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Qué es una caja de cambios automática de doble embrague

José Luis Gómez | @jlgomez1995 | 23 Feb 2020
Das 7 Gang Doppelkupplungsgetriebe Dsg Von Volkswagen
Das 7 Gang Doppelkupplungsgetriebe Dsg Von Volkswagen

Contenido

El cambio de doble embrague o DCT (Dual-Clutch Trasmission) es, quizás, el mejor cambio automático que existe, bien sea por su rapidez o mejora en la experiencia de conducción, o por su reducción en el consumo y tiempos de aceleración. De hecho, es el cambio automático que ha conseguido una mejor aceptación en nuestro país, el cual ha sido históricamente muy reacio al cambio automático, por no decir que ha allanado el camino a los demás tipos de cambios automáticos.

Principio básico

Un cambio de doble embrague consiste básicamente en un cambio manual operado automáticamente. Así pues, la centralita del vehículo, en función de ciertos parámetros, como la posición del acelerador o el régimen de giro del motor, manda la orden de cambiar de marcha, siendo un mecanismo electrohidráulico quien acciona el embrague y engrana la velocidad correspondiente.

Sin embargo, este tipo de cambio posee una gran diferencia respecto a un cambio manual, y es que presenta dos embragues, dos ejes primarios, y dos ejes secundarios; es decir, es como si se tratase de dos cambios que actúan en paralelo. Estos dos embragues pueden ser monodisco en seco, o la opción más común, multidisco húmedo (bañados en aceite del propio cambio). Esta segunda opción es la más extendida, y presenta ventajas como un mayor control de la temperatura del embrague y un acoplamiento más suave. Por el contrario, requiere que la cantidad de aceite en el circuito de la caja de cambio sea mayor, lo que encarece el mantenimiento de la misma. Como curiosidad, de media, el precio del aceite de transmisión suele ser entre dos o tres veces mayor que el aceite de motor.

Un cambio de doble embrague es básicamente dos cambios manuales en paralelo que están operados automáticamente. Uno transmite el movimiento a las ruedas y el otro lleva engranada la siguiente velocidad, de forma que para cambiar de marcha tan solo es necesario desacoplar un embrague y acoplar el otro.

Así pues, a un embrague (junto a su primario y secundario) le corresponden las marchas pares, mientras que al otro le corresponden las impares. Esto permite circular en una marcha llevando la siguiente engranada. Es la centralita quien decide si la siguiente marcha corresponde a la superior o inferior. Por ejemplo, si ve que la velocidad a la que circula el vehículo aumenta rápidamente, así como el régimen de giro, entiende que estamos acelerando y engrana la siguiente velocidad. De esta forma, para cambiar de marcha tan solo es necesario desacoplar un embrague y acoplar el otro, consiguiendo completar ente proceso en menos de una décima de segundo, sin existir prácticamente pérdida de velocidad, y con una mejora notable tanto en el consumo como en las prestaciones.

Un poco de historia

La primera transmisión de doble embrague fue conceptualizado por el ingeniero militar de origen francés Adolphe Kègrese justo antes de la Primera Guerra Mundial (1914 – 1918), aunque nunca llegó a construir un modelo funcional.

No fue hasta principios de 1980 cuando Automotive Products (actualmente AP Racing) no retomó el concepto del cambio de doble embrague con el ingeniero Harry Webster a la cabeza, llevando a cabo varias pruebas sobre un Ford Fiesta mk1, un Ford Ranger y un Peugeot 205. Este cambio estaba controlado por un sistema puramente analógico, con una electrónica muy rudimentaria, lo cual hacía que no fuera lo suficientemente fiable como para su comercialización a gran escala. Por otro lado, Porsche llevaba desarrollando estos cambios desde 1964, hasta que en 1983 presentó el Porsche 956 que corrió Le Mans con un cambio PDK (siglas en alemán de transmisión de doble embrague de Porsche), al que se le unió el Audi Quattro S1 del Mundial de Rally.

Hubo que esperar hasta el año 2003 para que un fabricante comercializara el cambio de doble embrague en sus vehículos a gran escala. Este fabricante fue VW con el Golf R32 y cambio DSG, al que poco después se le sumaría el Audi TT 3.2 con cambio S-Tronic. Todo queda en familia, aunque Porsche optó apoyarse en ZF para el desarrollo comercial de su PDK. Viendo el éxito que cosechaba este tipo de transmisión, no tardaron en unirse a la fiesta BMW con su DKG, Ford con su PowerShift o Mercedes-Benz con sus AMG SpeedShift y 7G-DCT.

Funcionamiento

Para explicar el funcionamiento de este tipo de cambio nos vamos a centrar en el cambio DSG de seis relaciones, uno de los más extendidos, ya que casi todos trabajan de una forma muy similar.

En primer lugar, a la entrada del cambio, nos encontramos con dos embragues multidisco húmedos concéntricos, por donde se recibe el par motor desde el volante de inercia. El embrague exterior (K1) es el encargado de la 1ª, 3ª, 5ª y marcha atrás, ya que el tener un diámetro mayor soporta más par, y es por lo que se ha decidido colocar en él la primera velocidad y marcha atrás. Por tanto, el embrague interno (K2) se encarga de la 2ª, 4ª y 6ª velocidad. Para acoplar uno u otro se aplica aceite a presión en la cámara correspondiente, lo que empuja unos discos contra otros y se transmite el movimiento por fricción.

A continuación se disponen los dos ejes primarios, también de forma concéntrica, alojándose en el interior del eje primario 2 el eje primario 1, de mayor longitud. Sobre ambos ejes se disponen los diferentes engranajes helicoidales correspondientes a las diferentes relaciones. Por último, añadir que a través del primario 1, en su interior y concéntrico al mismo, se localiza el eje que mueve la bomba de aceite de la caja, y que está acoplado directamente al volante de inercia.

Como en una caja de cambios manual cualquiera, los engranajes del primario se conectan con los del secundario con la correspondiente relación de transmisión. Sin embargo, ahora los ejes secundarios no son concéntricos como ocurría con los primarios, sino que son paralelos. Además, sobre ellos se montan los sincronizadores encargados de realizar el acoplamiento o engrane de cada relación. Tanto los sincronizadores como las horquillas que los operan son similares a los de un cambio manual, salvo que las horquillas se accionan de forma electrohidráulica, y no mediante varillas. Al final de cada eje secundario nos encontramos con el piñón de salida que ataca al grupo diferencial.

Por último, y no menos importante, cabe mencionar el cerebro de la caja de cambios, el módulo Mecatronic que comanda todo el conjunto y que está formado por una unidad de control electrónica y por una unidad de mando electrohidráulica. Tal es la carga electrónica de esta transmisión que incluso dentro de la caja de cambios nos encontramos con múltiples sensores como los de velocidad de giro de cada eje (que consisten en una rueda fónica) y los de posición de cada horquilla, sin olvidar la información proveniente de sensores en otros puntos del vehículos compartidos con más sistemas del mismo. Así, es capaz de comprobar que una vez dada la orden de engranar cierta relación, la horquilla se ha desplazado a la posición correspondiente, y que la velocidad de giro del secundario es la esperada. De hecho, el módulo electrónico se encuentra en el interior de la propia caja, para que así pueda ser bañado por el aceite de transmisión y controlar su temperatura.

Con este artículo damos por concluida nuestra serie sobre el funcionamiento de cajas de cambio automáticas. Espero que te hayan gustado y hayas aprendido, de forman que ahora conozcas un poco mejor cada tipo y puedas decantarte por la que más te guste o se adecua a tus necesidades, y como no, rebatir con argumentos a tu cuñado o amigos en la barra del bar.

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