DSG 6

En los coches actuales hay ya pocas cosas que no se midan y controlen mediante sensores, actuadores y sistemas de ordenador. Todos estos sistemas, si están bien diseñados, son capaces de realizar operaciones de manera mucho más rápida y exacta que cualquier ser humano. La transmisión manual también ha experimentado todo tipo de cambios. Las cajas de cambio llevan cada vez más mecatrónica que asume totalmente el control del embrague y el cambio de marchas. Un ejemplo muy conocido es la transmisión DSG 6 que utiliza Volkswagen AG.

¿Cómo funciona la DSG? ¿Y qué puede hacer ACtronics por una transmisión DSG6 que no funcione bien?

El nombre “DSG” ya indica la diferencia con la antigua transmisión manual. DSG son las siglas de Direkt Shalt Getriebe, que podría traducirse como “caja de cambios de cambio directo”. Este sistema funciona mucho más rápidamente que una caja de cambios convencional, en parte porque coloca la marcha siguiente, lista para ser activada. Además, es un sistema de doble embrague, al contrario que la transmisión manual, que sólo tiene uno. Y lo mismo sucede con el árbol primario: también tiene dos. En realidad podemos hablar aquí de dos transmisiones parciales que funcionan juntas dentro de una misma carcasa, una para las marchas impares y otra para las marchas pares. Este sistema, obviamente, tiene muchas ventajas pero también presenta problemas técnicos considerables.

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Vamos a revisar la configuración mecánica:

Para que dos árboles primarios funcionen con un solo cigüeñal hace falta una configuración especial. Por lo tanto, para la transmisión DSG6 se ha optado por un gran árbol primario 1 ahuecado (verde) en el que gira un segundo árbol primario 2 de menor diámetro (rojo). Así se obtienen las ventajas técnicas de dos árboles primarios, pero ocupando el espacio de uno solo. Ambos árboles pueden estar acoplados al mismo tiempo a su propio piñón. La principal ventaja es que al cambiar de marcha sólo debe desacoplarse el árbol primario 1, y el árbol primario 2 se vuelve a acoplar directamente. Debido a ello, desaparece totalmente el tiempo dedicado a cambiar a otro piñón, ya que esto sucede en otro momento: en los intervalos de inactividad en los que no es necesario ningún cambio de marcha (más adelante se ilustrará este apartado con un ejemplo práctico).

No obstante, dos árboles primarios necesitan a su vez de dos embragues propios. ¿Cómo diseñar por tanto un sistema de embrague que acople ambos árboles primarios al motor? Es obvio que en este caso el pedal de embrague no era una solución, así que se diseñó un embrague de accionamiento automático. El embrague de disco en húmedo por el que se ha optado es una combinación de un embrague de diámetro menor para el árbol primario verde y un embrague de diámetro mayor para el árbol primario rojo, que pueden girar libremente en una carcasa.
La cuestión es cómo conseguir que ambos embragues soporten el mismo par de fuerza. Esto se ha resuelto dando más grosor al embrague de menor diámetro. Gracias a esta modificación el embrague más pequeño soporta un par mayor por mm2. El embrague de mayor diámetro no necesita esta modificación, por lo que es más fino. Ambos embragues pueden así soportar el mismo par de fuerza, aunque sus diámetros sean distintos.

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El embrague se controla mediante dos solenoides que accionan tanto la transmisión parcial “verde” como la transmisión parcial “roja”, y acoplan así uno de los dos árboles al motor. Así, un gran movimiento del sistema desacopla uno de los embragues para un momento después acoplar el segundo embrague, y esto es lo que hace que la acción de cambiar de marcha sea muchísimo más rápida que el cambio de marcha manual: en vez de desembragar, engranar el piñón y embragar, sólo se necesita una única operación de los dos solenoides para cambiar de velocidad.

La parte de la caja de cambios mecánica está pues muy bien pensada. Pero sería totalmente inútil si no se diseñase una mecatrónica inteligente para ella. El sistema tiene que poder embragar y cambiar de marcha por sí mismo en todo momento y en cualquier circunstancia, sin titubeos y sin tomar decisiones equivocadas.

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Y aquí es donde entra en juego la centralita de transmisión (TCU). La TCU es el regulador de la transmisión DSG. Está formada en parte por electrónica que toma decisiones basándose en los parámetros del vehículo y los valores de los sensores. Además, la TCU lleva actuadores que accionan los solenoides integrados de embragues y cambios de marcha. Y esa es la idea que subyace en el término “mecatrónica”: un componente que incluye mecánica y electrónica (igual que, por ejemplo, un acelerador accionado eléctricamente).
No vamos a entrar aquí en demasiados detalles, pero la información que recibe la TCU va desde las posiciones de los pedales del acelerador y del freno, hasta información procedente de la centralita de motor, como el régimen de revoluciones del motor. Toda esta información se procesa continuamente y, si es preciso actuar, se accionan inmediatamente los solenoides. La TCU, por tanto, se ocupa de predecir futuras acciones. Regular correctamente una y otra vez este complicado juego de operaciones es realmente difícil.

Para explicar más claramente lo que hace exactamente la mecatrónica en la transmisión DSG hemos preparado también un ejemplo práctico con dibujos esquemáticos. Estos dibujos ilustran el trayecto hidráulico cuando se accionan los solenoides.

