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Il cambio automatico ZF 5HP (nelle sue versioni 5HP18, 5HP19, 5HP24 e 5HP30) è abbastanza diffuso e si può incontrare sulle automobili di più produttori e brand. Si incontra su modelli con marchio BMW, Audi, Jaguar, Skoda, Volkswagen, Range Rover e Porsche. Si può addirittura incontrare su Aston Martin, Bentley e Rolls-Royse. Vediamo un approfondimento su questa trasmissione con le sue versioni, i principali problemi e i consigli per il mantenimento.

Indice Recensione

• Informazioni generali e Caratteristiche Tecniche
  • Struttura del cambio automatico ZF 5HP
  • Evoluzione dei cambi ZF 5HP
  • Rapporti di trasmissione del cambio ZF 5HP
• Versioni del cambio e Auto che montano il ZF 5HP
  • Modelli BMW che montano il cambio ZF 5HP (A5S310Z, A5S325Z, A5S440Z, A5S560Z)
  • Modelli Audi che montano il cambio ZF 5HP (01V, 01L)
  • Modelli Volkswagen che montano il cambio ZF 5HP (01V, 01L)
  • Modelli Skoda che montano il cambio ZF 5HP (01V)
  • Modelli Porsche che montano il cambio ZF 5HP (5HP19HL)
  • Modelli Jaguar che montano il cambio ZF 5HP
  • Modelli Land Rover che montano il cambio ZF 5HP
  • Modelli Aston Martin che montano il cambio ZF 5HP
  • Modelli Bentley che montano il cambio ZF 5HP
  • Modelli Rolls-Royce che montano il cambio ZF 5HP
• Problemi, Difetti e punti deboli del cambio ZF 5HP
  • Problemi con frizione del convertitore di coppia
  • Problemi con pompa olio
  • Problemi con tamburi
  • Problemi con blocco idraulico
  • Problemi con il regolatore della pressione principale
  • Problemi con elementi in gomma e perdite di olio
  • Problemi con elettronica e sensori
  • Problemi con il cuscinetto posteriore del mozzo
  • Altro
• Consigli per il mantenimento del cambio ZF 5HP
  • Quale olio utilizzare e intervalli di sostituzione dell’olio e dei filtri
  • Come evitare l’usura accelerata e i surriscaldamenti
  • Cosa fare in caso di surriscaldamento ?
  • Non tardare con le riparazioni in caso di sintomi di usura
  • Come controllare lo stato del cambio
• Punti positivi e negativi del cambio ZF 5HP
• Conclusioni, resistenza al tuning e durata del cambio
  • Durata del cambio ZF 5HP
  • Resistenza al tuning

 

Informazioni generali e Caratteristiche Tecniche

ZF 5HP è un cambio automatico classico a 5 marce con convertitore di coppia idraulico e ingranaggi epicicloidali (infatti 5 sta ad indicare le marce e HP sta ad indicare Hydraulic converter and Planetary gearsets). Questo si incontra su tanti modelli di diversi produttori a partire dal 1990 e fino al 2008.

Esistono diverse versioni di questo cambio, ognuna delle quali con caratteristiche leggermente diverse. Cosi abbiamo:

• ZF 5HP18 – prodotto nel periodo 1990 – 1999. Si incontra solo su automobili BMW con trazione posteriore e con motori fino a 3.0 l e fino a 310 Nm di coppia.
• ZF 5HP19 – prodotto nel periodo 1994 – 2008. Si incontra su automobili BMW, Audi, Volkswagen, Skoda, Porsche e Jaguar. Può essere montato con qualsiasi tipo di trazione. Si incontra con motori fino a 4.0 l e fino a 370 Nm di coppia.
• ZF 5HP24 – prodotto nel periodo 1995 – 2008. Si incontra su automobili BMW, Audi, Volkswagen, Land Rover e Jaguar. Può essere montato con trazione posteriore oppure integrale. E’ una versione rinforzata che si incontra con motori fino a 6.0 l e fino a 560 Nm di coppia.
• ZF 5HP30 – prodotto nel periodo 1992 – 2003. Si incontra sulle più potenti BMW con trazione posteriore del periodo, ma anche su Aston Martin, Bentley e Rolls-Royce. Può essere montato solo con trazione posteriore. Anche questa è una versione rinforzata che si incontra con motori fino a 6.0 l e fino a 560 Nm di coppia.

