Una caja de cambios de cambio directo ( DSG , en alemán : Direktschaltgetriebe [1] ) [2] [3] es una caja de cambios automática de doble embrague [2] , de múltiples ejes y controlada electrónicamente , ya sea con un diseño de transmisión transaxle o tradicional (según la configuración del motor/transmisión), con operación de embrague automatizada y con selección de marchas completamente automática [2] o semimanual. Las primeras transmisiones de doble embrague se derivaron del desarrollo interno de Porsche para el Porsche 962 en la década de 1980.
En términos simples, un DSG automatiza dos cajas de cambios "manuales" separadas (y embragues) contenidas dentro de una carcasa y que funcionan como una unidad. [2] [3] [4] Fue diseñado por BorgWarner y está licenciado al Grupo Volkswagen , con el apoyo de IAV GmbH . [ cita requerida ] Al usar 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 epicicloidal convencional . [2]
En el momento de su lanzamiento en 2003, [2] [5] se convirtió en la primera transmisión de doble embrague automatizada 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 en todo el mundo, 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 basada en Haldex Traction .
El primer cambio DSG que entró en producción para las principales marcas del Grupo Volkswagen tenía seis velocidades de avance (y una de retroceso) [5] [6] y utilizaba 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 par. [5] [6] La versión con tracción en dos ruedas pesa 93 kg (205 lb). Se fabrica en la planta de Kassel del Grupo Volkswagen , [2] con una producción diaria de 1.500 unidades. [5]
A principios de 2008, se puso a disposición otra primera transmisión DSG de siete velocidades de 70 kg (150 lb) del mundo [5] [5] (código interno del Grupo Volkswagen: DQ200, prefijo del código de piezas: 0AM) [7] [8] [9] . Se diferencia de la DSG de seis velocidades en que utiliza dos embragues secos de placa única (de diámetro similar). [9] Este paquete de embrague fue diseñado por LuK Clutch Systems, Gmbh. [10] Esta DSG de siete velocidades se utiliza en automóviles más pequeños con tracción delantera y motores de menor cilindrada con salidas de par más bajas, [5] [6] [9] como el Volkswagen Golf Mk6 , [5] [9] Volkswagen Polo Mk5 , [9] y el nuevo SEAT Ibiza . [6] Se ha emparejado con motores de hasta 250 N⋅m (180 lb⋅ft). [11] Tiene considerablemente menos capacidad de aceite que el DQ250 de seis velocidades; este nuevo DQ200 utiliza solo 1,7 litros (0,37 gal imp; 0,45 gal EE.UU.) de líquido de transmisión. [5]
En septiembre de 2010, VW lanzó una nueva DSG de siete velocidades diseñada para soportar hasta 600 N⋅m (440 lb⋅ft), la DQ500. [12]
A finales de 2008, entró en producción en serie una versión totalmente nueva de siete velocidades longitudinales [6] [13] S tronic [13] del transeje DSG (código interno del Grupo Volkswagen: DL501, prefijo del código de piezas: 0B5). [7] Inicialmente, desde principios de 2009, solo se utiliza en ciertos automóviles Audi , y solo 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 externo más grande (para las marchas impares) utiliza 10 placas, mientras que el embrague interno más pequeño (que impulsa las marchas pares y la 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 fluido de transmisión automática especializado totalmente sintético (ATF), [13] mientras que el otro circuito de aceite lubrica los trenes de engranajes y los diferenciales delantero y central con 4,3 litros (0,95 imp gal; 1,14 US gal) de aceite de engranaje hipoide convencional . [13] Esta lubricación de doble circuito tiene como objetivo aumentar la confiabilidad general, debido a la eliminación de la contaminación cruzada de residuos y partículas de desgaste. [13] Tiene un límite de manejo de torque 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 de inercia de doble masa de 141,5 kg (312 lb). [6]
Este estaba disponible inicialmente 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 acciona 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 par. El paquete de embrague interior acciona 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 (similar a un embrague multidisco húmedo de motocicleta ). Debido a las 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 energía mientras se cambia [2] [4] porque la transmisión de torque simplemente se cambia de un paquete de embrague al otro. [2] Si bien el DSG tiene uno de los tiempos de cambio más rápidos del mercado, la afirmación de que el DSG toma solo alrededor de 8 milisegundos para cambiar a una marcha superior no está probada con datos de terceros ni es reclamada por el fabricante.
