Programas de Funcionamiento en Transmisiones Automáticas
La llegada de la electrónica ha revolucionado las transmisiones, permitiendo la integración de programas de funcionamiento junto a la palanca de cambios. Estos programas, que pueden ser hasta tres, optimizan la experiencia de conducción:
- Deportivo o Sport: Para una conducción dinámica y de alto rendimiento.
- Económico o Normal: Orientado a una conducción tranquila y eficiente en consumo.
- Invernal o Ice/Winter: Facilita el arranque y la tracción en firmes deslizantes o con baja adherencia.
Programas Winter (W) y Sport (S)
Dentro de este apartado, se distinguen los siguientes tipos de transmisiones automáticas:
- Cambios automáticos con gestión electrónica sencilla.
- Cambios inteligentes o auto adaptativos.
- Cambios automático-secuenciales.
Gestión Electrónica Sencilla
En esta clasificación se incluyen aquellas transmisiones en las que la intervención de la electrónica es mínima.
No suelen disponer de ningún tipo de bloqueo del convertidor, lo que provoca un excesivo patinamiento y, consecuentemente, un consumo considerablemente alto.
Transmisiones Inteligentes o Auto Adaptativas
Se podría decir que el cambio “aprende” de los hábitos del conductor. La electrónica ya no se limita solo a la posibilidad de seleccionar, mediante un botón en la consola, un programa determinado (deportivo, económico o invernal).
Estas transmisiones se basan en leyes de paso dinámicas. No son leyes fijas para pasar de una marcha a otra según el programa seleccionado, sino que se ajustan a diversas condiciones:
- Al conductor: Se analiza la actitud del conductor en todo momento para determinar el tipo de conducción que pretende realizar (ley económica, media o deportiva).
- A la carretera: Adaptación a leyes de subida fuerte o moderada y de bajada.
- A las condiciones de conducción: Considera factores como el arranque en frío, la temperatura del motor, etc.
Para ello, el calculador electrónico maneja una serie de parámetros proporcionados por diversos sensores:
- La posición y velocidad de accionamiento del acelerador.
- La velocidad del vehículo.
- El par motor.
- El régimen de giro.
- El número de veces que se actúa sobre los frenos.
- El desnivel de la carretera.
Ventajas de las Transmisiones Auto Adaptativas
Las ventajas de este tipo de transmisiones frente a sus predecesores son:
- Detección de los hábitos y modos del conductor.
- Se cuenta con la retención del motor tanto al descender una pendiente como al entrar en una curva.
- Inmediatez de respuesta.
- Mayor protección del motor.
- Mayor rendimiento: menores consumos y mejores prestaciones.
Un ejemplo destacado es la caja de cambios auto adaptativa de cuatro velocidades (conocida como Proactiva en Renault y Autoactiva en PSA), capaz de reconocer las circunstancias de operación y adaptarse a ellas, basándose en sus leyes de paso.
Leyes de Paso en Transmisiones Auto Adaptativas
| LEYES | APLICACIÓN |
|---|---|
Económica | Tipo de conducción |
Intermedia | |
Deportiva | |
Rampas suaves | Inclinación del terreno |
Rampas pronunciadas | |
Descensos | |
Nieve | Firme deslizante |
Antipolución por motor frío (favorece rodaje a regímenes bajos) | Protección mecánica |
Funcionamiento en tiempo frío (bloqueo de convertidor por debajo de 15°C) | |
Funcionamiento con temperatura de aceite de la caja elevada |
Características de las Cajas Automáticas de Renault, Citroën y Peugeot
Las virtudes que ofrecen las cajas automáticas de Renault, Citroën y Peugeot son:
- Retienen el motor bajando las marchas al descender un puerto.
- No pasan a una marcha superior cuando se levanta el pie del acelerador, por ejemplo, ante la presencia de una curva.
- Cambian antes cuando el motor está frío.
- La diferencia de consumos y prestaciones respecto al cambio manual es mínima, y siempre con valores menores en comparación con cualquier otro cambio automático.
- Disponen de bloqueador del convertidor de par que evita el deslizamiento de la transmisión en todas las marchas, lo que supone un ahorro de combustible.
Transmisiones Automático-Secuenciales
Son aquellas que permiten tanto un manejo manual (secuencial) como automático.
Por secuencial se entiende el tipo de cambio en el que hay una secuencia para variar las relaciones.
Denominaciones de Transmisiones Automático-Secuenciales
| DENOMINACIÓN | MARCA | COMENTARIOS |
|---|---|---|
| Sportronic | Alfa Romeo | Transmisión ZF de cuatro relaciones con protecciones del motor, evitando sobrerrégimen. Reduce también solo en caso de que el régimen caiga demasiado. |
| Q-System | Alfa Romeo | Cambio de cuatro velocidades. Es un automático-secuencial especial, ya que el manejo de la palanca es en H y no longitudinal. Dispone de convertidor de par. |
| Autostick | Chrysler | Cambio de cuatro relaciones que se diferencia del resto en que, en modo secuencial, los cambios se realizan por impulsos transversales en vez de longitudinales. |
| Autoactiva Secuencial | Grupo PSA | Transmisión de cuatro velocidades a la que se le ha añadido un carril secuencial. |
| Autoactiva Tiptronic | Grupo PSA | Caja de cuatro marchas más evolucionada que la anterior en la gestión del cambio, al disponer de 32 leyes. El pasillo secuencial se ha desarrollado en colaboración con Porsche. |
| Shiftronic | Hyundai | Cambio de cuatro velocidades con un modo manual donde la electrónica no interviene cuando el motor cae de vueltas, pero sí lo hace cuando se llega al régimen máximo. |
| E-Shift | Lexus IS 300 | Caja de cinco velocidades con posibilidad de manejo secuencial únicamente desde el volante. No es un secuencial “puro”: al seleccionar una marcha de forma manual, lo que hace es bloquear el cambio en esa marcha, pero funciona como automático en el paso de las anteriores. Si se circula, por ejemplo, en quinta, basta con pulsar el botón correspondiente para reducir rápidamente a la marcha anterior. |
| “Falso Secuencial” | Mercedes | Transmisión de cinco marchas que, al igual que la del Lexus IS 300, no se trata de un cambio secuencial “normal”. La razón es que |
| Speedshift | Mercedes | Cambio de cinco velocidades con un perfil deportivo, caracterizado por la inmediatez de reacciones y por limitar el resbalamiento del convertidor. |
| Proactiva Secuencial | Renault | Caja Proactiva de cinco marchas a la que se le ha incorporado un pasillo para manejo secuencial. |
Embrague Pilotado
Saab es la marca pionera en este tipo de cambios.
La reducida demanda y su escasa diferencia de coste frente a los manuales secuenciales, más completos, han motivado que varios fabricantes lo hayan retirado del mercado, entre ellos:
- Citymatic del Fiat Seicento.
- Freetronic del Toyota Yaris.
- Sensonic de Saab.
- Easy del Renault Twingo. En este caso, se ha sustituido por uno robotizado (se explicará en el siguiente apartado).
El embrague automático, denominado EKM (Electronic Clutch Management), posee un actuador electrohidráulico, accionado por una unidad de control electrónica.
Los elementos que hacen posible el funcionamiento del EKM son:
- Un sensor de intención de cambio instalado en la palanca de velocidades y otros dos para el reconocimiento de la velocidad seleccionada.
- Un módulo inteligente electrohidráulico para el control de la actuación del embrague.
- El embrague SAC.
Los defectos que se le pueden atribuir son:
- Hay que acelerar un poco para que el coche empiece a moverse. Por ello, las maniobras como aparcar o moverse entre columnas resultan incómodas (especialmente en cuesta).
- Es imprescindible levantar el pie del acelerador al cambiar.
Transmisiones Manuales-Secuenciales o Robotizadas
Son una evolución del cambio de embrague pilotado.
Su gran ventaja estriba en que se basa en un cambio manual, de modo que no penalizan las prestaciones y los consumos respecto de aquellos que derivan de las transmisiones automáticas “puras”. Debido a que comparten los mismos elementos mecánicos que una transmisión manual, todos ellos emplean embrague normal (monodisco en seco por lo general) y engranajes cilíndricos.
En el caso del Easytronic, se utilizan tres motores eléctricos (Figura 22). A cada uno se le encomienda una función:
- Acoplar y desacoplar el embrague.
- Seleccionar la marcha adecuada desplazando los trenes de engranajes.
- Insertar la relación.
Algunas críticas que se le pueden hacer al Easytronic son:
- La función kick-down en el modo manual en ocasiones actúa provocando un tirón innecesario e incómodo.
- Debería ser totalmente manual, evitando interpretaciones de la electrónica, que no siempre se ajustan a las necesidades o intenciones del conductor.
- Para que los pasos de marcha sean suaves, hay que ayudar levantando el pie del acelerador tanto en modo manual como en automático.
- En modo automático, los pasos de marcha son un segundo más lentos que en un cambio con embrague convencional.
Transmisión de Variador Continuo (CVT)
Debido a que existen infinitas posiciones de las poleas, se dice que los cambios de variador o CVT tienen infinitas marchas.
Las principales ventajas de este tipo de cambios son el mejor aprovechamiento de las capacidades del motor y la suavidad de funcionamiento debido a la ausencia de cambios de marcha.
El Multitronic es la tecnología que ha vuelto a popularizar el cambio de variador continuo, siendo una caja CVT.
Speedgear (Fiat)
Cambio de variador continuo controlado electrónicamente y con convertidor de par.
Permite dos tipos de manejo:
- Secuencial (en palanca): No hay función kick-down, pero sí baja progresivamente de marcha a medida que se aminora la velocidad e introduce automáticamente la primera si el vehículo se detiene.
- Automático: Dispone de dos programas según se prefiera una conducción deportiva o relajada. Esta última es seleccionable mediante un botón junto a la palanca.
Las ventajas del Speedgear son:
- Simplicidad de diseño.
- Peso y tamaño reducidos.
- Cambio de marchas sin saltos.
- Permite infinitas relaciones de cambio, adaptando la mejor desmultiplicación.
