Caterpillar Curso Cat Power Train

INDICE

TREM DE FORÇA ----------------------------------------------------Embreagem ----------------------------------------------------------Transmissão Direta -------------------------------------------------Conversor de Torque ----------------------------------------------Embreagem Unidirecional ----------------------------------------Conversor de Torque de Capacidade Variável -----------------Sistema Planetário --------------------------------------------------Divisor de Torque --------------------------------------------------Servotransmissão ---------------------------------------------------Grupo de Controle da Servotransmissão ------------------------Servotransmissão de Contra-Eixos ------------------------------Grupo de Controle de Pressão (Eletrônico) --------------------Caixa de Engrenagens de Transferência ------------------------Pinhão e Coroa -----------------------------------------------------Diferencial ----------------------------------------------------------Embreagens Laterais ----------------------------------------------Comandos Finais --------------------------------------------------Eixo Integrado -----------------------------------------------------Direção Diferencial -----------------------------------------------TREM DE FORÇA D6R --------------------------------------------TREM DE FORÇA 938G -------------------------------------------TREM DE FORÇA 120H -------------------------------------------TREM DE FORÇA 416D --------------------------------------------

03 04 07 10 13 14 15 17 18 21 26 27 29 30 31 33 34 36 37 38 53 64 74

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Esta apostila foi editada em dezembro de 2004 por Francisco Pinheiro, Treinamento de Serviços de Sumaré.

Treinamento de Serviços

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TREM DE FORÇA Quando falamos em trem de força, imaginamos prontamente todos os componentes que vão desde a produção de potência até o objetivo final que é a movimentação das rodas ou esteiras da máquina. A produção de potência é responsabilidade do motor, mas como aproveitar esta potência? Como transmiti-la ao resto da máquina? Então vamos considerar como trem de força os componentes a partir do motor, e como eles se comportam para transmitir potência, ou seja, embreagem, conversor de torque, sistema planetário, divisor de torque, transmissão direta, servotransmissão, engrenagens de transferência, diferencial, embreagens laterais, comandos finais, eixos integrados, etc. Para complementar esta apostila com informações básicas preliminares, usaremos a literatura “Livro da Engrenagem” da Caterpillar. Após o estudo básico de componentes, veremos o trem de força de algumas máquinas Caterpillar: • Trator de Esteiras D6R • Carregadeira de Rodas 938G • Motoniveladora 120H • Retroescavadeira 416D

Eis abaixo um exemplo típico de trem de força:


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Embreagem Desde o desenvolvimento das fontes de potência, o homem tem dificuldades em conectar e aproveitar a força produzida para executar trabalho. Por exemplo: como aproveitar a potência do motor para acionar as rodas de um carro?

Na segunda figura mostrada acima, ao acionar o motor, o mesmo sentiria a carga de inércia das rodas e dificilmente daria partida. Também não haveria controle ao parar o veículo. Para resolver o problema, foi criada a embreagem. Este mecanismo está localizado entre o motor e a transmissão.

A embreagem está fixada mais precisamente ao volante do motor e possui um disco intermediário que está conectado por meio de estrias ao eixo de entrada da transmissão. Na linha veicular, o mecanismo de embreagem conecta o tempo todo o motor ao cambio por meio de molas. As molas têm força suficiente para manter o disco de embreagem e o volante do motor unidos a fim de transferir o torque máximo do motor.

Para desengatar o motor da transmissão é necessário comprimir as molas e desta forma liberar o disco de embreagem. Isto é conseguido acionando-se o pedal de embreagem.


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Em máquinas pesadas, é necessário um mecanismo de embreagem com maior força de adesão. Neste caso o disco de embreagem, ou discos, são comprimidos contra o volante do motor por meio de um mecanismo de travamento, e a atuação para engatar e desengatar é feita por uma alavanca manual.

A transferência de potência também está em função da área do disco. Em máquinas de maior porte seria inviável fabricar um disco de embreagem muito grande. A técnica usada é adicionar mais discos e colocar placas entre estes discos. Somam-se então as áreas de cada disco.

Os discos são conectados ao eixo de entrada da transmissão e as placas são conectadas ao volante do motor.


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Para manter a lubrificação e o arrefecimento, evitando os desgastes internos do mecanismo, o alojamento da embreagem, em máquinas pesadas, é abastecido com óleo apropriado.

As ilustrações abaixo mostram o conjunto de embreagem visto lateralmente, e a lubrificação necessária para uma vida longa dos componentes.


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Transmissão Direta Chamamos de transmissão direta ao conjunto de engrenagens com tamanhos e arranjos diferentes que recebem torque de entrada vindo do motor e têm a possibilidade de aumentar este torque ou aumentar a velocidade do eixo de saída. Também podem reverter o movimento do eixo de saída. Existem aplicações de trabalho específicas onde a transmissão direta é essencial. São aplicações que a carga de trabalho é constante, seja frontal ou de reboque. Um exemplo típico são os tratores agrícolas usando grade para revolver o solo.

Olhando o simulador abaixo fica fácil entender como uma transmissão direta trabalha: A engrenagem acionadora é menor que a engrenagem acionada, portanto haverá uma redução de velocidade, e conseqüentemente um aumento de torque. Ao receber o movimento do garfo de mudanças, a engrenagem desliza sobre o eixo de entrada da transmissão e passa a transmitir potência à engrenagem acionada. Esta engrenagem é parte integrante do eixo de saída e passa a acioná-lo.


Se a engrenagem acionadora for deslocada para a esquerda, engrenará com uma engrenagem maior do eixo intermediário. Este eixo possui várias engrenagens integradas ao eixo. Uma delas já está constantemente engrenada com o eixo de saída. Desta forma, além de acionar o eixo de saída, haverá a reversão do mesmo. 7

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Normalmente a construção das caixas de transmissão são no formato triangular, quanto aos eixos. Para entendermos melhor os desenhos de transmissão do catálogo de peças e do manual de serviço, devemos entender alguns recursos de desenho técnico.

Normalmente é feita a rotação de um dos eixos, ou seja, para melhor entendimento ele é tirado da frente dos outros eixos. Na prática o desenho fica assim:

A transmissão mostrada acima é chamada “transmissão de engrenagem deslizante”. Existe também a “transmissão de colar deslizante”. Vejamos o que muda.


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Neste tipo de transmissão as engrenagens ficam permanentemente engrenadas. Quando é feita a ação do garfo de mudanças, um colar deslizante estriado, se encaixa entre os dentes da engrenagem que está tracionando e a engrenagem que está estriada no eixo de saída.

Neste tipo de transmissão as peças que sofrem maior desgaste são os colares. As engrenagens e os eixos sofrem pouco desgaste, reduzindo bastante o custo da reforma.

Para uma melhor compreensão, vamos fazer a rotação do eixo:


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Conversor de Torque Em certas aplicações de máquinas existe a necessidade de um amortecimento no trem de força, em outras aplicações é exigido aumento gradual de torque, muito além do que a transmissão direta pode oferecer. Nestes casos é usado o conversor de torque. O princípio básico do conversor usa a transmissão de potência do motor para a transmissão sem haver contato meânico dos conjuntos. Para entendermos este princípio, vejamos o exemplo abaixo:

Obviamente não se usa ar como meio de transmissão de potência. Vamos usar óleo, pois é praticamente incompressível, não havendo assim, perda de potência na transferência.

Nas figuras mostradas acima, vemos um acoplamento hidráulico, onde uma peça vai empurrar o óleo de alimentação do conjunto, contra outra peça que está acoplada ao eixo de saída. Existe um bom ajuste entre as peças de forma que a perda de acionamento é muito pequena. Para melhor entendermos o funcionamento, vamos simular um corte transversal no desenho:


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Quando o motor é acionado, a peça que está acoplada ao volante do motor (vamos chamá-la de impulsor) começa a deslocar o óleo contra a peça que está parada e acoplada ao eixo de saída (vamos chamá-la de turbina).

Imediatamente a turbina começa a mover-se, e rapidamente as duas peças têm a mesma rotação e força. Ou seja, é possível transmitir, no máximo, o mesmo torque do motor ao componente que está sendo acionado. O óleo dentro do conjunto age como uma “cola”, grudando impulsor e turbina. Este movimento do óleo é conhecido como fluxo rotativo. Caso o eixo de saída sofra uma carga maior que o torque do motor, haverá a tendência de um desequilíbrio entre a rotação de entrada e a rotação de saída. Isto causa uma espécie de redemoinho de óleo dentro do acoplamento hidráulico, que gera calor e desgaste. Este movimento do óleo é conhecido como fluxo turbilhão.

