DOSSIER: GOLF DSG (2004)

Los conductores (al menos los europeos) se dividen entre detractores y favorables a las transmisiones automáticas. Algunos juran fidelidad al embrague y al cambio en H, otros a la transmisión automática. Especialmente en los vehículos más compactos, muchos conductores están convencidos de que una transmisión automática elimina la deportividad y el ahorro. Por el contrario, a partir del segmento medio superior, predominan aquellos conductores para los cuales el confort es lo más importante; por este motivo, prefieren la transmisión automática. Finalmente, para quienes no son partidarios de ninguna de las dos existen transmisiones semiautomáticas, pero no terminan de convencer ni a unos ni a otros.

Volkswagen con su transmisión automática DSG ha demostrado que pueden unirse las mejores propiedades de las opciones clásicas de la transmisión. Se sitúa como la única transmisión automática de serie con embrague doble existente hasta ahora en el mundo, en el mejor nivel en cuanto a deportividad, ahorro y confort de transmisión.

La transmisión automática de seis marchas se presentó por primera vez a mediados del año 2003 instalada en el Golf R32 de 241 cv. Desde hace poco tiempo está disponible para las versiones TDI 105 cv (1.9 TDI) y 140 cv (2.0 TDI) del nuevo Golf y del Touran.

TDI y DSG forman un conjunto motriz ideal

El DSG ha desencadenado una revolución en términos de transmisiones. Porque no sólo une las ventajas de una caja de cambios manual con las de una caja automática, sino que, por primera vez, resuelve el problema de poder utilizar una caja de cambios automática para motores diesel económicos, que no elimina la ventaja de consumo. Además, esta transmisión hace hincapié en el placer de conducción: el cambio de marchas tiene lugar de forma más rápida de lo esperado por los propios conductores habituados al cambio manual. Cada cambio tiene lugar de forma tan inmediata y, al mismo tiempo, tan confortable, que se constata un cierto riesgo de adicción. Especialmente, en el modo manual Tiptronic, en el que las marchas se cambian a través de pequeños desplazamientos lineales de la palanca, de manera tan deportiva como no había sucedido antes en una transmisión automática.

DSG permite valores de aceleración al nivel del cambio manual

El Golf 1.9 TDI de 105 cv consigue con la transmisión DSG una velocidad máxima de 185 km/h; la versión con transmisión manual es únicamente 2 km/h más rápida. Prácticamente al mismo nivel se encuentran también los valores de aceleración: el Golf 1.9 TDI alcanza los 100 km/h en 11,2 segundos. En un vehículo idéntico con transmisión manual de cinco marchas se alcanzan en 11,3 segundos; con transmisión de seis marchas, en 11,1 segundos. Aunque un conductor con poca experiencia no puede alcanzar estos valores con un vehículo de transmisión manual, sin embargo sí podrá hacerlo con el DSG. La permanente tracción de las ruedas al suelo se nota inmediatamente.

Valores similares se obtiene para el Golf 2.0 TDI de 140 cv. Alcanza 201 km/h (transmisión manual: 203 km/h) y acelera, como la versión con transmisión manual, en 9,3 segundos hasta los 100 km/h.

Los Touran de idéntica motorización con caja de cambios DSG tienen unos valores de aceleración de 0,3 segundos mayores que los de la transmisión manual. Sin embargo, la velocidad máxima es idéntica con 177 km/h (Touran 1,9 TDI) y 197 km/h (Touran 2.0 TDI). No obstante, los valores mejorados se deben al hecho de que los modelos con DSG, debido a una compensación del motor modificada, desarrollan 4 ó 5 cv más de potencia.

En lo que respecta al consumo, se obtienen valores con DSG que igualan en 0,1 1/100 km a los de las versiones con caja de cambios manual. Las diferencias no tienen la menor relevancia en la práctica, puesto que todos los conductores – incluso aquellos que no encuentran los puntos de cambio óptimos en un cambio convencional – pueden alcanzar estos valores de consumo.

Volkswagen y su filial Audi son, los primeros fabricantes que cumplen la normativa Euro 4 con los modelos con DSG, Golf 1.9 TDI, Golf 2.0 TDI, Touran 2.0 TDI y Audi A3 2.0 TDI, en la gama media inferior para los vehículos diesel de transmisión automática.

La primera transmisión automática, con la que el diesel es tan económico como con transmisión manual.

