’innesto. Diventa problematico quando continua oltre le condizioni che il progetto può sopportare.
Il numero di superfici offre al progettista una possibilità in più. Una frizione monodisco può avere attrito sulle due facce del suo disco; una multidisco moltiplica le interfacce nel volume disponibile. La capacità di trasmissione non dipende soltanto dal conteggio: entrano in gioco forza di serraggio, raggio di lavoro, materiale, temperatura e stato d’usura.
Com’è fatto un pacco dischi
La versione a lamelle comprende un contenitore o tamburo, un mozzo interno, i dischi e un organo che comprime il pacco. Una famiglia di lamelle si collega al tamburo tramite denti esterni; l’altra al mozzo tramite denti interni. I denti permettono di trasmettere la rotazione, lasciando lo spostamento assiale necessario all’innesto.
Assiale significa lungo l’asse del gruppo. Non sono i dischi che si allargano fino a toccarsi radialmente: vengono premuti faccia contro faccia. Le superfici possono avere un rivestimento d’attrito e una controparte metallica; esistono anche configurazioni con rivestimento su un solo lato. Non tutti i pacchi hanno lo stesso ordine costruttivo.
Nel caso di una frizione multidisco a secco per collegare motore e cambio, i dischi condotti sono collegati all’albero d’ingresso, mentre piastre intermedie e componenti di reazione appartengono al lato motore. L’organizzazione esterna può differire dal tamburo di una frizione idraulica interna al cambio. Il principio delle superfici alternate rimane comune, ma i componenti non sono intercambiabili.
La figura mostra una sezione concettuale a lamelle. I collegamenti colorati identificano i due lati; spessore, distanza e numero dei dischi servono alla spiegazione e non rappresentano la distinta di un modello reale.
L’innesto, passo per passo
Pacco aperto. La forza di serraggio è rimossa e il gioco assiale consente il movimento relativo. “Aperta” non garantisce coppia residua esattamente nulla: olio, giochi e deformazioni possono produrre trascinamento.
Avvicinamento. L’attuatore recupera il gioco e porta le superfici a contatto. La modalità dipende dal progetto: una molla a diaframma può generare il serraggio in una frizione normalmente chiusa; un pistone può comprimerlo con pressione idraulica in un’altra normalmente aperta.
Slittamento controllato. Le superfici trasmettono una coppia mentre le velocità sono ancora differenti. Il controllo dell’attuatore determina la progressione, insieme alle caratteristiche dell’attrito. Per partire dolcemente non basta che la frizione possa trasmettere molta coppia a pacco completamente chiuso.
Sincronizzazione e tenuta. Quando i due lati raggiungono la stessa velocità, l’attrito statico può mantenere il collegamento entro la capacità disponibile. Aumentare la forza non obbliga il motore a produrre più coppia: aumenta il limite che il gruppo può trasmettere prima di scivolare.
Perché più dischi possono aiutare, senza rendere tutto migliore
Distribuire il compito su più interfacce permette di ottenere una capacità di coppia elevata con un diametro contenuto, oppure di limitare la forza richiesta a parità di altre condizioni. È una possibilità di progetto, non la garanzia che aggiungere un disco a un gruppo esistente lo migliori.
Il pacco diventa più complesso: bisogna assicurare serraggio uniforme, sufficiente distacco e geometria corretta. Nel sistema bidisco per veicoli pesanti, ZF documenta una piastra intermedia controllata proprio per dare corsa di rilascio a entrambi i dischi. Una piastra che resta trascinata può impedire un buon disinnesto anche se il materiale d’attrito non è esaurito.
Il numero dei dischi non è neppure il numero di marce. Un pacco può avviare il veicolo, collegare un ramo di trasmissione oppure limitare il movimento relativo in un differenziale. Il suo scopo dipende da dove viene installato.
Il limite fondamentale è il calore dello slittamento
Durante lo slittamento una parte dell’energia viene dissipata come calore. Maggiore è la coppia trasmessa e maggiore è la differenza di velocità, più intensa è la dissipazione istantanea. Conta anche la durata: una manovra lenta e prolungata può essere termicamente severa pur senza utilizzare la massima potenza del motore.
