Una caja de cambios de cambio directo ( DSG , alemán : Direktschaltgetriebe [1] ) [2] [3] es una caja de cambios automática de doble embrague , [2] de múltiples ejes controlada electrónicamente , ya sea en un diseño de transmisión transaxle o tradicional (según según la configuración del motor/transmisión), con operación automática del embrague y con selección de marchas totalmente automática [2] o semimanual. Las primeras transmisiones de doble embrague surgieron de un desarrollo interno de Porsche para el Porsche 962 en los años 80.
En términos simples, un DSG automatiza dos cajas de cambios (y embragues) "manuales" separados contenidos dentro de una carcasa y que funcionan como una sola unidad. [2] [3] [4] Fue diseñado por BorgWarner y tiene licencia para el Grupo Volkswagen , con el apoyo de IAV GmbH . [ cita necesaria ] Al utilizar dos embragues independientes, [2] [4] un DSG puede lograr tiempos de cambio más rápidos [2] [4] y elimina el convertidor de par de una transmisión automática epicíclica convencional . [2]
En el momento de su lanzamiento en 2003, [2] [5] se convirtió en la primera transmisión automatizada de doble embrague del mundo en un automóvil de producción en serie, [2] [5] en el Volkswagen Golf Mk4 R32 del mercado alemán , [2] [5] y poco después a nivel mundial, en el Audi TT 3.2 original. [6] y el New Beetle TDI 2004+. Durante los primeros años de producción, esta transmisión DSG original solo estaba disponible en diseños de vehículos con motor delantero orientado transversalmente [2] , tracción delantera y tracción en las cuatro ruedas basados en Haldex Traction .
El primer transeje DSG que entró en producción para las principales marcas del Grupo Volkswagen tenía seis velocidades de avance (y una de retroceso) [5] [6] y usaba paquetes de embrague multidisco húmedo/sumergido [2] (código interno del Grupo Volkswagen: DQ250, Prefijo del código de piezas: 02E). [6] [7] Se ha acoplado a motores con hasta 350 N⋅m (260 lb⋅ft) de torque. [5] [6] La versión con tracción en dos ruedas pesa 93 kg (205 lb). Se fabrica en la planta del Grupo Volkswagen en Kassel , [2] con una producción diaria de 1.500 unidades. [5]
A principios de 2008, se lanzó otra primicia mundial [5] transmisión DSG de siete velocidades y 70 kg (150 lb) [5] (código interno del Grupo Volkswagen: DQ200, prefijo de código de piezas: 0AM) [7] [8] [9] estuvo disponible. Se diferencia del DSG de seis velocidades en que utiliza dos embragues secos monodisco (de diámetro similar). [9] Este paquete de embrague fue diseñado por LuK Clutch Systems, Gmbh. [10] Este DSG de siete velocidades se utiliza en automóviles más pequeños con tracción delantera con motores de menor cilindrada con menores pares de torsión , [5] [6] [9] como el Volkswagen Golf Mk6 , [5] [9] Volkswagen Polo Mk5 , [9] y el nuevo SEAT Ibiza . [6] Se ha acoplado a motores con hasta 250 N⋅m (180 lb⋅ft). [11] Tiene una capacidad de aceite considerablemente menor que el DQ250 de seis velocidades; este nuevo DQ200 utiliza sólo 1,7 litros (0,37 imp gal; 0,45 gal EE.UU.) de líquido de transmisión. [5]
En septiembre de 2010, VW lanzó un nuevo DSG de siete velocidades construido para soportar hasta 600 N⋅m (440 lb⋅ft), el DQ500. [12]
A finales de 2008, entró en producción en serie una nueva versión longitudinal [6] [13] S tronic [13] de siete velocidades del transeje DSG (código interno del Grupo Volkswagen: DL501, prefijo de código de piezas: 0B5). [7] Inicialmente, desde principios de 2009, sólo se utiliza en determinados coches Audi , y sólo con motores montados longitudinalmente . Al igual que el DSG original de seis velocidades, cuenta con un embrague multidisco húmedo doble concéntrico . [13] Sin embargo, esta variante en particular utiliza notablemente más placas: el embrague exterior más grande (para las marchas impares) utiliza 10 placas, mientras que el embrague interior más pequeño (que impulsa marchas pares y marcha atrás) utiliza 12 placas. [13] Otro cambio notable con respecto a los DSG transversales originales es el sistema de lubricación [14] [15] – Audi ahora utiliza dos circuitos de aceite totalmente separados. [13] Un circuito de aceite, que consta de 7,5 litros (1,65 imp gal; 1,98 US gal), lubrica los embragues hidráulicos y la mecatrónica con líquido de transmisión automática (ATF) especializado totalmente sintético, [13] mientras que el otro circuito de aceite lubrica los trenes de engranajes y diferenciales delantero y central con 4,3 litros (0,95 gal imp; 1,14 gal EE.UU.) de aceite para engranajes hipoides convencional . [13] Esta lubricación de doble circuito tiene como objetivo aumentar la confiabilidad general, debido a la eliminación de la contaminación cruzada de desechos y partículas de desgaste. [13] Tiene un límite de manejo de par de hasta 600 N⋅m (440 lb⋅ft), [6] y potencias de motor de hasta 330 kW (450 PS ; 440 bhp ). [6] Tiene una masa total, incluidos todos los lubricantes y el volante bimasa de 141,5 kg (312 lb). [6]
Inicialmente estaba disponible en sus variantes de tracción total quattro [7] y es muy similar al nuevo Porsche Doppel-Kupplung (PDK) suministrado por ZF Friedrichshafen [16] . [17] [18]
El motor de combustión interna acciona dos paquetes de embrague . [2] [4] El paquete de embrague exterior impulsa las marchas 1, 3, 5 [2] (y 7 cuando está instalado) y la marcha atrás [2] ; el paquete de embrague exterior tiene un diámetro mayor en comparación con el embrague interior y, por lo tanto, puede manejar mayores cargas de torque. El paquete de embrague interno impulsa las marchas 2, 4 y 6. [2] En lugar de un embrague monodisco seco grande estándar, cada paquete de embrague para el DSG de seis velocidades es una colección de cuatro pequeños discos de embrague intercalados húmedos (similares a un embrague multidisco húmedo para motocicleta ). Debido a limitaciones de espacio, los dos conjuntos de embrague son concéntricos y los ejes dentro de la caja de cambios son huecos y también concéntricos. [4] Debido a que los juegos de engranajes del paquete de embrague alternativo se pueden preseleccionar [2] [4] (cambios predictivos habilitados a través de la sección descargada de la caja de cambios), se evita el tiempo sin alimentación durante el cambio [2] [4] porque la transmisión del par simplemente se conmuta de un paquete de embrague a otro. [2] Si bien el DSG tiene uno de los tiempos de cambio más rápidos del mercado, la afirmación de que el DSG tarda solo unos 8 milisegundos en realizar cambios ascendentes no está probada con datos de terceros ni es afirmada por el fabricante.
La variante DSG que equipan los vehículos híbridos enchufables (como el Golf/Passat GTE y el Audi A3 e-tron) también cuentan con un tercer embrague cuya función es conectar el motor eléctrico al de combustión cuando se requieren ambas fuentes de energía. simultáneamente para propulsar el vehículo (la armadura del motor gira permanentemente con el eje de entrada de la transmisión) - también se activa para arrancar el motor de combustión desde el motor eléctrico siempre que la transmisión esté en la posición "N" - esto se debe a la Motor que no tiene un motor de arranque convencional .
La caja de cambios de cambio directo utiliza una palanca de cambios montada en el piso , muy similar a la de una transmisión automática convencional. [9] La palanca se opera en un plano recto "hacia adelante y hacia atrás" (sin ningún movimiento de compensación de " pata de perro ") y utiliza un botón adicional para ayudar a evitar una selección inadvertida de una posición inapropiada de la palanca de cambios.
La posición P de la palanca de cambios montada en el piso significa que la transmisión está en estacionamiento . Ambos paquetes de embrague están completamente desacoplados, todos los juegos de engranajes están desacoplados y se aplica un sólido bloqueo de transmisión mecánica a la corona del diferencial interno del DSG . Esta posición sólo debe utilizarse cuando el vehículo de motor esté parado. Además, esta es la posición que se debe establecer en la palanca de cambios antes de poder quitar la llave de encendido del vehículo.
