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COMPARATIVA DE CAJAS DE CAMBIO: manuales, automáticas

con convertidor de par y pilotadas, en motores gasolina y diesel

 

autor: jjhv@arpem.com

 

Que las cajas automáticas gastan mas y entregan menos prestaciones era algo habitual en el pasado, y ante cualquiera que preguntará el porqué era fácilmente defendible, pero:

¿Pasa igual hoy en día?

¿Existe alguna razón para las disparidades de consumo que hoy se ven en este tipo de mecánicas?

Si miramos el cambio automáticos sin la componente emocional que tiene y las opiniones que escuchamos sobre él , muchas veces por parte de quien nunca los ha usado, deberíamos analizar si su implantación no será a medio plazo una fuente de ahorro más que una carga o lastre.

Para analizarlo vamos a usar los datos homologados de un modelo que ofrece gran diversidad de motores diesel , gasolina , turbos atmosféricos y diversos tipos de caja , manuales, pilotadas ( DSG) y epicicloidales con convertidor( tiptronic) , de esta forma podemos extraer conclusiones y lo que es más justificar la razones de resultados que a primera vista pueden ser contradictorios.

¿ Reducen prestaciones los cambios automáticos actuales ? ¿Aumentan los consumos? ¿Es independiente el tipo de motor que lleven aparejadas?

Vamos a usar 3 datos, consumo homologado en carretera, consumo en ciudad y tiempo de aceleración en seg de 0 a 100 km/h.

     
 

modelo

peso consumo carretera consumo urbano aceleración 0-100 km/h
AUDI A-3 Sportback 2.0 FSI 150cv 6 vel 1.315 kg 5.5 litros 9.6 litros 9.1 segundos
A-3 Sportback 2.0 FSI 150cv 6 vel auto. 1.345 kg 5.8 litros 11.3 litros 9.7 segundos
 
     

Hasta aquí todo "normal" la perdida de potencia del convertidor de par resta potencia efectiva e incrementa consumos, esto se produce más en ciudad al no bloquearse normalmente el convertidor. Las cifras de aceleración peores, se deben al mayor peso y a la perdida de potencia, así como a la lentitud del proceso de cambio de marchas.

Veamos otra comparativa de motores y cajas:

     
 

modelo

peso consumo carretera consumo urbano aceleración 0-100 km/h
A-3 sportback 2.0 TFSI 200 cv 6 vel 1.470 kg 6.9 litros 12.4 litros 7.1 segundos
A-3 Sportback 2.0 TFSI 200 cv DSG 6v 1.470 kg 6.0 litros 10.6 litros 7.0 segundos
 
     

Esto es novedoso, aunque no mucho, el empleo de una caja pilotada mejora el consumo frente a una automáticas de convertidor por la perdida del resbalamiento en el mismo, pero debería consumir algo más por el uso de una bomba de aceite para el accionamiento de las marchas como del embrague, sin embargo el uso más "racional" de la potencia del motor en las zonas de mejor rendimiento implica un menor consumo final mucho más acusado en ciudad ( 13% menor en carretera y 15.5% en ciudad)) , zona donde el régimen del motor usado no suele ser cuidado por el conductor para ser optimo y si por la programación de la caja, la ganancia de 1 décima en aceleración es achacable básicamente a los menores tiempos perdidos en los cambios de marcha.

Sigamos con mas comparativas de motores y cajas:

     
 

modelo

peso consumo carretera consumo urbano aceleración 0-100 km/h
A-3 sportback 3.2 V6 250 cv manual 6 vel 1.535 kg 8.2 litros 14.8 litros 6.4 segundos
A-3 sportback 3.2 V6 250 cv DSG 6 vel 1.565 kg 7.6 litros 13.9 litros 6.3 segundos
 
     

Aquí las diferencia en tiempo de aceleración se mantienen previsiblemente porque son achacables a la mejora de tiempos en cambios de macha y estos son prácticamente iguales, sin embargo el consumo es proporcionalmente menos reducido tanto en carretera como en ciudad frente a las versión turboalimentada ( 11,6% menor en carretera y 6% en ciudad) estos nos puede dar idea de que el rendimiento del motor atmosférico es "menos" aprovechable ( por un cambio automático) que un turbo, como todos sabemos el turbo aporta una mejora de rendimiento del ciclo elevando el llenado efectivo, mayores cifras de par, de ahí que la elevación de potencia se haga a base del par entregado y no de régimen como es usual en un atmosférico, estas mayores cifras de par en régimen medios ( el par máximo del turbo es constante y max entre 1800 rpm y 5000 rpm de 20.4 mkg frente a los 32.6 mkg pero a 3000 RPM del 3.2 V6) hace junto con los menores rozamiento de un motor de menos cilindros y cilindrada una mejora sustancial en cuanto a rendimiento se trata.

