Así funcionan las transmisiones de doble embrague

Cambios de marcha rápidos y sin interrupción de la fuerza de tracción, así como el máximo empuje. Hace 40 años, cuando las transmisiones de doble embrague se comenzaron a utilizar en los coches de carreras, esta tecnología garantizaba vueltas de circuito más veloces. 

Las primeras aplicaciones y patentes se remontan a la década de 1930. Dependiendo del fabricante, la caja de cambios de doble embrague tiene muchas denominaciones: Powershift, PDK o DCT son solo algunas de ellas.

Pero todas significan lo mismo: los cambios se engranan sin embrague, como en el caso de la transmisión automática, y funciona con más eficacia que una caja de cambios manual. 

La sigla DSG, de uso más generalizado, proviene de una pieza llamada en alemán "Direktschaltgetriebe" (Direct Shift Gearbox o caja de cambio directo), nombre que eligió el fabricante alemán Volkswagen para su producto. 

¿Quién opta por una transmisión automática de este tipo y en qué se diferencia esta de una automática convencional de convertidor de par?

"La transmisión que elijan los conductores depende de su presupuesto, pero también es una cuestión filosófica", señala Marcel Mühlich, del Auto Club Europa (ACE), el segundo automóvil club más importante de Alemania. 

El experto añade que las transmisiones manuales son más accesibles, tienen un diseño sencillo y cuentan con años de desarrollo y optimización. "Los conductores deportivos prefieren la transmisión manual, a pesar de que las DSG permiten cambios de marcha más rápidos", explica. 

Sin embargo, un cambio automático ofrece a los conductores más comodidad. Tanto el de doble embrague como el clásico automático de convertidor de par cambian las marchas automáticamente, y el conductor no cuenta con un pedal de embrague. Sin embargo, a menudo los cambios de marcha también pueden iniciarse, por ejemplo, mediante las levas en el volante o la palanca selectora.

Un DSG funciona con dos embragues de accionamiento automático: uno para el arranque y el cambio de las marchas impares, el segundo para las marchas pares. Esto significa que la transmisión se anticipa a la marcha inmediatamente más alta o más baja, dependiendo de si el conductor está acelerando o desacelerando. "En otras palabras, incluso antes de que lo necesite", aclara Mühlich. 

Los dos embragues se alternan en cuestión de centésimas de segundos, lo que hace que el cambio de marchas sea muy rápido y sin interrupciones de tracción.

Mühlich opina que las desventajas del DSG son el posible peso adicional y costes más elevados en la reparación. "Un punto débil es el mecanismo de control electrónico para insertar las marchas", explica.

Mühlich explica que en un sistema automático clásico de convertidor de par no hay una conexión mecánica continua entre el motor y la transmisión en el momento de arrancar, cambiar de marcha y detener el motor. Añade que, para realizar los cambios, se aprovecha la fuerza centrífuga que actúa sobre un fluido (aceite) en el interior del convertidor.

El experto precisa que, para situaciones de conducción uniforme, la caja cuenta con un embrague adicional que anula el convertidor de par y establece una conexión mecánica, lo que evita el llamado "resbalamiento" y elimina las pérdidas de rendimiento. Este embrague de convertidor de par también garantiza un mayor par a bajas velocidades, por lo tanto, también al arrancar.

Para aquellos que suelen tirar de remolques pesados, Mühlich recomienda un vehículo automático con transmisión de convertidor de par, y opina que un DSG tendría un alto desgaste debido al arrastre del embrague al arrancar. 

Andreas Felske es responsable del desarrollo de transmisiones en el departamento de Desarrollo Técnico de Volkswagen en la sede central de la empresa en Wolfsburgo, en el norte de Alemania. VW lleva utilizando el DSG en sus vehículos desde 2003; la primera vez lo hizo en el Golf R32. "La idea del DSG se conocía desde hacía mucho tiempo en los deportes de motor de la firma Porsche, y había estado latente en el desarrollo de vehículos para la producción en serie", explica Felske.

"El problema, sin embargo, hasta principios de la década de 2000, era el elevado coste del sistema de control". Solo cuando los procesadores pasaron a ser cada vez más rápidos y económicos, VW comenzó a desarrollar transmisiones para el mercado de masas.

Los rápidos cambios de marcha, la conexión directa con el motor, así como el arranque mediante un embrague de fricción, características típicas del DSG, tienen muy buena acogida entre los clientes de Europa y China. 

Los conductores norteamericanos, acostumbrados desde hace décadas a las cajas automáticas de convertidor de par, con diferentes características de cambio y aceleración, siguen apostando por esta alternativa. En Norteamérica, el DSG se encuentra más bien en vehículos deportivos.

Las pérdidas por arrastre y fricción son igual de bajas con un cambio DSG que con uno manual. 

Según explica el profesor alemán Karsten Stahl, director del Centro de Investigación para el Diseño de Engranajes y Transmisiones (FZG) de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), un coche con DSG suele consumir, sin embargo, menos combustible que uno con transmisión manual. 

Esto se debe a que la estrategia de cambios almacenada en la unidad de control de la transmisión garantiza que siempre esté engranada la marcha óptima. 

El experto también ve ventajas en el diseño, y precisa que, debido a su construcción, un DSG es especialmente adecuado para coches de tracción delantera con motor delantero transversal. 

Pero no solo hay ventajas: "Con el DSG, la rapidez de los cambios se debe a que la siguiente marcha prevista ya está prefijada y solo hay que activarla", indica el profesor Stahl. "En caso de maniobras de conducción abruptas, por el contrario, los tiempos de cambio pueden ser relativamente altos, ya que el DSG tiene que preseleccionar otra marcha". 

En situaciones de maniobras de conducción que son imprevisibles para el sistema de control de la transmisión, el conductor percibe, entonces, una leve demora al cambiar de marcha.

dpa