La variante de DSG instalada en los vehículos híbridos enchufables (como el Golf/Passat GTE y el Audi A3 e-tron) también tiene un tercer embrague: su función es conectar el motor eléctrico al motor 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 que el motor 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 desplazamiento en " dog-leg ") y utiliza un botón adicional para ayudar a prevenir una selección inadvertida de una posición inapropiada de la palanca de cambios.
La posición P de la palanca de cambios situada en el suelo significa que la transmisión está en la posición de estacionamiento . Ambos paquetes de embrague están completamente desacoplados, todos los juegos de marchas están desacoplados y se aplica un bloqueo mecánico sólido de la transmisión a la corona del diferencial interno del DSG . Esta posición solo debe utilizarse cuando el vehículo está parado. Además, esta es la posición que debe establecerse en la palanca de cambios antes de poder retirar 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 posición P anterior, ambos paquetes de embrague y todos los juegos de marchas están completamente desacoplados; sin embargo, el bloqueo de estacionamiento también está desacoplado.
Mientras el vehículo motorizado está parado y en punto muerto ( N ), el conductor puede seleccionar D para conducir (después de presionar primero el pedal del freno ). El embrague externo K2 de la transmisión se acopla al comienzo del punto de mordida, mientras que en el eje de la marcha alternativa también se selecciona el embrague de marcha atrás K1. [2] [3] El paquete de embrague para la segunda marcha (K2) se prepara para acoplarse. 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 presionar el pedal del acelerador, se acopla el embrague y se produce un aumento de la velocidad del vehículo hacia adelante. Al presionar el pedal del acelerador hasta el fondo (aceleración fuerte) hará que la caja de cambios "reduzca" 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 utilizar por completo la segunda marcha (que está conectada al segundo embrague). En función de la velocidad del vehículo y de la cantidad de potencia del motor solicitada por el conductor (determinada por la posición del pedal del acelerador), la DSG cambia a una marcha superior. Durante esta secuencia, la DSG desacopla el primer embrague externo y, al mismo tiempo, acopla el segundo embrague interno [2] [3] (toda la potencia del motor pasa ahora por el segundo eje), completando así la secuencia de cambios. Esta secuencia dura una fracción de segundo (ayudada por la preselección) y se puede realizar sin levantar el acelerador, lo que da como resultado una pérdida de potencia mínima. [2]
Una vez que el vehículo ha completado el cambio a la segunda marcha, se deselecciona inmediatamente la primera marcha y se preselecciona la tercera marcha. [2] [3] Una vez que llega el momento de cambiar a la tercera, el segundo embrague se desacopla y el primer embrague se vuelve a acoplar. [2] Esta secuencia se repite a través de los cambios de marcha.
El cambio a una marcha inferior es similar al cambio a una marcha superior, pero en orden inverso. A los 600 milisegundos, el cambio a una marcha inferior es necesariamente más lento, debido a que la unidad de control electrónico (ECU) del motor necesita "acelerar" para que la velocidad del cigüeñal del motor coincida con la velocidad adecuada del eje de la caja de cambios. [2] Un cambio a una marcha inferior se produce cuando la ECU detecta que el coche está reduciendo la velocidad o cuando se necesita 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 denominan colectivamente unidad o módulo mecatrónico [2] . Debido a que la ECU de la DSG utiliza lógica difusa , se dice que el funcionamiento de la DSG es adaptativo ; [ dudoso – discutir ] es decir, la DSG "aprenderá" cómo conduce el usuario el automóvil y adaptará progresivamente los puntos de cambio en consecuencia para adaptarse a los hábitos del conductor. [ cita requerida ]
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 se resalta (en negrita) y la relación de transmisión actual en uso también se muestra como un número.
