Variomatic e frizione dello scooter

Una particolare caratteristica dello scooter è la sua trasmissione finale mediante il variomatic, chiamato anche variatore, una trasmissione a variazione continua semplice e ingegnosa, costituita da pochi componenti, che trasmette la forza motrice alla ruota posteriore. Si tratta della soluzione ideale per i motori più piccoli, dove sostituisce il cambio presente nella maggior parte delle moto e la trasmissione cardanica o a catena permettendo di ridurre peso e costi. Il variomatic è stato utilizzato per la prima volta nella costruzione degli scooter alla fine degli anni '50 dal produttore tedesco DKW su un "DKW Hobby", uno scooter con motore a due tempi da 75 ccm che accelerava il veicolo fino a una velocità finale di 60 km/h circa.

Quando si parla di manutenzione, ma anche di tuning di uno scooter, il variomatic diventa subito il punto centrale del discorso. Questo perché da un lato i componenti sono soggetti a un certo grado di usura, dall'altro un variomatic non adattato in modo ottimale può far sì che non sia disponibile tutta la forza motrice.  

Per comprendere il funzionamento del variomatic pensiamo alla trasmissione di una bicicletta con cambio a catena (ad esempio una mountain bike) che la maggior parte di noi conosce per esperienza diretta: in questo caso per partire utilizziamo una ruota dentata piccola davanti e una grande dietro, mentre quando la velocità aumenta e la resistenza all'avanzamento diminuisce (ad esempio in discesa) portiamo la catena su una ruota dentata più grande davanti e una più piccola dietro.

Il variomatic funziona in modo simile, solo che invece di lavorare con una catena utilizza una cinghia trapezoidale, è a variazione continua e viene comandato automaticamente ("variato") mediante regolazione centrifuga in base al regime motore. 

La cinghia trapezoidale scorre infatti in avanti e indietro nello spazio che intercorre tra due pulegge coniche a forma di V che si trovano a una distanza variabile sul loro albero motore. La puleggia anteriore interna funge allo stesso tempo da alloggiamento per i pesi centrifughi dei rulli del variatore che scorrono lungo le guide curvate , le quali sono state calcolate con esattezza. 

Una molla di pressione preme posteriormente le pulegge coniche l'una contro l'altra. Alla partenza dello scooter la cinghia trapezoidale scorre davanti vicino all'albero e dietro sul bordo esterno delle ruote coniche. Se si dà gas, il numero di giri del variomatic aumenta, facendo spostare i rulli del variatore sulle sue guide verso l'esterno. Per effetto della forza centrifuga i rulli premono la puleggia mobile facendola allontanare sull'albero, lo spazio tra le pulegge si riduce e la cinghia trapezoidale deve inevitabilmente spostarsi verso l'esterno in quanto il suo raggio aumenta.

Poiché la cinghia trapezoidale ha un'elasticità ridotta, preme la molla sull'altro lato allontanandola e si sposta verso l'interno. Nella posizione finale le condizioni iniziali si invertono. Invece di un rapporto di riduzione è disponibile un rapporto di moltiplicazione. Ovviamente su uno scooter con il variomatic serve anche una marcia in folle. Una frizione centrifuga automatica ha il compito di separare la potenza del motore dalla ruota posteriore a un basso regime e di ripristinare il collegamento non appena si accelera e viene superato un determinato regime. A tal fine sulla trasmissione della ruota posteriore è fissata una campana, al cui interno nella parte posteriore del variomatic ruotano pesi centifughi a molla provvisti di guarnizioni d'attrito. 

Per accedere al variomatic è prima necessario smontare il relativo coperchio. Per farlo, pulire la parte esterna del coperchio, controllando anche quali componenti è necessario smontare per poter accedere liberamente al variomatic. È possibile che il tubo del freno posteriore sia fissato sotto il coperchio o che davanti si trovi il pedale di avviamento. Come nel nostro esempio, in alcuni modelli è necessario rimuovere il tubo di aspirazione della ventola di raffreddamento o la scatola del filtro dell'aria.

Ovviamente è necessario rimuovere anche le carene che ostacolano lo smontaggio del coperchio del variomatic.

In alcuni casi, l'albero motore posteriore è alloggiato nel coperchio e fissato con un dado che deve prima essere allentato. Quindi sul coperchio più grande del variomatic si trova un coperchio più piccolo, rimovibile in modo separato, che deve essere rimosso. Per allentare questo dado, bloccare il variomatic con uno speciale utensile di bloccaggio.

