Sistemas mecânicos automotivos 2009

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Sistemas mecânicos automotivos 2009

  1. 1. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinUNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICADisciplina: Sistemas Mecânicos Automotivos Professor: Carlo Giuseppe Filippin, M. Eng. Sistemas Mecânicos Automotivos 1
  2. 2. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin ÍNDICE1 HISTÓRICO DO AUTOMÓVEL .......................................................................................10 1.1 História dos Logotipos de Fabricantes de Automóveis............................................37 1.2 Cronologia ...............................................................................................................602 dinâmica de marcha.........................................................................................................63 2.1 Rendimento .............................................................................................................67 2.2 Componentes do Trem Motriz .................................................................................67 2.3 Disposição do Trem Motriz ......................................................................................67 2.4 Objetivo do Trem Motriz ..........................................................................................68 2.4.1 Resistências ao Movimento .................................................................................68 2.5 Força Trativa ...........................................................................................................73 2.5.1 Variação da Força Trativa Com a Velocidade......................................................73 2.5.2 Curvas de Performance .......................................................................................75 2.5.3 Curvas de Potência Constante ............................................................................75 2.5.4 Curvas de Potência e Torque ..............................................................................78 2.6 Determinação do Conjunto de Relações de Transmissão de uma Caixa de Engrenagens ......................................................................................................................79 2.7 Equação de Equilíbrio de Forças.............................................................................82 2.8 Configurações .........................................................................................................83 2.8.1 Características das principais configurações: ......................................................893 EMBREAGEM E ACOPLAMENTOS ...............................................................................95 3.1 Embreagem de Fricção ...........................................................................................95 3.2 Torque Transmissível ..............................................................................................96 3.3 Embreagem de Fricção Cônica ...............................................................................97 3.4 Outras Configurações de Embreagens por Atrito ....................................................98 3.5 Embreagens Eletromagnéticas..............................................................................102 3.6 Embreagem Hidráulica ..........................................................................................1034 CAIXAS DE TRANSMISSÃO.........................................................................................108 4.1 Tipos......................................................................................................................108 4.1.1 Caixa de transmissão por engrenamento por deslocamento .............................109 4.1.2 Caixas de transmissão por engrenamento constante ........................................110 4.1.3 Caixas de transmissão por engrenamento constante sincronizada ...................113 4.1.4 Caixas de transmissão direta e indireta .............................................................117 4.1.5 Caixa de transmissão com eixos intermediários opostos ..................................118 4.1.6 Caixa de transmissão epicíclica.........................................................................120 4.1.7 Caixa de transmissão automática ......................................................................122 4.2 Transmissões Auxiliares........................................................................................131 4.3 Conversores de Torque.........................................................................................136 4.4 Transmissões Continuamente Variáveis ...............................................................1395 EIXO MOTRIZ ...............................................................................................................142 5.1 Tipos......................................................................................................................142 5.2 Velocidade.............................................................................................................142 5.3 Configurações .......................................................................................................143 5.3.1 Eixo motriz com simples redução ......................................................................143 5.3.2 Eixo motriz com dupla redução..........................................................................144 5.3.3 Eixo motriz com redução nos cubos ..................................................................146 5.3.4 Eixo motriz de dupla redução com dupla velocidade .........................................147 5.4 Diferencial .............................................................................................................149 5.4.1 Diferencial aberto...............................................................................................151 2
  3. 3. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin 5.4.2 Eixo bloqueado ..................................................................................................153 5.4.3 Diferencial com deslizamento controlado ..........................................................1546 TRAÇÃO 4X4, 6x4 E INTEGRAL ..................................................................................161 6.1 Controle de Tração................................................................................................1717 JUNTAS UNIVERSAIS ..................................................................................................176 ÍNDICE DE FIGURASFigura 1: Pictografia Sumeriana de um veículo com rodas, 3500 a.C. ..................................11Figura 2: Veículo a vapor de Nicholas Cugnot, 1771.............................................................12Figura 3: Carruagem a vapor de Richard Trevithick, 1800. ...................................................12Figura 4: Veículo de Gottlieb Daimler com motro à combustão interna, 1885. ......................13Figura 5: Veículo de Karl Benz com motro à combustão interna, 1885. ................................13Figura 6: O primeiro veículo de Daimler. ...............................................................................14Figura 8: Henry Ford e o Quadriciclo, de 1896. .....................................................................16Figura 9: Ford Modelo A de 1903. .........................................................................................17Figura 10: Henry Ford e o Modelo T de 1908. .......................................................................17Figura 11: Linha de montagem da Ford.................................................................................17Figura 12: A fábrica da Ford Motor Company em Highland Park, em 1918...........................18Figura 13: O piloto Ralph DePalma e seu Packard V-12 in 1919. .........................................20Figura 14: Lancia Lambda, com carroceria monobloco e suspensão dianteira independente. .........................................................................................................................................20Figura 15: Transmissão automática para caminhões. ...........................................................21Figura 16: Pierce-Arrow Silver Arrow 1933 V 12 ...................................................................22Figura 17: Chrysler Airflow 1935, 8 cilindros em linha, 5.3 litros, 138 HP..............................23Figura 18: Peugeot 402, 2.0 litros desenvolvendo 55 CV ......................................................23Figura 19: BMW 307 1956 e BMW Z4.................................................................................24Figura 20: Chevrolet SSR e Chevrolet Pick-up 1951 ..........................................................24Figura 21: Chrysler PT Cruiser. .............................................................................................24Figura 22: Protótipos do KDF wagen construídos onde se percebe as portas abrindo-se para trás...................................................................................................................................25Figura 23: O Kommandeurwagen, veículo militar com base na plataforma do Sedan. .........26Figura 24: O Kübelwagen, veículo militar. .............................................................................26Figura 25: O Schwimmwagen, veículo militar anfíbio. ...........................................................26Figura 26: Bantam 40 BRC....................................................................................................30Figura 27: Willys MA ..............................................................................................................30Figura 28: Ford Pigmy ...........................................................................................................30Figura 29: Willys MB ..............................................................................................................31Figura 30: CJ-2A....................................................................................................................31Figura 31: CJ-3A....................................................................................................................32Figura 32: CJ-3B....................................................................................................................32Figura 33: Jeep modelo CJ-5.................................................................................................32Figura 34: CJ-7 ......................................................................................................................33Figura 35: Pneu diagonal.......................................................................................................34Figura 36: Pneu radial. ..........................................................................................................34Figura 37: Estrutura de um pneu. ..........................................................................................35Figura 38: Pneu diagonal sem carga e área de contato com o piso. .....................................36Figura 39: Pneu diagonal com carga e área de contato com o piso. .....................................36Figura 40: Comportamento em curva do pneu diagonal. .......................................................36Figura 41: Pneu radial sem carga e área de contato com o piso...........................................36 3
  4. 4. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinFigura 42: Pneu radial com carga e área de contato com o piso...........................................37Figura 43: Comportamento em curva do pneu radial.............................................................37Figura 44: Logotipo Alfa Romeo. ...........................................................................................38Figura 45: Logotipo Aston Martin...........................................................................................38Figura 46: Logotipo Audi........................................................................................................39Figura 47: Logotipo BMW. .....................................................................................................40Figura 48: Logotipo Buick. .....................................................................................................41Figura 49: Logotipo Cadillac. .................................................................................................42Figura 50: Logotipo Chevrolet................................................................................................43Figura 51: Logotipo Chrysler..................................................................................................43Figura 52: Logotipo Citroën. ..................................................................................................43Figura 53: Logotipo Dodge. ...................................................................................................43Figura 54: Logotipo Ferrari. ...................................................................................................44Figura 55: Logotipo FIAT. ......................................................................................................45Figura 56: Logotipo Ford........................................................................................................45Figura 57: Logotipo Gurgel. ...................................................................................................47Figura 58: Logotipo Honda. ...................................................................................................47Figura 59: Logotipo Jeep. ......................................................................................................47Figura 60: Logotipo Lamborghini. ..........................................................................................47Figura 61: Logotipo Lotus. .....................................................................................................48Figura 62: Logotipo Maserati. ................................................................................................48Figura 63: Logotipo Mazda. ...................................................................................................49Figura 64: Logotipo Mercedes-Benz......................................................................................49Figura 65: Logotipo Mitsubishi. ..............................................................................................50Figura 68: Logotipo Peugeot..................................................................................................52Figura 69: Logotipo Porsche..................................................................................................52Figura 70: Logotipo Quadrifoglio............................................................................................53Figura 71: Logotipo Renault...................................................................................................53Figura 72: Logotipo Rolls Royce............................................................................................54Figura 73: Logotipo Saab.......................................................................................................55Figura 74: Logotipo Subaru. ..................................................................................................56Figura 75: Logotipo Volkswagen............................................................................................56Figura 76: Logotipo Volvo. .....................................................................................................58Figura 77: Logotipo Willys......................................................................................................59Figura 78: Curvas típicas de um motor ciclo Otto apresentando a potência máxima e o torque máximo. ..............................................................................................................64Figura 79: Curvas típicas de um motor Diesel apresentando a potência máxima e o torque máximo. Com a indicação da curva de consumo de combustível pode-se determinar a faixa ótima de funcionamento. A seleção do trem motriz deve ser feita de modo a manter o motor funcionando preferencialmente na faixa de consumo ótimo. ..............................65Figura 80: Curva de desempenho de um veículo, apresentado o desenvolvimento das velocidades em cada marcha em função da rotação do motor. Nota-se a faixa de utilização do veículo em cada marcha, em função dos limites mínimos e máximos de rotação recomendados para o motor, e a faixa econômica, onde o consumo de combustível é mínimo. .....................................................................................................66Figura 81: Curva de resistência ao rolamento de um ônibus comparando o desempenho do veículo equipado cm pneus diagonais (convencionais) e com pneus radiais. Nota-se o menor atrito gerado pelos pneus radiais, que para a velocidade de 80 km/h chega a consumir 30 CV a menos que os pneus diagonais. .........................................................71Figura 82: Curva de resistência aerodinâmica de um ônibus em função da velocidade, comparando-se a diminuição do arraste aerodinâmico conseguido com a melhora do 4
  5. 5. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin coeficiente de penetração aerodinâmica do veículo, que chega a ser de 42% a 80 km/h. .........................................................................................................................................71Figura 83: Curva de resistência total de um ônibus apresentando-se a potência consumida em função da velocidade desenvolvida e das características de rampa a ser superada.72Figura 84: Curva de performance. .........................................................................................74Figura 85: Curva de performance. .........................................................................................76Figura 86: Curva de potência constante, representando a situação ideal onde o veículo teria infinitas relações de transmissão, com o motor trabalhando sempre na melhor faixa de consumo ou de desempenho...........................................................................................78Figura 87: Curva de potência e de torque do motor. .............................................................79Figura 88: Curva de desempenho de um caminhão-trator com caixa de câmbio de 10 marchas e um eixo motriz de simples redução. ...............................................................82Figura 89: Tração dianteira com motor dianteiro. ..................................................................84Figura 90: Tração traseira com motor traseiro transversal. ...................................................84Figura 91: Tração traseira com motor traseiro longitudinal....................................................85Figura 92: Tração traseira com motor traseiro transversal. ...................................................85Figura 93: Tração traseira com motor traseiro transversal. ...................................................85Figura 94: Tração traseira com correntes. .............................................................................86Figura 95: Tração traseira com suspensão De Dion..............................................................86Figura 96: Tração traseira com motor central. .......................................................................87Figura 97: Tração dianteira com motor dianteiro transversal.................................................88Figura 98: Tração dianteira com motor dianteiro longitudinal. ...............................................88Figura 99: Tração integral com motor dianteiro longitudinal. .................................................89Figura 100: Variante da configuração Standard com tração traseira, motor dianteiro longitudinal e caixa de câmbio traseira. ...........................................................................90Figura 101: Configuração Standard com tração traseira, motor dianteiro longitudinal. .........91Figura 102: Configuração com motor e tração traseiros. .......................................................92Figura 103: Configuração com tração dianteira e motor dianteiro transversal.......................93Figura 104: Clássica configuração com tração 4x4 parcial com motor dianteiro longitudinal.94Figura 105: Esquema de acoplamento por embreagem. .......................................................95Figura 106: Esquema de acoplamento por embreagem de fricção. ......................................95Figura 107: Acionamento hidráulico de embreagem de fricção. Ao acionar o pedal o condutor comuta a válvula que permite o enchimento do cilindro hidráulico que por sua vez aciona a embreagem. Ao liberar o pedal da embreagem o condutor comuta a válvula para a posição de esvaziamento do cilindro que libera a embreagem. ......................................96Figura 108: Esquema de isolamento de vibrações em embreagem de fricção......................97Figura 109: Esquema de acoplamento por embreagem cônica de fricção. ...........................97Figura 110: Esquema de acoplamento por embreagem multidisco de fricção.......................98Figura 111: Embreagem multidisco – com dois discos - aplicada em motor Diesel de caminhão pesado. ...........................................................................................................99Figura 112: Esquema de acoplamento por embreagem com mola tipo diafragma................99Figura 113: Embreagem de diafragma de acionamento inverso (puxando). Permite o acionamento de sincronizador auxiliar na entrada da caixa de câmbio através do mesmo mecanismo. ...................................................................................................................100Figura 114: Esquema de acoplamento por embreagem Borg & Beck. ................................101Figura 115: Esquema de acoplamento por embreagem de discos em banho de óleo. .......101Figura 116: Esquema de acoplamento por embreagem centrífuga. ....................................102Figura 117: Esquema de acoplamento por embreagem por corrente parasita. ...................102Figura 118: Esquema de acoplamento por embreagem eletromagnética Ferlec.................103Figura 119: Esquema de acoplamento por embreagem hidráulica......................................104Figura 120: Esquema de um rotor de uma embreagem hidráulica. .....................................105Figura 121: Esquema de acoplamento por embreagem hidráulica......................................106 5
  6. 6. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinFigura 122: Disco e platô de embreagem de fricção. ..........................................................107Figura 123: Volante do motor sobre o qual se acoplam o disco e platô de embreagem de fricção. ...........................................................................................................................107Figura 124: Esquema de uma caixa de câmbio...................................................................108Figura 125: Esquema de uma caixa de câmbio por deslocamento de engrenagens...........109Figura 126: Caixa de câmbio por deslocamento de engrenagens.......................................110Figura 127: Esquema de caixa de câmbio por engrenamento constante. ...........................111Figura 128: Caixa de câmbio mista. ....................................................................................111Figura 129: Caixa de câmbio continuamente engrenada, exceto a primeira marcha. .........112Figura 130: Mecanismos de seleção de marcha. ................................................................112Figura 131: A selector fork / Ball-type. .................................................................................113Figura 132: Mecanismos de sincronização de carga constante, podendo ser aplicados externa ou internamente às engrenagens a sincronizar. ...............................................113Figura 133: Mecanismo de sincronização tipo "baulk”; (Vauxhall Motors)...........................114Figura 134: Mecanismo sincronizador com anéis sincronizadores postiços........................114Figura 135: Mecanismo sincronizador com cone duplo postiço (Smiths Industries)............115Figura 136: Mecanismo sincronizador com cone duplo postiço (ZF D-series).....................115Figura 137: Mecanismo de sincronização Porsche. ............................................................115Figura 138: Mecanismo de sincronização Scania: 1. Engrenagem; 2. Luva acionadora; 3. Luva de engate; 4. Engrenagem; Sistema de travamento - marcha engatada ..............116Figura 139: Caixa de câmbio totalmente indireta de quatro marchas com a redução final do eixo motriz acoplada diretamente no eixo secundário da caixa.....................................118Figura 140: Caixa de câmbio de veículo de passageiros com 5 velocidades, com marcha direta (ZF Synchroma S5-31). 1 – Eixo de entrada; 2 – Eixo secundário; 3 – Haste de acionamento; 4 – Eixo intermediário; 5 – Eixo de saída. ..............................................118Figura 141: Caixa de câmbio com eixos intermediários opostos (Fuller).............................119Figura 142: Caixa de câmbio com eixos intermediários opostos (Rockwell). ......................119Figura 143: Esquema de funcionamento de uma transmissão epicicloidal. ........................122Figura 144: Transmissão automática para caminhões, ônibus e veículos especiais com retarder integrado (ZF Ecomat 5 HP 500). 1 Conversor de torque hidrodinâmico com lock-up; 2 Retarder hidrodinâmico; 3 Conjunto planetário com 5 velocidades; 4 Bomba de óleo; 5 Controle da transmissão. ...................................................................................123Figura 145: Caixa de câmbio automática Borg-Wamer 65. .................................................124Figura 146: Caixa de câmbio convencional com acionamento automático. ........................125Figura 147: Caixa de câmbio convencional com acionamento automático. ........................126Figura 148: Motor e caixa de câmbio convencional de motocicleta.....................................126Figura 149: Caixa de câmbio automática.............................................................................127Figura 150: Diagrama de processo de estratégias de mudança de marcha no câmbio Tiptronic. ........................................................................................................................127Figura 151: Diagrama de desempenho da caixa de câmbio automática de 5 velocidades ZF 5 HP 18.............................................................................................................................128Figura 152: Sistema de controle da caixa de câmbio automática AP. .................................129Figura 153: Sistema de controle eletrônico de transmissão. ...............................................129Figura 154: Esquema da caixa de câmbio automática ZF 5 e ZF 6 HP 5000......................130Figura 155: Caixa de câmbio SCANIA com 10 marchas (5 x 2) empregando grupo redutor. 1 - Árvore principal; 2 -Caixa de mudanças principal; 3 - Seção planetária; 4 - Árvore de saída. .............................................................................................................................131Figura 156: Caixa de câmbio ZF - VOLVO, Mercedes-Benz - com 16 marchas (2x4x2) empregando splitter e grupo redutor e integral retarder (ZF-16 S 220 Ecosplit)............132Figura 157: Caixa de câmbio VOLVO com 14 marchas (2 + (2 x 3 x 2) empregando splitter e grupo redutor. ................................................................................................................132 6
  7. 7. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinFigura 158: Caixa de câmbio VOLVO com 14 marchas (2 + (2 x 3 x 2) empregando splitter e grupo redutor. ................................................................................................................133Figura 159: Caixa de câmbio VOLVO com 14 marchas (2 + (2 x 3 x 2) empregando splitter e grupo redutor. ................................................................................................................133Figura 160: Caixa de câmbio VOLVO com 14 marchas (2 + (2 x 3 x 2) empregando splitter e grupo redutor. ................................................................................................................134Figura 161: 1 Árvore secundária; 2 Engrenagem solar; 3 Porta-planetárias; 4 Rolamento de agulhas; 5 Engrenagem planetária; 6 Coroa; 7 Disco de acionamento; 8 Cubo de sincronização; 9 Dispositivo de sincronização; 10 Luva de engate; 11 Árvore de saída; 12 Engrenagem acionadora; 13 Rolamento de esferas; 14 Sensor de velocidade; 15 Acionamento do velocímetro; 16 Flange de acoplamento. ............................................135Figura 162: Acionamento de grupos redutores planetários. ................................................136Figura 163: Conversor de torque hidrodinâmico com lockup. 1- Lockup; 2 – Turbina; 3 - Bomba; 4 – Estator; 5 – Roda livre. ...............................................................................137Figura 164: Conversor de torque Trilok (curva de desempenho típica para veículo de passageiros). .................................................................................................................137Figura 165: Conversor de torque. ........................................................................................137Figura 166: Conversor de torque Allison..............................................................................138Figura 167: Transmissão continuamente variável do Ford CTX 811. ..................................139Figura 168: Transmissão Variomatic com correia (CVT). ....................................................140Figura 169: Transmissão Variomatic Van Doorne (CVT).....................................................140Figura 170: Transmissão continuamente variável por polias cônicas e correia metálica.....141Figura 171: Transmissão continuamente variável por rodas de atrito. ................................141Figura 172: Redução simples por engrenamento cônico hipoidal. ......................................144Figura 173: Dupla redução por engrenamento cilíndrico + engrenamento cônico...............145Figura 174: Dupla redução por parafuso sem-fim + engrenamento epicicloidal (Kirkstall). .145Figura 175: Dupla redução por engrenamento cônico + duplo engrenamento cilíndrico. ....145Figura 176: Dupla redução por engrenamento cônico + engrenamento epicicloidal duplo..146Figura 177: Dupla redução por engrenamento cônico + engrenamento cilíndrico...............146Figura 178: Redução nos cubos por engrenamento cilíndrico.............................................146Figura 179: Redução nos cubos por engrenamento epicicloidal. ........................................147Figura 180: Redução nos cubos por engrenamento cônico.................................................147Figura 181: Dupla redução com dupla velocidade...............................................................148Figura 182: Eixo motriz de caminhão pesado com redução nos cubos por engrenamento epicicloidal. ....................................................................................................................148Figura 183: Carcaças de eixos motrizes..............................................................................148Figura 184: Esquema de eixo motriz com diferencial. .........................................................149Figura 185: Sistema diferencial. ..........................................................................................151Figura 186: Esquemas de diferencial aberto. ......................................................................151Figura 187: Diferencial aberto por engrenamento cônico e por engrenamento epicicloidal.152Figura 188: Diferencial aberto por engrenamento epicicloidal com distribuição desigual de torque e velocidade entre os semi-eixos........................................................................152Figura 189: Diferencial aberto com engrenagens cônicas. ..................................................153Figura 190: Bloqueio manual de diferencial por acionamento pneumático, bloqueando um semi-eixo na carcaça diferencial....................................................................................153Figura 191: Bloqueio manual de diferencial por acionamento pneumático, bloqueando uma planetária na carcaça diferencial. ..................................................................................154Figura 192: Bloqueio manual de diferencial por acionamento pneumático, bloqueando uma planetária na carcaça diferencial. ..................................................................................154Figura 193: Diferencial autoblocante. ..................................................................................155Figura 194: Diferencial autoblocante Dana Trac-Loc™. ......................................................156Figura 195: Diferencial autoblocante Salisbury....................................................................157 7