Fluxo rotativo

Fluxo turbilhão

Este tipo de dispositivo não traz ganho, no máximo se consegue a transferência do mesmo torque. O benefício que apresenta é poder acoplar um motor a outro conjunto sem contato mecânico, o que auxilia na eliminação de vibração, ruído e desgaste. Treinamento de Serviços

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As máqinas pesadas necessitam de um dispositivo que consiga ampliar o torque do motor. Foi criado então o conversor de torque.

1 – alojamento rotativo 2 – impulsor 3 – turbina 4 – estator A diferença entre um acoplamento hidráulico e um conversor de torque está na adição de um estator no conversor. Vale lembrar que quando a máquina está submetida a um grande esforço, ocorre entre impulsor e turbina, o fluxo turbilhão. Grande parte do óleo rebate na turbina e se desloca em sentido contrário ao impulsor. Desta forma cai a potência do impulsor. No conversor de torque, o estator fica localizado estrategicamente no alojamento e sua função é redirecionar o óleo que flui em sentido contrário, ou seja, o óleo que retornaria para atrapalhar o movimento do impulsor é redirecionado em sentido favorável ao impulsor, multiplicando sua capacidade de torque.


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O aumento de torque só aparece quando há uma solicitação da carga. Quando deixa de existir a necessidade de torque, desaparece o fluxo turbilhão e aparece o fluxo rotativo. Impulsor e turbina passam a ter a mesma rpm. Podemos concluir que em um conversor de torque, o fluxo turbilhão é benéfico. Mas não devemos esquecer que o turbilhão gera atrito internamente ao alojamento do conversor, o atrito gera calor, e conseqüentemente desgaste.

Embreagem Unidirecional As máquinas que utilizam conversor de torque, geralmente trabalham em ciclo curto à baixa velocidade, ou seja, deslocam temporariamente a carga em alto torque e no momento seguinte aliviam a carga. Por exemplo: uma carregadeira de rodas fazendo carregamento de caminhão. Em outras aplicações, a máquina tem uma exigência alta de torque para sair da inércia, porém no momento seguinte cai a necessidade de torque e a máquina passa a ter a exigência de velocidade. Assim, torna-se desnecessário um conversor de torque. O ideal seria ter apenas um acoplamento hidráulico. Isso é possível utilizando-se um dispositivo chamado embreagem unidirecional.


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A embreagem unidirecional se assemelha bastante com uma catraca de bicicleta, que permite aos pedais girarem livres para trás, mas trava quando os pedais giram para frente. Neste caso, a catraca fica entre o estator e o alojamento fixo. Quando a máquina necessita de aumento de torque, o fluxo turbilhão age contra o estator travando-o no alojamento. Quando a máquina já venceu a carga e o conversor está em fluxo rotativo, o estator passa a girar livremente, no mesmo sentido do conjunto impulsor e turbina, e com a mesma velocidade. Assim, o conversor de torque age como conversor em alguns casos e como acoplamento hidráulico em outros. Isto coloca menos calor e menor desgaste ao sistema.

Conversor de Torque de Capacidade Variável Este dispositivo normalmente é encontrado em carregadeiras de rodas de grande porte. Nestas máquinas, o conversor de torque possui turbina, estator e impulsor de grande diâmetro. Isto faz a máquina desenvolver muito torque. O excesso de torque é prejudicial aos pneus, pois em alguns tipos de terreno e aplicações, eles patinam desgastando a borracha prematuramente. Para sanar este problema, foi desenvolvido o converor de torque de capacidade variável. O impulsor é dividido em dois, onde um deles é controlado hidraulicamente por uma válvula manual. O impulsor externo está conectado ao impulsor interno por meio de uma embreagem.

1 – engrenagem 2 – turbina 3 – alojamento 4 – impulsor externo 5 – alojamento da embreagem 6 – impulsor interno 7 – tampa 8 – suporte 9 – eixo de saída 10 – estator 11 – garfo de saída 12 – placa 13 – disco 14 – pistão 15 – guias

A válvula (5) é controlada por cabo e alavanca do posto do operador para ajustar o torque dsejado, dependendo das condições do terreno e da patinagem dos pneus.


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Sistema Planetário A exigência de aumento de torque fez com que simples arranjos de engrenagens não fossem suficientes. Além disso, quando necessitamos de redução de velocidade com grande aumento de torque, teríamos que ter engrenagens muito grandes, com alojamentos de construção robusta e dispendiosa. Com base nisto, foi construído um dispositivo de pequenas dimensões, capaz de aumentar muito o torque de saída, e quando necessário, reduzir a velocidade. A este conjunto chamamos de sistema planetário.

1 – engrenagem anelar 2 – planetas e suporte 3 – engrenagem sol

O nome sistema planetário foi dado em virtude da formação do conjunto que muito se assemelha com o nosso sistema solar.


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Existem planetários simples, com a transmissão de potência do tipo: sol, planeta e anelar. Também existem planetários compostos, com a transmissão de potência do tipo: sol, planeta interno, planeta externo e anelar. No segundo caso, haverá uma inversão no sentido de rotação final.

Para que um sistema planetário simples transmita potência, são necessárias as seguintes condições: • Uma engrenagem entra com a potência • Uma engrenagem é travada • Uma engrenagem sai com a potência Normalmente a potência entra pela engrenagem sol, ocorre o travamento da anelar, e a potência sai pelo suporte, no mesmo sentido da sol. Caso seja necessária a inversão de movimento, a potência entra pela sol, ocorre o travamento do suporte, e a potência sai pela engrenagem anelar, no sentido contrário. Conforme a necessidade, os conjuntos planetários podem se unir para formar grandes redutores. Temos como exemplo o comando de giro e o motor de percurso das Escavadeiras 320C, onde existe um redutor planetário simples que entra com a potência pela solar, fica com a anelar travada e sai com a potência pelo suporte dos planetas. O suporte dos planetas se transforma na engrenagem sol do segundo estágio, e o ciclo se repete. Neste caso, vamos imaginar que a redução primária seja 5:1 e a redução secundária seja 4:1, a diferença da velocidade de entrada para a velocidade de saída é muito grande e o torque elevadíssimo.

(1) suporte planetário do primeiro estágio (2) engrenagem planetária do primeiro estágio (3) suporte planetário do segundo estágio (4) engrenagem anelar (5) engrenagem planetária do segundo estágio (6) rolamento de roletes (7) rolamento de roletes (8) eixo pinhão (10) eixo do motor de giro (11) engrenagem sol do primeiro estágio (12) engrenagem sol do segundo estágio (14) alojamento (15) engrenagem rolamento (engrenagem do giro)


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Operação do primeiro estágio do conjunto planetário (1) suporte planetário do primeiro estágio (2) engrenagem planetária do primeiro estágio (4) engrenagem anelar (11) engrenagem sol do primeiro estágio (16) eixo da engrenagem ao suporte

Divisor de Torque Algumas máquinas, em virtude da aplicação, necessitam de um conversor de torque para vencer obstáculos momentaneamente, e depois que a carga foi deslocada, necessitam de um acionamento direto. Para estes equipamentos foi desenvolvido o divisor de torque.

Basicamente, um divisor de torque é o trabalho conjunto de um conversor e de um sistema planetário.

Colocando os dispositivos juntos teremos:


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Sempre que o eixo de saída sente uma carga, sua velocidade é diminuída. Esta diminuição faz a velocidade da anelar diminuir e defasa a rotação entre turbina e impulsor. Quando a velocidade da turbina e do impulsor está diferente, ocorre o fluxo turbilhão e o aumento de torque. Quando a carga é vencida e o eixo de saída recupera sua rotação normal (igual a do motor), a máquina passa a se deslocar pela ação do sistema planetário, não utilizando mais o conversor de torque.

Servotransmissão Vimos nos tópicos anteriores a necessidade de uma embreagem para engatar e desengatar o fluxo de potência entre o volante do motor e a transmissão. As máquinas pesadas que necessitam de uma troca constante de marcha para reunir as condições ideais de trabalho, se tornariam improdutivas se tivessem um sistema de transmissão que utilizasse embreagem acionada pelo operador. Isto traria desconforto e queda no rendimento. Foram desenvolvidas as servotransmissões, conjuntos de engrenagens capazes de conseguir aumento/redução de torque, ou aumento/redução de velocidade, sem a necessidade de acionamento de embreagem pelo operador, bastando apenas o manuseio da alavanca de mudanças.

Basicamente a servotransmissão é um pilha de peças, sistemas planetários, discos, placas, pistões circulares e alojamentos.


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Pelo conceito já adquirido, sabemos que para o funcionamento de um sistema planetário, é necessário que um dos componentes seja travado. O método utilizado é através de pressão de óleo agindo sobre um pistão circular. Como mostrado no desenho acima, o pistão comprime um conjunto de discos e placas contra o alojamento, produzindo assim, o travamento da engrenagem anelar. Em uma servotransmissão existem vários pacotes de embreagem, colocados lado a lado, fazendo a potência fluir da entrada para a saída.