En condiciones de aceleración y desaceleración "normales", progresivas y lineales , la DSG cambia de marcha de manera secuencial ; es decir, en aceleración: 1.ª → 2.ª → 3.ª → 4.ª → 5.ª → 6.ª, y la misma secuencia a la inversa para la desaceleración. Sin embargo, la DSG también puede omitir el método secuencial normal, saltándose marchas, y cambiar dos o más marchas. [3] Esto es más evidente si el coche se conduce a velocidades tranquilas en una de las marchas más altas con una apertura ligera del acelerador, y luego se presiona el pedal del acelerador, activando la función de reducción de marcha . Durante la reducción de marcha, la DSG se salta marchas, [9] cambiando directamente a la marcha más adecuada según la velocidad y la apertura del acelerador. Esta función de reducción de marcha se puede activar con cualquier aumento de la apertura del pedal del acelerador y es completamente independiente de la resistencia adicional que se encuentra cuando el pedal se presiona a fondo, lo que activará una función de reducción de marcha similar cuando se esté en modo de operación manual. La unidad de siete velocidades en las variantes Audi 2007 no cambiará automáticamente a la 6.ª marcha, sino que se quedará en la 5.ª para mantener la potencia disponible a altas RPM mientras se conduce. [ cita requerida ]
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. Como ejemplo, en el Volkswagen Golf Mk5 GTI , la sexta marcha se acoplará alrededor de 52 km/h (32 mph), cuando se usa inicialmente la transmisión DSG con la adaptación de la ECU predeterminada; 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 del piso también tiene una posición S. [2] Cuando se selecciona S , se activa el modo deportivo [2] en el DSG. El modo deportivo sigue funcionando 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 forma de conducción más deportiva, [2] al utilizar considerablemente más la potencia disponible del motor y también maximizar el frenado del motor . Sin embargo, este modo tiene un efecto perjudicial en el consumo de combustible del vehículo , en comparación con el modo D. Este modo puede no ser ideal para usar cuando se desea conducir de manera 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 (patinaje de las ruedas durante la aceleración, y también puede resultar en el bloqueo de las ruedas de la carretera durante los cambios descendentes a altas revoluciones del motor con el acelerador cerrado). En los vehículos equipados con 4motion o quattro, esto puede compensarse parcialmente si el sistema de transmisión mantiene el acoplamiento permanente del diferencial trasero en modo S, por lo que la distribución de potencia en caso de pérdida de tracción de las ruedas delanteras puede mejorarse marginalmente.
S se resalta en la pantalla del instrumento 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 reversa. Esto funciona de manera similar a D , pero solo hay una marcha atrás. Cuando se selecciona, R se resalta en la pantalla de instrumentos.
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 solo está en modo D. Cuando se selecciona este plano, la DSG ahora se puede controlar como una caja de cambios manual , aunque solo bajo un patrón de cambio 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 en los modos automáticos, la relación de transmisión utilizada actualmente se resalta o se pone en negrita. En otras versiones (por ejemplo, en el Audi TT), la pantalla muestra solo M seguida de la marcha seleccionada actualmente; por ejemplo, M1 , M2 , etc.
Para cambiar a una marcha superior, se empuja la palanca hacia adelante (contra la presión de un resorte) hacia el + , y para cambiar a una marcha inferior, se tira de la palanca hacia atrás hacia el − . La transmisión DSG ahora puede operarse con los cambios de marcha determinados (principalmente) por el conductor. Este método de operación se llama comúnmente tiptronic . [2] En aras de la conservación del motor, al acelerar en modo manual/tiptronic, el DSG seguirá cambiando automáticamente a una marcha superior justo antes de la línea roja , y al desacelerar, cambiará a una marcha inferior automáticamente a revoluciones muy bajas, justo antes de la velocidad de ralentí del motor (tickover). Además, si el conductor solicita una marcha cuando no es apropiada (por ejemplo, solicitando un cambio a una marcha inferior 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 de la DSG seguirán reduciendo la marcha a la relación de marcha más baja posible cuando se active el botón de reducción a fondo mientras se pisa el acelerador en el modo manual. En el modo manual, esta reducción solo se activa mediante un botón adicional en la parte inferior del recorrido del pedal del acelerador; a menos que se presione este botón, la DSG no reducirá la marcha y simplemente realizará una aceleración a fondo en la marcha que se estuviera utilizando anteriormente.
Inicialmente [ ¿cuándo? ] disponibles en ciertos [ ejemplo necesario ] coches de alta potencia [ cuantificar ] , y aquellos con un nivel de equipamiento "deportivo" [ se necesita más explicación ] , como los que utilizan los motores 2.0 T FSI y 3.2/3.6 VR6 [2] — las levas de cambio montadas en el volante [3] [4] estaban disponibles. Sin embargo, ahora se ofrecen (ya sea como un equipamiento incluido de serie o como un extra opcional de fábrica) en prácticamente todos los coches equipados con DSG, en todas las gamas de modelos, incluidos los modelos con 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 sobre el portón en modo manual. Las palancas de cambio tienen dos ventajas distintivas: el conductor puede mantener con seguridad ambas manos en el volante cuando utiliza el modo Manual/Tiptronic; y el conductor puede anular manualmente de forma temporal cualquiera de los programas automáticos ( D o S ), [9] y obtener el control manual instantáneo de la transmisión DSG [9] (dentro de las limitaciones descritas anteriormente).