Es de notar que estas cifras son especificas para consumos en determinada circunstancia, seguramente si se extrajera toda la potencia del motor y no la precisa para la norma de homologación en ciudad y carretera , las diferencia del consumos seria más parejas entre turbos y atmosféricos, ya que en plena potencia los atmosféricos trabajan con mariposa abierta y los rendimientos en estas circunstancia son muy buenos, frente a rendimiento con mariposa estrangulada, digamos que esta medida favorece al motor turboalimentado por ser su rendimiento mejor a medio régimen, pero no sería tan alta ( posiblemente incluso menor) si de potencia máxima se tratara.

Veamos otra comparativa, pero para motores diesel:

     
 

modelo

peso consumo carretera consumo urbano aceleración 0-100 km/h
A-3 Sportback 2.0 Tdi 140 cv manual 6vel 1.335 kg 4.2 litros 6.6 litros 9.7 segundos
A-3 Sportback 2.0 Tdi 140 cv DSG 6 vel 1.410 kg 4.8 litros 7.5 litros 9.2 segundos
 
     

En este caso la cosa si sorprende en carretera tenemos un 14% de MAYOR consumo con el DSG en ciudad un 13.6% de MAYOR consumo a cambio tenemos una ganancia de tiempo no de 1 décima que podríamos achacar al cambio, sino de 0.5 seg, que en los tiempos que nos movemos supone bajar un 5% el tiempo, lo cual es muy significativo.

¿Que razón puede haber para que un diesel, se lleve mal ( hablando desde el punto de vista de consumo ) con una caja que a los motores de gasolina parece sentarles como anillo al dedo?

Aparte de consideraciones de relaciones de cambio ligeramente diferentes entre una y otra caja, que no vamos a considerar puesto que hablamos del mismo número de relaciones ( otra cosa muy distinta sería en caso de llevar una caja más relaciones que otra) debe existir alguna razón para que un incremento notable en las prestaciones sea tan contraproducente de cara a los consumos, precisamente en un motor que debería cuidar más este apartado.

La única razón que se nos ocurre ( sin probar ambos) radica en las leyes de cambio de ambas cajas y los rendimiento de los motores.

Si analizamos la curva de par de los motores veremos que tanto el turbo de gasolina como el atmosférico, obtiene un valor de par muy homogéneo en todo el rango, basta decir que el turbo de gasolina es máximo desde 1800 RPM hasta 5000 RPM ( 20.4 mkg)cuando la potencia max la entrega a 6000 rpm, esto implica un buen llenado y quemado de la cámara, que es lo mismo que decir un buen rendimiento termodinámico, ( ¡OJO! No mejor que el diesel, pero si homogéneo en todo su régimen de uso, siempre con mariposa completamente abierta) sin embargo el diesel es un motor netamente puntiagudo su par máximo 32.6 mkg entre 1750 y 2500 rpm( igual que el 3.2 V6) lo entrega a muy bajo régimen perdiendo a partir del mismo hasta el régimen de potencia máxima, esto implica que siendo su rendimiento muy alto (bajo consumo especifico frente a un ciclo Otto) es menor conforme sube el régimen siendo muy acusado esta perdida de rendimiento en las zonas de potencia máxima.

Por eso una caja de cambios que se piense para extraer máximas prestaciones en motores de gasoil va a repercutir en un consumo ligeramente mayor, en vez de menor ya que el rendimiento del motor en las zonas de máxima potencia es sensiblemente mas, bajo cualquier conductor abusaría menos de estas zonas de régimen, ya que el menor rendimiento del motor incita a no mantenerlo en esa zona de giro, frente a las zonas de par máximo, la diferencia en prestaciones aunque existe no compensa frente a la ventaja en consumo.

La gran ventaja de los motores turbos se encuentra en su zona de régimen medio por lo que el manejo de esta zona favorece el consumo aún a costa de perder en prestaciones, en motores turbos de gasolina donde esta gama de buen rendimiento se estira hasta la zona de potencia máxima no se acusa incremento de consumo con mejora de prestaciones, pero en diesel sacar unos pocos cv más incrementa mucho el consumo o dicho de otra manera reduce el rendimiento, dicho rendimiento será siempre mayor que en un ciclo Otto pero sensiblemente más bajo que en un uso mayor de la zona de medio regimen, que por otro lado es la que mejor lleva este tipo de motor.

Por lo tanto el uso o disposición de distintos programas de cambio para cajas pilotadas en motores de gasoil turboalimnetados tiene gran importancia de cara al consumo, cosa que no sucede en motores de gasolina.

 

Marcas y modelos

 

     
  Asesoría técnica (por: JJHV)  
     

 

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