La mayoría de los conductores piensan que elegir un automóvil es una opción. Puede usar el pedal del embrague y la marcha o dejar que la automática haga el trabajo pesado con un convertidor de par y un engranaje planetario. Sin embargo, también existe un término medio. A esto se le suele denominar palanca semiautomática, automática manual o sin embrague. El término técnico es transmisión de doble embrague.
Los equipos de carreras han utilizado transmisiones manuales secuenciales durante muchos años. ¿Con un coche disponible comercialmente? Esto es más nuevo. La industria define este segmento con un modelo específico: Direct Shift Transmission (DCT). Analizamos cómo funcionan estas máquinas, cómo se comparan con las máquinas automáticas y manuales tradicionales y por qué algunos expertos dicen que este es el futuro de los cambios.
Hazlo o déjalo ir
La DCT funciona efectivamente como dos transmisiones manuales apiladas en la misma carcasa. Para comprender su importancia, debemos recordar cómo funcionan los manuales estándar. Presione el embrague. Esto puede hacer que el motor se desconecte de la transmisión, cortando la potencia. Mueva la palanca para deslizar el engranaje al siguiente tamaño de marcha. El sincronizador engrana las marchas y deja de chirriar. Suelte el embrague. Se ha restablecido la energía.
Esto crea una brecha. Apague la alimentación y vuelva a encenderla. Esta confusión puede provocar una “carga de choque”. Un conductor profesional puede despistar a los pasajeros mientras cambia.
Una configuración de doble embrague utiliza dos embragues pero no requiere un pedal. Como en un automóvil normal, un sistema electrónico e hidráulico complejo controla el embrague, pero el embrague funciona de forma independiente. Un embrague maneja las marchas impares (1.ª, 3.ª, 5.ª y marcha atrás). El segundo controla las marchas pares: 2ª, 4ª y 6ª.
Esta configuración permite realizar cambios sin perturbar la transmisión de potencia a la transmisión. Sucede en orden.
Eje de transmisión de doble embrague
Este proyecto se basa en dos ejes concéntricos. El eje exterior utiliza engranajes pares. El eje interior utiliza un número impar de engranajes. Giran de forma independiente.
Cuando engranas la tercera marcha, la potencia del motor fluye a través del primer embrague hacia el eje impar. Pero el segundo embrague ya selecciona la 4ª marcha. Los engranajes están en su lugar. La sincronización funciona. Todo lo que necesitas es torsión.
Cuando el coche pasa por el punto de cambio, la electrónica cierra el segundo embrague y abre el primero. La potencia se transfiere inmediatamente de los ejes impares a los pares. No hay lagunas. Sin sorpresa.
Por eso el DCT se siente más rápido. Elimina las interrupciones de torque comunes en los manuales tradicionales. Pero no se trata sólo de velocidad. Se trata de eficiencia. A diferencia del acoplamiento hidráulico de un convertidor de par automático, este tiene una conexión mecánica directa. Aproveche la eficiencia de la operación manual y la conveniencia de la automatización.
Sin embargo, no está exento de peculiaridades. El sistema hidráulico puede parecer inestable a bajas velocidades. Embragar el embrague requiere una sincronización precisa. Si el software duda, lo sentirás. Este es un compromiso. Sustituye la conexión puramente mecánica de la varilla por un complejo circuito hidráulico dual.
El resultado es una transmisión que cambia increíblemente rápido y con una eficiencia casi brutal. Es un compromiso entre la participación del conductor y la comodidad. Si la complejidad del mantenimiento vale la pena es una gran pregunta para los compradores de hoy.
Descripción de la arquitectura de doble embrague
La guía estándar es simple. Este es el eje de entrada. Levanta el pedal, saca la marcha, cambia y vuelve a meter. Es lineal. Esto es lo esperado. También es muy lento.
Una transmisión de doble embrague (DCT) evita este proceso al compartir la carga. Utiliza dos ejes concéntricos en lugar de un juego de engranajes.
Piense en ello como una muñeca rusa Matryoshka. El eje exterior es hueco. En el interior hay un eje interior fijo. Estos giran de forma independiente y están controlados por embragues separados.
La distribución de roles es especial. El eje hueco exterior maneja marchas iguales, es decir, 2.ª y 4.ª marcha. El eje macizo interno tiene engranajes impares (1.º, 3.º y 5.º).
El secreto no es sólo el equipamiento. Control de embrague independiente.
Esta configuración permite que un embrague utilice un conjunto de marchas mientras que el otro embrague preselecciona la siguiente marcha. Cuando cambias de marcha, las funciones del embrague cambian casi instantáneamente. No hay pérdida de energía. Sin retrasos. Simplemente transfiere el par sin problemas.