  8. 8. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinFigura 196: Diferencial autoblocante ENSIMEC Full-Lock...................................................158Figura 197: Diferencial Inteligente Kaiser. ...........................................................................158Figura 198: Diferencial autoblocante Torsen™....................................................................159Figura 199: Diferencial autoblocante Torsen II™.................................................................159Figura 200: Diferencial viscoso instalado entre semi-eixo e carcaça do eixo. .....................160Figura 201: Diferencial viscoso instalado entre semi-eixo e semi-eixo. ...............................160Figura 202: Diferencial autoblocante ZF. .............................................................................161Figura 203: Sistema de tração integral do Daimler UNIMOG. .............................................162Figura 204: Sistema de tração 4x4 do FIAT Campagnolo. ..................................................163Figura 205: Sistema de tração integral do Audi Quattro. .....................................................163Figura 206: Diferenciais viscosos e Torsen empregados como diferenciais centrais em sistemas de tração integral. ...........................................................................................164Figura 207: Caixa de transferência com reduzida empregando engrenagens.....................165Figura 208: Caixa de transferência e diferencial central do BMW 525iX. ............................166Figura 209: Sistema de transmissão integral do BMW 525iX. .............................................166Figura 210: Vantagem da tração integral e 4x4 na subida de rampa e em pisos lisos. .......167Figura 211: Comparação entre tração integral e dianteira, e entre pneus de verão e de inverno. ..........................................................................................................................167Figura 212: Sistema de tração 6x4 de caminhões...............................................................168Figura 213: Sistema de suspensão e tração 6x4 tipo boogie (Scammell Routeman)..........168Figura 214: Sistema de tração 6x4 de caminhão mostrando os dois eixos motrizes e o diferencial central (aqui deslocado para a parte anterior do conjunto). .........................168Figura 215: Sistema de tração 6x4 de caminhões...............................................................169Figura 216: Sistema de tração 4x4 de veículo leve com motor dianteiro transversal. .........169Figura 217: Esquema geral de uma transmissão de trator agrícola 4x4..............................170Figura 218: Esquema detalhado de uma transmissão com 12 marchas de trator agrícola 4x4. .......................................................................................................................................170Figura 219: Esquema detalhado de uma transmissão com 20 marchas de trator agrícola 4x4. ................................................................................................................................170Figura 220: Curvas de adesão / escorregamento................................................................172Figura 221: Sistema eletrônico de controle de tração integrado ao gerenciamento do motor. .......................................................................................................................................172Figura 222: Sistema eletrônico de controle de tração integrado ao gerenciamento do motor. .......................................................................................................................................173Figura 223: Sistema ABS/ASR 2I de controle de tração para carro de passageiros. ..........173Figura 224: Sistema de controle de tração para carro de passageiros................................174Figura 225: Sistema de diferencial viscoso compatível com sistema antitravamento de freios. .......................................................................................................................................175Figura 226: Junta universal de Hooke. ................................................................................177Figura 227: Gráfico mostrando as variações de velocidade e aceleração angular, para ½ volta do eixo de acionamento (180o). Neste caso a junta apresenta um ângulo de 30o entre os eixos de entrada e de saída.............................................................................177Figura 228: Junta elástica Layrub........................................................................................177Figura 229: Junta elástica Metalastik...................................................................................178Figura 230: Junta elástica Moulton. .....................................................................................178Figura 231: Junta de velocidade constante Bendix Tracta. .................................................178Figura 232: Junta de velocidade constante Bendix Weiss...................................................179Figura 233: Junta de velocidade constante Dana Rzeppa...................................................179Figura 234: Junta de velocidade constante Birfield. ............................................................179Figura 235: Par de juntas universais formando um eixo FWD (Four Wheel Drive Company), de velocidade constante. ...............................................................................................180 8
  9. 9. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinFigura 236: Par de juntas universais formando um eixo Glaenzer, de velocidade constante. .......................................................................................................................................180Figura 237: Par de juntas universais formando um eixo Kirkstall, de velocidade constante. .......................................................................................................................................180Figura 238: Vista frontal do motor do BMW 525iX, DOHC 24V. O veículo básico apresenta tração 4x2 traseira. Para a versão 4x4 foi necessário modificar o Cárter para acomodar o eixo motriz dianteiro. Aqui se vê os dois semi-eixos ligados por duas juntas homocinéticas. ...............................................................................................................181 ÍNDICE DE TABELASTabela 1: Rendimento da transmissão.............................................................................67Tabela 2: Configuração de trem motriz. ...........................................................................68Tabela 3: Relações de transmissão da caixa ZF-16 S 220. ...........................................132Tabela 4: Fator de velocidade........................................................................................143Tabela 5: Resumo dos diversos diferenciais autoblocantes...........................................161 9
  10. 10. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin1 HISTÓRICO DO AUTOMÓVEL O automóvel é um dos aparelhos criados pelo homem que mais intensamente seintegrou às nossas vidas. Estendendo-se o termo para englobar caminhões e ônibus,praticamente toda pessoa tem contato diário com o automóvel. Mesmo na condição depedestre. Ao mesmo tempo, a indústria automotiva se esforça por apresentar ao consumidore ao entusiasta do automóvel uma série de novidades. Novidades tecnológicas quemelhoram o desempenho do veículo, que afetam a aparência, que possibilitam maiorconforto ao dirigir e, até, que permitem a integração do carro com outras novidades daeletrônica, como sistemas de telefonia e de música. Logo, é interessante que se conheça umpouco da história dos veículos automotores, para entender as novidades que surgem naindústria automotiva. Pode-se apresentar um breve histórico do automóvel, buscandoidentificar as inovações tecnológicas introduzidas, descrevendo uma cronologia da evoluçãodos veículos ao longo do tempo, detendo-se mais detalhadamente no final do século XIX einício do século XX. O primeiro registro de um invento que foi precursor da tecnologia automotiva indicaque aproximadamente em 4000 a.C. o homem inventou a roda. Considerando, inclusive, osveículos terrestres que se deslocam sobre esteiras, todos dependem de rodas para selocomover. Logo, foi o invento mais importante da tecnologia automotiva. Porém, apenas em3500 a.C., na Suméria, encontrou-se registro de um trenó sobre rodas. Portanto, com basenos registros históricos, o homem demorou 500 anos para aplicar a roda como elemento deum veículo. Talvez ele a tenha criado como um totem ou objeto de rituais. O trenó que era usado até então dependia do esforço humano para operar.Informações do Egito de 1600 a.C. já mostram uma plataforma de tração animal. Estaconfiguração de veículo perdurou por quase 3000 anos. A próxima novidade registrada emtermos de veículo foi na Inglaterra, em 1555, de uma carruagem de tração animal comsuspensão. Ou seja, somente em 1555 agregou-se alguma inovação tecnológica ao veículopadrão da época. Restava, agora, tornar o veículo autopropulsado, ou seja, independente de traçãoanimal ou humana. Na Holanda, em 1637, o conde de Nassau desenvolveu uma canhoneiraà vela – nos moldes dos pequenos veículos que às vezes se vê nas praias. Tinha, ainda,uma aplicação bélica, para combater em um terreno propício. Dependia, porém, dascorrentes de vento, que poderiam variar de direção e intensidade afetando a marcha doveículo. Surge, então, o primeiro veículo autopropulsado com geração própria de energia apartir do combustível que o próprio veículo poderia carregar: o veículo a vapor de Cugnot,construído na França em 1771. Como se pode ver na figura, o veículo consistia em umaplataforma de três rodas à qual se instalou uma caldeira e um motor a vapor. Como acaldeira ficava à frente do eixo dianteiro a manobrabilidade do, então, automóvel, eraprecária. Por conta disso que Cugnot e seu veículo foram os protagonistas do primeiroacidente automobilístico da história, quando, ao descrever uma curva, Cugnot atingiu ummuro. Como os sistemas desenvolvidos eram patenteados, e aproveitando das dificuldadesdo carro de Cugnot, James Watt, na Inglaterra em 1775, criou o veículo a vapor de altapressão. Com a caldeira produzindo vapor com pressão mais elevada que aquelaempregada por Cugnot, Watt conseguiu construir um veículo mais leve e mais manobrável.Com isso, melhorou a credibilidade sobre os automóveis, até que em 1800, também naInglaterra, Trevithick empregou um veículo a vapor como o primeiro veículo de transporte depassageiros autopropulsado. Ou seja, o primeiro ônibus. 10
  11. 11. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Com a popularização do automóvel a vapor, e com as dificuldades operacionais deste– exigia um motorista e um foguista, para alimentar a caldeira, a busca por combustíveisalternativos levou Rivaz, na Suíça, em 1807, a construir o primeiro veículo com motor decombustão interna manual, queimando hidrogênio. Sim, hoje, em pleno século XXI estamosbuscando, também, a aplicação do hidrogênio como combustível. É claro, em condiçõesmais elaboradas que as da época. Brown, dezenove anos depois, em 1826 na Inglaterra,apresentou seu veículo com motor a combustão interna sem explosão, queimando álcool.Cabe, aqui, lembrar que estes motores não apresentavam uma vela para promover aexplosão do combustível. Empregavam um filamento aquecido, uma resistência elétrica,para que, sob compressão, a mistura ar e combustível queimasse, porém, em explodir.Logo, eram motores lentos, que trabalhavam a rotações de poucos rpm. Buscando, então,maior agilidade nos motores, na França em 1862 Lenoir construiu o primeiro veículo commotor de combustão interna de dois tempos operando a gás de carvão – gasogênio. Percebe-se que o desenvolvimento de veículos se concentrou na Europa. Porém, ospaíses do novo mundo absorviam estas novidades e nos EUA, em 1863, Roper, aplicandobem o capitalismo americano, produziu o primeiro veículo motorizado vendido em série –ainda que apenas 9 unidades e, é claro, era movido a vapor. O veículo a vapor apresentava-se bastante confiável e estava nos últimos estágios de desenvolvimento. Com o surgimento do petróleo veio, também, o primeiro veículo motorizado commotor de dois tempos à gasolina, na Áustria, desenvolvido por Marcus em 1865. Duasdécadas depois, na Alemanha, em 1885, Gottlieb Daimler desenvolve o primeiro veículo commotor quatro tempos à gasolina. Na realidade era uma motocicleta. No mesmo ano, tambémna Alemanha, Carl Benz desenvolve o primeiro veículo com motor de dois tempos comignição por centelha, à gasolina. A ignição por centelha era o último estágio dedesenvolvimento para o conceito básico do motor moderno à combustão interna. Figura 1: Pictografia Sumeriana de um veículo com rodas, 3500 a.C. 11
  12. 12. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 2: Veículo a vapor de Nicholas Cugnot, 1771.Figura 3: Carruagem a vapor de Richard Trevithick, 1800. 12
  13. 13. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 4: Veículo de Gottlieb Daimler com motor à combustão interna, 1885. Figura 5: Veículo de Karl Benz com motor à combustão interna, 1885. Pode-se apresentar um breve histórico do automóvel, buscando identificar as inovaçõestecnológicas introduzidas, descrevendo uma cronologia da evolução dos veículos ao longodo tempo, detendo-se mais detalhadamente no final do século XIX e início do século XX. Em continuação à análise da evolução do automóvel cabe, agora, abordar oautomóvel na sua concepção conceitual atual, ou seja, com as características básicas paraque seja classificado como automóvel. Estas características podem ser descritas comoveículo autopropulsado, acionado por motor com controle automático de alimentação equeima de combustível, dirigível por um único motorista e produzido em série. 13
  14. 14. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Como foi apresentado, o primeiro veículo com estas características foi inventado eproduzido por Karl Benz e por Gottlieb Daimler, de forma independente (a Daimler-Benzsomente surgiu década depois). Ambos trabalharam na Alemanha e apresentaram seusinventos em 1885. A partir deste ponto todos os automóveis que se seguiram apresentavammotor à combustão interna com ignição por centelha (vela) sincronizada com a rotação domotor (sistema equivalente ao distribuidor). É claro que, nesta época, se está falando demotores monocilíndricos de 1 a 2 CV a 700 rpm, equipando veículos que desenvolviamvelocidades máximas de 20 km/h. Em 1885 Benz havia desenvolvido um veículo de 3 rodase Daimler um de 2 rodas (motocicleta). No ano seguinte, em 1886, Daimler desenvolveu oprimeiro veículo com motor quatro tempos à gasolina, com ignição por centelha, com quatrorodas. Este padrão se sucedeu e uma série de construtores repetiu a receita agregando,cada um, alguma melhoria ao projeto original. Figura 6: O primeiro veículo de Daimler. Na seqüência, na França, em 1891, Panhard e Levassor construíram o primeiro veículocom chassi como estrutura primária do veículo, ao qual foram agregados os demaiscomponentes. No mesmo ano, Armand Peugeot construía o primeiro veículo à gasolinavendido em série (68 unidades). Na Alemanha Benz continuou seu trabalho e apresentou,em 1895, um veículo com três marchas. Na França, no mesmo ano, De Dion constrói oprimeiro veículo com motor refrigerado a ar. Os EUA também começaram a investir na indústria automotiva. Em 1895 Balzardesenvolve um veículo com transmissão por engrenamento constante. A transmissão porengrenamento constante é a que se usa normalmente. Neste tipo de transmissão asengrenagens estão constantemente engrenadas, de forma que as trocas de marcha ocorrempelo acoplamento ou não de cada engrenagem ao seu respectivo eixo. Até então astransmissões ocorriam por deslocamento de engrenagens, dificultando em muito a troca demarcha como veículo em movimento. A marcha à ré de muitos carros atuais ainda éengrenada por deslocamento de engrenagem. Este assunto será completamente abordadoem edições posteriores. O veículo a vapor de Cugnot (abordado na edição anterior), em função de suaconstrução, tinha um perfil de aplicação como plataforma de carga. Os automóveis commotor à combustão interna (o motor a vapor é de combustão externa, ou seja, o combustívelé queimado em uma caldeira, externa ao motor, onde o vapor gerado pelo aquecimento daágua na caldeira atua sobre um êmbolo produzindo potência) tinham o perfil de transportepessoal. Daimler, em 1896, construiu o primeiro caminhão com motor à combustão interna. Na Alemanha Opel, em 1897, incluiu a marcha à ré em seu veículo. Hoje, itemimprescindível. Outras idéias, da época, talvez fossem tão audaciosas que não se tornaramcomercialmente aplicadas. Um exemplo é de Porsche que, na Áustria em 1899, criou umveículo com moto-gerador à gasolina acionando motores elétricos nas rodas, nos mesmosmoldes das locomotivas diesel-elétricas. 14
  15. 15. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Os automóveis eram semelhantes aos veículos com tração animal do ponto de vista dodesenho do habitáculo. Não apresentavam capota. Foi Louis Renault, na França, em 1900,que criou o primeiro veículo com habitáculo fechado, ou seja, com capota. Na seqüência,Renault e seus irmãos criaram sua própria fábrica de veículos, que com os acontecimentosda segunda guerra mundial foi estatizada pelo governo francês. Nos EUA Ranson Olds estrutura a produção em massa do OLDSMOBILE, chegando amais de 2 milhares de unidades produzidas. As melhorias continuavam a surgir, muitasdelas facilitando a fabricação e permitindo a produção de carros em massa. As rodas dosveículos eram montadas em mancais de buchas, até que a SCANIA, na Suécia em 1901,apresentou um veículo com rolamentos de esferas nas rodas. Os componentes de umfabricante já começavam a serem aplicados em veículos de outro. Foi o caso de um veículoDAIMLER equipado com motor PEUGEOT com turbocompressor, na Alemanha em 1902.Com os automóveis ficando mais rápidos (o recorde de velocidade em 1898 era de 63 km/he em 1902 já alcançava 123 km/h) e mais comuns, melhorias na dinâmica de marcha e noconforto foram necessárias. Surgiu, assim, o amortecedor, em 1902. Criado por Mors, naFrança, inicialmente funcionava por atrito. Em 1908 Mors desenvolveu o amortecedorhidráulico. Figura 7: Um dos veículos de Armand Peugeot, 1896. Os motores dos veículos dessa época eram, tipicamente, monocilíndricos. Algunsfabricantes apresentavam automóveis com motores de 2 ou até 4 cilindros. Quanto maiscilindros apresentar um motor, para uma mesma configuração de projeto, maior será suapotência. Porém, mais peças móveis são necessárias, maior precisão de fabricação emontagem é exigida e maior é o custo do veículo. Porém, como o automóvel era e ainda éum produto em contínua evolução, a CGV lança um veículo com motor de 8 cilindros emlinha, na França em 1902. No mesmo ano, na Holanda, a SPYKER apresenta o primeiroveículo com motor de 6 cilindros e tração 4x4. Itens de conforto e segurança continuam a surgir. Na Inglaterra, em 1902, o volanteajustável é oferecido. Cabe lembrar que, mais de 100 anos depois, este item ainda é vistocomo opcional por alguns fabricantes. Talvez por questões de responsabilidade civil nosEUA, também em 1902, surgem em um Baker cintos de segurança. E muita gente aindareluta em usá-los ainda hoje. Melhorias mecânicas também continuam ocorrendo. A Buickapresenta nos EUA em 1903 um motor OHV 2.6 de 2 cilindros. A sigla OHV significa OverHead Valve, ou seja, válvulas no cabeçote. Os motores apresentavam, tipicamente, válvulasno bloco. No Brasil, o último motor que não era OHV foi o que equipava o Maverick 6cilindros. Os freios operavam com o sistema a tambor – e muitas vezes apenas nas rodastraseiras. O freio a disco surgiu na Inglaterra em um LANCHESTER em 1903. As carrocerias 15
  16. 16. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippindos veículos eram construídas em madeira, às vezes completamente (nos EUA na décadade 40 do século passado portas de alguns utilitários ainda eram construídas em madeira). Aprimeira carroceria totalmente em aço foi a de um VAUXHALL inglês, em 1903. A Vauxhallviria a ser a subsidiária da GM na Europa. A carroceria em aço gerou um aspecto maisdefinitivo do veículo moderno – atualmente materiais que produzem fragmentos perfurantesem forma de lascas são proibidos por normativas de segurança. Continuando com mais uma etapa da história do automóvel no mundo, cabe sededicar alguns parágrafos a uma empresa em especial. Em 1903 é criada a Ford MotorCompany, por Henry Ford com mais 11 sócios. Henry Ford era filho de um fazendeiro, naregião de Dearborn no Michigan, EUA. Nunca gostou do trabalho no campo. Foi sempreinteressado em máquinas. Abandonou a vida no campo mudando-se para Detroit, a cidadefundada por Antoine Cadillac. Sempre estudando mecânica, Ford construiu seu primeiromotor à combustão interna em 1893. Era um pequeno motor que Ford fez funcionar sobre apia da cozinha. Três anos mais tarde construiu seu primeiro automóvel, o Quadriciclo. Em1899 Ford criou a Detroit Automobile Company, tendo fechado no ano seguinte porque osinvestidores não acreditavam na proposta de Ford em fabricar um automóvel barato. Como apopulação ainda via o automóvel como um brinquedo veloz, Ford precisa construir um carrode corrida e ganhar uma corrida importante para ter credibilidade. Construiu o Sweepstakese venceu, em uma corrida na pista oval de terra, o então campeão americano. Surgiraminvestidores e foi criada a Henry Ford Company, em 1901. Houve atrito entre Ford e osinvestidores, já que, agora, Ford queria fabricar carros de competição. Ford, então, demitiu-se e a empresa foi rebatizada como Cadillac Automobile Company. Em 1902, Ford passou acriar sua terceira empresa automobilística, a Ford & Malcomson, Ltd. Com poucas vendasele era incapaz de pagar seus fornecedores John e Horace Dodge. Incentivado por ThomasEdison (o fundador da General Electric – GE) que trouxe um grupo de investidores e aindaconvenceu os “Dodge Brothers” a aceitar ações da empresa. Em 16 de junho de 1903,Henry Ford e seus sócios criam a Ford Motor Company, com US$ 28.000, algumasferramentas e projetos. Ford estava com 39 anos de idade. Mais tarde, os “Dodge Brothers”passaram a formar a sua própria empresa. Figura 8: Henry Ford e o Quadriciclo, de 1896. Entre 1903 e 1908 a Ford vendeu 20.000 carros, dos Modelo A (com potência de 8 CV)ao Modelo S, em uma série de desenvolvimento do produto. Ford denominava seus veículossegundo a seqüência das letras do alfabeto, para cada projeto. Cabe lembrar que em 1928Ford desenvolveu novo projeto denominado de Ford Modelo A, novamente, que ficouconhecido no Brasil como “Ford Bigode”. Eram sempre carros muito simples, sem luxo,voltados à população em geral. Foi em 1º de outubro de 1908 que o Modelo T estava pronto 16
  17. 17. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippinpara entrar em produção. Era um carro que poderia se chamar de “popular”, apesar doautomóvel ser novidade e um bem tipicamente voltado para a população de maior renda. OFord T invertia esta abordagem de mercado, ao vender 10.660 unidades no primeiro ano deprodução, a US$ 825. No final da sua produção custaria US$ 259. Era movido por um motor2.8, 4 cilindros, desenvolvendo 20 CV a 1800 rpm. Atingia 72 km/h consumindo 11,5 km/l degasolina, que custava US$ 0,20. Figura 9: Ford Modelo A de 1903. Figura 10: Henry Ford e o Modelo T de 1908. O processo de fabricação de um automóvel, na época, ocorria com o veículo fixo e osoperários trabalhando em torno dele. Neste ritmo, um Ford T levava doze horas e meia paraser produzido. Ford percebeu que esse sistema resultava em uma produção reduzida edeterminava o preço de veículo, em função da mão-de-obra consumida. Adotando o métodosugerido por Taylor, Ford implantou uma “linha de produção” para o Ford T. Na linha oveículo era movido lentamente em um trecho de 45 metros enquanto os operáriosadicionavam os componentes e executavam a montagem. Em 1914 o tempo consumidopara produzir um Ford T era de 94 minutos. Figura 11: Linha de montagem da Ford. Foi a grande revolução na produção em escala, fazendo a empresa passar dos 82.388carros vendidos em 1912 a US$ 600, para 308.162 carros vendidos em 1914, e para 17
  18. 18. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin585.388 Ford T vendidos a US$ 360 em 1916. Produzindo tantos veículos era precisovendê-los. Os próprios operários poderiam, também, comprá-los. Ford dobrou o salário deseus operários para US$ 5 por dia de 12 horas de trabalho. Foram os mais bem pagosoperários do setor. Bons salários e produção em grande escala foram, na época,denominados de “Fordismo”. Até sair de produção, em 1927, foram produzidos 15.007.033Ford T. Figura 12: A fábrica da Ford Motor Company em Highland Park, em 1918. Nesse período, no mundo todo, dezenas de fábricas de veículos eram criadas. NosEUA cabe citar algumas. David Buick fabricava carros Buick, tendo, entretanto, que contrairum empréstimo com Benjamin Briscoe, dono da Maxwell-Briscoe Motor Company, dandocomo garantia a própria fábrica. Briscoe se tornou, então, sócio da empresa, tendo vendidosua parte para William Durant, em 1904. Em 1908 Durant sai da Buick. Durant era dono deduas pequenas marcas, a Little e a Republic. Contratou, então, os irmãos franceses Louis,Gaston e Arthur Chevrolet para desenvolver suas pequenas marcas sob o nome Chevrolet.Em seguida, ainda em 1908, George Perkins, dono da Perkins, sugere a criação de umgrande grupo de fabricantes de automóveis para sobreviver ao mercado. Apesar de nãoterem conseguido convencer Henry Ford, da Ford Motor Company, nem Ramson Eli Olds,da Olds Motor Works, foi fundada a General Motors Company – GMC (Maxwell-BriscoeMotor Company, Reo, Scripps-Booth, Sheridam, Perkins e Cadillac). Até o final do anoformam compradas a Buick, a Stewart Company e a Olds. No ano seguinte, a Oakland MotorCompany, que deu origem à divisão Poniac. Em 1918 a Chevrolet passa a fazer parte daGMC, agora como General Motors Corporation, com Durant como presidente e Walter PercyChrysler como vice-presidente. Walter Chrysler sai da GMC em 1922 e passa a trabalhar na Maxwell-Chalmers coma missão de salvar a empresa. Na seqüência, a empresa cede a Chrysler os direitos deprodução. Em 1928 a Chrysler compra a Dodge, a Plymouth e a De Soto. Em seguida,compra a Fargo. Na época, a Ford também compra a Mercury e a Lincoln. Surgem, então, as “trêsgrandes”, as três maiores empresas de produção automotiva do século XX. Em 1919 a Fordinstala-se no Brasil. Em 1925 é a vez da GMC. A Chrysler surge ao comprar a Simca,assumindo a Simca do Brasil em 1967. Complementando o assunto, quando se apresentou a conjuntura onde surgiram astrês grandes empresas automotivas americanas, serão comentados alguns aspectos queidentificam os “Vintage Cars”, ou carros das décadas de 1920 e 1930. Aproveitando a citação, após a época dos “vintage” desencadeou-se a Segunda GuerraMundial. Neste período praticamente nenhum novo modelo de automóvel foi construídopelos paises que participaram da guerra. Ainda, estes países eram os principais produtoresde veículos no mundo. Após o conflito, os carros produzidos no final da década de 1940 18
  19. 19. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippineram praticamente os mesmos da década anterior. Foram os veículos pós-guerra. Nospaíses que restaram vencedores do conflito, particularmente os EUA, com o crescimentoacentuado da economia, surgiram os modelos exuberantes das décadas de 1950 e 1960,denominados de clássicos. Os mais atuais são denominados de contemporâneos. Os veículos produzidos até 1904 são chamados de antigos; entre 1904 e 1918 sãoveteranos. Segundo a Federação Brasileira de Automóveis Antigos, veículos produzidosentre 1930 e 1945 seriam pós-vintage e aqueles produzidos entre 1945 e 1960 seriam pós-guerra. Contemporâneos 1 seriam aqueles fabricados entre 1960 e 1970 e contemporâneos2 entre 1970 e 1979. Retornando à época dos “vintage”, neste período houve um grande salto tecnológico. Oparâmetro de maior impacto neste período foi a potência específica dos motores. Potênciaespecífica é o valor da potência do motor dividida pelo volume deslocado pelos êmbolos domotor (cilindrada). Por exemplo, um motor com deslocamento volumétrico de 2000 cm³ (2.0ou 2 litros), desenvolvendo 140 CV apresenta potência específica de 70 CV por litro. Comoreferência, um motor de Fórmula 1, de 2007, desenvolvendo 850 CV com deslocamento de3 litros, tem potência específica de 283 CV/litro. Pelas normas brasileiras, atualmente, e namaior parte do mundo, a potência dos motores é apresentada em unidades do sistemamétrico, ou seja, em Watts. Mais especificamente em kW (quilo-Watts), que corresponde a1000 Watts. A relação é 1 kW igual a 1,36 CV. Cabe lembrar que as unidades “práticas” depotência, o Cavalo Vapor (CV) é a potência desenvolvida por um cavalo para levantar 75 kga uma altura de 1 m em 1 segundo. Para os ingleses e americanos o “Horse Power” (HP) é apotência desenvolvida por um cavalo para levantar 550 libras a um pé de altura em 1segundo (1 libra é igual a 453,6 gramas e 1 pé é igual a 12 polegadas ou 304,8 mm). Logo,1 W é equivalente à potência necessária para levantar 1 kg a 1 metro de altura em 1segundo. Para os alemães é o PS – Pferdestärke, equivalente ao CV francês. Na primeira década do século XX (até 1910) a potência específica dos motores era de5,5 a 6,5 CV/litro. Na segunda década (até 1920) a potência específica passou para 9,0 a11,0 CV/litro. Já na década de 1921 a 1930 evoluiu para 20,0 CV/litro. As maiores evoluçõestecnológicas que permitiram este aumento de potência estavam associadas à maiorresistência dos materiais e à qualidade do combustível. Em 1920 foi desenvolvido o açoligado ao molibdênio. O aço é uma liga (junção de vários materiais) formando um materialuniforme e mais resistente que os elementos individuais que compõem a liga. O aço maiscomum é composto por 99,0% de ferro, 0,1% de carbono, 0,1% de fósforo e enxofre, 0,4%de silício e 0,4% de manganês. Nesta ocasião adicionou-se molibdênio ao aço, além deoutros elementos. Para efeito de comparação, as ferramentas manuais (chave de fenda,chave fixa) de boa qualidade são fabricadas com aço ligado ao cromo e ao molibdênio. Comisso as principais partes do motor do veículo suportavam maiores esforços e, porconseqüência, maiores potências poderiam ser desenvolvidos no mesmo tamanho de motor. Na seqüência, em 1922, foi desenvolvido o filtro de ar para o motor. Logo, o ar aspiradopelo motor passou a ser mais limpo, isento de partículas de poeira que poderiam atuar comoabrasivo nas paredes do cilindro, que forçaria o motor a operar com potências reduzidas. Em1924, a gasolina passou a ser fornecida com adição de chumbo tetra-etila, permitindo oaumento da taxa de compressão dos motores de 3:1 para 4,5:1. A potência é, praticamente,uma função contínua da taxa da compressão – logo este aumento de taxa de compressãopermitiria, associado a novos materiais, um aumento da potência específica. Em concordância, os processos produtivos também evoluíram, assim como mais algunsdispositivos auxiliares do veículo. Afinal, era preciso, cada vez mais, buscar novosmercados. Do ponto de vista de produção, a intercambiabilidade de peças, na indústriaautomotiva, teve como pioneira a Cadillac, desde 1908. Surge, nos EUA em 1920, a tintaDuCo – dual componente – de secagem mais rápida. Até então somente se empregavaesmalte sintético. Como as fábricas não dispunham de linhas de pintura com estufas, asecagem ocorria em função da temperatura ambiente. Isto explica porque a Ford somente 19
  20. 20. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippinoferecia o Ford T na cor preta. A cor preta, com maior capacidade de absorver calor, secavamais rápido que as demais cores. Na evolução dos veículos, a Packard apresenta o primeiro motor V12, em 1912,disponibilizando maior potência, já que, tipicamente, um motor com mais cilindros podedesenvolver mais potência que outro motor, de mesmo deslocamento volumétrico, commenor número de cilindros. Em 1916 surge o limpador de pára-brisa. Na Itália, em 1908surge, em um Isotta Fraschini, o freio nas 4 rodas. Até então os veículos freavam apenascom o eixo traseiro. Na França um Hispano – Suiza é lançado com servo-freio, em 1919. Figura 13: O piloto Ralph DePalma e seu Packard V-12 in 1912. A Oldsmobile desenvolveu o 1° veículo com carroceria em material compósito (papel eepóxi). Na Itália, em 1922, a Lancia produz o 1° veículo com carroceria monobloco. Acarroceria monobloco, como na grande maioria dos veículos atuais, integra o habitáculo coma estrutura do veículo, formando um único bloco estrutural. As caminhonetes, por exemplo,assim como os caminhões, dispõem de um chassi sobre o qual assenta-se a cabine(habitáculo), a carroceria e os componentes mecânicos. A General Motor Corporation, em1929, lança um veículo com ar condicionado. O sistema era da marca Frigidaire, depropriedade da própria GMC, que, também, diversificava mercados.Figura 14: Lancia Lambda, com carroceria monobloco e suspensão dianteira independente. Buscando particularmente o público feminino, a Cadillac desenvolveu o motor de partidaelétrico para o veículo em 1912. Até então a partida do motor do carro era realizada atravésda ação muscular do motorista por meio de uma manivela, processo difícil e até perigoso. 20
  21. 21. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe FilippinEm 1926 a Cadillac apresenta o pára-brisa laminado. Desde algumas décadas o pára-brisalaminado é item de segurança obrigatório nos veículos. Fica visível que a Cadillac seposiciona, e ainda hoje mantém esta posição, como fabricante de veículos com maior nívelde sofisticação e de recursos. Em 1928 oferece o Cadillac com caixa de câmbiosincronizada (exceto a primeira) e rádio, da marca Motorola. As caixas de câmbio eram deengrenamento constante, porém não dispunham de sistemas auxiliares de sincronismo parafacilitar os engates das marchas, tornando a direção de um veículo uma atividade quaseprofissional. As contribuições para melhorias nos automóveis freqüentemente vinham de pilotos.Pedroso era um piloto espanhol de competições tipo rali. Como necessitava de maispotência, desenvolveu um sistema manual de controle e variação do comando de válvulasdo motor de seu carro. Isto em 1926. O primeiro veículo com um sistema com essa função,no Brasil, foi produzido em 2001. Claro que com um sistema mais complexo e sofisticado,mas o objetivo era o mesmo. O início da década de 1930, após a crise na bolsa de valores americana, os veículosforam construídos com aperfeiçoamentos dos sistemas mecânicos disponíveis,particularmente com desenhos de carroceria mais ergonômicos e funcionais. Com a eclosãoda Segunda Guerra Mundial em 1939 os esforços de projeto e construção de veículos foiredirecionado para aplicações bélicas e militares. No início dos anos 30 surgiram os câmbios automáticos. Primeiro em um Buick, em1932 – era um câmbio semi-automático. Depois em um Oldsmobile, em 1939, com umatransmissão automática de 4 velocidades. Na década de 50 os câmbios automáticos sepopularizaram, fortemente, nos EUA. Existiam versões com 2, 3 e 4 velocidades. As caixas de transmissão automáticas proporcionam a mudança de marcha demaneira automática, sem a necessidade de intervenção do operador. A seleção da marcha aser empregada em cada instante é feita, basicamente, em função da velocidade do veículo,da rotação do motor e da posição do acelerador do motor. Os mecanismos empregados nascaixas automáticas são os engrenamentos planetários, isoladamente ou um conjunto deles,conforme o número de marchas que for necessário para a caixa de câmbio. Algumas caixasempregam transmissões em conjunto com outros tipos de engrenamentos. O acoplamentodo motor com a caixa automática é feito através de um conversor de torque. Figura 15: Transmissão automática para caminhões.A figura anterior mostra uma transmissão automática para caminhões, ônibus e veículosespeciais com retarder integrado (ZF Ecomat 5 HP 500). A indicação 1 refere-se aoconversor de torque hidrodinâmico com lock-up – sistema de fricção de acoplamento final daembreagem. O número 2 indica um retarder hidrodinâmico – sistema de freio auxiliar que,através da passagem forçada de óleo consome energia da tem motriz auxiliando no controle 21
  22. 22. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippinde velocidade do veículo, particularmente em descidas (disponível apenas em caixas decâmbio automáticas de veículos pesados). O item 3 é o conjunto planetário com 5velocidades. A lubrificação e o controle da caixa de câmbio é hidráulico, acionado pelabomba de óleo (indicação 4). As válvulas de controle do câmbio estão alojadas no Carter dacaixa (item 5). Neste período o desenho das carrocerias evoluiu. Alguns construtores arriscavamdesenhos ousados, com apelo aerodinâmico. Poucos efetuam análises técnicas paradesenvolver um desenho efetivamente aerodinâmico. Em 1934 a Chrysler lança o “Airflow”.Era um veículo projetado para apresentar uma carroceria com desenho aerodinamicamentemelhor. Os únicos veículos anteriores aos Chrysler Airflow onde esse efeito foi estudadoforam o Peugeot 402 e o Silver Arrow 1933, este último, um carro produzido sobencomenda, em pequena escala. O Chrysler Airflow foi desenhado em função dos testes em túnel de vento e testes decampo em protótipos em estradas desertas. Quando foi apresentado ao público não foi bemaceito pelo mercado, pois, apesar de apresentar inovações que, atualmente, sãoencontradas em todos os automóveis, era diferente de tudo aquilo que se estavaacostumado a ver em veículos. Seu chassi tinha um novo desenho e nele era rebitada acarroceria; o motor era colocado sobre o eixo dianteiro e a suspensão, com molas longas,era muito mais suave. O centro de gravidade, mais baixo, e o tratamento aerodinâmicodavam ao veículo melhor estabilidade em relação aos carros de sua época. Sua carroceriacom poucas arestas, faróis embutidos, pára-brisa curvado e inclinado para trás, saiasrecobrindo grande parte das rodas traseiras e o pneu sobressalente coberto, davam ao carroum coeficiente de resistência aerodinâmica pouco superior a 0,5, o que permitia uma maioreconomia de combustível e maior velocidade. Além do maior espaço interno que foiconseguido pela distribuição racional dos componentes mecânicos, o banco dianteiroacomodava três pessoas e o traseiro, tão cômodo como aquele, vinha colocado 50 cm parafrente do eixo de trás, ao contrário dos carros da mesma época, em que esse banco vinhasobre o eixo, o que implicava desconforto e numa maior altura da carroceria. Figura 16: Pierce-Arrow Silver Arrow 1933 V 12 Das resistências ao movimento de um veículo o arrasto aerodinâmico é a maisrepresentativa, em velocidades mais elevadas. Ao se passar de 40 km/h para 120 km/h oarrasto aerodinâmico é aumentado em 9 vezes, exigindo 27 vezes mais potência para movero veículo. Por exemplo, um veículo com área frontal de 2 m² trafegando a 40 km/h, ao níveldo mar, com coeficiente de penetração aerodinâmica de 0,4 encontra uma resistência de 6kgf devido ao arraste aerodinâmico, exigindo 0,9 CV para vencê-lo. Já a 120 km/h essaresistência será de 54 kgf, exigindo 24 CV. A 200 km/h a potência exigida seria de 112 CV.Os veículos atuais apresentam, em média, um coeficiente de arrasto aerodinâmico de 0,3.Este coeficiente representa a forma como a carroceria é desenhada, sendo tão menorquanto mais aerodinâmica for a forma da carroceria. Portanto, um veículo, também com área 22
  23. 23. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippinfrontal de 2 m², com coeficiente de 0,3, exigiria, a 200 km/h, 84 CV para vencer o arrastocom o ar. As demais parcelas a serem vencidas para o movimento do veículo são: subidas (nasdescidas esta parcela passa a ser favorável), atrito de rolamento dos pneus com o piso e ainércia (resistência à aceleração do veículo). A soma das quatro parcelas vem compor apotência necessária para o movimento do veículo em cada condição de carga, de piso e develocidade. Figura 17: Chrysler Airflow 1935, 8 cilindros em linha, 5.3 litros, 138 HP Figura 18: Peugeot 402, 2.0 litros desenvolvendo 55 CV As linhas de antigos veículos com excepcional desenho inspiram recenteslançamentos. A Chrysler inspirou-se no Airflow ao lançar o PT Cruiser. A BMW inspirou-seno 307 para lançar o Z4. A Chevrolet também relembra as linhas das antigas pick-ups dadécada de 50 na SLR. 23
  24. 24. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 19: BMW 307 1956 e BMW Z4Figura 20: Chevrolet SSR e Chevrolet Pick-up 1951 Figura 21: Chrysler PT Cruiser. 24
  25. 25. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin A evolução tecnológica dos veículos de passeio e de carga foi interrompida com aeclosão da Segunda Guerra Mundial em 1939. Os veículos civis permaneceram semalterações significativas até o final do conflito. Os principais esforços produtivos foramcanalizados para o projeto e construção de veículos para aplicações bélicas e militares.Naturalmente, após o conflito, as inovações desenvolvidas para os veículos militares foramaproveitadas no desenvolvimento dos veículos civis do final da década de 1940 e iníciodécada de 1950. Neste período da Segunda Guerra Mundial, as características de combate exigiram,particularmente, um veículo tático leve e ágil. Neste segmento cabe citar, especialmente, oJeep americano e o Kübelwagen alemão. Neste capítulo da História do Automóvel seráapresentada a história do Volkswagen e, no próximo capítulo, a história do Jeep. Sãohistórias com rumos distintos, já que o Kübelwagen foi derivado de um veículo civil e o Jeeporiginou todo um segmento de aplicações civis de um veículo militar. O Sedan nasceu no período anterior à Segunda Guerra Mundial. Adolf Hitler sonhavacom a motorização da população alemã e definiu as características de um carro popular: sercapaz de trafegar continuamente a 100 km/h, transportar quatro pessoas e suas malas ecustar no máximo 1.000 marcos imperiais. A convite do governo alemão, o engenheiroFerdinand Porsche deu continuidade ao projeto do carro barato com que também sonhava,construindo vários protótipos. Talvez Hitler quisesse dar ao povo alemão a mesmaoportunidade que os americanos tiveram com um Ford “T” robusto e barato. O VolkswagenSedan surgiu antes da própria fábrica e da própria marca. Na realidade o automóvelVolkswagen, um sedan duas portas, emprestou seu nome à fábrica e criou a marca.Inicialmente foi batizado como KDF (Kraft durch Freude, ou Força através da Alegria, umdos lemas do Partido Nacional-Socialista dos Trabalhadores Alemães).Figura 22: Protótipos do KDF wagen construídos onde se percebe as portas abrindo-se para trás. 25
  26. 26. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Já havia protótipos prontos para testes em 1935/36. Como não havia uma fábrica, ainda,a pedido de Hitler a Daimler-Benz fabricou uma série de 30 exemplares em 1937,possibilitando a conclusão dos testes, conduzidos pela SS, a tropa de elite do governo. Em26 de maio de 1938 era aprovada a construção de uma fábrica, em Fallersleben. Segundo a história, na abertura do Salão de Berlim de 1938, Hitler e sua comitivachegaram ao estande da Opel e um diretor disse-lhe, mostrando um novo modelo daempresa: "Aqui está o seu carro do povo (volkswagen, em alemão), Herr Hitler". Hitler,irritado, respondeu: "Só existe um carro do povo, o carro KdF". Logo, quem criou o nomeVolkswagen foi a Opel. Figura 23: O Kommandeurwagen, veículo militar com base na plataforma do Sedan. Figura 24: O Kübelwagen, veículo militar. Figura 25: O Schwimmwagen, veículo militar anfíbio. 26
  27. 27. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Com o desencadear da Segunda Guerra o governo alemão solicitou que FerdinandPorsche criasse um veículo militar robusto e leve, com base na plataforma do KdF. Foramapresentados os protótipos Typ 62 em 1938, os testes de campo foram imediatamenteiniciados. As principais vantagens, além da leveza, é que com um motor refrigerado a arpoderia operar no rigoroso inverno europeu ou nos desertos das colônias africanas. Aversão forma final, o Typ 82, surgiu em 1939. Com o decorrer dos anos de guerra, outrasmodificações ocorreram, como o aumento da cilindrada de 985 para 1.131 cm³. Resumindo-se a história do Volkswagen, apresenta-se uma cronologia de suaevolução: em 1932, Ferdinand Porsche, nascido no dia 3 de setembro de 1875 no ImpérioAustro-Húngaro, esboça o desenho do veículo; em 1934 Porsche cria o NSU, protótipo doVolkswagen que rodou até 1955, quando foi adquirido pelo Auto-Museum da Volkswagen,na Alemanha; em 1935 Porsche recebe 200 000 marcos do governo alemão para, no prazode dez meses, produzir três protótipos, que saíram com 16 meses de atraso, em 1936, dagaragem da casa de Porsche, batizados de Volksauto-série VW-3, que seriam testados por50.000 km; em 1937 Porsche, Daimler-Benz e Reuter & Co. produzem mais de 30protótipos, batizados de VW-30, e realizam 2 400 000 de km de testes. O governo alemão, jásob o comando de Adolf Hitler, cria uma empresa estatal e viabiliza a fabricação do carro. Ocapital inicial, de 50.000.000 de marcos, veio da Kdf (iniciais em alemão de Força daAlegria), um dos departamentos da Frente Trabalhista Alemã, o sindicato oficial. Porscheviaja para os Estados unidos para visitar as linhas de montagem de Detroit e se encontrarcom Henry Ford; em 1938, começa a ser construída em Fallersleben, na baixa Saxônica(região entre o rio Reno e o mar Báltico), a fábrica para a produção do carro e uma cidadepara 90 000 habitantes, destinada aos futuros operários e suas famílias. Depois, a cidaderecebeu o nome de Wolfsburg. Parte do dinheiro destinado às obras provinha de alemãesque, mesmo sem saber a data da entrega, queriam um Kdf-Wagen; em 1939, com o inícioda II Guerra Mundial, os Kdf-Wagen não chegam a ser fabricados e a nova fábrica estréiaproduzindo veículos militares, com destaque para Kommandeurwagen, um carro paraoficiais, com tração nas quatro rodas e um chassis mais elevado, e de que foramconstruídos 667 exemplares, o Kubelwagen, do qual foram produzidos 50.788 exemplares epara os Schwimmwagen (carro anfíbio), com produção de 14.283 veículos; em 1944 osaliados atacam e destroem a fábrica. 1946 - Começa a reconstrução da fábrica e a produção é limitada. 1947 - Ingleses, Soviéticos e Norte-americanos não se interessam pela fábrica. 1948 - Heinrich Nordhoff assume a presidência da fábrica e eleva a produção para 19.214 unidades/ano. 1949 - A produção cresce para 46.154 unidades e um acordo com a Chrysler permite a utilização da rede de revendas da marca norte-americana em todo o mundo. Foi o primeiro ano do Fusca nos Estados Unidos e apenas duas unidades foram vendidas. 1950 - O primeiro lote de Fuscas desembarca no Brasil, via porto de Santos. As 30 unidades que vieram foram rapidamente vendidas. 1951 - Morre Ferdinand Porsche. 1953 - Com peças da Alemanha, inclusive o motor de 1.200 centímetros cúbicos (cc), o carro começa a ser montado em um pequeno armazém alugado na Rua do Manifesto, no bairro do Ipiranga (zona sudeste de são Paulo). 27
  28. 28. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin1954 - O carro Volks começa a consquitar os norte-americanos, que oapelidam de Beetle (besouro).1956 - A Volkswagen inicia a construçào de sua fábrica de 10.200 m² no km23,5 da via Anchieta (São Bernardo do Campo).1957 - A fábrica solta seu primeiro produto, a Kombi.1959 - O Fusca começa a ser produzido no dia 3 de janeiro, com um índice denacionalização de 54%. A primeira unidade é adquirida pelo empresáriopaulista Eduardo Andrea Matarazzo. No dia 18 de novembro, a fábrica éinaugurada oficialmente. A Volks brasileira fecha o ano com 8.406 unidadesvendidas.1962 - O Fusca torna-se líder de vendas no Brasil, com 31.014 veículosvendidos.1964 - A Volks lança o Fusca com teto solar, mas, apelidado de "Cornowagen",fica só alguns meses no mercado.1965 - A Volks lança a versão "Pé de Boi", cerca de 15% mais barata (nãopossuía nenhum item cromado).1967 - O carro troca o motor de 1.200 cc (36 CV) pelo 1.300 cc (46 CV) e, paraaumentar a visibilidade, ganha um vidro traseiro 20% maior e os limpadores dopára-brisa são melhor posicionados.1969 - Walt Disney lança o filme "Se Meu Fusca Falasse", no qual o carro,chamado de Herbie, nada, anda sobre duas rodas e até pensa.1970 - O carro ganha opção de motor 1.500 cc (52 CV), bitola traseira 62 mmmais larga, eixo traseiro com barra compensadora, capô do motor comaberturas para ventilação, novas lanternas traseiras e passa a incorporar cintosde segurança dianteiros. Nesse ano, um incêndio destrói o setor de pintura dafábrica e o primeiro Fusca brasileiro é exportado para a Bolívia.1972 - A Volkswagen do Brasil atinge a produção de 1 milhão de Fuscas.1974 - O motor 1.600 cc (65 CV) passa a ser opção para o Fusca. As vendasdo carro batem recordes, com 237.323 unidades no ano, número que nuncaseria superado.1978 - A Volkswagen alemã deixa de produzir o Fusca.1979 - O Fusca ganha motor movido a álcool e as lanternas traseiras crescem,sendo apelidadas de "Fafá".1986 - O Fusca ganha bancos reclináveis com apoio de cabeça e janelaslaterais traseiras basculantes. No final do ano, no entanto, por razõesmercadológicas (as vendas decresciam anualmente desde 1980 devido àchegada de carros mais modernos), a Volks tira o carro de linha.1987 - Com o fim do Fusca, o Opala é adotado pela Polícia Militar de SãoPaulo. 28
  29. 29. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin 1993 - Setembro: oito meses após o pedido do então presidente Itamar Franco ao então presidente da Volkswagen Pierre-Alain De Smedt e com investimentos de US$ 30 milhões, a Volkswagem retoma a produção do Fusca. Entre as novidades do modelo, destacam-se vidros laminados, catalisador, barras estabilizadoras na dianteira e na traseira, pneus radiais, freios dianteiros a disco, reforços estruturais e cintos de segurança de três pontos. Pesquisa Datafolha aponta o Fusca como a marca mais lembrada. Por outro lado, as vendas ficam abaixo das expectativas e o preço do carro cai cerca de US$1.000. 1996 - Em junho, o Fusca novamente deixa de ser produzido. O México passa a ser o único país a produzir o carro. Em novembro é instituído oficialmente o dia do Fusca (20 de janeiro). 1998 - No dia 14 de fevereiro, a fábrica de Puebla, no México, começa a produzir o novo Fusca em grande escala. O carro vira mania nos Estados Unidos. Em maio, a Volks promove um "recall" para trocar a fiação próxima à bateria devido à possibilidade de incêndio. Apresenta-se, agora, uma breve história de outro ícone do desenvolvimentoautomotivo no mundo. A história do Jeep. Se existir algum benefício em uma guerra este é aevolução tecnológica em equipamentos e veículos. O Jeep surgiu como veículoespecificamente para uso militar. Após a Primeira Guerra Mundial – a guerra de trincheiras – que foi extremamentepenosa para todos, militares e civis, o exército americano buscou alternativas para prover demobilidade suas tropas. Adaptações de veículos civis sempre foram a alternativaencontrada. Versões do Ford T militarizado, do caminhão Marmon 4x4, entre outras foramavaliadas. Alguns militares estavam preparando especificações para um veículo específicopara uso em combate - Quarter Ton 4x4 - e, em 1940, lançaram uma concorrência paraidentificar um potencial fabricante para este veículo. Participaram da concorrência 135empresas americanas, tendo sido produzidos 70 veículos. Apenas a Bantan MotorCompany, a Willys Overland e a Ford Motor Company apresentaram veículos compatíveiscom as perspectivas do exército americano. As especificações estabeleciam distância entre eixos de 80”, tração nas quatro rodas,perfil baixo – capota de lona com pára-brisas rebatível -, fácil manobrabilidade, peso máximode 500 kg (que nunca foi atendido), entre outros itens. Cada participante deveria apresentarpara testes 10 protótipos dentro de um prazo de 45 dias. A Bantan tinha o melhor conjunto; aWillys o melhor motor – um Go-Devil 2.2 4 cilindros de 60 HP -, e a Ford a maior capacidadeprodutiva. Após as avaliações o exército americano condensou as características dos trêsproponentes em uma especificação final que, resumidamente, era o projeto Bantam com omotor Willys e a grade dianteira Ford.Durante os anos de 1940 e 41 muitas versões foram produzidas pelas três empresas. Cabecitar: Bantan: apresentou o modelo GPV em 23 de setembro de 1940. Em 1941 foramproduzidas 2675 unidades da versão Bantam 40 BRC, com motor Continental de 45 HP ecâmbio de 3 velocidades Warner T84. 29
  30. 30. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 26: Bantam 40 BRCWillys: apresentou o Quad, em 11 de novembro de 1940. A versão melhorada da Willys foi oWillys MA, com motor "Go Devil" de 60 HP e câmbio de 3 velocidades. Figura 27: Willys MAFord: apresentou o Pigmy, em 23 de novembro de 1940. A Ford apresentou 3550 unidadesda versão GP com motor Owen Fergusson Dearborn de 45 HP e câmbio de 3 velocidades. Figura 28: Ford Pigmy Em julho de 1941 foi estabelecida a configuração final do veículo, resultandobasicamente no modelo Willys modificado, denominado de MA. Este modelo foi produzidocomo pré-série até ser melhorado para o modelo MB, que foi produzido em grande escala.Em função da demanda, a Ford produziu o mesmo veículo, partindo do chassi Willys. Oveículo Ford era denominado GPW – General Purpose Willys –, ou seja, veículo modeloWillys produzido pela Ford. 30
  31. 31. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 29: Willys MB Com o encerramento dos combates, e percebendo que os agricultores dos paísesonde houve conflito estavam utilizando os Jeeps abandonados após a guerra como tratores,a Willys continuou a produção do Jeep em uma versão civil. Esta versão era derivada daversão militar, removendo-se os equipamentos padrão militares (lanternas, suporte parafuzil, interruptor de partida sem chave, etc.) e inserindo preparação para receberimplementos agrícolas (arado, polia, lâmina para subsolador, lâmina para terraplanagem,broca para perfuração, etc.). A primeira versão de 1944 foi denominada de CJ-1 (ou modeloCJ-1 – de Civilian Jeep Modelo 1). Era basicamente um MB desmilitarizado. Não se sabequantos foram produzidos, porém nenhum sobreviveu até hoje. Modificações levaram a umaversão especificamente civil, denominada de AgriJeep ou CJ-2, que ficou restrita a umapequena pré-série. Somente os CJ-2 números 09, 11, 12, 32, 37 e 39 sobreviveram.Apresentavam alavanca de câmbio na coluna (caixa de câmbio Spicer T90, mais robustaque a do CJ-1) e pneu sobressalente atrás do pára-lama dianteiro direito. Logo em seguidasurgiu a versão CJ-2A, retratando o Jeep mais conhecido por todos. Foram produzidas214760 unidades entre 1945 e 1949. Figura 30: CJ-2A Como evolução natural do modelo, surgiu a versão CJ-3A. Era basicamente o mesmoveículo (mesmo trem motriz) apenas com algumas modificações na carroceria – 81” dedistância entre eixos e pára-brisas inteiriço. Foram produzidas 131843 unidades entre 1949e 1953. O motor era o mesmo do CJ-2A, um Go-Devil L134, eixo dianteiro Dana 25 etraseiro Dana 44. 31
  32. 32. Sistemas Mecânicos Automotivos – Carlo Giuseppe Filippin Figura 31: CJ-3A Continuando a evolução, o motor com válvulas no bloco foi substituído pelo motor F134Hurricane, com válvulas de admissão no cabeçote. Como este motor era mais alto, o capôteve de ser aumentado em altura, surgindo assim o modelo CJ-3B ou “Cara de Cavalo”.Foram produzidas mais de 30000 unidades entre 1953 e 1954. Foram produzidas mais de190000 unidades em versões militares entre 1953 e 1967. Figura 32: CJ-3B A versão civil do CJ-3B apresentou vida curta em função do lançamento da versãoCJ-4 (como pré-série) seguida da versão CJ-5. O modelo CJ-5 apresentava a mesmamecânica do CJ-3B, sendo modernizada ao longo dos anos. Esta foi a versão produzida noBrasil, que iniciou a produção em 1958 com motor 2.6 6 cilindros, BF 161, derivado do F134. Figura 33: Jeep modelo CJ-5. 32

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