ZF distingue fra usura del rivestimento, forza di serraggio insufficiente, contaminazione e problemi di comando: cause diverse possono portare allo stesso sintomo di frizione che slitta. Le conseguenze termiche possono interessare piastre, rivestimenti e capacità di trasmissione. Il solo aumento dei giri senza un’accelerazione coerente non identifica automaticamente quale componente sia guasto.
La gestione del calore spiega perché una frizione da competizione molto compatta non sia necessariamente confortevole o adatta alle manovre ripetute di un’auto stradale. L’obiettivo di ridurre inerzia e ingombro deve convivere con quello di assorbire e smaltire energia.
A secco e in bagno d’olio: due compromessi differenti
“A secco” descrive il lavoro delle superfici d’attrito, non l’assenza di olio in tutta la trasmissione. Nel bagno d’olio, invece, fluido e rivestimenti sono progettati per funzionare insieme. L’olio può contribuire a portare via calore, ma la frizione continua a trasmettere coppia attraverso superfici premute.
Schaeffler descrive il sistema tribologico come insieme di lamella d’attrito, piastra metallica e olio: tribologico significa relativo a contatto, attrito e usura. Geometria delle scanalature e distribuzione del flusso influiscono su raffreddamento e trascinamento. La portata non può essere semplicemente aumentata senza valutare le perdite.
Le scanalature nei rivestimenti non sono un motivo decorativo. BorgWarner documenta, nelle lamelle destinate agli automatici ZF a otto rapporti, percorsi profondi fra segmenti per far circolare l’olio e intervenire sulla dissipazione e sul trascinamento. Non significa che ogni frizione debba adottare quella stessa scanalatura o quel materiale.
“Più resistente” richiede quindi una domanda aggiuntiva: resistente a quale coppia, temperatura, energia d’innesto e ciclo d’uso? Senza queste condizioni non esiste una graduatoria universale fra secco e umido.
Multidisco e doppia frizione: il confronto corretto
Una frizione bidisco è un singolo collegamento con due dischi condotti. Un cambio a doppia frizione dispone invece di due collegamenti controllabili, assegnati a rami differenti del cambio. Ciascuno può essere realizzato con un pacco multidisco o con un’altra configurazione.
Il precedente articolo sulla storia del DSG Volkswagen descrive la sua diffusione. Qui interessa la distinzione meccanica: preparare un rapporto su un ramo e trasferire il carico all’altro richiede la gestione coordinata di due frizioni, non semplicemente un grande numero di lamelle.
Volkswagen colloca nel 2003 il DSG a sei rapporti della Golf R32. La documentazione della Polo 2009 descrive invece due frizioni a secco per il sette rapporti di quella realizzazione, con marce dispari su un ramo e pari più retromarcia sull’altro. Il numero dei rapporti e il nome DSG non bastano per dedurre che il gruppo sia multidisco umido.
Una frizione può gestire la trazione, senza essere il differenziale
La coppia può essere modulata anche lungo il percorso verso un asse. Il portale tecnico Audi, nella descrizione riferita al 2011, ricorda l’introduzione della frizione idraulica sulle TT quattro e A3 quattro nel 1998. Il pacco davanti al differenziale posteriore collega progressivamente il ramo della trasmissione.
Il differenziale conserva un compito distinto: consentire velocità differenti fra le ruote secondo il suo schema. Una frizione di collegamento all’asse non sostituisce automaticamente tale funzione. Analogamente, un pacco impiegato per limitare lo scorrimento dentro un differenziale autobloccante lavora in una posizione diversa.
L’archivio Porsche descrive sulla Carrera 4 tipo 964 presentata nel 1988 un differenziale centrale planetario e blocchi multidisco controllati. Sulla 911 Turbo tipo 997 del 2006 il PTM impiegava invece una frizione di collegamento all’avantreno con azionamento elettromagnetico e rinforzo a rampe. È una trasformazione del layout, non solo un cambio di nome.
Le percentuali di coppia devono essere legate alla configurazione, all’aderenza e alle condizioni dichiarate. Non vengono qui attribuite ripartizioni universali né promesse di comportamento sicuro soltanto perché è presente un pacco dischi.
Dagli automatici alle ibride: lo stesso principio, altri compiti
Una trasmissione automatica può usare frizioni interne per stabilire il percorso della coppia attraverso i propri ingranaggi. Il convertitore gestisce invece un collegamento idrodinamico e può includere una frizione di bloccaggio. Pacco dischi e convertitore sono elementi differenti, che possono convivere.
Un esempio documentato è l’automatico ibrido ZF a otto rapporti impiegato sull’Audi Q5 Hybrid Quattro 2012. BorgWarner descrive lamelle per una frizione di separazione e una di partenza: il collegamento fra motore termico e parte elettrica deve poter essere aperto o chiuso secondo il modo di funzionamento. Non ogni ibrida adotta però questo schema.
Il caso chiarisce l’evoluzione del ruolo: da organo percepito soprattutto attraverso il pedale, la frizione può diventare uno degli attuatori della gestione energetica. Per comprenderla bisogna seguire gli alberi e i flussi di coppia, non soltanto cercare il comando del guidatore.
Sport e lavoro pesante chiedono cose diverse
Il catalogo ZF Racing Clutch System valido da aprile 2025 offre diametri esterni dei dischi di 115, 140, 184 e 200 mm, con opzioni da uno a quattro dischi. Non sono misure di una sola vettura né una raccomandazione di sostituzione: mostrano come numero di dischi e diametro siano parametri separati.
La riduzione del diametro può contribuire a limitare l’inerzia, cioè la resistenza del gruppo a cambiare velocità di rotazione. La capacità termica resta un vincolo; materiale e comando devono essere scelti con l’intero progetto. Un componente sportivo non guadagna automaticamente la compatibilità stradale.
All’altro estremo, ZF descrive il modulo multidisco di partenza TraXon DynamicPerform per gru mobili e veicoli speciali, con raffreddamento mediante circuito d’olio separato e controllo basato su pressione e temperatura. La priorità è sopportare le manovre prolungate. Le dichiarazioni di durata del produttore non vengono qui trasformate in una prova indipendente o in una garanzia d’usura nulla.
Come leggere una frizione senza fermarsi alla sigla
Le domande utili sono quattro: quali organi collega, come viene serrata, come smaltisce il calore e quale differenza di velocità deve gestire. Dopo vengono numero dei dischi, materiali e dati di capacità, sempre riferiti alla versione.
Una frizione multidisco è dunque una soluzione di collegamento versatile. La sua qualità non si misura contando le lamelle: dipende dall’integrazione fra geometria, attrito, comando, raffreddamento e uso previsto. È questo equilibrio a spiegare perché un principio comune compaia in automobili e trasmissioni così diverse.
Fonti e riferimenti tecnici
- ZF Racing Clutch System, catalogo aprile 2025: V07–V14 per dimensioni e varianti, T23–T24 per componenti. Nessun confronto numerico di prestazioni viene esteso alle vetture stradali.
- ZF, Twin Disk Clutch: controllo della piastra intermedia e rilascio dei due dischi.
- ZF Aftermarket, Clutch Slipping: slittamento, serraggio, contaminazione e limiti termici.
- Schaeffler Symposium 2014, Wet Double Clutch: Thinking in Systems: pagine stampate 247 e 253–255 per sistema tribologico, trascinamento e raffreddamento; usati i principi, non generalizzati i risultati dei grafici.
- BorgWarner, Transmission Technologies: dischi mono e bifaccia, comandi e componenti dei convertitori.
- BorgWarner, lamelle per trasmissioni ZF, 16 luglio 2015: scanalature e circolazione dell’olio nella realizzazione descritta.
- Volkswagen, Polo 2009, Engines and transmissions: sezione DSG, riferimento Golf R32 2003 e configurazione a secco della Polo, mercato tedesco.
- Audi Technology Portal, Hydraulic multi-plate clutch, stato della descrizione 2011: lamelle alternate e debutto TT/A3 1998.
- Porsche, storia della trazione integrale, 14 marzo 2018: sezioni Carrera 4 964 del 1988 e PTM 997 del 2006.
- BorgWarner, automatici ibridi ZF, 13 giugno 2012: frizione di separazione e frizione di partenza sull’applicazione Q5 Hybrid Quattro.
- ZF, TraXon DynamicPerform: impiego sui veicoli speciali, circuito separato e controllo termico.
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