Los manuales tradicionales no pueden reproducir esto. Sólo hay un disco de embrague. Tienes que quitar todo para cambiar de marcha. DCT mantiene la mitad de la transmisión en funcionamiento mientras la otra mitad se prepara para la siguiente fase. Por eso el cambio parece relámpago. Fuente de alimentación continua. Cero interrupciones.
El mecanismo detrás del cambio
Dado que las transmisiones de doble embrague (DCT) comparten el mismo ADN que las transmisiones automáticas tradicionales, se podría pensar que se necesita un convertidor de par para cerrar la brecha entre el motor y la transmisión. Esto no es cierto. Atrás quedaron los grandes conectores hidráulicos.
En cambio, las transmisiones modernas de doble embrague dependen de embragues húmedos multidisco.
Piense en un embrague “húmedo” como un sándwich empapado en aceite. Las placas de fricción están empapadas en lubricante y tienen dos funciones importantes: reducir la fricción y, lo que es más importante, controlar el intenso calor generado durante los cambios. Esta gestión térmica permite a estas unidades manejar el brutal par de los motores de alto rendimiento sin fundirse en escoria.
Si bien algunos ingenieros han modificado configuraciones de embrague seco para sistemas DCT (imitando la simple placa expuesta de una transmisión manual), todos los autos de producción actuales que siguen la arquitectura DCT usan embragues húmedos.
Esta es una fórmula probada. Es posible que hayas visto esta técnica antes con sólo dos ruedas. Muchas motocicletas de alto rendimiento utilizan embragues monodisco por las mismas razones: estanqueidad y disipación de calor. La diferencia está en la escala. La versión automática está diseñada para soportar un uso extremo, cambiando de marcha en milisegundos y manteniendo la transmisión bien refrigerada durante los desplazamientos diarios o las rutas de fin de semana.
Esta selección de modelos no es sólo para refrigeración. Es una cuestión de precisión. El embrague húmedo proporciona un acoplamiento suave a bajas velocidades y reduce la vibración que plagaba los primeros intentos de DCT. Para los conductores, esto significa que el automóvil se siente más como un dispositivo afinado que como un robot que intenta imitar a un humano.
¿Por qué está mojado? problema de calor
La razón principal del diseño húmedo es la física simple. Una transmisión de doble embrague cambia de marcha acoplando y desacoplando el embrague mientras el motor está conectado a las ruedas. Esto crea fricción.
Un embrague seco disipa el calor en el aire, similar a un Honda Civic manual normal. Es muy ligero. son muy efectivos. Pero no puede soportar una conducción intensa y continua y un tráfico intermitente sin sobrecalentarse.
Los embragues húmedos resuelven este problema utilizando líquido de transmisión como refrigerante. El líquido circula por las placas, absorbe el calor y lo transporta al refrigerador. Esto permite al DCT:
- Soporta cargas de torque más altas
- Duran más sin desgastarse
- Logra un estado estable desde una parada.
Esta es una compensación. Se pierde algo de eficiencia debido a la resistencia a los líquidos, pero se gana durabilidad y refinamiento. Para un coche potente, esta es una oferta que puedes aceptar sin dudarlo.
Impacto en el mundo real
Entonces, ¿por qué es esto importante para ti?
Esto se debe a que un embrague multidisco húmedo es el secreto de una transmisión de doble embrague adecuada para la conducción diaria. Los primeros sistemas de doble embrague, como el Ford Powershift de primera generación y los primeros motores DSG de embrague seco de Volkswagen, eran conocidos por sus fallas. Se siente barato. Se rompe con frecuencia.
Con embrague húmedo, la historia es diferente. Esto permite a fabricantes como Porsche, Audi y BMW equipar sus máquinas de tracción trasera de alta potencia con DCT. Por ejemplo, Porsche PDK es definitivamente el estándar de oro. Utiliza un embrague húmedo para manejar el enorme par del 911 de seis cilindros y cambia tan rápido que es casi imperceptible. esto
Mecanismos de unión y salida
Al igual que el elemento vital de un convertidor de par, el elemento vital de un embrague multidisco húmedo es la presión hidráulica. Pero dentro del pistón del embrague, este líquido juega un papel especial. Cuando se activa el sistema, la presión se acumula dentro del pistón. Esta fuerza presiona el resorte helicoidal y lo comprime. El resorte dobla y fuerza la pila de discos de embrague y discos de fricción contra el plato de presión estacionario.
Aquí es donde se encuentran los metales y las matemáticas. Las placas de fricción no son sólo placas planas. Los dientes internos están diseñados para golpear las ranuras del tambor del embrague. Si la geometría es incorrecta, la transmisión se detendrá. El tambor está en el otro extremo del conjunto y está conectado directamente a la caja de cambios. Su función es sencilla: transferir potencia para hacer girar los engranajes. Audi no sólo incluyó resortes en su modelo de doble embrague. Utilicé una combinación de un resorte helicoidal pequeño y un resorte de diafragma grande. ¿Por qué? Puede soportar pares elevados sin derretirse ni deslizarse.
La resignación es todo lo contrario. Reducir la presión del fluido. La primavera es relajante. El paquete de embrague pierde su fuerza de sujeción. El poder se detiene. Es muy hermoso. Es muy rápido. ¿Pero se puede confiar en él? Lo descubriremos pronto.
Cada vez está más claro por qué DCT es técnicamente un manual automatizado. Es básicamente una palanca de cambios normal. Dispone de eje primario, contraeje, engranaje, sincronizador y embrague. Lo único que le falta es un pedal. Las computadoras, las válvulas solenoides y los sistemas hidráulicos se encargan del trabajo pesado. Sin embargo, tú puedes tomar las decisiones. La propia paleta, botón o palanca le indica a la computadora cuándo cambiar de marcha.
La verdadera ventaja aquí es la sensación de conducir.
Velocidad de marcha y control del conductor.
El cambio ascendente tarda unos 8 milisegundos. Es temprano. Muchos conductores juran que tiene la aceleración más dinámica del momento. También fue muy bien. No experimentará la fuerte aceleración o el impacto de los cambios habituales de las transmisiones manuales tradicionales y algunas transmisiones automáticas con convertidor de par.
¿Tu elección? Tú eliges.
DCT da al conductor la libertad de elegir si desea controlar las marchas o dejar que el ordenador haga todo el trabajo.
¿Por qué no intentas buscar dispositivos tú mismo? Buena suerte. ¿Quieres una computadora que tome decisiones por ti? Puede hacerlo mejor y más rápido que la mayoría de las manos humanas.
Eficiencia de combustible y realidades del mercado
La economía de combustible arroja cifras interesantes. El flujo de potencia del motor a las ruedas no se ve obstaculizado durante los cambios de marcha, lo que aumenta considerablemente la eficiencia. Los expertos sugieren que la DCT de 6 velocidades ofrece un aumento relativo del 10% en la eficiencia de combustible en comparación con una transmisión automática convencional de 5 velocidades. Para un coche de altas prestaciones, esto es una gran ventaja.
Los fabricantes están trabajando en la tecnología DCT, pero no todos están trabajando activamente en ella. Cambiar las líneas de producción para manejar estos complejos dispositivos es costoso. Las tarifas adicionales pueden aumentar el precio de lista, lo que puede ahuyentar a los compradores preocupados por su presupuesto que sólo quieren un transporte confiable.
opciones CVT
Otros fabricantes de automóviles también están invirtiendo fuertemente en diversas tecnologías. Las transmisiones continuamente variables (CVT) son los principales contendientes. Ajuste continuamente las relaciones de transmisión con un sistema de poleas y una correa o cadena. No hay pasos claros. Aceleración muy suave.
La CVT reduce el impacto del cambio y mejora significativamente la eficiencia del combustible. Sin embargo, hay un gran inconveniente. Estos no pueden soportar las altas demandas de par de las máquinas de rendimiento real.
DCT no tiene esta limitación. Están diseñados para entornos de alto torque y alta potencia. En Europa, las transmisiones manuales siguen dominando en términos de facilidad de conducción y economía, y se predice que las transmisiones de doble embrague podrían captar el 25% del mercado. En cambio, para 2012, se espera que sólo alrededor del uno por ciento de los automóviles fabricados en Europa occidental tengan una CVT.
Las cosas están cambiando. Hemos analizado los mecanismos y las fuerzas del mercado. A continuación, analizamos la historia de DCT y miramos hacia el futuro.
Adolphe Kégresse es más que un simple jugueteo de engranajes. Fue el ingeniero que inventó la transmisión de doble embrague. Quizás lo conozcas mejor por el Halftrack, un extraño automóvil híbrido con infinitas superficies de goma. Parece un tanque pero se mueve como un barco. Kégresse utiliza estos camiones para conquistar terrenos todoterreno. En 1939 tuvo una nueva idea. Quería crear una transmisión de doble embrague para los legendarios coches Citroën “Traction”. La política empresarial se interpuso en el camino. El proyecto murió allí.
Décadas después, el concepto no ha desaparecido. Audi y Porsche vieron el potencial. Empezaron a utilizarlo en coches de carreras.
Los beneficios del Porsche PDK
Porsche Dual Clutch (o PDK) representa el nombre que aparece en el folleto. Originalmente era una leva de cambio semiautomática. Diseñado para la velocidad, no para la comodidad. Los coches de carreras 956 y 962C están equipados con esta tecnología.
En 1986, el 962 cruzó la bandera a cuadros en el Campeonato Mundial de Prototipos Deportivos de 1.000 km de Monza. Esta fue la primera victoria de un coche equipado con PDK. Es más que un simple trofeo. Esto demuestra que el concepto de doble embrague también funciona bajo presión.
Victoria de Audi Pikes Peak
Audi también tiene sus momentos. En 1985, el coche de rally Sport Quattro S1 subió a Pikes Peak. La altura de la montaña es de 4300 metros. Esta es una dura prueba para cualquier motor. Este coche utiliza una transmisión de doble embrague para ganar.
Hay dos fabricantes. Dos épocas diferentes. Sin embargo, la tecnología central sigue siendo la misma.
Del camión a la calle
La comercialización de esta tecnología ha sido difícil. Hasta hace poco, esto no era posible en los coches corrientes. Volkswagen ha hecho sus operaciones más eficientes. Obtuvieron la licencia de la tecnología DualTronic de BorgWarner. Esto hace que el equipo sea lo suficientemente asequible y confiable para uso en la calle.
Si miras los coches europeos con DCT, verás que la lista es bastante larga. El Volkswagen Beetle lo tiene. Lo mismo ocurre con el golf. También utiliza Touran y Jetta. Audi los instala en sus modelos TT y A3. Skoda equipa el Octavia. Seat no se ha olvidado de Altea, Toledo y León.
El cambio se produjo silenciosamente. No hace falta ser mecánico para darse cuenta de esto. La conversión es más rápida. Más suave. La brecha entre la tecnología de carreras y los desplazamientos diarios se está cerrando. ¿Pero cuál es el diseño detrás de esto? Sigue siendo muy complicado. Sigue siendo fascinante. Y todavía está evolucionando.
Ford entra en el campo del doble embrague
Ford no dio marcha atrás. El fabricante está trabajando oficialmente para desarrollar tecnología de doble embrague, aprovechando sus operaciones europeas y una empresa conjunta al 50% con el especialista en transmisiones GETRAG-Ford. Presentaron el prototipo en el Salón Internacional del Automóvil de Frankfurt de 2005. Esta es una caja de cambios de 6 velocidades.
La realidad de la producción va por detrás de las exageraciones. La primera generación de vehículos equipados con Powershift apareció en el mercado unos dos años después de su debut. La tecnología es real. Simplemente extiende la línea de tiempo.
Cómo funciona una transmisión de doble embrague
El mecanismo es más sencillo de lo que sugiere el marketing. Una configuración de doble embrague utiliza dos embragues separados. Uno controla las marchas impares. El segundo trata de engranajes pares.
Estas unidades funcionan de forma independiente. Esto significa que no es necesario el pedal del embrague. Turnos coordinados por ordenador. ¿Resultado? El cambio dura unos milisegundos.
Para el conductor, la experiencia es perfecta. La aceleración es más suave. El par no se interrumpe al cambiar de marcha.
Ventajas frente a los dispositivos automáticos tradicionales
¿Por qué un sistema de doble embrague? El principal atractivo es la eficiencia. Suelen ser más eficientes en combustible que las transmisiones automáticas tradicionales. La ausencia de pérdidas por acoplamiento de fluido ayuda.
También se ha mejorado la experiencia de conducción. Los cambios son más rápidos y precisos. Imita la operación manual y no requiere intervención manual.
¿Es mejor que una transmisión automática estándar? Para mucha gente, sí. La eficiencia del combustible mejora. Puede cambiar más rápido. Es una especie de híbrido.
¿Automático o manual?
Técnicamente, se trata de una transmisión manual controlada por computadora. Sin embargo, es funcionalmente automático. No hay pedales. Casi no se requiere ninguna entrada del controlador.
Entonces, ¿una transmisión de doble embrague es una transmisión automática o una transmisión manual? Tiene un término medio. Utiliza lógica de selección de marcha manual, pero ocurre automáticamente.
Dinámica de conducción
¿Se puede manejar como una transmisión automática tradicional? No exactamente. La caja de cambios requiere ciertos hábitos de conducción, pero el ordenador se encarga de las marchas.
Pueden surgir problemas si lo presiona demasiado o lo deja en el tráfico durante demasiado tiempo sin una refrigeración adecuada. Para mantener el sistema saludable, debemos seguir participando en el proceso de cambio. No es del tipo “configúrelo y olvídese” como un convertidor de par automático.
“Aún tienes que cambiar de marcha para que la transmisión funcione correctamente”.
Este matiz es importante. Es más que una simple caja de cambios. Este sistema requiere cierta intervención del conductor.
Información detallada sobre DCT
Para obtener una comprensión más profunda de las transmisiones y la tecnología automotriz relacionada, consulte los recursos que se enumeran a continuación. El panorama está evolucionando. La tecnología está madurando. La apuesta inicial de Ford los pone en la pelea.