Los valores de consumo de los nuevos modelos TDI-DSG reflejan una vez más un claro avance y proporcionan la solución del problema «turbodiesel-inyección directa más transmisión automática». Los modernos motores diesel se ganan la aceptación de los conductores porque son económicos y, al mismo tiempo, ofrecen una elevada potencia y un par motor satisfactorio. Por este motivo, la cuota de mercado de los motores TDI sigue ascendiendo. Al mismo tiempo, crece la demanda de modelos diesel con transmisión automática. No obstante, muchos conductores de diesel siguen aferrándose a la transmisión manual, puesto que la transmisión automática clásica elimina una gran parte de su potencial de ahorro. Con la combinación DSG más TDI se dispone ahora, por primera vez, de un conjunto motriz, en el que sólo tiene lugar un consumo adicional mínimo o incluso nulo. Respecto a las transmisiones automáticas con convertidores hidráulicos de par, el DSG alcanza una ventaja de consumo de hasta el 20 por ciento.

Embrague doble en lugar de convertidor de par

De forma constructiva, la transmisión directa se adaptó inicialmente a las exigencias deportivas. Una característica de diferenciación esencial del DSG respecto a las transmisiones automáticas conocidas hasta ahora y establecidas particularmente en Estados Unidos es la siguiente: no se monta ningún convertidor hidráulico de par, de forma que el resbalamiento que aparece, en conexión con motores más pequeños, se ha suprimido.

La transmisión montada de forma transversal tiene, además, un embrague doble. Se compone de dos embragues de funcionamiento en húmedo, cuya presión se regula de forma electrohidráulica. El llamado embrague 1 (K1) maneja las marchas impares (más la marcha atrás) y el embrague 2 (K2), las marchas pares. Por este motivo, en realidad debe hablarse de dos transmisiones en una, conectadas en paralelo. La consecuencia de esta costosa gestión de embrague es el hecho de que al cambiar de marcha no existe la interrupción de potencia motriz típica de los cambios manuales automatizados. Además de asegurar un confort óptimo, se proporciona una sensación de cambio de marchas incomparablemente dinámica. El elevado grado de eficacia de la transmisión se acerca mucho a las transmisiones clásicas manuales.

El siguiente nivel de marcha está permanentemente dispuesto

Los dos embragues húmedos, dos árboles de transmisión y recepción, respectivamente, y una central electrónica desarrollada, especialmente, para el control hidráulico y eléctrico de la transmisión, forman los elementos clave de la nueva generación de la transmisión DSG. Este sistema posibilita que la siguiente marcha se encuentra siempre preparada para ser activada.

Ejemplo: mientras el vehículo se conduce en tercera, la cuarta marcha ya está introducida, pero no «activa». Tan pronto como se alcanza el punto ideal de cambio, se abre el embrague responsable de la tercera marcha, mientras se cierra el otro y se engrana de este modo, la cuarta marcha. En instantes infinitesimales tiene lugar la abertura y el cierre de ambos embragues y, de este modo, el ya mencionado cambio de marchas confortable y sin pérdidas de tracción. Todo el proceso de cambio se completa en menos de una centésima de segundo.

Los conductores con ambiciones deportivas experimentan, por primera vez, cómo las marchas se cambian de la misma forma que si se presionara un botón. Además, el motor genera potencia de tracción inmediata y constante debido al rápido cambio de marchas y, de este modo, ofrece una agilidad no alcanzada hasta ahora en los cambios automáticos. El hecho es que la transmisión trabaja de forma tan convincente y de manera tan placentera que sin duda va a marcar el camino a la transmisión automática en Europa. Y precisamente allí donde todavía domina la transmisión manual.

DSG® más TDI® en Golf y Touran

La técnica

El DSG armoniza a la perfección con los motores Volkswagen TDI

Wolfsburg. Volkswagen ofrece transmisiones manuales de seis marchas de serie, para determinadas versiones y modelos. Fue el primer fabricante que presentó en la clase compacta, con el New Beetle Cabriolet, una transmisión de seis marchas montada de forma transversal; una configuración que durante mucho tiempo había parecido imposible y que resulta de especial importancia para el mercado de Estados Unidos. El DSG, presentado por primera vez en el Golf R32, completa este espectro para una generación de transmisiones automáticas absolutamente nueva desde el punto de vista técnico.

El DSG montado en el nuevo Golf y en el Touran con motores TDI de 1,9 l y 2,0 l resuelve, un problema relacionado con los motores diesel: los inyectores directos turbodiesel con transmisión automática tradicional son menos económicos que sus réplicas con transmisión manual. En la clase media inferior, especialmente orientada al consumo, esto impedía hasta ahora (aunque el interés por parte de los clientes aumenta) la popularización de la combinación de diesel y transmisión automática. Con los nuevos modelos TDI-DSG de Volkswagen, el consumo medio de ambos tipos de transmisión se encuentra ahora en la práctica, por primera vez al mismo nivel.

El cambio DSG se produce en la fábrica alemana de Volkswagen en Kassel, donde se invirtieron 150 millones de euros para su puesta en funcionamiento A plena capacidad, se fabrican diariamente 1.000 unidades de este tipo de cambio.

De forma constructiva, la transmisión directa nació en las competiciones deportivas. Una diferencia esencial respecto a las transmisiones automáticas conocidas hasta ahora y establecidas, especialmente, en Estados Unidos radica en que no se monta ningún convertidor hidráulico de par como elemento de arranque.

Esta primavera, el Golf también dispondrá, de forma opcional, de teclas basculantes situadas en el volante, para el control del cambio DSG.

El DSG dispone, paralelamente a los programas de cambio de marchas completamente automatizados «D» y «S» (programas deportivos), de una función Tiptronic, que posibilita un cambio de marchas manual. Además, en el Golf, el conductor podrá controlar las marchas mediante teclas basculantes en el volante (disponibilidad en el transcurso de la primavera). En ambos casos, el resultado es una sensación de cambio de marchas no sólo absolutamente confortable, sino también de un gran placer a la hora de cambiar.

En general, resulta que el motor acoplado a un DSG, debido al rápido cambio de marchas siempre está en disposición de facilitar la potencia motriz deseada. No menos decisivo resulta el hecho de que el DSG ofrece la elevada agilidad de una transmisión manual. Y todo ello con valores de consumo comparables.

Volkswagen llevó una transmisión de embrague doble con el DSG a la madurez de la serie como primer fabricante a nivel mundial. En el deporte del motor, se habían montado ya anteriormente estos tipos de transmisión, cuyo confort, debido a las deficientes posibilidades de control electrónico y mecánico habían sido inaceptables para la introducción en serie. Volkswagen resolvió las elevadas exigencias de diseño con una creación propia; además de numerosos nuevos componentes hidráulicos, se desarrolló, sobre todo, una mecánica electrónica completa, que hizo posible por primera vez la fabricación del DSG.

TÉCNICA EN DETALLE: Dos embragues, dos árboles de transmisión, dos transmisiones en una; la mecánica electrónica como central de cambio de marchas inteligente de la transmisión.

La transmisión de seis marchas automatizada fue diseñada para una capacidad de par motor máxima de 350 newtonmetros. Visto desde el lateral del motor, se reconoce desde fuera la caja del embrague fabricada en aluminio con dentado de conmutación y muñones piloto del árbol de entrada de la transmisión, el dentado de la transmisión de compensación y – en la zona superior – la activación de bloqueo de aparcamiento.

La perspectiva desde el lado opuesto al motor muestra la caja de transmisión completa, con un intercambiador de calor para optimizar el mantenimiento, un filtro de presión (limpieza de aceite), las cubiertas exteriores de la mecánica electrónica integrada en la transmisión y la bomba de aceite, así como un conector para la electrónica del vehículo.

Los árboles de transmisión dividen el DSG en dos transmisiones; en la zona de transmisión anterior se encuentra la mecánica electrónica

La sección a través de la estructura interna de la transmisión puede dividirse, principalmente, en una parte de transmisión anterior y una posterior; aquí se explica de nuevo la definición de «dos transmisiones en una, conectadas en paralelo». Justo delante de la caja de transmisión se encuentra la central de conexiones del DSG: el módulo de la mecánica electrónica. Detrás se unen, en la llamada caja de engranajes, el árbol de marcha atrás y el árbol receptor 2 (para las marchas 5, 6 y marcha atrás).

Dispuestos de forma centralizada, se encuentran los árboles de transmisión 1 y 2 y el embrague doble con elemento resorte-amortiguador accionado por el motor mediante un volante de dos masas. Los embragues se controlan mediante un sistema hidráulico; válvulas electrómagnéticas desarrolladas especialmente regulan la presión de aplicación de ambos embragues. Así mismo, las válvulas electromagnéticas están unidas directamente con el módulo de mecánica electrónica, que lo coordina todo, el Mechatronic

Mediante la introducción del embrague doble, los conductores del Golf y el Touran experimentan una fascinante «sensación motriz continua».

El embrague doble compuesto por los denominados K1 y K2 representa un componente complejo e innovador, que maduró en un período de desarrollo de largos años. El perfil de exigencia fijado al principio, que consistía en alcanzar los valores de capacidad de carga similares a los de un convertidor hidrodinámico, es decir, convencional, se consiguió de forma ilimitada. Por este motivo, con el embrague doble se dispone de un elemento motriz, cuyas propiedades de transmisiones automáticas convencionales no se alcanzan con convertidores de par de motor. Especialmente mediante la introducción de este embrague y de la buena regulabilidad del sistema, el conductor experimenta una «sensación motriz continua» completamente nueva, directa y fascinante.

Justamente en el lado opuesto al motor se encuentra la bomba de aceite, que se acciona con las revoluciones del motor mediante una hélice dirigida hacia el árbol de transmisión interior. En la parte inferior de la transmisión están dispuestos los árboles receptores 1 (para las marchas 1, 2, 3, 4) y la transmisión de compensación (diferencial) con engranaje de bloqueo de aparcamiento integrado.

Una interesante intersección técnica entre el mundo de la transmisión manual y el de la transmisión automática es la siguiente: a cada marcha del DSG se asigna una unidad de conexión/sincronización convencional, como se conoce justamente por las transmisiones manuales de Volkswagen. La capacidad de potencia de estas sincronizaciones se incrementa de nuevo mediante revestimientos de roce, para llevar a cabo tiempos de sincronización mínimos. Gracias a la introducción de estas unidades de conexión, que pueden usarse de forma independiente entre sí, los ingenieros pudieron cumplir todas las exigencias según la elección libre de la marcha. Motivo: el desarrollo y la optimización continua de cambios de marchas pares a marchas pares, así como de marchas impares a marchas impares resulta de una gran importancia. El resultado ha sido que el DSG permite ciclos de cambios de marcha (el cambio rápido de la sexta a la segunda marcha) como no había conseguido hasta ahora ninguna transmisión automática.

Procesos de fabricación en el ámbito de la mecánica de precisión; componentes hidráulicos con tolerancias de 3 µm

Todos los componentes del DSG se fabrican con extrema precisión. Las tolerancias son extremadamente bajas e igualan a las de la mecánica de precisión en la construcción de relojes de gran valor. En el caso de los componentes hidráulicos, las tolerancias ascienden, por ejemplo, sólo a 3 µm. Al mismo tiempo, todos los componentes son altamente resistentes.

El árbol de transmisión 1 se encuentra en el árbol de transmisión 2; el componente forma una unidad rápida como un rayo con el embrague doble.

Un ejemplo especial de técnica de fabricación innovadora son los dos árboles de transmisión de la caja de cambios; asumen de forma constructiva una función clave. Los dos árboles de transmisión se encuentran en un eje común. El árbol de transmisión exterior 2 fue diseñado como árbol hueco, en el que se integra el árbol de transmisión 1 como árbol macizo. Ambos árboles están alojados de forma concéntrica mediante cojinetes de aguja y construidos de forma que pueden montarse componentes individuales de transmisiones manuales existentes de Volkswagen.

Visto como un árbol, en el lado opuesto al motor se encuentra la corona dentada para la quinta marcha, y siguen las coronas dentadas para la marcha atrás y la primera marcha. Después, está dispuesto el engranaje de impulso (captador de régimen de giro para la sincronización de los procesos de cambio) del árbol de transmisión 1. Detrás de éste, se encuentran las coronas dentadas para las marchas tercera, cuarta y sexta, así como para la segunda marcha. Directamente detrás de la corona dentada de la segunda marcha sigue el engranaje de impulso del árbol de transmisión 2. Esta disposición reproduce, al mismo tiempo, una peculiaridad de la transmisión de embrague doble: a diferencia de las transmisiones manuales convencionales, las marchas 1 y 3, 2, y 4, así como la marcha atrás, tienen asignada respectivamente una unidad de conexión.

En acción conjunta con una sincronización configurada de forma costosa (sistema de varios conos de las marchas 1, 2, 3 y marcha atrás) se obtienen, entre otras cosas, tiempos de respuesta especialmente breves.

La mecánica electrónica une el mundo de la mecánica con la electrónica; se baña en aceite de cambio caliente a una temperatura de hasta 140 grados.

El componente más complejo del DSG es el módulo de mecánica electrónica para el control de la transmisión, denominado Mechatronic. Se encuentra directamente en la transmisión, es decir, rodeado de aceite caliente hasta 140 grados. El intercambiador de calor colocado de forma externa en la transmisión se ocupa de mantener el grado térmico correcto, especialmente, para proteger los elementos semiconductores del ordenador de gran rendimiento bajo cualquier condición de funcionamiento.

En su estructura básica, el Mechatronic se compone de un módulo de control y una caja del distribuidor con doce sensores individuales (el sensor transforma la magnitud física o química en magnitud eléctrica) e impulsores (se ocupan del procesamiento de la señal y el proceso mecánico).

El módulo averigua y gestiona en detalle, entre otras cosas, los datos para el control de los embragues, los árboles de trasmisión y recepción, la refrigeración, las marchas individuales, las presiones, así como los distintos niveles de seguridad. Para ello, se usan cinco válvulas de conexión, así como una multitud de distribuidores hidráulicos. Los datos de transmisión se intercambian a través del módulo de control mediante un conector para la comunicación con la red de a bordo del vehículo; de forma inversa, las informaciones del vehículo y del motor circulan a través de este punto hacia el ordenador de la transmisión. Y, a decir verdad, de forma tan perfecta que esta transmisión puede abrir el camino a la transmisión automática en Europa allí donde todavía domina el cambio manual.