La posición N de la palanca de cambios montada en el piso significa que la transmisión está en punto muerto . De manera similar a la P anterior, tanto los paquetes de embrague como todos los juegos de engranajes están completamente desacoplados; sin embargo, el bloqueo de estacionamiento también está desactivado.
Mientras el vehículo de motor está parado y en punto muerto ( N ), el conductor puede seleccionar D para conducir (después de pisar primero el pedal del freno ). El embrague exterior K2 de la transmisión se acopla al inicio del punto de mordida, mientras que en el eje de marcha alterna también se activa el embrague de marcha atrás K1. [2] [3] El paquete de embrague de segunda marcha (K2) se prepara para engranar. Cuando el conductor suelta el pedal del freno, la fuerza de sujeción del embrague K2 aumenta, lo que permite que la transmisión impulse las ruedas. Al pisar el pedal del acelerador se activa el embrague y se produce un aumento de la velocidad de avance del vehículo. Presionar el pedal del acelerador hasta el piso (aceleración fuerte) hará que la caja de cambios "baje" a primera marcha para proporcionar la aceleración asociada con la primera, aunque habrá una ligera vacilación mientras la caja de cambios deselecciona la segunda marcha y selecciona la primera. A medida que el vehículo acelera, la computadora de la transmisión determina cuándo se debe usar completamente la segunda marcha (que está conectada al segundo embrague). Dependiendo de la velocidad del vehículo y la cantidad de potencia del motor solicitada por el conductor (determinada por la posición del pedal del acelerador), el DSG luego aumenta los cambios. Durante esta secuencia, el DSG desacopla el primer embrague exterior y al mismo tiempo activa el segundo embrague interior [2] [3] (toda la potencia del motor ahora pasa por el segundo eje), completando así la secuencia de cambios. Esta secuencia dura una fracción de segundo (con la ayuda de una preselección) y se puede realizar sin levantar el acelerador, lo que resulta en una pérdida mínima de potencia. [2]
Una vez que el vehículo ha completado el cambio a segunda marcha, la primera marcha se deselecciona inmediatamente y se preselecciona la tercera marcha. [2] [3] Una vez que llega el momento de cambiar a 3ª, el segundo embrague se desacopla y el primer embrague se vuelve a acoplar. [2] Esta secuencia se repite a lo largo de los cambios de marcha.
Hacer cambios descendentes es similar a hacer cambios ascendentes, pero en orden inverso. A 600 milisegundos, el cambio descendente es necesariamente más lento, debido a que la unidad de control electrónico (ECU) del motor necesita "apretar" el acelerador para que la velocidad del cigüeñal del motor pueda coincidir con la velocidad adecuada del eje del engranaje. [2] Se produce un cambio descendente cuando la ECU detecta que el automóvil está desacelerando o cuando se requiere más potencia.
Los puntos de cambio reales están determinados por la ECU de la transmisión DSG, que controla una unidad hidromecánica. [2] La ECU de la transmisión, combinada con la unidad hidromecánica, se denomina colectivamente unidad o módulo mecatrónico [2] . Debido a que la ECU del DSG utiliza lógica difusa , se dice que el funcionamiento del DSG es adaptativo ; [ dudoso ] es decir, el DSG "aprenderá" cómo el usuario conduce el automóvil y adaptará progresivamente los puntos de cambio en consecuencia para adaptarse a los hábitos del conductor. [ cita necesaria ]
En la pantalla de instrumentos del vehículo, entre el velocímetro y el tacómetro , se muestran las posiciones disponibles de la palanca de cambios, la posición actual de la palanca de cambios está resaltada (en negrita) y la relación de transmisión actual en uso también se muestra como un número.
