MeM 007: Mecánica Automotriz Pasar de marcha en 40ms. ¡Tú también puedes lograrlo!
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Desafiando los límites de la mecánica automotriz
¡Aquellos sí que eran verdaderos pilotos de carrera!
Muy atrás quedó la época donde había que hacer un doble embrague, poner el régimen motor en las rpm adecuadas y cruzar los dedos antes de intentar poner una marcha.
Los expertos podían hacerlo sin mayor dificultad (a base de mucha experiencia), aunque la mayoría de las personas hacían sonar los engranajes bastantes más veces de las que lograban poner una marcha.
Los años 50: Una verdadera revolución
Gracias a la técnica de sincronizadores – los cuales fueron patentados en 1928 por los franceses Count Albert de Dion y Georges Bouton – los cambios de marchas podían ser realizados por conductores inexpertos de una manera rápida y sin correr riesgo de rotura.
Esta tecnología comenzó a utilizarse a partir de los años 50, generalmente en todas las marchas excepto en la 1ra.
Con el transcurrir del tiempo y hasta el día de hoy, todas las marchas son sincronizadas. Esto nos da una seguridad, confort y agilidad en el manejo que aunque muchos por desconocimiento no lo valoren, todos lo aprecian.
Si alguien no está de acuerdo con esto, puede intentar cambiar de marcha sin hacer uso del embrague (de hacerlo, ¡no te olvides de subir el video a youtube!)
La caja de velocidades está ligada y, por tanto, genera intervenciones en la gestión motor. Tanto el motor como la caja tienen ECU independientes pero que intercambian información entre sí.
Pasar un cambio en 40ms es fácil, ¿sabes cómo?
La técnica de sincronizadores es hasta hoy utilizada, aunque su límite en cuanto a velocidad para cambios de marcha está ya en el borde.
¿Qué tan rápido puedes cambiar una marcha?
2 segundos… Tal vez 1.1 segundos… Quizás apenas por debajo de 1 segundo.
Tal vez sea así, pero lo cierto es que nos hemos acostumbrado al confort y ya nadie sabe que para disminuir una marcha se puede ganar tiempo aumentando las vueltas motor durante ese breve tiempo de transición.
Eso haría que el sincronizador no tenga que trabajar tanto y por ende se ganan algunos milisegundos.
La tecnología se supera: El doble embrague
Un sistema de doble embrague consiste en dos embragues dispuestos en forma paralela y activados hidráulicamente.
El primero de estos embragues será el responsable de transmitir el par motor a las velocidades pares, mientras que el segundo a las impares.
Los dos árboles de transmisión de potencia a la salida del embrague son concéntricos, es decir, que uno está dispuesto en el interior del otro, y giran, claro está, libremente uno con respecto al otro.
Su construcción requiere un gran diseño, los mejores materiales y sobre todo un proceso de fabricación de alta calidad. Las tolerancias permitidas durante la fabricación son extremadamente bajas, al mismo tiempo que los requerimientos de par a transmitir son elevados.
Los autos deportivos utilizan hoy este tipo de tecnología, la potencia a transmitir llega hasta los 750hp y el par motor a 700Nm. Ferrari, por ejemplo, utiliza una caja de velocidades con doble embrague perteneciente a la empresa Getrag en toda su gama de vehículos actual (458, FF, California y en la F12 Berlinetta).
El grupo motopropulsor, una alianza fuerte
Hace mucho tiempo estudiábamos el motor por un lado, el embrague por otro, la caja de velocidad por otro y, finalmente, los diferenciales por otro. Todo formaba parte de un sistema GMP (grupo motopropulsor) que si bien ligaba todas estas piezas, cada una era independiente de la otra.
Hoy en día es totalmente diferente. La caja de velocidades está ligada y, por tanto, genera intervenciones en la gestión motor.
Para decirlo de una forma más clara, cuando uno quiere pasar una marcha es necesario que en ese breve lapso de tiempo el motor reduzca lo máximo posible el par motor.
Es así que la caja de velocidades envía una señal al motor (vía CAN, por ejemplo) para indicarle que el conductor desea cambiar de marcha y así éste reduce su par. Tanto el motor como la caja tienen ECU independientes pero que intercambian información entre sí.
La ECU motor debe enviar una señal a la ECU de la caja de velocidades para determinar cuál es la marcha que el conductor utilizará a continuación (generalmente se utiliza el gradiente de rpm y la posición del pedal del acelerador como variables de entrada).
De esta manera, se va engranando la próxima marcha y se espera a que el conductor decida finalmente cambiarla. En ese momento, la marcha ya estará engranada hace rato y solamente habrá que abrir un embrague y cerrar otro.
Supongamos que el conductor está con la 3ra marcha engranada y acelerando. Es entonces de esperar que la próxima marcha a engranar sea la 4ta. Es aquí donde un sistema de doble embrague hace la diferencia.
Utilizando un embrague para las velocidades pares y otro para las impares nos da la posibilidad de pasar de marcha en pocos ms sin saber exactamente qué significa mecánicamente pasar de marcha.
Ferrari logró, por ejemplo, reducir el tiempo de cambio de marcha de su sistema F1 utilizado por la F430, F612 Scaglietti, o la F599, de 120ms a 60ms en los modelos actuales con doble embrague (F458, FF, F12 y California). La diferencia al conducir uno u otro vehículo es grande.
En las actuales series, los cambios de marcha se sienten casi de forma continua, transmitiendo fuerzas de tracción al piso ininterrumpidamente. Esto mejora la performance de aceleración pero también la estabilidad del vehículo durante los cambios de marcha.
Una caja de velocidad con doble embrague es sin duda una ayuda para los amantes de las aceleraciones y del manejo deportivo. Pero es importante tener en cuenta que es útil cuando ya no hay más nada por mejorar.
Con esto quiero decir, que uno como conductor o piloto debe saber acelerar, utilizar el 100% de la adherencia disponible, y que lo único que queda entonces por mejorar es la reducción del tiempo muerto por cambio de marcha.
Un sistema de doble embrague para alguien que no sabe acelerar es como una 4×4 para la madre que lleva los chicos a la escuela.
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