Componentes da Servotransmissão:

Suporte com planetas

Suporte central

Discos, placas, pistão e alojamento

Abaixo uma servotransmissão vista em corte, bem próximo do que se vê nos catálogos de peças e manuais de serviço: Treinamento de Serviços

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Vamos utilizar como exemplo uma servotransmissão de duas velocidades.

A potência entra pela engrenagem sol de avante, a anelar está travada, os planetas são acionados e impulsionam o suporte no mesmo sentido da sol. A potência vai para o lado de saída da transmissão. A anelar de primeira velocidade está travada, então o suporte gira os planetas que impulsionam a engrenagem sol de saída.


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Mais um exemplo: o suporte está travado, a potência entra pela sol de ré e impulsiona a anelar no sentido contrário. A potência vai para o lado de saída da transmissão. A anelar de segunda velocidade está travada, então o suporte gira os planetas que impulsionam a engrenagem sol de saída.

Grupo de Controle da Servotransmissão A simples tarefa de colocar óleo sob pressão na câmara do pistão de engate exige na verdade um conjunto de válvulas e carretéis trabalhando sincronizados e com pressão ajustada. Alguns conceitos e nomenclaturas precisam ser definidos: P1 – óleo sob pressão que engata as embreagens de velocidade. P2 – óleo sob pressão que engata as embreagens de sentido. P3 – óleo sob pressão que alimenta a entrada do conversor de torque. Pressão de bomba – óleo sob pressão vindo da bomba de óleo da transmissão. Pressão de saída do conversor – óleo sob pressão controlada na saída do conversor de torque. Pressão diferencial – diferença entre P1 e P2, em valor constante. Pressão de lubrificação – óleo que sai quente do conversor, vai ao trocador de calor e em seguida para a lubrificação da transmissão. Válvula de alívio e modulação – controla a pressão de bomba e desempenha aumento gradual de pressão quando ocorre o engate de marcha. Libera óleo para alimentação do conversor de torque. Pistão de carga – coloca tensão na mola da válvula de alívio e modulação, em breves intervalos, para produzir a modulação. Válvula diferencial e de segurança – é responsável por fazer a diferença constante entre P1 e P2. Impede que a máquina se mova se o motor for funcionado com a alavanca de mudanças fora de neutro. Válvula de alívio de entrada do conversor – controla a pressão de entrada do conversor para evitar danos ao conjunto quando o motor é acionado com o óleo do sistema frio. Trocador de calor – arrefece o óleo que saiu do conversor e vai para a lubrificação. Válvula de alívio de lubrificação – controla a pressão de lubrificação em valores baixos. Orifício – controla a pressão de saída do conversor; em algumas máquinas usa-se uma válvula. Filtro de óleo – recebe todo o fluxo da bomba e remove partículas estranhas ao sistema. Carretel de velocidade – direciona o óleo de P1 às embreagens de velocidade. Carretel de sentido – direciona o óleo de P2 às embreagens de sentido.


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Algumas cosiderações: • P1 tem valor de pressão maior que P2 • A necessidade de haver uma diferença entre P1 e P2 é porque no momento da mudança de marcha, o pacote de embreagem de velocidade engata primeiro, e o pacote de sentido engata depois. • Normalmente as embreagens de sentido são mais reforçadas, possuem mais discos e placas que as embreagens de velocidade. Isto ocorre porque as embreagens de sentido são engatadas por último e acabam levando a maior parte da carga de impacto. • A modulação é um processo de aumento gradual de pressão que garante suavidade no engate de marchas de uma servotransmissão. Grupo de Controle em Neutro


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1. válvula seletora. 2. filtro de óleo. 3. carretel selettor de velocidade. 4. bomba de óleo. 5. carretel selector de sentido. 6. válvula de alívio de entrada do conversor de torque. 7. carter e tela. 8. conversor de torque. 9. válvula de controle de pressão. 10. pistão de carga. 11. válvula de alívio e modulação. 12. trocador de calor. 13. orifício. 14. válvula de alívio de lubrificação. 15. válvula diferencial e de segurança. A. tomada de pressão da embreagem de velocidade (P1). B e C. tomadas de pressão da bomba de óleo. D. tomada de pressão da embreagem de sentido (P2). E. tomada de pressão de saída do conversor. F. tomada de pressão de entrada do conversor (P3). G. tomada de pressão de lubrificação.

Os controles hidráulicos da servotransmissão consistem de um grupo de válvulas seletoras, de um grupo de válvulas de controle de pressão e de uma placa separadora. Este grupo de controle é montado no topo da servotransmissão, dentro do alojamento. Ele fornece três velocidades avante e três velocidades a ré. As válvulas seletoras direcionam o óleo pressurizado para as embreagens adequadas, para a obtenção da velocidade e do sentido selecionados. Quando o motor é funcionado e a alavanca seletora está em neutro, o óleo da bomba vai para a válvula de alívio e modulação. O óleo flui para a câmara de reação da válvula. Como a cavidade do pistão de carga está aberta ao dreno pela posição da válvula diferencial e de segurança, a pressão do sistema é mantida no valor inicial, aproximadamente 75 psi.

Grupo de Controle – Motor Funcionando, Transmissão em Neutro


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Grupo de Controle – Primeira Velocidade Avante


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Grupo de Controle – Posição de Segurança


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Servotransmissão de Contra-Eixos Esta servotransmissão é similar a uma transmissão direta, pois as engrenagens já ficam em engreno constante. Também se assemelha com a servotransmissão planetária, no tocante aos pacotes de embreagem.


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O pacote de embreagem está dentro do tambor. O tambor é integral ao eixo e tem nele engrenadas as placas, Os discos são engrenados com a engrenagem interna de acionamento. Devido ao tamanho da engrenagem acionadora e da engrenagem acionada do outro eixo, ocorre a redução/aumento de velocidade de saída, ou aumento/redução de torque de saída. O óleo sob pressão para o engate vem do grupo de controle através do alojamento e de furações nos eixos.

Grupo de Controle de Pressão (Controle Eletrônico) – Solenóide On/Off Em máquinas mais modernas, o grupo de controle usa solenóides para direcionar o óleo aos pacotes de embreagem. Os solenóides são energizados por um ECM (módulo de controle eletrônico) que recebe estímulo de sinais enviados pelo operador e/ou pelo próprio sistema. Estes solenóides trabalham com tensão de 12 ou 24 volts de corrente contínua. Seu estado de trabalho é ligado para engatar e desligado para desengatar. A modulação de pressão é de responsabilidade das válvulas.


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Refira-se sempre ao manual de serviço da máquina em questão, para testes e ajustes.

Grupo de Controle de Pressão (Controle Eletrônico) – Solenóide Proporcional Neste caso, o ECM energiza os solenóides com corrente proporcional, ou seja, os solenóides são energizados inicialmente com uma baixa corrente e em seguida o ECM vai aumentando proporcionalmente esta corrente, a fim de obter o efeito da modulação. A grande vantagem deste sistema é que a troca de marchas se torna mais suaves e produz menos desgaste no trem de força. Outro ponto forte é que o sistema possui menos peças, uma vez que cada solenóide é montado em uma válvula individual.


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Em um sistema de transmissão com solenóides proporcionais, o único ajuste feito mecanicamente, é o da válvula de alívio principal. Outros ajustes são feitos eletronicamente, com o auxílio da ferramenta ET.

Caixa de Engrenagens de Transferência A caixa de engrenagens de transferência serve para desviar o fluxo de potência de um nível mais alto para um nível mais baixo. Normalmente, este dispositivo é encontrado em carregadeiras de rodas, e não tem a função de aumentar o torque de saída. Na engrenagem acionada fica o eixo de saída, encaixado em estrias, e transmitindo potência para o diferencial dianteiro e para o diferencial traseiro.


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(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

alojamento engrenagem acionadora calços engrenagem acionada calços eixo conjunto do garfo conjunto do garfo

Pinhão e Coroa Em motoniveladoras antigas e na maioria dos tratores de esteiras, após a transmissão, a potência vai para o conjunto pinhão e coroa. Este arranjo permite que o fluxo de potência se divida em duas linhas de potência, com desvio de 90 graus. Isto é benéfico, pois leva a potência para as laterais da máquina onde estão as rodas ou as esteiras.


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No caso das máquinas de pneus, a desvantagem deste conjunto é para se fazer uma curva. Neste momento, a roda interna gira com baixa velocidade e a roda externa precisa girar com maior velocidade, a fim de acompanhar o raio de giro externo da curva. O conjunto pinhão e coroa pode ser encontrado em tratores de esteiras atuais. Nestas máquinas as curvas são desempenhadas por outro dispositivo: embreagens laterais.

Pinhão

Coroa Na montagem deste conjunto existem duas verificações que são extremamente importantes: • Folga entre dentes. • Figura de contato dos dentes. Diferencial A idéia de diferencial surgiu pois como vimos o conjunto pinhão e coroa não atendia as necessidades, principalmente em máquinas com maior velocidade. Chegou-se a conclusão que máquinas de pneus necessitavam de um mecanismo que pudesse variar a velocidade entre os dois semi-eixos de acionamento das rodas. O projeto parte de um conjunto pinhão e coroa, porém com a adição de um alojamento fixado a coroa: caixa do diferencial. Este alojamento contém quatro engrenagens satélites, pivoteadas numa cruzeta que está fixa ao alojamento. Internamente ao alojamento do diferencial existem duas engrenagens laterais ou planetas que são fixadas aos semi-eixos, dando sequüência ao fluxo de potência. Enquanto não houver desequilíbrio entre a velocidade de uma roda e da outra, as satélites ficam estacionadas, como se houvessem pingos de solda entre as engrenagens. O diferencial, neste caso, age como se fosse pinhão e coroa. Quando a máquina faz uma curva e a roda interna diminui a velocidade, a engrenagem lateral também diminui. Neste momento as engrenagens satélites começam a girar e transferem para a outra engrenagem lateral a rotação perdida, aumentando a velocidade da roda externa.


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Se não houvesse o diferencial, veja o que aconteceria com os pneus:

Peças


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Este conjunto precisa ser montado com muita atenção. Existem torques e folgas específicas. Todos os passos precisam ser seguidos pela literatura de serviço. Vale lembrar que o diferencial é um redutor, pois o pinhão é a engrenagem acionadora menor e a coroa é a engrenagem acionada maior.

Engrenagens satélites.

Embreagens Laterais A maneira encontrada para que um trator de esteiras faça uma curva, foi a colocação de um dispositivo no fluxo de potência, entre o conjunto pinhão e coroa, e os comandos finais. Este dispositivo tem como função quebrar o fluxo de potência de uma lateral da máquina. Como o outro lado está tracionando, a máquina faz uma curva para o lado que está sem potência.


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A união entre pinhão e coroa e comando final é feita através de um pacote de embreagem que fica permanentemente engatado pela ação de um conjunto de molas fortes. Quando o operador aciona a alavanca de controle direcional, uma válvula hidráulica direciona óleo sob pressão para o pacote de embreagem, comprimindo as molas e abrindo o conjunto de discos e placas.

Comandos Finais Os comandos finais podem ser de redução simples, redução dupla e planetário. O comando final de redução simples possui um engrenamento de saída direta, ou seja, uma engrenagem pequena aciona uma engrenagem grande, produzindo aumento de torque.


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O comando final de redução dupla apresenta dois conjuntos redutores de engrenagens, possibilitando maior aumento de torque.

O comando final planetário consegue um aumento de torque muito grande com melhor distribuição de esforços e peças menores.


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Montagem típica de trator de esteira.

Montagem típica de carregadeira de rodas.

Eixo Integrado Este mecanismo foi desenvolvido para carregadeiras de rodas e retroescavadeiras. Trata-se de um alojamento que contém: diferencial, freios de serviço e comandos finais planetários. Sua grande vantagem é ter os componentes agrupados em um conjunto maior, fácil de serviçar e selado. O conjunto de freio de serviço dura até dez vezes mais que sistemas de freios abertos, por ser livre de contaminação.


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1 – pinhão 2 – coroa 3 – pistão de freio 4 – engrenagem planeta 5 – suporte dos planetas 6 – eixo de saída 7 – engrenagem lateral 8 – caixa do diferencial 9 – eixo das satélites 10 – satélite 11 – disco de freio 12 – engrenagem anelar 13 – engrenagem sol

Direção Diferencial Trata-se de um mecanismo projetado para possibilitar ao trator de esteiras fazer curva, mantendo potência o tempo todo nas duas esteiras. Como vimos anteriormente, os tratores de esteiras usam embreagens laterais para fazer curva. A desvantagem é que uma embreagem lateral precisa ser desengatada enquanto a outra esteira traciona. Isto faz a máquina perder 50% de seu torque quando está fazendo uma curva, impossibilitando certos trabalhos e aplicações.


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O sistema de direção diferencial utiliza três conjuntos planetários para executar o serviço: • Planetário direcional (1) • Planetário de acionamento (2) • Planetário de equalização (3)

Podem ocorrer as seguintes situações de deslocamento da máquina: • Em linha reta - o fluxo de potência entra pelo pinhão da transmissão, aciona o suporte dos planetas que transfere potência para as engrenagens sol dos outros planetários. Nesta situação, o pinhão do motor hidráulico de direção permanece parado e a máquina segue em linha reta. • Fazendo uma curva - o fluxo de potência entra pelo pinhão da transmissão, aciona o suporte dos planetas que transfere potência para as engrenagens sol dos outros planetários. O pinhão do motor hidráulico de direção começa a girar no sentido determinado pelo volante direcional. Isto causa rotação nas engrenagens planeta do planetário de direção. Dependendo para que lado foi feita a curva, teremos aumento de velocidade do suporte que dá saída para o lado esquerdo da máquina, ou aumento de velocidade na engrenagem sol que dá saída para o lado direito da máquina. • Girando o volante direcional com a transmissão em neutro – nesta situação o pinhão da transmissão está parado e o pinhão do motor hidráulico está girando. Isto faz com que o suporte dos planetas do planetário de direção gire em sentido contrário da engrenagem sol, ou seja, a máquina terá uma esteira girando em um sentido e a outra esteira girando em sentido contrário. A este movimento chamamos contra-rotação.

TREM DE FORÇA – D6R


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Sotreq – Sumaré

1.Freios e embreagens direcionais 2.Comandos finais 3.Motor 4.Esteiras 5.Divisor de torque 6.Eixo de acionamento 7.Coroa e engrenagens de transferência 8.Servotransmissão

O motor transfere a potência do volante ao divisor de torque. A potência flui do divisor ao eixo de acionamento principal, e daí para a servotransmissão. A transmissão possui três velocidades avante e três velocidades a ré. A transmissão é controlada eletronicamente por um sistema chamado ECPC. Quando a transmissão está engatada, a potência vai para a coroa e engrenagens de transferência. Das engrenagens de transferência a potência flui para as embreagens direcionais e freios. Então o fluxo de potência é encaminhado através dos semi-eixos aos comandos finais, rodas motrizes e esteiras.

SISTEMA HIDRÁULICO DO TREM DE FORÇA


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Sotreq – Sumaré

1.Válvula de prioridade 2.Chicote (para o Módulo de Controle Eletrônico - ECM) 3.Válvula de alívio de entrada do conversor de torque 4.Filtro de óleo do trem de força 5.Válvula de alívio principal e válvulas de modulação da transmissão 6.Válvula de controle do freio e direcional 7.Freios e embreagens laterais 8.Passagem (para lubrificação da coroa e transmissão) 9.Resfriador de óleo 10.Válvula de alívio de saída do conversor de torque 11.Conversor de torque 12.Bomba do trem de força 13.Acionamento da bomba 14.Passagem (para lubrificação dos freios e embreagens direcionais) 15.Válvula de retenção

A seção (A) puxa óleo do alojamento da coroa. O óleo flui através de uma tela magnética para o filtro. Daí o óleo se encaminha à válvula de controle de freio e direção, válvulas moduladoras e válvula de alívio principal. A seção (B) envia óleo do alojamento da coroa para a válvula de prioridade. A válvula de prioridade envia uma parte do óleo ao conversor de torque. O restante do óleo é usado para lubrificar embreagens direcionais, freios e transmissão. Quando a válvula de prioridade é estimulada pelo ECM, ela desvia o óleo da seção (B) pela válvula de retenção (15). O óleo combina-se com o óleo da seção (A). A seção (C) remove óleo do conversor de torque e retorna ao alojamento da coroa através de tela magnética. TELA MAGNÉTICA


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Sotreq – Sumaré

BOMBA DE ÓLEO

A – seção de controles e transmissão B – seção de lubrificação e conversor C – seção de recirculação conversor e transmissão

ARREFECEDOR DE ÓLEO


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Sotreq – Sumaré

FILTRO

Quando a pressão de óleo aumenta acima do ajuste da válvula de derivação (50 psi), o óleo deriva o elemento filtrante.

NOTA Quando o óleo não flui através do elemento filtrante, detritos no óleo causam danos aos componentes do sistema hidráulico da transmissão.

Manutenção correta deve ser usada a fim de assegurar que o elemento filtrante não fique entupido. Um filtro obstruido bloqueia o caminho natural do óleo provocando derivação e consequentemente avarias.

VÁLVULA DE RETENÇÃO


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Sotreq – Sumaré

A passagem (6) contém pressão da seção da bomba de lubrificação e conversor. A passagem (8) contém pressão da seção da bomba que opera os controles. Estas passagens garantem que a pressão será mantida nos sistemas de freio, direção e controles da transmissão. Este processo ocorre em situações que requerem alto fluxo. A válvula de retenção (3) abre quando a pressão da passagem (6) é maior que a pressão na passagem (8). Assim, é enviada pressão reserva aos controles. A válvula de retenção não permite a passagem de óleo no sentido inverso.

VÁLVULA DE ALÍVIO PRINCIPAL

9. topo da servotransmissão

VÁLVULA DE PRIORIDADE


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Sotreq – Sumaré

1. válvula de alívio de entrada do conversor 8. válvula de prioridade

O grupo da válvula de prioridade contém a válvula de prioridade (8) e a válvula de alívio de entrada do conversor de torque (1). A válvula de prioridade assegura que a pressão de óleo esteja disponível primeiramente para os controles de direção, freio e transmissão. A seguir, a válvula supre óleo para o conversor de torque e para lubrificação das embreagens direcionais, lubrificação do freio e lubrificação da transmissão.

A válvula de prioridade apresenta dois modos de trabalho : a) Modo Normal – o solenóide fica energizado e os fluxos de óleo para conversor e lubrificação ficam separados. Embreagens direcionais, freios e transmissão não têm prioridade. A pressão na válvula de prioridade é de 145 psi no máximo. b) Modo Prioridade – o solenóide fica desenergizado e o fluxo de óleo para o conversor e lubrificação dá prioridade aos controles de transmissão, direção e freio, através da válvula de retenção, a fim de manter a pressão. A pressão na válvula de prioridade é de 425 psi. Condições para o Modo Prioridade: • rotação do motor menor que 1300 rpm. • temperatura do óleo menor que 40° C. • momento da mudança de marcha. • calibração da transmissão.

DIVISOR DE TORQUE


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Sotreq – Sumaré

1.Volante do motor 2.Engrenagem anelar 3.Alojamento 4.Impulsor 5.Passagem de entrada 6.Suporte 7.Flange

8.Eixo de saída 9.Passagem de saída 10.Estator 11.Turbina 12.Engrenagem sol 13.Engrenagens planetárias

O divisor de torque é uma unidade de conjunto de engrenagens planetárias e um conversor de torque. O divisor conecta o motor à servotransmissão. Esta conexão é mecânica e também hidráulica. A conexão hidráulica é feita pelo conversor de torque (impulsor, estator e turbina). A conexão mecânica é feita pelo planetário (sol, planetas, suporte e anelar). Quando a máquina trabalha contra uma carga leve, a multiplicação de torque é baixa. Quando a máquina trabalha contra uma carga pesada, a multiplicação de torque é alta. Um alto torque pode ser enviado para a transmissão durante condições de carga alta. O conjunto planetário também multiplica o torque do motor, aumentando a vantagem mecânica, através das engrenagens. A multiplicação de torque só ocorre quando a carga na máquina aumenta. Durante movimentação sem carga, nem conversor, nem planetário podem multiplicar o torque do motor.

VÁLVULA DE ALÍVIO DE ENTRADA DO CONVERSOR DE TORQUE


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Sotreq – Sumaré

Sua função é limitar a máxima pressão de alimentação do conversor. Isto previne danos ao conversor quando o motor é acionado e o óleo está frio. A válvula de alívio de entrada limita a pressão do óleo em 135 psi.

VÁLVULA DE ALÍVIO DE SAÍDA DO CONVERSOR DE TORQUE

Sua função é manter a pressão interna do conversor. O ajuste desta pressão é 60 psi. Após fazer o trabalho entre impulsor e turbina, o óleo esquenta e precisa ser resfriado. O óleo flui da passagem (4) para o arrefecedor de óleo do trem de força.

SERVOTRANSMISSÃO


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Sotreq – Sumaré

1.Engrenagem anelar (embreagem nº1) 2.Embreagem nº1(Ré) 3.Suporte (nº2 e nº3) 4.Embreagem nº2 (avante) 5.Engrenagem anelar (embreagem nº2) 6.Embreagem de terceira velocidade (nº3) 7.Engrenagem anelar (embreagem nº3) 8.Embreagem de segunda velocidade (nº4) 9.Engrenagem anelar (embreagem nº4) 10.Embreagem de primeira velocidade (nº5) 11.Cubo 12.Suporte (nº4) 13.Engrenagem sol (nº4) 14.Eixo de entrada 15.Eixo de saída 16.Engrenagem planetária (nº4) 17.Engrenagem sol (nº3) 18.Engrenagem planetária (nº3) 19.Engrenagem planetária (nº2) 20.Engrenagem sol (nº2) 21.Engrenagem de acoplamento 22.Engrenagem planetária (nº1) 23.Engrenagem sol (nº1) 24.Suporte (nº1)

A.Pistão B.Mola C.Placas D.Alojamento E.Discos F.Engrenagem anelar

A servotransmissão possui cinco embreagens ativadas hidraulicamente. A combinação de engate de duas embreagens fornece três velocidades avante e três velocidades à ré. As embreagens de velocidade e sentido são controladas eletronicamente. Engate das embreagens da transmissão Velocidade Primeira Segunda Treinamento de Serviços

Sentido AVANTE AVANTE

Embreagens engatadas 2e5 2e4 47

Sotreq – Sumaré

Terceira NEUTRO Primeira Segunda Terceira

AVANTE RÉ RE RE

2e3 3 1e5 1e4 1e3

A transmissão é fixada no alojamento principal, na traseira da máquina. A potência flui do divisor de torque para o eixo de entrada (14). A potência flui da transmissão através do eixo de saída (15), e daí às engrenagens de transferência. As embreagens 1 e 2 são de sentido. Estas embreagens estão localizadas na traseira da transmissão. A embreagem 5 é considerada embreagem rotativa.

Exemplo de engate : Primeira à ré

SISTEMA DE CONTROLE ELETRÔNICO DA TRANSMISSÃO


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Sotreq – Sumaré

1.Controle nas pontas dos dedos 2.Interruptor de freio de estacionamento 3.Elo de comunicações Cat 4.Módulo de Controle Eletrônico (ECM) 5.Sistema de Monitorização 6 e 7.Conector 8.Ferramenta de diagnóstico 9.Válvula de controle do freio e direcional 10.Válvula de alívio principal e válvulas de modulação manual 11.Válvula de prioridade 12.Pedal de freio 13.Freios e embreagens laterais A.Velocidade de saída do conversor de torque B.Velocidade intermediária da transmissão C.Velocidade de saída da transmissão D.Velocidade do motor E.Temperatura do óleo

CONTROLE HIDRÁULICO DA TRANSMISSÃO

5.Conector Treinamento de Serviços

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6.Solenóide Sotreq – Sumaré 7.Engate rápido 8.Válvulas de modulação E. Embreagem nº1

VÁLVULAS MODULADORAS

5.Conector 6.Solenóide 7.Engate rápido 8.Válvula de modulação B.Dreno C.Embreagem D.Suprimento

1.Cartucho 2.Alojamento 3.Carretel

Os controles hidráulicos são montados no topo da transmissão. Existe uma válvula solenóide proporcional para cada embreagem. Os solenóides são energizados e controlados pelo ECM, e responsáveis pela modulação da pressão de engate. As válvulas moduladoras são projetadas para serem substituidas individualmente. Em caso de substituição da válvula moduladora, solenóide, reforma ou substituição da transmissão, substituição do ECM, as válvulas moduladoras devem ser calibradas.

COROA E ENGRENAGENS DE TRANSFERÊNCIA


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Sotreq – Sumaré

1.Pinhão 2 e 3.Engrenagens de transferência 4.Eixo de entrada da transmissão 5.Eixo de saída da transmissão

Um conjunto de eixo de acionamento conecta o garfo no divisor de torque e ao conjunto de garfo no alojamento da coroa. O conjunto de garfo no alojamento da engrenagem está conectado ao eixo de entrada da transmissão por estrias.

EMBREAGEM DIRECIONAL E FREIO


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Sotreq – Sumaré

(1) placa de retenção da embreagem (2) discos e placas (3) cubo de saída (4) pistão (5) placa de retenção do freio (6) discoseplacas do freio (7) pistão do freio (8) mola (9) alojamento do freio (10) câmara (pressão do freio) (11) semi-eixo de saída (12) semi-eixo interno (13) cubo de entrada (14) câmara (pressão da embreagem)

Os módulos de freio e embreagem transferem potência da coroa aos comandos finais. As embreagens direcionais são engatadas por óleo sob pressão que é enviado pela válvula de controle. Os freios são aplicados por mola e liberados por óleo sob pressão da válvula de controle. A potência da coroa é enviada através do semi-eixo interno (12) para o cubo interno (13) que está conectado ao cubo externo por discos e placas de embreagem. O cubo externo está conectado ao semieixo externo (11) por estrias. O semi-eixo externo está conectadao ao comando final. Óleo para lubrificação e arrefecimento das embreagens direcionais e freios vem de uma das seções da bomba do trem de força.

COMANDOS FINAIS


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Sotreq – Sumaré

(1) semi-eixo externo (2) segmentos da roda motriz (3) planetárias (4) eixos das planetárias (5) solar (parte do eixo externo) (6) suporte (7) anel (8) cubo (9) retentores Duo-Cone

Os comandos finais recebem o fluxo de potência das embreagens direcionais e enviam a potência para as esteiras. Usam conjuntos planetários para fazer a redução final. Os comandos finais possuem um suprimento de óleo independente. Todos os componentes obtem lubrificação conforme as engrenagens se movem. As engrenagens espirram óleo em todos os componentes (lubrificação por salpico).

TREM DE FORÇA – 938G Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

O trem de força possui uma transmissão de contra eixos. A transmissão é controlada por um ECM a fim de fornecer mudanças mais suaves. A potência do motor diesel é enviada ao conversor de torque (2) que aciona o eixo de entrada da transmissão (3). A transmissão trabalha com embreagens de discos e placas inseridas em tambor, engatadas por óleo e liberadas por mola. A potência flui da transmissão através de eixos de acionamento para o diferencial dianteiro (4) e diferencial traseiro (5). Os diferenciais acionam os comandos finais que aumentam o torque de saída para as rodas.

Sistema Hidráulico do Trem de Força Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

(1) válvula de controle de fluxo. (2) válvula de controle da transmissão. (3) válvula diferencial. (4) válvula de alívio diferencial. (5) filtro de óleo da transmissão. (6) válvula de retenção de fluxo reverso do conversor. (7) grupo de válvula de descarga. (8) bomba. (9) válvula de alívio de entrada do conversor. (10) conversor de torque. (11) trocador de calor. (12) tela magnética de sucção. (13) lubrificação.

O fundo do alojamento da transmissão é o reservatório de óleo. O sistema trabalha com uma bomba de engrenagens. A bomba está protegida por uma tela magnética e o sistema está protegido por um filtro. A manutenção destes itens no período recomendado, garante o bom funcionamento do sistema e evita desgaste prematuro dos componentes. A válvula de controle de fluxo envia uma taxa de 23 L/min para a válvula de controle da transmissão e o restante ao conversor de torque. A válvula de controle da transmissão envia óleo, sob pressão controlada, para as embreagens selecionadas. Uma embreagem de sentido e uma embreagem de velocidade devem estar engatadas a fim de movimentar a máquina . A válvula de retenção de fluxo reverso evita que o óleo retorne do circuito do conversor para a válvula de controle da transmissão. Isto ocorre quando a pressão da válvula de controle está baixa devido a mudança de marcha. A válvula de alívio de entrada do conversor limita a pressão de entrada em 900 ± 70 kPa (130 ± 10 psi). Esta válvula está instalada abaixo da válvula de controle da transmissão.

Conversor de Torque Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

O conversor de torque conecta hidraulicamente o motor a transmissão. Quando a máquina está contra uma carga, o conversor pode multiplicar o torque do motor para a transmissão.

(1) alojamento. (2) turbina. (3) estator. (4) impulsor. (5) engrenagem de acionamento da bomba. (6) suporte. (7) saída. (8) entrada. (9) cubo.

A válvula de alívio de entrada do conversor protege o conversor de torque contra alta pressão causada por óleo frio ou restrições do sistema e do trocador de calor..


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Sotreq – Sumaré

Transmissão

A transmissão é do tipo contra eixos, de engreno constante, power shift. Possui seis embreagens do tipo tambor com discos e placas, engatadas hidraulicamente. Desta forma, consegue-se quatro velocidades avante e três velocidades a ré. Uma embreagem de sentido e uma embreagem de direção devem estar engatadas para mover a máquina.


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Sotreq – Sumaré

A transmissão contém cinco eixos : • Eixo de entrada (3). • Eixo de saída (33). • Eixo intermediário (9) – contém as embreagens 1 e 2. • Eixo intermediário (19) – contém as embreagens 3 e 4. • Eixo intermediário (27) – contém as embreagens 5 e 6.

Os eixos intermediários possuem passagens internas. Cada eixo possui três passagens : • Uma passagem leva óleo lubrificante para as embreagens, rolamentos e engrenagens. • As outras duas passagens levam óleo para engatar as embreagens.

O conjunto do freio de estacionamento (34) está montado na saída da transmissão.


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Sotreq – Sumaré

A tabela a seguir mostra os solenóides energizados e as embreagens engatadas para cada marcha: Marcha Primeira velocidade avante Segunda velocidade avante Terceira velocidade avante Quarta velocidade avante Neutro Primeira velocidade a ré Segunda velocidade a ré Terceira velocidade a ré

Solenóide 3 and 4 3 and 5 3 and 6 1 and 6 2 and 4 2 and 5 2 and 6

Embreagem 1 and 6 1 and 4 1 and 5 2 and 5 3 and 6 3 and 4 3 and 5

Primeira Velocidade Avante


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Sotreq – Sumaré

Bomba de Óleo da Transmissão

(1) bomba. (2) engrenagem. (3) eixo.

As bombas da direção, do freio e dos implementos são montadas em tandem com a bomba da transmissão. O conjunto de acionamento das bombas é fixado na engrenagem acionada pelo impulsor do conversor.

Filtro de Óleo

O filtro de óleo da transmissão possui uma válvula de derivação. Caso ocorra uma restrição no filtro ou se a viscosidade do óleo estiver alta, a válvula abrirá. O valor de abertura é de 172 ± 12 kPa (25 ± 2 psi). Este valor é um diferencial de pressão entre o lado de entrada e o lado de saída do filtro. Quando o óleo não flui pelo elemento filtrante, detritos no óleo podem causar danos aos componentes do sistema. As recomendações de manutenção e intervalos corretos devem ser seguidos a fim de manter o sistema em perfeitas condições de funcionamento. O uso de filtro original Caterpillar garante os intervalos de manutenção descritos no manual. Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

Válvula de Controle da Transmissão

(1) carretel seletor de avante alta. (2) solenóide 1 de avante alta. (3) carretel seletor de avante baixa (4) solenóide 2 de ré. (5) carretel seletor de ré. (6) solenóide 3 de avante baixa. (7) válvula de retenção. (8) cavidade. (9) cavidade do pistão de reação da válvula de alívio e modulação. (10) válvula de alívio e modulação. (11) válvula diferencial. (12) válvula de alívio diferencial (13) passagem. (14) molas do pistão de carga. (15) cavidade. (16) passagem. (17) pistão de carga. (18) passagem. (19) passagem. (20) passagem. (21) válvula de descarga. (22) válvula de contra pressão do conversor. (23) carretel seletor de primeira velocidade. (24) solenóide de primeira velocidade. (25) cavidade. (26) orifício com tela. (27) carretel seletor de segunda velocidade. (28) carretel seletor de terceira velocidade. (29) solenóide 6 de terceira velocidade. (30) solenóide 5 de segunda velocidade.


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Sotreq – Sumaré

Válvula de Controle em Neutro com o Motor Funcionando

(AA) P1. (BB) P2. (CC) P3. (DD) pressão do pistão de carga. (EE) dreno.

Quando o motor é acionado, o óleo da bomba flui através do filtro para a válvula de controle da transmissão. O óleo após entrar na válvula é denominado de P1. Este óleo flui aos solenóides das embreagens de velocidade. Quando a pressão de P1 alcança 40 psi, a válvula diferencial se abre e alimenta os solenóides de sentido. Este óleo é chamado de P2. A válvula diferencial manterá uma diferença constante de 40 psi entre P1 e P2.


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Sotreq – Sumaré

O aumento de pressão na válvula inicia o ciclo de modulação. A válvula de alívio e modulação se move para a esquerda e abre uma passagem de alimentação ao conversor. A este óleo de entrada do conversor denominamos P3. Nenhum dos solenóides está energizado com a transmissão em neutro. Portanto, não há pressão dirigida às embreagens.

Válvula de Controle em Primeira Avante com o Motor Funcionando

(AA) P1. (BB) P2. (CC) P3. (DD) pressão do pistão de carga. (EE) dreno.


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Sotreq – Sumaré

EIXOS INTEGRADOS A 938G trabalha com dois eixos integrados: • Dianteiro – fixo ao chassi. • Traseiro – oscilante. A denominação eixo integrado é pelo fato de num mesmo alojamento termos: - diferencial - comandos finais - freios


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(1) pinhão (2) coroa (3) pistão de freio (4) planetárias (5) suporte (6) semi eixo (7) engrenagens laterais (8) caixa do diferencial (9) eixo (10) satélites (11) disco de freio (12) engrenagem anelar Sotreqsolar – Sumaré (13) engrenagem

TREM DE FORÇA - MOTONIVELADORAS SÉRIE H Geral A sua máquina está equipada com uma transmissão de contra-eixos. Esta transmissão possui oito marchas avante e seis marchas a ré. As marchas são controlada eletronicamente pelo módulo de controle eletrônico – ECM. A transmissão está localizada no lado traseiro esquerdo da máquina, e é montada como uma unidade com o motor.

(1) Transmissão (2) eixo de acionamento (3) diferencial (4) motor (5) comando final Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

(6) correntes (7) rodas

A potência do motor é transmitida diretamente para a transmissão. Quando o controle modulador da transmissão é solto, a potência é transferida ao eixo de acionamento. O eixo de acionamento transmite potência do eixo de saída da transmissão ao diferencial. O diferencial transfere a potência às correntes e às coroas dentadas. Daí a potência chega aos pneus.

Transmissão

(3) eixo de entrada (10) eixo de avante (17) eixo de segunda / ré (24) eixo de terceira / primeira (31) eixo de alta / baixa


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(1) tampa (2) engrenagem (3) eixo de entrada (4) engrenagem (5) engrenagem (6) embreagem 1 (7) engrenagem (8) engrenagem (9) embreagem 2 (10) eixo de avante (11) engrenagem (12) embreagem 4 (13) engrenagem (14) engrenagem (15) engrenagem (16) embreagem 3 (17) eixo de segunda / ré (18) engrenagem (19) embreagem 5 (20) engrenagem (21) engrenagem (22) engrenagem (23) embreagem 6 (24) eixo de terceira / primeira (25) engrenagem (26) engrenagem (27) embreagem 7 (28) engrenagem (29) cubo (30) embreagem Sotreq8– Sumaré (31) eixo de alta / baixa (32) garfo de saída (33) dreno (34) caixa da transmissão (35) freio de estacionamento

Exemplos de engates de marchas : Primeira avante – embreagens engatadas 1, 6 e 7


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Sotreq – Sumaré

Primeira a ré – embreagens engatadas 3, 6 e 7


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Sotreq – Sumaré

Válvula de Controle da Transmissão

(1) válvula de controle da transmissão (2) chicote da fiação da transmissão

A válvula de controle da transmissão fornece o fluxo e pressão adequados a transmissão afim de engatar as embreagens selecionadas. Está localizada no lado esquerdo da caixa da transmissão e é construida em dois corpos de alumínio fundido, três coletores de alumínio fundido, três placas de aço, vários carreteis de alumínio, e diversas peças de aço.

Passagens


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(22) passagem para a embreagem 2 (23) lubrificação (24) dreno (25) passagem da bomba (26) passagem para o trocador (27) dreno Sotreq – Sumaré (28) passagem para a embreagem 8 (29) embreagem 7 – estação H (30) embreagem 5 – estação G (31) embreagem 6 – estação F (32) passagem para a embreagem 4 (33) passagem para a embreagem 3

Válvula de Alívio Principal

(1) válvulla de alívio prncipal (2) passagem para o trocador da transmissão (3) pistão de reação (4) orifício (5) carretel (6) mola (7) parafuso de ajuste

A válvula de alívio principal fornece uma restrição ao fluxo e ajusta a pressão de saída da bomba. O óleo que drena da válvula flui para o trocador de calor.

Válvula Redutora de Prioridade

(1) válvula redutora de prioridade (2) passagem (3) válvula de alívio principal (4) pistão de reação (5) orifício (6) carretel (7) molas Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

A válvula redutora de prioridade reduz a pressão de suprimento da bomba para as válvulas seletoras e solenóides.

Válvula Moduladora

(1) válvula moduladora (2) cabo (3) pistão (4) batente (5) pistão (6) carretel (7) molas (8) pistão de reação (9) adaptador (10) sensor de temperatura

A válvula moduladora é conectada ao pedal através de cabo. Sua função é desengatar ou reduzir a potência que é enviada às rodas. Isto é conseguido pela redução da pressão de engate das válvulas redutoras de modulação direcional.


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Sotreq – Sumaré

Quando o pedal é acionado, ocorre uma redução na pressão de engate da embreagem direcional. Acionando-se o pedal completamente, ocorre uma redução para 0 psi. Liberando o pedal lentamente, é possível aumentar gradualmente a pressão até 110 psi. Deste ponto a pressão sobe para 302 psi. Um sensor de temperatura está montado em um adaptador na válvula de modulação manual. Este sensor monitora a temperatura do óleo da transmissão.

Válvula Redutora de Modulação

(1) carretel seletor (2) pistão de carga (3) carretel redutor (4) pistão de reação (5) orifício de modulação (6) orifício redutor (7) molas (8) solenoide

Existem oito válvulas de modulação. Cada válvula fornece uma pressão diferenciada para uma respectiva embreagem. Isto se deve a uma combinação de molas e orifícios diferentes. Quando um solenóide é energizado pelo ECM, com 24 volts, o carretel seletor, o pistão de carga e o carretel redutor movem-se permitindo que o óleo vindo da válvula de alívio principal passe através da válvula redutora e abasteça a embreagem. Quando o solenóide é desenergizado a embreagem desengata. Isto faz com que o carretel seletor se mova e produza um dreno controlado pelo orifício redutor. Solenóides

As válvulas solenóides conectam o óleo pressurizado da válvula redutora de prioridade ao carretel seletor correspondente. Os solenóides são do tipo “liga/desliga” de 24 volts. Marcha 8-F Treinamento de Serviços

Solenoides (B), (D), (G)

Embreagens (1), (8), (5) 72

Sotreq – Sumaré

7-F 6-F 5-F 4-F 3-F 2-F 1-F N P 1-R 2-R 3-R 4-R 5-R 6-R

(B), (D), (E) (C), (D), (E) (B), (D), (F) (B), (G), (H) (C), (G), (H) (C), (E), (H) (B), (F), (H) (D), (G) (D), (G) (A), (F), (H) (A), (E), (H) (A), (G), (H) (A), (D), (F) (A), (D), (E) (A), (D), (G)

(1), (8), (4) (2), (8), (4) (1), (8), (6) (1), (5), (7) (2), (5), (7) (2), (4), (7) (1), (6), (7) (8), (5) (8), (5) (3), (6), (7) (3), (4), (7) (3), (5), (7) (3), (8), (6) (3), (8), (4) (3), (8), (5)

Diferencial

(1) alojamento do pinhão, (2) alojamento do diferencial, (3) porca de ajuste, (4) engrenagem lateral, (5) discos e placas da embreagem, (6) pinhões, (7) rolamentos, (8) arruelas de encosto, (9) eixo, (10) coroa, (11) engrenagem lateral, (12) coroa e alojamento, (13) calços, (14) porca de ajuste, (15) eixo do pinhão

O diferencial permite que as rodas traseiras girem em diferentes velocidades. Quando a máquina faz uma curva, o diferencial possibilita que as rodas internas girem mais devagar que as rodas externas. O diferencial pode ser travado ou destravado pelo operador através de um interruptor na cabina. Quando a máquina está se movendo em linha reta avante, com o diferencial destravado, a mesma quantidade de tração é aplicada as rodas de cada lado. Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

Quando a máquina faz uma curva, forças diferentes são aplicadas aos lados opostos do diferencial. Esta ação gira os pinhões, permitindo uma diferença de rotação na saída para as rodas. O operador precisa ser treinado sobre o uso correto da trava do diferencial. O interruptor não deve ser deixado numa única posição. As condições do terreno, a necessidade da operação é que vão definir a posição do interruptor. Boa prática de operação garante longa vida aos componentes do conjunto.

