El último día ya se habían mencionado las
nuevas cajas de cambio de doble embrague, cuyas características aparentes se pueden
resumir como sistemas que carecen tanto de palanca de cambios como de pedal de
embrague, y normalmente se operan con un par de levas en el volante que sirven
para subir o bajar marchas respectivamente.
El sistema también puede operar en modo
totalmente automático, sin necesidad de actuar sobre las levas, y esta
apariencia supone que inicialmente el comportamiento del sistema se asocia como
una variante del cambio automático tradicional. Por otra parte su auge y
novedad, junto con algunas referencias difusas o ambiguas sobre sus
prestaciones en el mundo de la competición, lleva a difundir una nueva moda de
controlar el cambio, con unas levas junto al volante, que se incorpora
fácilmente a los cambios automáticos tradicionales tratando de rentabilizar un
posible tirón comercial.
En todo caso las diferencias entre el nuevo
sistema y los cambios automáticos tradicionales son mucho más radicales y
profundas de lo que hacen suponer las apariencias, ya que en su configuración
interna, estas cajas de cambio son mucho más parecidas a las de tipo manual,
que a las automáticas.
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| Version de Volvo. |
Ya se ha comentado anteriormente que la mejor
forma de ilustrar esas diferencias entre los sistemas, requiere en primer lugar
distinguir con claridad las características propias de los dos (manual y
automático), que ya ha sido desarrollada en la entrega anterior, para luego
comparar las características del nuevo sistema con los anteriores.
Para ello, en primer lugar vamos a establecer
una referencia detallada sobre la secuencia de “operaciones” que realiza el
conductor durante la maniobra del cambio de marchas de tipo manual, ya que en
el caso del automático no tiene que intervenir.
La
Utilización del cambio manual.
En primer lugar cuando el automóvil va
circulando y el conductor aborda la maniobra, la primera operación que realiza
es la de “pisar” el pedal de embrague, y de forma coordinada y simultánea,
“soltar” el pie del acelerador para evitar la cavitación del motor que a partir
de ese momento deja de soportar la resistencia de empujar el vehículo.
La segunda operación es desacoplar la marcha
o velocidad, que hasta ese momento se encontraba engranada en la caja de
cambios. Para ello, se opera con la palanca, moviéndola hasta la posición de
“punto muerto”.
En este punto resultaría “opcional” practicar
la técnica del “doble embrague”, si el conductor está reduciendo marchas, pero
eso es solo un estilo de conducción opcional, que trata de agilizar los movimientos
posteriores, y en ningún caso es necesario o imprescindible. Además tampoco
conviene confundir esa denominación de una “maniobra”, con el “objeto” que
estamos analizando.
La tercera operación imprescindible, es la de
insertar la nueva marcha, lo cual se hace desplazando la palanca a una nueva
posición, recordando que durante todo este tiempo el embrague se mantiene
“pisado”, y por tanto el motor está girando en vacío.
Finalmente la última operación es la de
“soltar” el pedal de embrague, volviendo a pisar de forma simultánea y
coordinada el acelerador, con el fin de reponer la potencia del motor para que
el vehículo continúe la marcha normalmente. Este movimiento requiere una
coordinación bastante “sutil” respecto al punto de conexión del embrague dentro
de su recorrido, y cualquier brusquedad o falta de destreza, repercute en forma
de “tirones” sobre la marcha del vehículo, debido a que la transmisión de
potencia y movimiento es “rígida”.
En resumen:
- Pisar el pedal de embrague soltando el acelerador
- Desconectar la marcha utilizada, moviendo la palanca a punto muerto.
- Conectar una nueva marcha, moviendo la palanca a su posición.
- Soltar el pedal de embrague y pisar coordinadamente el acelerador. (destreza)
En estos cuatro pasos se condensa la esencia
de las cajas de cambio manuales. Durante los cuatro pasos, el motor tiene que girar
en vacío y no puede transmitir potencia. Por otra parte la eficiencia de la
transmisión depende en cierta medida de la destreza del conductor para coordinar
esos movimientos en el menor tiempo posible, optimizando el empuje sobre el
vehículo.
Este tipo de transmisión por ser un sistema
rígido, tiene unos límites en cuanto a peso y potencia, del orden de los mil o
mil doscientos caballos en vehículos ligeros, y menos de la mitad en vehículos
pesados, ya que los “tirones” que puede producir, alcanzarían con facilidad los
límites de la tensión máxima en los materiales de engranajes y barras de
transmisión, pudiendo generar roturas frecuentes o incontrolables.
En cuanto a la destreza necesaria para
conducir, si bien en las primeras épocas del automóvil, se asumía como algo
necesario o equivalente a guardar el equilibrio en una bicicleta, el desarrollo
posterior y la generalización al gran público, junto con la llegada de cambios
automáticos, que ya no requieren esa destreza, supone que cada vez haya un
sector más amplio de clientes, dispuesto a evitar la complicación del cambio
manual. Sin embargo después de muchos intentos realizados en la industria del
automóvil, para automatizar el proceso del cambio manual, y debido sobre todo a
la dificultad de coordinar correctamente y en distintas circunstancias, los
cuatro pasos, nunca se había conseguido un resultado práctico, que mejorase la
eficiencia y coordinación de un conductor diestro, hasta la aparición de las
cajas de doble embrague.