Por ejemplo: El conductor acelera de 0 a 80 km/h lo más rápidamente posible, pero debe frenar inmediatamente porque hay un semáforo en rojo.

Incluso en parada, la mecatrónica está ya activada. Por tanto, antes incluso de que el coche se ponga en marcha, ya están sucediendo muchas cosas. Los solenoides mantienen los embragues en punto muerto, el árbol primario rojo está acoplado en el piñón de la 1ª marcha y el árbol primario verde ya está acoplado al piñón de la 2ª marcha (ver el Dibujo 1 de este artículo).

En el momento en que se aprieta a fondo el acelerador la mecatrónica empieza a actuar inmediatamente. La información transmitida por la posición del pedal del acelerador hace que la electrónica empiece a tomar decisiones. Se acciona así el solenoide del embrague “rojo”, que se acopla directamente al árbol primario rojo. La intensidad y rapidez de esta operación se calcula en base a todo tipo de variables, como por ejemplo a qué profundidad se pisa el acelerador, cuál es el régimen de revoluciones del motor en ese momento, etc. El cambio de marcha debe realizarse rápidamente, pero también con suavidad.

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En el momento en que el régimen de revoluciones de la 1ª marcha ha escalado al máximo hay que cambiar a la 2ª marcha. La posición del pedal del acelerador y el régimen de revoluciones del motor transmiten nueva información, la electrónica decide que hay que cambiar de marcha y los solenoides de los embragues se accionan. En este caso se desacopla el árbol primario rojo y se acopla el árbol primario verde. El coche puede seguir acelerando.

como funciona la dsg 6

Una vez en la 2ª marcha y acelerando todavía, llega el momento de tomar la siguiente decisión. El árbol primario rojo sigue engranado en el piñón de la 1ª marcha. ¿Es aconsejable seguir acoplado a ese piñón, o es mejor cambiar al piñón de la 3ª marcha? La entrada del régimen de revoluciones ascendente y la información del acelerador que se pisa aún más a fondo inducen a la electrónica a accionar un actuador hidráulico que engrana el árbol primario rojo al piñón de la 3ª marcha. La 3ª marcha está colocada y lista.

como funciona la dsg 6

En ese momento se alcanzan los 80 km/h y hay que frenar ante un semáforo en rojo. Desaparece la entrada de información del acelerador, y entra información de la activación del freno. La electrónica recibe estas entradas, pero no reacciona aún. El régimen de revoluciones sigue siendo bastante alto y si el conductor decide acelerar otra vez, la 3ª marcha debe estar lista para ser activada. El régimen de revoluciones se reduce cada vez más. Finalmente, la electrónica decide accionar un actuador hidráulico que engrana el árbol primario rojo al piñón de la 1ª marcha. La 1ª marcha está colocada y lista.

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El resto es fácil de suponer: se reduce a la 1ª marcha y al detenerse el vehículo el embrague pasa a punto muerto, con la 1ª marcha ya colocada y lista para activarse.

Lógicamente, la transmisión DSG no puede funcionar bien si la mecatrónica falla. Toda esta descripción tiene lugar realmente en menos de 10 segundos. Y ni siquiera se ha tenido en cuenta una eventual entrada manual de la “palanca de cambio”.

“Palanca de cambio” ni siquiera es la palabra correcta. Lo que envía la información a la TCU es una “palanca selectora”. Para facilitarnos las cosas tiene todo el aspecto de una palanca de cambio típica (véase la foto siguiente), pero podría perfectamente haber sido un botón giratorio.

Esta posibilidad adicional de emitir información a la TCU complica todavía más la toma de decisiones. Que la información seleccionada se procese inmediatamente o no depende también de otras variables. La decisión final la toma la electrónica en la TCU. En realidad, la información de la palanca selectora se utiliza únicamente si lo permite el resto de la información recibida. Esperamos que poco a poco vaya quedando claro lo complejo que es este sistema. La TCU tiene que tener en cuenta literalmente toda la información que recibe.

¿Y qué pasa si la TCU no funciona como debe? ¿Se puede hacer algo?

ACtronics ha estudiado a fondo la problemática y ha descubierto varias causas dentro de la TCU. Hemos desarrollado un trayecto de refabricación para reparar la TCU manteniendo una calidad igual a la de un componente original nuevo. Además, hemos construido una plataforma de pruebas en condiciones reales en la que podemos comprobar exhaustivamente la mecatrónica de las transmisiones DSG6. Por lo tanto, no confíe siempre en el dictamen de los distintos especialistas en DSG; generalmente le aconsejarán la sustitución de la TCU como única solución posible, mientras que, en muchos casos, existe también la opción de su refabricación.

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¿Sabía además que nuestro servicio empieza ya con el transporte de la TCU? ACtronics sabe como nadie lo frágil que puede ser la mecatrónica. Por eso utiliza siempre cajones de transporte especiales de color púrpura para el envío seguro del producto. Estos cajones de transporte llevan un relleno con la forma del producto para impedir que se mueva dentro de la caja.

La DSG 6 con código DQ250 es uno de los muchos ejemplos de cajas de cambios cuya mecatrónica podemos refabricar. Esta DSG se utiliza corrientemente en distintos modelos de automóviles Volkswagen AG. Otro ejemplo es igualmente la TCU utilizada en la Multitronic de varios modelos de Audi.

Para finalizar, presentamos un vídeo donde se explica claramente la estructura de una transmisión DSG: