Transmissão Automotiva

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Transmissão Automotiva

  1. 1. Prof. Augusto Magalhães
  2. 2.  Se você dirige um carro manual, pode ter algumas dúvidas a respeito do seu funcionamento.
  3. 3.  Como o estranho padrão em "H" tem relação com as marchas dentro da transmissão? O que está se movendo dentro da transmissão quando eu movo o câmbio? Quando erro a mudança de marcha e ouço aquele barulho arranhado, o que realmente está arranhando? O que aconteceria se, acidentalmente, eu engatasse a marcha ré enquanto estou em alta velocidade na estrada?
  4. 4.  Os carros necessitam de transmissões devido à física do motor a gasolina. Primeiramente, todo motor possui um limite, um valor de rpm máximo, acima do qual não consegue rodar sem explodir. Um motor, por exemplo, pode produzir seu máximo de cavalo de força a 5.500 rpm.
  5. 5.  A transmissão permite que a relação de transmissão entre o motor e as rodas de acionamento mude à medida que a velocidade do carro aumenta ou diminui. Trocam-se as marchas para que o motor mantenha-se abaixo do limite e próximo da faixa de rpm de sua melhor performance.
  6. 6.  O ideal seria que a transmissão fosse tão flexível nas suas relações que o motor pudesse rodar a um único valor de rpm de melhor performance. Essa é a função da transmissão continuamente variável (CVT).
  7. 7.  Uma CVT possui uma gama praticamente infinita de relações de transmissão. No passado, as CVTs não podiam competir com as transmissões de quatro e cinco velocidades em termos de custo, tamanho e confiabilidade, pois não se viam CVTs em veículos de série. Hoje, melhorias no design tornaram-nas mais comuns. O Toyota Prius é um carro híbrido que utiliza uma CVT.
  8. 8.  A transmissão é conectada ao motor pela embreagem. O eixo de entrada da transmissão roda na mesma rpm que o motor. Uma transmissão de cinco velocidades aplica uma das cinco relações de transmissão, para que o eixo de entrada produza um valor de rpm diferente no eixo de saída. Aqui estão algumas relações de transmissão:
  9. 9.  Para compreender a idéia básica de uma transmissão padrão, o diagrama abaixo mostra uma transmissão de duas velocidades bem simples em ponto morto:
  10. 10.  O eixo verde vem do motor pela embreagem. O eixo e a engrenagem verdes estão conectados como uma só unidade. A embreagem é um dispositivo que permite conectar e desconectar o motor e a transmissão. Quando você pisa no pedal da embreagem, o motor e a transmissão estão desconectados, de forma que o motor pode rodar mesmo que o carro esteja parado. Quando você solta o pedal da embreagem, o motor e o eixo verde são conectados diretamente um ao outro. O eixo e a engrenagem verdes rodam na mesma rpm que o motor.
  11. 11.  O eixo e as engrenagens vermelhas são chamados de eixo secundário. Eles também estão conectados como uma peça única, de forma que todas as engrenagens no eixo secundário e o próprio eixo giram como uma unidade. Os eixos verde e vermelho são conectados diretamente por suas engrenagens entrelaçadas, assim, se o eixo verde estiver girando, o vermelho também estará. Dessa forma, o eixo secundário recebe sua potência diretamente do motor toda vez que a embreagem é utilizada.
  12. 12.  O eixo amarelo é um eixo serrado que conecta-se diretamente ao eixo motor pelo diferencial às rodas de acionamento do carro. Se as rodas estiverem girando, o eixo amarelo estará girando.
  13. 13.  As engrenagens azuis giram em mancais, portanto giram no eixo amarelo. Se o motor estiver desligado mas o carro estiver em movimento, o eixo amarelo pode virar as engrenagens azuis para dentro enquanto elas e o eixo secundário estão parados.
  14. 14.  A função do anel é conectar uma das duas engrenagens azuis ao eixo motor amarelo. O anel é conectado ao eixo amarelo pelas chavetas e gira com ele. Entretanto, o anel pode deslizar para a esquerda ou direita ao longo do eixo amarelo, para engatar qualquer uma das engrenagens azuis. Os dentes no anel, chamados de dentes caninos, encaixam-se em buracos nas laterais das engrenagens azuis para engatá-las.
  15. 15.  Primeira marcha A figura abaixo mostra como o anel, quando engatado à primeira marcha, engata a engrenagem azul à direita:
  16. 16.  Nesta figura, o eixo verde do motor gira o eixo secundário, que por sua vez gira a engrenagem azul da direita. Essa engrenagem transmite sua energia pelo anel para conduzir o eixo motor amarelo. Enquanto isso, a engrenagem azul da esquerda está girando, mas está solta no seu mancal, não tendo efeito sobre o eixo amarelo.
  17. 17.  Quando o anel está entre duas engrenagens (como mostrado na primeira figura), a transmissão está em ponto morto. As engrenagens azuis ficam à esmo no eixo amarelo em relações diferentes, controladas por suas relações no eixo secundário.
  18. 18.  Dessa explicação, pode-se responder a várias perguntas: Quando você comete um erro na troca de marchas e escuta um som arranhado, você não está ouvindo o som do dente da engrenagem mal engatada. Como você pode ver nestes diagramas, todos os dentes de engrenagem estão completamente entrelaçados o tempo todo. O som arranhado é dos dentes caninos tentando, sem sucesso, engatar-se aos buracos nas laterais das engrenagens azuis.
  19. 19.  A transmissão mostrada aqui não possui "sincronizadores" (abordados mais adiante neste artigo), assim, se você estivesse utilizando essa transmissão, teria de utilizar a dupla embreagem. A dupla embreagem era comum em carros antigos e ainda é em alguns carros de corrida. Na dupla embreagem, você pisa no pedal de embreagem uma vez para desengatar o motor da transmissão. Isso tira a pressão dos dentes caninos para que você possa mover o anel para o ponto morto.
  20. 20.  Então você libera o pedal da embreagem e o motor rotaciona para a "velocidade correta". A velocidade correta é o valor de rpm sob o qual o motor deveria rodar na próxima marcha. A idéia é pegar a engrenagem azul da próxima marcha e o anel rotacionando na mesma velocidade, para que os dentes caninos possam engatar. Então você pisa no pedal de embreagem novamente e trava o anel na nova marcha. A cada troca de marcha você tem de pisar e liberar a embreagem duas vezes, daí o nome "dupla embreagem".
  21. 21.  Você também pode ver como um pequeno movimento linear na alavanca permite a troca de marchas. A alavanca de troca de marchas move uma haste conectada ao garfo. O garfo desliza o anel no eixo amarelo para engatar uma das duas engrenagens.
  22. 22.  A transmissão manual de cinco velocidades é considerada padrão nos carros de hoje. Internamente, ela é como na figura abaixo.
  23. 23.  Há três grafos controlados por três hastes que estão engatadas pela alavanca de câmbio. Olhando as hastes de câmbio de cima, elas são assim em marcha ré, primeira e segunda marchas.
  24. 24.  Tenha em mente que a alavanca de câmbio possui um ponto de rotaçãono meio. Quando você empurra a alavanca para frente para engatar a primeira marcha, está na realidade puxando a haste e o garfo para a primeira marcha.
  25. 25.  Você pode ver que, ao mover o câmbio para a esquerda e direita, você está engatando garfos diferentes (e, portanto, anéis diferentes). Mover a alavanca para frente e para trás move o anel para engatar a uma das engrenagens.
  26. 26.  A marcha ré é controlada por uma pequena engrenagem intermediária (em roxo). Em todos os momentos, a engrenagem de ré azul nesse diagrama está girando na direção oposta de todas as outras engrenagens azuis. Assim, seria impossível jogar a transmissão para a marcha ré enquanto o carro está indo para frente, pois os dentes caninos nunca engatariam. Contudo, farão um enorme barulho.
  27. 27.  Sincronizadores As transmissões manuais nos carros de passeio utilizam sincronizadorespara eliminar a necessidade da dupla embreagem. O objetivo de um sincronizador é permitir que o anel e a engrenagem tenham atrito antes de os dentes caninos terem contato. Isso permite que o anel e a engrenagem sincronizem suas velocidades antes de os dentes precisarem engatar, como mostrado abaixo.
  28. 28.  O cone na engrenagem azul encaixa na área em forma de cone do anel e o atrito entre o cone e o anel sincroniza o anel e a engrenagem. A porção externa do anel então desliza para que os dentes caninos possam se engatar à engrenagem. Cada fabricante implementa as transmissões e os sincronizadores de maneiras diferentes, mas essa é a idéia geral.

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