Quando si è sicuri che il coperchio del variomatic non è più bloccato tutt'intorno da nessun componente, allentare progressivamente le viti di fissaggio secondo uno schema incrociato dall'esterno verso l'interno. Segnarsi la posizione delle singole viti se questa hanno lunghezze diverse (annotandola) e non perdere nessuna rondella. 

A questo punto si dovrebbe poter rimuovere il coperchio; se non è ancora possibile staccarlo, controllare con cura dove è fissato: si potrebbe aver dimenticato una vite. Pertanto non esercitare forza. Solo dopo essersi accertati che tutte le viti siano state allentate è possibile utilizzare il martello in gomma per staccare il coperchio del variomatic bloccato con accoppiamento. 

Dopo aver rimosso il coperchio, assicurarsi che eventuali bussole di registro presenti rimangano in posizione e non possano andare perse. 

Se l'albero motore posteriore sporge sul coperchio, di solito è presente una boccola allentata che non deve andare persa. Pulire accuratamente l'interno del coperchio per rimuovere polvere e sporco. Se nell'alloggiamento del variomatic è presente olio, una guarnizione del motore o della trasmissione non è a tenuta e deve essere assolutamente sostituita. A questo punto si ha davanti a sé il variomatic.

Per montare una nuova cinghia trapezoidale o nuovi rulli del variatore è prima necessario allentare il dado di sostengo delle pulegge coniche anteriori sui perni di manovella. A tal fine è necessario bloccare il variomatic con uno speciale utensile di bloccaggio. 

Se la puleggia conica anteriore è dentata, in commercio è possibile acquistare un nottolino di arresto o un utensile di bloccaggio adatto al veicolo. Se sono presenti fori o robuste alette, è possibile applicare un apposito supporto in questo punto. 

I maghi del fai da te possono anche realizzare da soli un nottolino di arresto o un supporto utilizzando una barra piatta di acciaio. Se si blocca la puleggia in corrispondenza delle alette di raffreddamento, è necessario lavorare delicatamente per evitare la rottura delle alette.

Dopo aver allentato e rimosso il dado è possibile rimuovere la puleggia conica anteriore. Se dietro al dado è posizionata una ruota motrice per l'avviamento a pedale sull'albero, segnarsi la relativa posizione di montaggio. 

Ora è possibile accedere alla cinghia trapezoidale. Non deve presentare crepe, rotture, sfilacciamenti o denti spezzati, non deve essere imbrattata di olio e deve avere una determinata larghezza minima (verificare il limite di usura presso il rivenditore autorizzato). La presenza di una grossa quantità di residui di gomma dovuti allo sfregamento nell'alloggiamento può indicare che la cinghia non scorre correttamente nel variomatic (individuare la causa!) oppure che l'intervallo di manutenzione è stato ampiamente superato. Un'usura precoce della cinghia trapezoidale può essere dovuta, ad esempio, a pulegge coniche non montate correttamente o consumate. 

Se le pulegge coniche sono rigate devono essere sostituite (vedere sopra). Se hanno assunto una colorazione bluastra a causa dell'azione del calore, significa che si sono deformate oppure che sono state montate in modo errato. Se non è ancora necessario sostituire la cinghia trapezoidale, pulirla con del detergente per freni e contrassegnare il senso di rotazione prima di proseguire con il lavoro. 

Per controllare o sostituire i rulli del variatore estrarre la puleggia conica anteriore interna dall'albero insieme all'alloggiamento del variatore. 

L'alloggiamento può essere fissato alla puleggia oppure essere libero; Per modo da impedire che tutti i componenti cadano e affinché i pesi del variatore rimangano in posizione afferrare saldamente l'unità in blocco quando la si rimuove.

A questo punto smontare l'alloggiamento dei rulli del variatore, segnandosi l'esatta posizione di montaggio delle singole parti. Lavarli con detergente per freni. 

Verificare l'usura dei rulli del variatore: se sono usurati, presentano una forma piatta/angolare in quanto consumati o un diametro irregolare, è necessario sostituirli in blocco.

Durante il montaggio dell'alloggiamento del variatore, in base al modello montare i rulli del variatore e le piste di scorrimento a secco oppure dopo aver applicato un leggero strato di grasso (chiedere al proprio rivenditore autorizzato).  

Se nell'alloggiamento del variatore è montato un O-ring, sostituirlo. Quando si posiziona l'unità sull'albero, assicurarsi che i rulli del variatore rimangano in posizione nell'alloggiamento. In caso contrario è necessario rimuovere di nuovo l'alloggiamento del variatore per inserire nuovamente i rulli.

