Dossier Caddy DSG y EcoFuel

Una sección transversal del interior de la caja de cambios demuestra que su estructura se puede dividir básicamente en una sección frontal y una sección trasera de la caja de cambios: esto explica mejor la definición de «dos cajas de cambio paralelas integradas en una». El cerebro del cambio de marchas DSG está situado directamente en la parte delantera de la carcasa de la caja: es el módulo de mecatrónica. A continuación se alojan el eje de la marcha atrás y el eje secundario 2 (para las marchas 5, 6 y R).

Los ejes primarios 1 y 2 están dispuestos en el centro, al igual que el embrague doble. Este está impulsado por el motor mediante un volante motor de doble masa. Los embragues son controlados a través de un sistema hidráulico, con unas válvulas de solenoide electromagnéticas especialmente desarrolladas, que regulan la presión de contacto. Las válvulas de solenoide electromagnéticas están conectadas directamente al módulo de mecatrónica que coordina todo el sistema.

El embrague doble – intercambio directo de fuerza

El embrague doble se compone de los embragues individuales C1 y C2. Se trata de un elemento complejo e innovador que se ha ido perfeccionando a lo largo de años de desarrollo. El objetivo de partida -lograr unos valores de transferencia de carga similares a los de un convertidor de par hidráulico convencional- se ha cumplido sin excepción. El resultado: el embrague doble tiene unas cualidades de marcha que no pueden ofrecer las cajas de cambio automáticas convencionales con convertidor de par. El eficaz control del sistema, ofrece a los usuarios la oportunidad de disfrutar de una experiencia de conducción totalmente nueva, directa y por tanto fascinante.

La bomba de aceite se sitúa también en el lado contrario al motor. Impulsada a la velocidad del motor mediante un eje montado en el eje interno primario. El eje secundario 1 (para las marchas 1, 2, 3 y 4), así como el diferencial y la marcha integrada de estacionamiento, están dispuestos en la parte inferior de la caja de cambios.

Todas las marchas del DSG tienen un sincronizador convencional o unidad de cambio de marchas asignado al igual que en las cajas manuales. El rendimiento de estos sistemas de sincronización ha sido mejorado significativamente debido a los revestimientos anti-fricción para lograr tiempos de sincronización mínimos. Gracias al uso de estas unidades de cambio de marchas independientes, los ingenieros fueron capaces de cumplir todos los requisitos en cuanto a flexibilidad en la selección de las marchas, estableciendo al mismo tiempo nuevos estándares en cuanto a velocidades de cambio en cajas automáticas. No hace falta decir que los cambios de marchas en el DSG no suponen interrupción alguna en la tracción.

Ejes primarios – dos en el mismo eje

Los dos ejes primarios de la caja de cambios representan un ejemplo especial de innovadora tecnología de producción. Desempeñan un papel clave en el diseño del sistema. El eje secundario 2 está diseñado como un eje hueco con el eje primario 1 integrado en él como eje sólido. Ambos ejes están montados de forma concéntrica uno encima del otro mediante dos rodamientos de agujas y han sido diseñados de modo que se puedan emplear los elementos individuales de las cajas de cambio manuales Volkswagen actuales.

Visto como un eje, la corona del diferencial de la 5ª marcha está situada al final del eje más alejado del motor, seguida por las coronas de la marcha atrás y la primera. A estas les sigue la rueda impulsora, que proporciona datos de velocidad para sincronizar las marchas, del eje primario 1. Detrás de esto están las coronas de la 3ª, 4ª, 6ª y 2ª marcha. La rueda impulsora del eje primario 2 está situada directamente detrás de la corona de la 2ª marcha. Esta disposición refleja también una cualidad especial del DSG: comparada con las cajas de cambio convencinales, en este caso las marchas 1 y 3, 2 y 4 y marcha atrás están asignadas, cada una de ellas, a una unidad de cambio.

Este factor, junto con un sistema de sincronización de diseño óptimo (sistemas cónicos múltiples de marchas 1, 2 y marcha atrás) explica los tiempos de cambio especialmente cortos.

Mecatrónica – el «cerebro» del DSG

El elemento más complejo el DSG es el módulo mecatrónico que controla la caja de cambios. Está integrado directamente en la caja, es decir, en un baño de aceite a 140º. Un intercambiador de calor montado en el borde exterior de la caja garantiza que mantiene la «cabeza» fría. El intercambiador de calor asegura que los semiconductores que se usan en el ordenador de alto rendimiento se aprovechen de temperaturas favorables cualquiera que sean las condiciones de aplicación.

La estructura básica de la mecatrónica consiste en una unidad de control electrónica y una hidráulica. Aquí es donde se evalúan los parámetros obtenidos a través de sensores (un sensor convierte los parámetros físicos o químicos en señales eléctricas) y dónde se activan los actuadores (un actuador es la interfaz entre la señal eléctrica en proceso y el proceso mecánico).

En concreto, el módulo mecatrónico calcula y gestiona datos que se emplean para controlar los embragues, los ejes primario y secundario, el sistema de refrigeración, las marchas individuales, las presiones y diversos parámetros de seguridad. Estas funciones son operadas mediante cinco válvulas de modulación, cinco válvulas de control de marcha y varias válvulas hidráulicas. Los datos de la caja de cambios son enviados a la red de a bordo del vehículo mediante una conexión de comunicación, mientras que la información del vehículo y el motor se transmite en dirección contraria hacia el ordenador de la caja de cambios a través del interfaz.

CADDY ECOFUEL: EL CADDY CON GAS NATURAL

Volkswagen Vehículos Comerciales emprende con el Caddy EcoFuel un nuevo camino en la producción de vehículos respetuosos con el medio ambiente y con especial atención a la economía. El EcoFuel supone una aportación decisiva en el desarrollo de vehículos con combustibles alternativos.

Los depósitos de gas natural de 26 kilogramos de peso están situados en los bajos de la carrocería y proporcionan una autonomía de aproximadamente 430 kilómetros. El conducto y las secciones transversales de las válvulas, de generosas dimensiones, permiten un repostaje rápido y con reducidos niveles de ruido. De este modo, una parada habitual en la estación de servicio es comparable en duración a la de un vehículo de gasolina. El sistema permite mantener la flexibilidad sin reducir el espacio interior o el de carga, con lo que el Caddy Ecofuel es capaz, si se prefiere, de equipar hasta siete asientos.

El Caddy EcoFuel tiene la misma apariencia que un vehículo de propulsión convencional. El Ecofuel equipa un concepto de motor casi monovalente, lo que significa que el motor está preparado para funcionar de modo óptimo con gas natural, pero puede emplear gasolina si la próxima estación de gas natural se encuentra demasiado lejos. El cambio a combustible convencional se produce automáticamente cuando el depósito está vacío (presión residual de 10 bares), lo que se advierte mediante un indicador específico en el display.

El motor tiene una relación de compresión (13,5:1) para una eficacia óptima, en su funcionamiento con gas natural. Si es propulsado con gasolina, el punto de encendido se retrasa, modificando el ajuste de la mariposa para «compensar» la alta compresión. El motor de 2 litros, diseñado para funcionar con gas natural, desarrolla 109 CV de potencia y siempre arranca utilizando gasolina. Si el conductor olvida llenar el depósito después de buscar mucho tiempo una estación de servicio, es posible utilizar cinco «arranques de emergencia» con gas natural.

Un kilo de gas natural cuesta alrededor de 0,75 euros en Alemania. El Caddy Ecofuel consume una media de seis litros cada 100 kilómetros, lo que significa un coste de unos 4,50 euros. Actualmente existen alrededor de 700 estaciones de suministro de gas natural en Alemania aunque, de momento, en España la red de gas es muy escasa Algunos municipios y proveedores de energía también aportan ayuda financiera para la compra de vehículos de gas natural.

GAS NATURAL, UNA ALTERNATIVA COMPATIBLE CON EL MEDIO AMBIENTE

Existen numerosas razones para elegir el gas natural: el incremento de los precios del petróleo está llevando un gran número de conductores a buscar alternativas más económicas y ecológicas. A partir de mediados del próximo año, Volkswagen Vehículos Comerciales ofrecerá el Caddy EcoFuel, una fiable contribución a los vehículos con combustibles alternativos.

El gas natural es uno de los combustibles alternativos con mayor desarrollo en Alemania. Las cifras de matriculación de los vehículos de gas natural en Alemania se incrementaron aproximadamente un 50% en el último año. Una de las razones más importantes de esta subida es el precio del petróleo. Un kilo de CNG (gas natural comprimido) se vende actualmente (octubre de 2005) en las estaciones de servicio a aproximadamente 75 céntimos de euro. Esta cantidad contiene la energía equivalente a aproximadamente un litro y medio de petróleo. Como resultado, los vehículos de gas natural se benefician al reducir a la mitad sus gastos de combustible en comparación con los vehículos de petróleo. El ahorro sobre los vehículos diesel es aproximadamente del 30 por ciento.

Las diferencias de precio en comparación con los combustibles convencionales son el resultado de los menores impuestos que gravan al gas natural como combustible. Esta circunstancia constituye una prima a largo plazo para los vehículos de gas natural, debido a que el gobierno alemán ha garantizado esta tasa impositiva preferencial hasta el año 2020.

Gas natural para el medio ambiente

La razón de las ventajas fiscales del gas natural son sus particulares ventajas medioambientales. El gas natural es el combustible fósil más limpio. Cuando se quema, emite un 20 por ciento menos de dióxido de carbono (CO2) que un motor de gasolina, un 75 por ciento menos de monóxido de carbono (CO) y hasta un 40 por ciento menos de hidrocarburos reactivos (HC).