Si se utiliza de forma intermitente la anulación manual de uno de los modos automáticos ( D o S ) activados mediante las levas de cambio , la transmisión DSG volverá al modo automático seleccionado previamente después de un tiempo predeterminado de inactividad de las levas o cuando el vehículo se detenga. Alternativamente, si el conductor desea volver inmediatamente al control totalmente automático, puede hacerlo activando y manteniendo presionada la leva + [9] durante al menos dos segundos.
Los vehículos del Grupo Volkswagen con caja de cambios DSG incluyen: [7]
Después de utilizar originalmente el nombre DSG , Audi posteriormente renombró 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 pérdida de potencia (desacoplamiento de marchas) debido a cortocircuitos en los cables causados por una acumulación de azufre en el aceite de transmisión. [30]
En agosto de 2009, Volkswagen of America emitió dos llamados a revisión de vehículos equipados con DSG. El primero afectó a 13.500 vehículos [31] y tenía como objetivo solucionar cambios no planificados a la marcha neutra [31] , mientras que el segundo afectó a 53.300 vehículos por problemas similares (atribuidos en ese momento a sensores de temperatura defectuosos). [31] [32] [33] Estos llamados a revisión surgieron como resultado de investigaciones realizadas por la Administración Nacional de Seguridad del Tráfico en las Carreteras (NHTSA) de los EE. UU. [34] , en las que los propietarios informaron a la NHTSA de una pérdida de potencia mientras conducían. [31] Esta investigación preliminar encontró que solo los vehículos de los años 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 DSG DQ250 de 6 velocidades porque la caja de cambios puede leer incorrectamente la temperatura del embrague, lo que lleva al modo de protección del embrague, causando una pérdida de potencia. [35]
Desde 2009 ha habido preocupaciones generalizadas de los consumidores chinos, particularmente entre la comunidad en línea, que 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 incapacidad para cambiar de marcha; mientras que los problemas asociados con el DSG de 7 velocidades incluyen ruido anormal, sacudida excesiva del cambio, aumento anormal de las RPM del motor , indicador de marcha parpadeante en el tablero e incapacidad para cambiar a marchas pares. [ cita requerida ] 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 personas con información privilegiada 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, Volkswagen Group 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 detectados en automóviles en el mercado automovilístico de China se dirigieron contra vehículos equipados con DSG fabricados por Volkswagen. [40] Los cinco modelos principales que dominan esas quejas fueron:
Cabe destacar que el Touareg nunca estuvo equipado con una transmisión DSG.
El 15 de marzo de 2013, la Televisión Central de China emitió un programa para el Día Mundial de los Derechos del Consumidor . El programa criticó el problema asociado con los vehículos equipados con DSG fabricados por Volkswagen. El 17 de marzo de 2013, Volkswagen Group China anunció en su Weibo oficial que retirará voluntariamente del mercado 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 requerida ]
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, ofreció el Touran EcoFuel DSG, que utiliza una versión actualizada de la misma caja de cambios DSG. [42]
El retiro se ha extendido a Japón con 91.000 unidades (VW y Audi que usan el mismo DSG) retiradas. [43]
13 días después del retiro de Singapur, Volkswagen Malasia también anunció un retiro del mercado de la transmisión DSG de 7 velocidades. La empresa no emitió ningún comunicado oficial, pero afirmó que un total de 3.962 unidades estaban involucradas en el retiro del mercado: unidades producidas entre junio de 2010 y junio de 2011, siendo los vehículos afectados los modelos Golf, Polo, Scirocco, Cross Touran, Passat y Jetta equipados con esta transmisión. [44]
15 de octubre de 2019, retirada de Australia de cajas de cambios DSG de 7 velocidades. Debido a un fallo de fabricación, con el tiempo puede producirse una grieta 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. Como resultado, se interrumpe la transmisión de potencia del motor a través de la caja de cambios. La experiencia de este síntoma sería comparable a pisar el embrague en un vehículo equipado con una transmisión manual. Esto podría aumentar la probabilidad de un accidente que afecte a los ocupantes del vehículo y a otros usuarios de la carretera. [45]