Hypertronic (Nissan)
Cambio de variador controlado electrónicamente y con convertidor de par. Ofrece la posibilidad de disponer de cinco o seis velocidades y es capaz de soportar hasta 20 kg de par (Figura 27).
Permite un doble manejo:
- Secuencial: Ofrece función kick-down y pasa a una marcha superior cuando se llega a la zona roja.
- Automático: Tiene dos programas: normal y deportivo. Este último es seleccionable en el propio pomo.
Las ventajas del Hypertronic son:
- Ofrece infinitas relaciones de cambio.
- Ausencia de tirones y brusquedades.
Sus puntos negativos son:
- Ruido elevado.
- La electrónica impide que el motor gire muy alto.
El Multitronic no monta una correa metálica, sino una cadena.
Esta cadena de láminas ofrece, además, la ventaja de que su recorrido puede ser inferior al de otras correas articuladas. Incluso al recorrer el más pequeño diámetro de enlace, posee la facultad de transmitir las fuerzas máximas y los pares de motor.
El sistema hidráulico tiene dos funciones:
- Presionar suficientemente las poleas contra la cadena para evitar el resbalamiento.
- Variar el diámetro de las poleas.
El Multitronic los tiene separados. Así, la variación del diámetro es más rápida y requiere menos energía. La parte hidráulica del cambio ajusta la presión de las poleas con gran precisión en función del par transmitido, para evitar desgastes y tensiones innecesarias. Para esto último, existe un sensor de par que informa sobre la presión que es necesario ejercer sobre la cadena, ya que no siempre debe ser la misma.
El Multitronic no posee una única bomba grande, sino dos más pequeñas adaptadas al sistema: una bomba de engranaje interior produce la presión para el empuje de los discos cónicos, así como la fuerza adicional para variar la transmisión, y una segunda bomba eyectora proporciona a los discos del embrague la cantidad de aceite necesaria con solamente la presión suficiente para llegar al lugar de la refrigeración (el cambio cuenta con un circuito de refrigeración del aceite). Esta trabaja según el llamado principio Venturi y toma la cantidad necesaria de aceite por medio de un eyector conformado especialmente para cumplir dicha función, sin consumir mucha energía para el aumento de presión.
En resumen, las ventajas que proporciona el Multitronic son:
- El resbalamiento es menor y no hay tantas pérdidas por intercambio térmico, ya que no dispone de convertidor de par.
- Tiene un embrague multidisco gobernado electrónicamente que controla el resbalamiento, de modo que si se está parado con el motor en marcha, el resbalamiento es mayor para que el motor no haga fuerza en vano. También es capaz de reconocer cómo arranca el conductor y, en función de eso, adecuar el resbalamiento. El embrague actúa entre 1000 y 3000 rpm.
- Suave y rápido en modo automático con un kick-down muy marcado (reduce hasta 3 marchas si es necesario).
- Amplia relación entre la mayor y la menor desmultiplicación que permite una mejor adaptación a las condiciones de conducción.
- Se elimina el “efecto goma” de otros CVT. Esto se consigue con un doble pistón en el variador y la separación del flujo de aceite de alta presión y los circuitos de refrigeración, con lo que se consigue que la bomba de salida del circuito hidráulico sea más suave que una convencional.
- Muy rápido en modo manual. Más rápido que ningún otro automático con posibilidad de manejo manual (solo el Hypertronic del Primera se le aproxima). Suavidad exquisita tanto en aceleración como
Transmisión Toroidal
La alternativa más realista a las poleas y la correa (o cadena) se llama cambio toroidal.
EXTROID (Nissan)
Se trata de un cambio fabricado por el especialista en transmisiones Jatco, capaz de soportar pares de hasta 40 kgm. Al igual que el Multitronic, existe también la posibilidad de disponer de seis velocidades secuencialmente.
Los engranajes de la caja de cambios dejan paso a un conjunto similar a un diferencial (aunque sin dientes), con sus satélites y planetarios capaces de ser reorientados por el empuje de unos discos movidos por un sistema electrohidráulico (Figura 32). Los satélites, con forma troncocónica, pueden desplazarse y variar la relación de transmisión. Basta con girar los satélites para obtener diferentes puntos de contacto entre estos y los discos planetarios para que, según la distancia que separe los puntos del eje, así se tenga una desmultiplicación. Las curvaturas de todas las piezas implicadas permiten no solo que el paso de marchas pueda ser continuo, sino presumiblemente suave.
Claro que, para obtener sincronía entre ambos satélites hace falta una hidráulica precisa, que recibe instrucciones adicionales de operación de una centralita electrónica.
Las ventajas del EXTROID son:
- No necesita altas presiones para transmitir grandes cantidades de par.
- Resulta más suave que la transmisión por cadena.
- Se garantizan mejoras de hasta un 20% en consumo frente a un cambio automático convencional.
- Capaz de soportar más de 40 kgm de par.
- Como los ejes de entrada y salida son coaxiales, la caja es más compacta, lo que permite conectarla transversalmente.
Lógicamente, el inconveniente principal es el precio, ya que, aparte de la tecnología que incorporan, se trata de un producto que acaba de ver la luz.