Dobbiamo subito dire che tra le varie versioni di ZF 5HP ci sono similitudini, ma anche importanti differenze. Ne parleremo nel dettaglio poco più avanti analizzando la parte tecnica di ognuna.

Struttura del cambio automatico ZF 5HP

ZF 5HP è uno dei primi “cambi automatici” a 5 rapporti al mondo con controllo elettronico e blocco anticipato del convertitore di coppia. Tecnicamente è una “trasmissione automatica” idromeccanica con un sistema di controllo elettroidraulico basato su un blocco valvole (“solenoidi”), che hanno il compito sia di innestare il gruppo ingranaggi epicicloidali, che di controllare la frizione di blocco del convertitore di coppia. Tutto il funzionamento è coordinato da un’unità di controllo elettronica (centralina ECU).

In questo articolo parleremo più volte del sistema di bloccaggio del convertitore di coppia e dei problemi ad esso associati. Ma, a cosa serve questo sistema? Si sa che nei cambi automatici classici, la coppia viene trasferita dal motore tramite un convertitore di coppia idraulico che utilizza l’olio come liquido di funzionamento. Quando si arriva ad un numero elevato di giri dell’albero motore, la trasmissione idraulica che avviene nel convertitore non è in grado di trasmettere più dell’85% della coppia proveniente dal propulsore. Pertanto, per trasmettere tutta la coppia, nei moderni cambi automatici viene utilizzata una frizione di blocco, la cui chiusura consente una connessione meccanica, senza la partecipazione del convertitore di coppia.

In poche parole, grazie al sistema di bloccaggio del convertitore di coppia si riesce a garantire un collegamento meccanico diretto tra il motore e il cambio. Il processo di attacco / stacco della frizione di blocco è regolato ed eseguito dal sistema di controllo del cambio automatico.

La prima versione del cambio automatico ZF 5HP è la 5HP18 arrivata nel 1990. Come già detto, questa veniva montata solo su auto BMW con trazione posteriore. Sulle auto BMW porta il codice A5S310Z. All’inizio era installata con motori da 2,0 litri, ma dopo essersi presentata molto bene, ha cominciato ad essere installata con motori più potenti fino a 3.0 l e fino a 310 Nm di coppia.

Si tratta di un cambio automatico classico a 5 marce con convertitore di coppia idraulico e ingranaggi epicicloidali. Di base è un semplice cambio idraulico con doppio riduttore epicicloidale Ravigneaux, blocco idraulico a 6 solenoidi e sistema di bloccaggio del convertitore di coppia a partire dalla terza marcia.

ZF 5HP18 ha una massa a secco di 75 kg. Riempito, contiene 10,6 l di olio Mobil LT 71141.

Nel 1992 è arrivata la versione ZF 5HP30. Veniva montato sulle più potenti BMW con trazione posteriore e su alcuni modelli dei brand premiali Aston Martin, Bentley e Rolls-Royce. Su auto BMW porta il codice A5S560Z. Di base è solo una versione seriamente rinforzata per resistere con motori fino a 6.0 l e fino a 560 Nm di coppia.

ZF 5HP30 ha una massa a secco di 109 kg. Riempito, contiene 13,5 l di olio ESSO LT 71141.

Nel 1994 è arrivata la versione modernizzata ZF 5HP19. Di fatto non è altro che una 5HP18 migliorata e modernizzata. Veniva montata su automobili BMW, Audi, Volkswagen, Skoda, Porsche e Jaguar. Su auto BMW porta il codice A5S325Z. Sui modelli Audi e Volkswagen porta il codice 5HP19FL oppure 01V. Su Porsche è conosciuta come 5HP19HL.

Tra le varie modifiche cambia non solo il codice, ma ci sono differenze anche dal punto di vista tecnico. Cosi, la modifica montata su BMW si utilizzava solo con trazione posteriore e con motori che hanno una coppia di massimo 300 Nm. Le modifiche per VAG (Audi, Skoda e Volkswagen) con codici 5HP19FL e 5HP19FLA, venivano utilizzate con trazione anteriore o integrale e con motori fino a W8 con una coppia massima di 370 Nm. Per Porsche a trazione posteriore venivano utilizzate le versioni 5HP19HL e 5HP19HLA accoppiate a motori di 3.6 l.

Dal punto di vista tecnico non c’è stata una grande rivoluzione. Si tratta sempre di un classico cambio automatico con doppio riduttore epicicloidale Ravigneaux, blocco idraulico a 7-8 solenoidi e sistema di bloccaggio del convertitore di coppia a partire dalla terza marcia.

Tra le più importanti novità c’è la possibilità di selezione manuale delle marce (Tiptronic o Steptronic) e la capacità di adattare la trasmissione allo stile di guida del proprietario. La centralina di gestione del cambio lavora sulla base di algoritmi “fuzzy logic” e sono proprio questi che permettono l’adattamento allo stile di guida di un determinato autista. In poche parole, possiamo dire che il momento del cambio di velocità è determinato dalla posizione e dalla velocità del movimento del pedale dell’acceleratore da parte del guidatore, nonché dal valore della velocità dell’albero motore.

ZF 5HP19 ha una massa a secco di 79 kg. La versione per Audi con codice 01V ha una massa a secco di 110 kg. Riempito, contiene 9 l di olio ESSO LT 71141. La differenza di massa tra le modifiche si può spiegare con le differenze tecniche necessarie. A causa della trazione anteriore sulle auto Audi, accoppiata all’installazione longitudinale del motore, l’ingranaggio principale del cambio è stato installato in un basamento separato.

Nel 1995 è arrivata la versione ZF 5HP24. Questa è la versione rinforzata del cambio modernizzato. Veniva montato su automobili BMW, Jaguar e Land Rover a trazione posteriore o integrale con il codice A5S440Z. Generalmente era accoppiato a grandi motori V8.

Per Audi e Volkswagen con trazione integrale c’è la modifica ulteriormente rinforzata con codice 5HP24A oppure 01L. Generalmente era accoppiata a grandi motori 4.2 l V8 oppure 6.0 l W12.

Dal punto di vista tecnico, è un classico cambio automatico basato sul riduttore epicicloidale Simpson. Tra le particolarità, si può citare il blocco idraulico a 8 solenoidi, molto sofisticato per quel periodo.

ZF 5HP24 ha una massa a secco di 95 kg. La versione per Audi con codice 01L ha una massa a secco di 142 kg. Riempito, contiene 9,9 l di olio ESSO LT 71141.

Evoluzione dei cambi ZF 5HP

Il cambio ZF a 5 marce è il successore del precedente ZF 4HP a 4 marce. Sono però stati prodotti parallelamente per un certo periodo.

La prima versione del cambio ZF 5HP è arrivata nel 1990. Si trattava della versione 5HP18. Nel 1992 è comparsa la versione rinforzata 5HP30 per BMW con grandi motori e per altri brand premiali. Negli anni 1994 e 1995 sono arrivate le versioni 5HP19 e 5HP24 che dal punto di vista tecnico sono più moderne e complesse.

Dal 2000 è comparso il nuovo cambio ZF 6HP a 6 marce che può essere considerato il successore, ma sono comunque stati prodotti parallelamente per un certo periodo.

Rapporti di trasmissione del cambio ZF 5HP

Per vedere i rapporti di trasmissione del cambio ZF 5HP, prendiamo come esempio la versione 5HP24 montata su una BMW Serie 5 E39 con motore benzina da 4.4 l:

• 1 marcia: 3.571
• 2 marcia: 2.200
• 3 marcia: 1.505
• 4 marcia: 1.000
• 5 marcia: 0.804
• retromarcia: 4.096

Trasmissioni diverse hanno rapporti diversi a seconda di come il produttore si aspetta che vengano utilizzate. Per esempio, se il rapporto di trasmissione è 3.5, vuol dire che ogni volta che l’albero di trasmissione compie 1 giro completo, il motore esegue 3,5 giri (3,5 : 1). In questo modo il motore:

1. gira più facilmente con le marce basse;
2. porta la macchina ad alte velocità pur mantenendo i giri bassi con le marce alte.

Versioni del cambio e Auto che montano il ZF 5HP

Abbiamo già detto che esistono diverse versioni del cambio automatico ZF 5HP. Queste sono:

• 5HP18 – su BMW con codice A5S310Z.
• 5HP19 – su Audi, Volkswagen e Skoda con codice 01V, su BMW con codice A5S325Z, su Porsche con codice 5HP19HL.
• 5HP24 – su Audi e Volkswagen 01L, su BMW con codice A5S440Z.
• 5HP30 – su BMW con codice A5S560Z.

Vediamo la lista di auto che montano questo cambio automatico.

Modelli BMW che montano il cambio ZF 5HP (A5S310Z, A5S325Z, A5S440Z, A5S560Z)

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Serie 3 E36 (5HP18)	1990 – 1999	Serie 5 E34 (5HP18, 5HP30)	1992 – 1996
Serie 5 E39 (5HP18, 5HP19, 5HP24, 5HP30)	1995 – 2004	Serie 7 E32 (5HP18, 5HP30)	1992 – 1994
Serie 7 E38 (5HP18, 5HP19, 5HP24, 5HP30)	1994 – 2001	Serie 3 E46 (5HP19)	1998 – 2006
Z4 E85 (5HP19)	2002 – 2005	Serie 8 E31 (5HP24, 5HP30)	1996 – 1997
X5 E53 (5HP24)	2000 – 2003	Z8 E52 (5HP24)	2002 – 2003

Modelli Audi che montano il cambio ZF 5HP (01V, 01L)

Modello	Periodo	Modello	Periodo
A4 B5 (5HP19)	1994 – 2001	A6 C5 (5HP19, 5HP24)	1997 – 2005
A8 D2 (5HP19, 5HP24)	1995 – 2002

Modelli Volkswagen che montano il cambio ZF 5HP (01V, 01L)

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Passat B5	1996 – 2005	Phaeton	2001 – 2011

Modelli Skoda che montano il cambio ZF 5HP (01V)

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Superb	2001 – 2008

Modelli Porsche che montano il cambio ZF 5HP (5HP19HL)

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Boxster 1	1996 – 2004	Boxster 2	2004 – 2008
Cayman 1	2005 – 2008	911 V (996)	1997 – 2006

Modelli Jaguar che montano il cambio ZF 5HP

Modello	Periodo	Modello	Periodo
S-Type	1999 – 2002	XK	1996 – 2002
XJ 6	1997 – 2003

Modelli Land Rover che montano il cambio ZF 5HP

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Range Rover 3	2002 – 2005

Modelli Aston Martin che montano il cambio ZF 5HP

Modello	Periodo	Modello	Periodo
DB 7	1999 – 2003

Modelli Bentley che montano il cambio ZF 5HP

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Arnage	1998 – 2006

Modelli Rolls-Royce che montano il cambio ZF 5HP

Modello	Periodo	Modello	Periodo
Silver Seraph	1998 – 2002

 

Problemi, Difetti e punti deboli del cambio ZF 5HP

Problemi con frizione del convertitore di coppia

Come già detto, su questo cambio il convertitore di coppia può essere bloccato a partire dalla terza marcia. Con una guida aggressiva, la frizione del sistema di blocco si consuma molto rapidamente. I residui dell’usura finiscono nell’olio e ………

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