En condiciones de aceleración y desaceleración "normal", progresiva y lineal , el DSG cambia de forma secuencial ; es decir, bajo aceleración: 1° → 2° → 3° → 4° → 5° → 6°, y la misma secuencia invertida para desaceleración. Sin embargo, el DSG también puede omitir el método secuencial normal, al omitir marchas, y cambiar dos o más marchas. [3] Esto es más evidente si el automóvil se conduce a velocidades tranquilas en una de las marchas más altas con una ligera apertura del acelerador y luego se presiona el pedal del acelerador, activando la función kick-down . Durante el kick-down, el DSG saltará marchas, [9] cambiando directamente a la marcha más adecuada dependiendo de la velocidad y la apertura del acelerador. Este kick-down puede activarse mediante cualquier mayor apertura del pedal del acelerador y es completamente independiente de la resistencia adicional que se encuentra cuando el pedal se presiona completamente hasta el piso, lo que activará una función de kick-down similar cuando esté en modo de operación manual. La unidad de siete velocidades en las variantes Audi 2007 no cambiará automáticamente a la sexta marcha; más bien, permanece en quinta posición para mantener la potencia disponible a altas RPM mientras navega. [ cita necesaria ]
Cuando la palanca selectora de marchas montada en el piso está en la posición D , el DSG funciona en modo completamente automático, [3] [4] con énfasis en los cambios de marcha programados para ofrecer la máxima economía de combustible . [3] [9] Eso significa que los cambios subirán y bajarán muy temprano en el rango de revoluciones. A modo de ejemplo, en el Volkswagen Golf Mk5 GTI , la sexta marcha se activará alrededor de 52 km/h (32 mph), cuando se utiliza inicialmente la transmisión DSG con la adaptación predeterminada de la ECU; aunque con un estilo de conducción "agresivo" o "deportivo", el patrón de cambio adaptativo aumentará la velocidad del vehículo a la que se acopla la sexta marcha.
La palanca selectora de piso también tiene una posición S. [2] Cuando se selecciona S , el modo deportivo [2] se activa en el DSG. El modo deportivo todavía funciona como un modo completamente automático, [3] idéntico en funcionamiento al modo D , pero los cambios ascendentes y descendentes se realizan mucho más arriba en el rango de revoluciones del motor. [2] [3] [9] Esto ayuda a una conducción más deportiva, [2] al utilizar considerablemente más potencia del motor disponible y también maximizar el frenado del motor . Sin embargo, este modo tiene un efecto perjudicial sobre el consumo de combustible del vehículo , en comparación con el modo D. Es posible que este modo no sea ideal cuando se desea conducir de forma tranquila; ni cuando las condiciones de la carretera son muy resbaladizas debido al hielo, la nieve o la lluvia torrencial, porque se puede experimentar una pérdida de tracción de los neumáticos (las ruedas patinan durante la aceleración y también puede provocar que las ruedas se bloqueen durante los cambios descendentes a altas revoluciones del motor con el acelerador cerrado). En vehículos equipados con 4motion o quattro, esto puede compensarse parcialmente si la transmisión mantiene el acoplamiento permanente del diferencial trasero en modo S, por lo que la distribución de potencia en caso de pérdida de tracción en las ruedas delanteras puede mejorar marginalmente.
S está resaltado en la pantalla de instrumentos y, al igual que el modo D , la relación de transmisión utilizada actualmente también se muestra como un número.
La posición R de la palanca de cambios montada en el piso significa que la transmisión está en marcha atrás. Esto funciona de manera similar a D , pero solo hay una marcha atrás. Cuando se selecciona, R se resalta en la pantalla del instrumento.
Además, la palanca de cambios del piso también tiene otro plano de operación, para el modo manual [3] [4] , con posiciones + y − accionadas por resorte . Este plano se selecciona alejando la palanca del conductor (en vehículos con el asiento del conductor a la derecha, la palanca se empuja hacia la izquierda, y en automóviles con volante a la izquierda , la palanca se empuja hacia la derecha) cuando está en D solo modo. Cuando se selecciona este plano, el DSG ahora se puede controlar como una caja de cambios manual , aunque sólo bajo un patrón de cambios secuencial .
En la mayoría de las aplicaciones (VW), la lectura en la pantalla de instrumentos cambia a 6 5 4 3 2 1 y, al igual que los modos automáticos, la relación de transmisión utilizada actualmente está resaltada o resaltada. En otras versiones (p. ej., en el Audi TT) en la pantalla aparece sólo M seguido de la marcha actualmente seleccionada; por ejemplo, M1 , M2 , etc.