Cuando lo comparamos con el equivalente en vehículos diesel, los automóviles de gas natural emiten un 50 por ciento menos de monóxido de carbono (CO) y hasta un 80 por ciento menos de hidrocarburos reactivos (HC) y de óxidos nitrosos (Nox). Un rasgo particularmente atractivo para el transporte interurbano es que los motores alimentados por gas natural apenas producen ninguna partícula de hollín. Esto significa que los filtros de partículas no son relevantes y que los vehículos de gas natural no están afectados por las posibles prohibiciones debido al exceso de concentración de partículas en el aire.

Altas exigencias de seguridad

Las preocupaciones sobre la seguridad desde el punto de vista de la alta inflamabilidad del gas natural son infundadas. Investigaciones de varios institutos de pruebas independientes han demostrado que los tanques de gas natural diseñados para la alta presión satisfacen más exigencias de seguridad que los del petróleo. Para estas investigaciones, los tanques han sido expuestos a presiones de más de 600 bares (el triple de lo normal) durante la prueba.

En el caso de daño externo, las válvulas de seguridad, garantizan que el gas sea vertido automáticamente. Si los tanques son expuestos a un calor extremo, el gas natural puede también ser quemado de una manera controlada (también completamente automática) sin que se produzca una explosión. Estas medidas de seguridad han persuadido al Cuerpo de Bomberos de Frankfurt para usar vehículos de pasajeros y vehículos comerciales ligeros en su flota de trabajo.

El gas natural es más ligero que el aire y se disipa rápidamente en espacios ventilados sin dar lugar a una mezcla potencialmente explosiva. Esto explica por qué los vehículos de gas natural pueden ser estacionados también en aparcamientos de varios pisos. La mayoría de las restricciones aplicables a los vehículos de gas, casi inexistentes hoy en día, están dirigidas exclusivamente hacia los vehículos LPG (gas licuado del petróleo). El LPG, que se vende también a veces como Autogas, es una mezcla entre gas propano y butano, más pesada que el aire que puede concentrarse en el suelo de espacios mal ventilados.

Suministro de combustible

El gas natural tiene una densidad de energía considerablemente más alta que los combustibles líquidos. Sin embargo, el gas se comprime a 200 bares de presión para permitir llevar el suficiente combustible en el vehículo. Las bombas de combustible requeridas para ello son cada vez más comunes en las estaciones de servicio alemanas.

Ahora mismo existen alrededor de 700 estaciones de servicio con gas natural en Alemania. Las grandes ciudades, en particular, están muy bien servidas. Hacia el año 2007 el número de estaciones de servicio con gas natural en el país está previsto que se eleve a 1.000. Esto significa que los clientes que usan gas natural tienen la posibilidad de encontrar una estación de servicio cada 5 kilómetros en áreas urbanas; mientras que, por regla general, la distancia máxima entre estaciones de servicio de gas natural en zonas rurales, no supera los 20 ó 25 kilómetros. La red española de estaciones de servicio de gas natural es, en estos momentos, bastante limitada.

Perspectiva

El uso del gas natural como combustible para la automoción representa la posibilidad de depender menos de los suministros de petróleo de la inestable zona de Oriente Medio. Más del 30 por ciento del gas natural usado en Alemania es importado de Noruega y de los Países Bajos; alrededor de un 35 por ciento es traído de Rusia y casi un tercio proviene de reservas domésticas de gas. Sin embargo, la capacidad de acceso a las reservas de Alemania pronto se agotará, lo que significa que todavía hay suficientes reservas para unas décadas más.

Noruega está desarrollando actualmente perforaciones submarinas y aparejos de extracción para tener acceso a las reservas submarinas de gas, consideradas poco rentables durante la etapa inicial de la explotación de gas del Mar del Norte. Las reservas de gas más grandes fuera de Oriente Medio, están en Rusia.

El gas natural necesario para el suministro de Europa Occidental proviene predominantemente de Siberia Occidental. Las nuevas extracciones de gas y las facilidades de transporte contribuyen a asegurar las provisiones de gas. El gas natural es transportado desde Siberia, bombeando a estaciones de Europa Occidental, a través de un sistema de tuberías que se extienden más de 5.000 kilómetros. Con el fin de crear una alternativa al sistema de tuberías a través de Polonia y Ucrania, un consorcio, formado por Gasprom y a las empresas alemanas Eon y Basf, ha decidido recientemente instalar una tubería por el Mar Báltico.

Las reservas globales de gas natural son enormes. La Agencia Internacional de la Energía estima que, a fecha de hoy, las reservas de gas natural durarán al menos 60 años más, incluso hasta que se produzca un aumento significativo del consumo. Estas estimaciones no han tenido en cuenta las reservas submarinas de hidratos de metano, las cuales, según estimaciones realizadas, podrían multiplicar las reservas de gas disponibles. Sin embargo, actualmente no existe la tecnología adecuada para la extracción de estos hidratos.