Una alternativa
entre lo grotesco y lo genial
Una vez expuesto el problema, vamos a
formular una propuesta imaginaria que en principio puede resultar extraña,
aunque luego haremos algunos matices. Supongamos en principio que disponemos de
un vehículo equipado con “dos cajas de cambio” iguales entre si y una “varita
mágica”, que nos permite intercambiar entre ambas cajas, la potencia del motor de un modo instantáneo.
Ahora pasamos a analizar paulatinamente la
aplicación de los cuatro pasos establecidos, para realizar un cambio de marcha.
En primer lugar nos encontramos que el paso 1 (pisar el embrague) ya no es
necesario, dado que al disponer de dos cajas, y aunque una de ellas esté siendo
arrastrada por la potencia del motor, la otra se encuentra libre, y por tanto
podemos conectar la nueva marcha en la caja libre sin necesidad de ningún
embrague, con lo que hemos iniciado la nueva secuencia por el paso 3, saltándonos
el 1 y el 2.
A continuación aplicamos la “varita mágica” pasando
de forma instantánea, la potencia del motor desde una caja de cambios a la
otra, con lo que el motor sigue empujando, aunque a partir de ese mismo instante
con una marcha (o desmultiplicación) diferente, ya que hemos usado la segunda
caja de cambios. Este paso no existía en la relación inicial y por tanto vamos
a identificarlo como “0” (cero).
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| Version de Honda |
Finalmente para que todo quede como estaba,
aún tenemos pendiente “desacoplar” la marcha que veníamos utilizando, y que por
tanto se corresponde con el paso 2 de la relación. También hay que considerar
que tampoco es necesario desconectar ningún embrague, ya que al disponer de dos
cajas de cambio, la que se venía utilizando queda en vacío a partir del paso
cero y por tanto la desconexión directa del engranaje no presenta ningún
problema.
Finalmente podemos llegar a la conclusión de
que con esta artimaña hemos reducido la lista anterior a solo tres pasos, con
dos de ellos invertidos, y además nos hemos quitado de en medio el pedal del
embrague, dejando algo así:
3
– Conectar la nueva marcha.
0
– Aplicar la varita mágica, cambiando la potencia a la otra caja.
2
– Desconectar la marcha anterior.
Aún queda pendiente la presencia de la
palanca de cambios, aunque si lo pensamos bien nos damos cuenta de que una
palanca accionada por el conductor, se debe solo a la necesidad de “coordinar” el
movimiento con la acción del embrague, y si este no tiene que intervenir,
resulta más razonable accionar los engranajes mediante relés o interruptores
mecánicos de cualquier tipo, ya que no necesitan estar “coordinados” o
“intercalados” en ninguna otra secuencia de movimientos o acciones del
conductor.
Eureka!
Este parece el momento indicado para destacar
que acabamos de darnos de bruces con una forma de operar mediante un cambio de
marchas basado en pares de engranajes, que ya no necesita ni pedal de embrague,
ni palanca de cambios. Por otra parte si queremos “traducir” la parte grotesca
del ejemplo virtual, debemos recordar que la configuración de una caja de pares
de engranajes, se basa en la disposición de dos ejes paralelos denominados
“primario” y “secundario”, de los que el secundario recibe la potencia del
motor, que pasa al primario a través de la conexión de un solo “par” de
engranajes en cada momento.
Si ahora configuramos una sola caja de cambios, pero con “dos ejes secundarios” y cada uno de
ellos solamente con los engranajes de las marchas “pares” o “impares”, y además
de esto, acoplamos la potencia del motor mediante “dos” embragues diferentes
pero “conmutados” entre sí, de tal forma que la conexión de cualquiera de ellos
genera la desconexión del contrario, resulta que hemos implantado de forma
bastante razonable los requisitos anteriores, sustituyendo las dos cajas de
cambio por un par de ejes secundarios dentro de la misma caja, y la varita mágica
por una pareja de embragues conmutados entre sí, que aplican la potencia del
motor sobre cada uno de los dos ejes secundarios de forma independiente.
1
– Conectar la nueva marcha.
2
– Conmutar los embragues, cambiando de eje secundario.
3
– Desconectar la marcha anterior.
Analizando el resultado, vemos que además de
tener una secuencia de pasos que ya no depende de la destreza o coordinación de
movimientos del conductor, y por tanto resulta fácilmente automatizable,
también tenemos una transmisión “rígida” que permite al conductor “sentir” el
empuje de aceleración del motor en cada momento, y además y lo que es casi más
importante, el “tiempo” que se encuentra interrumpida la potencia del motor se
ha “reducido” considerablemente ya que ahora solo depende del tiempo de
conmutación entre los dos embragues del sistema (milisegundos)
Lógicamente un sistema con estas
características ha pasado a convertirse prácticamente en el “Santo Grial”
dentro de la competición automovilística y además puede operar indistintamente con
una par de “levas” o interruptores o bien mediante un programa informático, por
lo que probablemente acabe generalizándose en los vehículos compactos y
ligeros, relegando los cambios automáticos mediante “convertidor de par”, a los vehículos
más grandes y pesados.
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