Para subir una marcha, se empuja la palanca hacia adelante (contra la presión del resorte) hacia + , y para bajar, se tira de la palanca hacia atrás, hacia - . La transmisión DSG ahora puede funcionar y los cambios de marcha los determina (principalmente) el conductor. Este método de funcionamiento se denomina comúnmente tiptronic . [2] En aras de la preservación del motor, al acelerar en modo Manual/tiptronic, el DSG seguirá subiendo automáticamente justo antes de la línea roja , y al desacelerar, bajará automáticamente a revoluciones muy bajas, justo antes de la velocidad de ralentí del motor. (mantenerse a flote). Además, si el conductor solicita una marcha cuando no es apropiada (por ejemplo, solicitando un cambio descendente cuando la velocidad del motor está cerca de la línea roja), el DSG no cambiará a la marcha solicitada por el conductor. [3]
Las variantes actuales del DSG seguirán reduciendo la marcha a la relación de marcha más baja posible cuando se activa el botón kick-down a toda velocidad mientras se está en modo manual. En modo Manual, este kick-down sólo se activa mediante un botón adicional en la parte inferior del recorrido del pedal del acelerador; a menos que se presione, el DSG no reducirá la marcha y simplemente realizará una aceleración a fondo en cualquier marcha que se estuviera utilizando anteriormente.
Inicialmente [ ¿cuándo? ] disponible en ciertos [ ejemplo necesario ] autos de alta potencia [ cuantificar ] y aquellos con un nivel de equipamiento "deportivo" [ se necesita más explicación ] , como aquellos que usan los motores 2.0 T FSI y 3.2/3.6 VR6 [2] — dirección estaban disponibles paletas de cambio montadas en las ruedas [3] [4] . Sin embargo, ahora se ofrecen (ya sea como equipamiento incluido de serie o como extra opcional de fábrica) en prácticamente todos los automóviles equipados con DSG, en todas las gamas de modelos, incluidas aplicaciones de menor potencia, como el Volkswagen Golf Plus de 105 CV . [9]
Estos funcionan de manera idéntica a la palanca de cambios montada en el piso cuando se coloca al otro lado de la puerta en modo manual. Las levas de cambio tienen dos ventajas distintas: el conductor puede mantener ambas manos en el volante de forma segura cuando utiliza el modo Manual/tiptronic; y el conductor puede anular manualmente temporalmente cualquiera de los programas automáticos ( D o S ), [9] y obtener control manual instantáneo de la transmisión DSG [9] (dentro de las limitaciones descritas anteriormente).
Si la anulación manual activada por el cambio de paletas de uno de los modos automáticos ( D o S ) se usa de manera intermitente, la transmisión DSG volverá de forma predeterminada al modo automático previamente seleccionado después de una duración predeterminada de inactividad de las paletas, o cuando el vehículo se detenga. . Alternativamente, si el conductor desea volver inmediatamente al control completamente automático, puede hacerlo activando y manteniendo presionada la paleta + [9] durante al menos dos segundos.
Los vehículos del Grupo Volkswagen con caja de cambios DSG incluyen: [7]
Después de utilizar originalmente el apodo de DSG , Audi posteriormente cambió el nombre de su caja de cambios de cambio directo a S tronic .
Las cajas de cambios DQ200 de 7 velocidades y DQ250 de 6 velocidades a veces sufren una pérdida de potencia (desacoplamiento de los engranajes) debido al cortocircuito de los cables causado por la acumulación de azufre en el aceite de la transmisión. [30]
En agosto de 2009, Volkswagen of America emitió dos retiradas del mercado de vehículos equipados con DSG. El primero involucró a 13.500 vehículos [31] y tenía como objetivo abordar cambios no planificados a la marcha neutral, [31] mientras que el segundo involucró problemas similares (para entonces atribuidos a sensores de temperatura defectuosos) y se aplicó a 53.300 vehículos. [31] [32] [33] Estos retiros del mercado surgieron como resultado de investigaciones llevadas a cabo por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en Carreteras de EE. UU. (NHTSA), [34] donde los propietarios informaron a la NHTSA una pérdida de potencia mientras conducían. [31] Esta investigación preliminar encontró que sólo los vehículos modelo 2008 y 2009 estaban afectados. [31] [34]
En noviembre de 2009, Volkswagen retiró del mercado ciertos modelos Golf, Jetta, EOS, Passat y Caddy equipados con transmisión DQ250 DSG de 6 velocidades porque la caja de cambios puede leer la temperatura del embrague incorrectamente, lo que conduce al modo de protección del embrague, provocando una pérdida de potencia. [35]
Desde 2009 ha habido preocupaciones generalizadas por parte de los consumidores chinos, particularmente entre la comunidad en línea, quienes expresaron que Volkswagen no ha respondido a las quejas sobre defectos en sus vehículos equipados con DSG. Los problemas típicos asociados con el DSG de 6 velocidades incluyen ruido anormal e imposibilidad de cambiar de marcha; mientras que los problemas asociados con el DSG de 7 velocidades incluyen ruido anormal, impacto excesivo al cambiar, aumento anormal en las RPM del motor , indicador de marcha parpadeante en el tablero e imposibilidad de cambiar a marchas pares. [ cita necesaria ] En marzo de 2012, el organismo de control de calidad de China, la Administración General de Supervisión de Calidad, Inspección y Cuarentena (AQSIQ), dijo que había estado en contacto con Volkswagen (China) e instó al fabricante de automóviles a investigar los problemas. [36] [37] En una encuesta realizada por Gasgoo.com (China) a 2.937 expertos y conocedores de la industria, el 83% de los encuestados creía que el fabricante de automóviles debería considerar un retiro completo del vehículo. [38] En marzo de 2012, el Grupo Volkswagen China admitió que podría haber un problema en sus cajas de cambios DSG de siete velocidades que podría afectar a aproximadamente 500.000 vehículos de sus diversas filiales en China. [39] Desde entonces se ha ofrecido una actualización de software para los vehículos afectados en un intento de reparar el problema.
Según 163.com, uno de los portales web más populares de China, en marzo de 2012 aproximadamente una cuarta parte de las quejas sobre problemas encontrados en automóviles en el mercado automotriz de China se presentaron contra vehículos equipados con DSG fabricados por Volkswagen. [40] Los cinco modelos principales que dominan esas quejas fueron:
Cabe señalar que el Touareg nunca ha estado equipado con una transmisión DSG.
El 15 de marzo de 2013, la Televisión Central de China emitió un programa con motivo del Día Mundial de los Derechos del Consumidor . El programa criticó la cuestión asociada con los vehículos equipados con DSG fabricados por Volkswagen. El 17 de marzo de 2013, el Grupo Volkswagen China anunció en su Weibo oficial que retiraría voluntariamente los vehículos equipados con cajas DSG. [41] Algunas fuentes han estimado que la tasa de fallas de los vehículos equipados con DSG vendidos en China es superior a 20.000 por millón vendido. [ cita necesaria ]
VW Suecia dejó de vender el Passat EcoFuel DSG como taxi después de que muchos coches tuvieran problemas con la caja de cambios DSG de 7 velocidades. En su lugar, ofrecieron el Touran EcoFuel DSG, que utiliza una versión actualizada de la misma caja de cambios DSG. [42]
El retiro se extendió a Japón y se retiraron 91.000 (VW y Audi que usan el mismo DSG). [43]
13 días después del retiro del mercado en Singapur, Volkswagen Malasia también anunció un retiro del mercado para el DSG de 7 velocidades. La compañía no emitió ningún comunicado oficial, pero se afirmó que un total de 3.962 estuvieron involucrados en el ejercicio de retirada de unidades: unidades producidas entre junio de 2010 y junio de 2011, siendo los vehículos afectados Golf, Polo, Scirocco, Cross Touran, Passat y Modelos Jetta equipados con la transmisión. [44]
15 de octubre de 2019, retirada en Australia de cajas de cambios DSG de 7 velocidades. Debido a un fallo de producción, con el tiempo puede producirse una fisura en el acumulador de presión de la transmisión. Si el acumulador de presión se agrieta, se pierde aceite y presión en el sistema hidráulico de la caja de cambios. De este modo se interrumpe la transmisión de potencia del motor a través de la caja de cambios. La experiencia de este síntoma sería comparable a presionar el embrague en un vehículo equipado con transmisión manual. Esto podría aumentar la probabilidad de que se produzca un accidente que afecte a los ocupantes del vehículo y al resto de usuarios de la vía. [45]