Allontanare le pulegge coniche posteriori premendole, in modo che la cinghia possa scivolare in profondità tra le pulegge e abbia più spazio nella parte anteriore. 

A questo punto installare la puleggia conica anteriore esterna del variomatic con tutti i relativi componenti, lubrificare leggermente l'albero con grasso prima di posizionare la boccola. Accertarsi che la cinghia trapezoidale scorra in modo uniforme tra le pulegge, non incastrarla. 

Controllare ancora una volta che tutti i componenti siano nella loro posizione originale prima di posizionare al di sopra il dado e bagnarlo con un po' di frenafiletti. 

A questo punto aiutarsi di nuovo con l'utensile di bloccaggio e serrare il dado con una chiave dinamometrica alla coppia di serraggio prescritta in base alle indicazioni del produttore. Fare eventualmente mantenere in posizione l'utensile di bloccaggio da un aiutante. Controllare ancora una volta se, quando si gira il variomatic, le pulegge coniche del variomatic scorrono diritte rispetto alla superficie di tenuta dell'alloggiamento. 

Se le pulegge oscillano, controllare ancora una volta il montaggio! Assicurarsi che la cinghia trapezoidale scorra tesa, liberandola parzialmente dalla scanalatura tra le pulegge coniche nella parte posteriore.

Rimuovere la campana frizione dall'albero per poter controllare la relativa superficie di rotolamento interna e le pastiglie dei pesi centrifughi. Verificare il limite di usura presso il rivenditore autorizzato, pastiglie di spessore inferiore a 2 mm oppure usurate in modo non uniforme devono essere assolutamente sostituite.

Per sostituire le pastiglie della frizione e le molle è meglio rimuovere dall'albero l'unità pulegge coniche completa di frizione, in quanto deve essere avvitata l'operazione viene resa più difficoltosa dalla presenza all'interno di una molla. A tal fine rimuovere prima la cinghia trapezoidale. Per allentare il dado centrale sull'albero è necessario tenere ferma la campana della frizione. Per farlo utilizzare un utensile che ingrani nelle aperture della campana oppure tenere ferma la campana dall'esterno con una chiave a nastro. Anche in questo caso la presenza di un aiutante che mantenga saldamente in posizione l'utensile di bloccaggio mentre si allenta il dado può essere utile. 

Se il dado è posizionato all'esterno, può essere allentato prima di rimuovere il coperchio del variomatic. In questo caso avremmo già eseguito questa operazione come nel nostro esempio. Dopo aver svitato il dado è possibile sollevare la campana frizione e, come già accennato, controllare se è usurata (presenta segni di usura) all'interno. Se le pastiglie della frizione sono usurate o le molle dei pesi centrifughi sformate, rimuovere l'unità pulegge coniche frizione inclusa dall'albero, come già descritto. Questa unità viene tenuta insieme da un grosso dado centrale. 

Per allentare il dado teniamo ferma la frizione ad esempio con una chiave a nastro metallico e utilizziamo una chiave speciale adatta, una pinza per idraulica in questo caso non è un utensile adatto! 

Anche durante il successivo montaggio il mandrino aiuta a "controllare" la molla, consentendo di posizionare facilmente il dado. 

Dopo aver staccato la frizione dalle pulegge coniche è possibile sostituire le molle e le pastiglie. Quando si cambiano le pastiglie utilizzare nuovi anelli Seeger e assicurarsi che siano ben saldi in posizione. 

Cura dei cuscinetti della frizione

All'interno della boccola di scorrimento dell'unità pulegge coniche si trovano di solito dei cuscinetti ad aghi. Assicurarsi scrupolosamente che nei cuscinetti non penetri sporco e verificare che questi scorrano liberamente. All'occorrenza pulirli eventualmente spruzzando detergente per freni PROCYCLE e lubrificarli con grasso. Controllare anche la tenuta stagna del cuscinetto: se ad esempio dal cuscinetto fuoriesce grasso che arriva sulla cinghia trapezoidale può provocarne lo slittamento.

Installazione della frizione

Il montaggio della frizione si effettua seguendo l'ordine inverso. Per serrare il dado centrale esterno utilizzare una chiave dinamometrica da 3/8 pollici, 19 – 110 Nm, verificando le coppie di serraggio presso il proprio rivenditore autorizzato. Sincerarsi ancora una volta del corretto montaggio di tutti i componenti prima di richiudere l'alloggiamento del variatore e di rimontare tutti i componenti esterni nella loro posizione originale.