Para entender cómo funciona una transmisión semiautomática, tendremos que recordar el diseño de una transmisión manual convencional. La base de una transmisión manual clásica se compone de dos ejes: uno primario (conducción) y otro secundario (impulsado). El par del motor se transmite al eje primario a través de un engranaje de embrague. El par convertido se transfiere a las ruedas motrices desde el eje secundario. Tanto el eje primario como el secundario están equipados con engranajes que se acoplan por pares. Pero en el primario, los engranajes están fijados rígidamente y en el secundario, giran libremente. En la posición “neutral”, todos los engranajes secundarios giran libremente sobre el eje, es decir, el par no se transmite a las ruedas.
Antes de poner una marcha en un automóvil, un conductor presiona un embrague, desconectando el eje primario de un motor. Luego, mediante el uso de una palanca de la caja de cambios, se mueven dispositivos especiales, sincronizadores, a través del sistema de tracción en el eje secundario. Al realizar la conexión, el embrague del sincronizador bloquea rígidamente el engranaje secundario de velocidad deseado en el eje. Después del acoplamiento del embrague, el par con un coeficiente determinado comienza a transmitirse al eje secundario, y desde este al engranaje principal y las ruedas. Para reducir la longitud total de la caja, el eje secundario a menudo se divide en dos, distribuyendo los engranajes impulsados entre ellos.
El principio de funcionamiento de las cajas de cambios semiautomáticas es absolutamente el mismo. La única diferencia es que los servo-actuadores se encargan de cerrar y abrir el embrague y seleccionar marchas. Muy a menudo, este es un motor eléctrico paso a paso con una caja de cambios y una unidad de servo. Pero también hay actuadores hidráulicos.
Una unidad electrónica controla los actuadores. A la orden de cambiar, el primer servo presiona el embrague, el segundo mueve los sincronizadores, poniendo la marcha deseada. Luego, el primero suelta lentamente el embrague. Por lo tanto, el pedal del embrague ya no es necesario en la cabina: cuando se recibe el comando, la electrónica hará todo por sí misma. En modo automático, el comando para cambiar de marcha proviene de una computadora que tiene en cuenta la velocidad, la velocidad del motor, los datos del ESP, ABS y otros sistemas. Y en el modo manual, un conductor da la orden de cambiar usando un selector de caja de cambios o paletas de cambio.
El problema de la transmisión semiautomática es la falta de retroalimentación del embrague. Una persona siente el momento del cierre de los discos y puede cambiar la velocidad rápida y suavemente. Y la electrónica tiene que tener cuidado: para evitar tirones y mantener el embrague, la transmisión semiautomática interrumpe el flujo de potencia del motor a las ruedas durante mucho tiempo durante el turno. Aparecen caídas incómodas durante la aceleración. La única forma de lograr la comodidad al cambiar es reduciendo su tiempo. Y esto, por desgracia, significa un aumento en el precio de toda la unidad.
Una DCT (transmisión de doble embrague) que apareció a principios de los 80 fue una solución revolucionaria. Consideremos su trabajo en el ejemplo de una caja DSG de 6 velocidades de la empresa Volkswagen. La caja de cambios tiene dos ejes secundarios con engranajes impulsados y sincronizadores ubicados en ellos, como una caja de cambios mecánica Golf de seis velocidades. El truco es que también hay dos ejes principales: se insertan entre sí según el principio de una muñeca Matroska. Cada uno de los ejes está conectado al motor a través de un embrague multidisco independiente. Los engranajes de la segunda, cuarta y sexta marchas se fijan en el eje primario externo, la primera, tercera, quinta y marcha atrás se fijan en el interno. Digamos que un automóvil comienza a acelerar desde el reposo. La primera marcha es real (el embrague bloquea la marcha conducida de la primera velocidad). El primer embrague se cierra y el par se transmite a las ruedas a través del eje primario interno. ¡Vamos! Pero simultáneamente con la activación de la primera velocidad, la electrónica inteligente predice la activación posterior de la segunda y bloquea su marcha secundaria. Es por eso que estos cuadros también se denominan pre-selectivos. Por lo tanto, dos engranajes son reales a la vez, pero no hay atascos: el engranaje impulsor de la segunda velocidad está ubicado en el eje externo, cuyo embrague aún está abierto.
Cuando el automóvil acelera lo suficiente y la computadora decide cambiar, el primer embrague se abre y el segundo se cierra al mismo tiempo. El par ahora pasa por el eje primario externo y un par de la segunda marcha. La tercera marcha ya está seleccionada en el eje interior. Al reducir la velocidad, las mismas operaciones ocurren en orden inverso. La transición se lleva a cabo casi sin interrumpir el flujo de energía y a una velocidad fantástica. La caja de golf en serie cambia en ocho milisegundos. ¡Compare con 150 ms en el Ferrari Enzo!
Las cajas de doble embrague son más eficientes y rápidas que las mecánicas tradicionales, así como más cómodas que las automáticas. Su principal inconveniente es el elevado precio. El segundo problema, la incapacidad de transmitir un par elevado, se resolvió con la llegada del DSG de Ricardo al cupé Bugatti Veyron de 1000 caballos de fuerza. Pero por ahora, el destino de la mayoría de los super-deportivos son las transmisiones semiautomáticas. Aunque, por ejemplo, la caja del Ferrari 599 GTB Fiorano no es rival para el Easytronic de Opel: el tiempo de conmutación del super robot se estima en decenas de milisegundos.
Hoy, no solo Volkswagen tiene cajas DCT, sino también BMW, Ford, Mitsubishi y FIAT. Las cajas pre-selectivas han sido reconocidas incluso por los ingenieros de Porsche, que utilizan solo tecnologías probadas en sus coches. Los analistas predicen que, en el futuro, DCT y CVT serán las transmisiones más comunes. Y los días del tercer pedal, al parecer, están contados; pronto desaparecerá incluso de los mejores autos deportivos. La humanidad elige lo que es más conveniente.
Esta es una traducción. Puede leer el original aquí: https://www.drive.ru/technic/4efb332e00f11713001e3f50.html
Publicado Noviembre 18, 2021 • 5m para leer