(16) interruptor (17) entrada (18) dreno (19) embreagem

Comando Final e Tandem

(1) engrenagem sol e eixo, (2) suporte, (3) engrenagem anelar, (4) O-ring, (5) alojamento do comando final, (6) retentor de lábio, (7) arruela, (8) anel de desgaste, (9) rolamento cônico, (10) coroa, (11) eixo de saída, (12) alojamento de aoscilação do tandem, (13) trava do eixo, (14) engrenagem planeta, (15) eixo do planeta, (16) alojamento tandem

O comando final é um sistema planetário que aumenta o torque de saída para as rodas. Cada roda é acionada por uma corrente que conecta a coroa a ponta de eixo da roda. O comando final também fornece um ponto de oscilação para cada roda. Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré

(16) alojamento tandem, (17) corrente, (18) ponta de eixo, (19) alojamento da ponta de eixo, (20) coroa

TREM DE FORÇA – 416D Conversor de Torque A potência do motor diesel é enviada ao conversor de torque através de uma placa de acionamento flexível. Um furo piloto no volante fornece alinhamento para a extremidade dianteira do conversor durante a montagem. O conversor de torque conecta hidraulicamente o motor com a transmissão. Desta forma não há conexão mecânica direta entre o motor e o trem de força da máquina. Quando a máquina trabalha contra uma carga, o conversor pode multiplicar o torque do motor e enviar alto torque à transmissão. O óleo que opera o conversor vem da bomba de óleo da transmissão. A alimentação do conversor é controlada pela válvula de alívio de entrada do conversor a uma pressão máxima de 110 psi. O óleo que sai do conversor vai para o trocador de calor da transmissão e em seguida para a lubrificação.

(1) alojamento (2) placa flexível (3) turbina (4) impulsor (5) estator Treinamento de Serviços

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Sotreq – Sumaré (6) embreagem do estator

O conversor possui internamente uma embreagem unidirecional que permite o estator girar livre durante condições de alta velocidade e baixa carga. Quando isto ocorre, o conversor passa a agir como acoplamento hidráulico, não gerando fluxo turbilhão, portanto, não gerando calor e desgaste. Isto também proporciona melhor desempenho em deslocamentos de alta velocidade.

Transmissão A transmissão tem as seguintes características: • Quatro velocidades • Comando direto com engrenagens helicoidais • Engreno constante • Arranjo de sincronizador • Embreagens hidráulicas de sentido

1 – eixo de entrada 2 – engrenagem de entrada avante 3 – engrenagem intermediária de entrada a ré 4 – pacote de embreagem avante 5 – pistão de embreagem avante 6 – eixo intermediário de ré 7 – pistão da embreagem de ré 8 – pacote de embreagem de ré 9 – engrenagem acionada intermediária de ré 10 – engrenagem de entrada de ré 11 – rolamentos de roletes 12 – engrenagem de primeira 13 – sincronizador de primeira e de segunda 14 – engrenagem de segunda 15 – engrenagem de terceira 16 – sincronizador de treceira e de quarta 17 – engrenagem de quarta 18 – eixo de saída 19 – engrenagem de acionamento avante 20 – contraeixo 21 – eixo de acionamento da bomba de implementos Treinamento de Serviços

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A embreagem hidráulica é também conhecida como transmissão shuttle (vai e vem). Este é um arranjo de embreagem de sentido do tipo multi-disco. Cada pacote de embreagem contém seis placas e seis discos, são engatadas hidraulicamente e liberadas por força de mola. O engate das embreagens de sentido é conseguido através de alavanca seletora direcional e da energização de solenóides elétricos.

Conjunto Sincronizador

22 – capa 23 – garfo de mudança 24 – colar deslizante 25 – cone 26 – pino de fenda 27 – pino bloqueador

Caso ocorra uma força torcional ou um descasamento de velocidades entre a engrenagem de velocidade e o eixo de saída, o pino bloqueador evita que o colar deslizante engate. Quando as velocidades estão sincronizadas e não há força torsional ou carga lateral, o colar deslizante continuará deslizando conforme o garfo de mudanças se move. Os pinos de fenda carregados por molas (26) agirão como mecanismo de travamento a fim de manter o colar deslizante (24) engatado com o eixo de saída (18). Apenas um conjunto sincronizador pode ser engatado por vez. Fluxo de Potência (primeira ou segunda avante)


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Transmissão em Todas as Rodas (AWD) 1 – eixo de entrada 2 – engrenagem de entrada avante 3 – engrenagem intermediária de entrada a ré 4 – pacote de embreagem avante 5 – pistão de embreagem avante 6 – eixo intermediário de ré 7 – pistão da embreagem de ré 8 – pacote de embreagem de ré 9 – engrenagem acionada intermediária de ré 10 – engrenagem de entrada de ré 11 – contraeixo 12 – engrenagem de entrada para comando das rodas dianteiras 13 – rolamento de roletes 14 – engrenagem de primeira 15 – engrenagem de comando das rodas dianteiras 16 – pacote de embreagem do comando das rodas dianteiras 17 – pistão de embreagem do comando das rodas dianteiras 18 – eixo de saída do comando das rodas dianteiras 19 – sincronizador de primeira e de segunda 20 – engrenagem de segunda 21 – engrenagem de terceira 22 – sincronizador de treceira e de quarta 23 – engrenagem de quarta 24 – eixo de saída 25 – engrenagem de comando avante 26 – eixo de acionamento da bomba de implementos Treinamento de Serviços

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Ao acionar o interruptor (27), o eixo de saída para acionamento das rodas dianteiras será engatado. O interruptor pode ser acionado quando a máquina estiver parada ou em movimento. Quando o interruptor é acionado, o solenóide AWD é energizado e direciona óleo sob pressão para acoplar o pacote de embreagens (16).

Controles da Transmissão

Interruptor de neutralização da transmissão

Controles de neutralização

Alavanca de mudança de sentido


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A válvula de controle solenóide da transmissão está instalada no topo do alojamento da transmissão. Esta válvula controla as funções de sentido da máquina: avante, neutro e ré. O solenóide direciona o óleo pressurizado para o pacote de embreagem selecionado. Em neutro, o óleo de engate é descarregado na caixa da transmissão. O solenóide de ré está eletricamente conectado com o interruptor do alarme de ré. O interruptor de neutralização da transmissão, no painel esquerdo, desabilita todos os solenóides do sistema de transmissão. O controle de neutralização, localizado no topo das alavancas de mudança de marchas e de controle do carregadeira, desengatam temporariamente as embreagens, apenas o suficiente para a troca de marcha ou para ganhar velocidade no sistema hidráulico sem interferir no deslocamento da máquina. A máquina possui também a função de partida em neutro, ou seja, caso a alavanca de mudança de sentido esteja fora de neutro, o sistema de partida fica desabilitado. Os solenóides são atuados eletronicamente pela alavanca de mudança de sentido.

Sistema Hidráulico da Transmissão Quando os solenóides estão desenergizados, as molas de centralização colocam o carretel em neutro, o qual bloqueia o fluxo do óleo da bomba da transmissão. Ao mesmo tempo o interior dos pacotes de embreagem ficam liberados a dreno. Quando a alavanca de sentido é colocada avante ou a ré, o respectivo solenóide é energizado fazendo com que haja modulação de pressão no conjunto da válvula, desta forma engatando o pacote de embreagem.


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Sistema hidráulico da transmissão em neutro. (1) filtro de oleo com derivação

(14) tomada de pressão para saída do conversor

(2) embreagem para arranjo AWD (se equipado)

(15) trocador de calor

(3) tomada de pressão para AWD

(16) tomada de pressão para lubrificação e arrefecimento

(4) solenóide AWD (17) sistema de lubrificação da transmissão (5) vlavula de alívio do sistema (18) reservatório de óleo (6) válvula solenóide da transmissão (19) tela de sucção (7) embreagem de ré (20) bomba de óleo (8) tomada de pressão para embreagem de ré (21) tomada de pressão para a bomba de óleo (9) tomada de pressão para embreagem de avante (AA) oleo de suprimento da bomba (10) embreagem de avante (BB) oleo de entrada do conversor (11) tomada de pressão para entrada do conversor (CC) oleo de lubrificação (12) válvula de alívio de entrada do conversor

(DD) oleo de tanque

(13) conversor de torque

Quando o motor está funcionando, a bomba de óleo puxa óleo do reservatório através da tela de sucção. O óleo vai através do filtro para a válvula solenóide de controle da transmissão. Com a alavanca de sentido em neutro, o fluxo de óleo fica bloqueado pela válvula solenóide. Nem o pacote de avante, nem o pacote de ré podem ser pressurizados. As passagens para as embreagens ficam abertas para dreno. Isto permite ao óleo que não é necessário para o circuito da transmissão flua através da válvula de alívio ao conversor. A válvula de alívio de entrada do conversor controla a pressão máxima ao conversor de torque a fim de evitar danos durante as partidas a frio. A pressão é mantida no conversor pelas restrições criadas pelo trocador de calor e pelas linhas de óleo de saída do conversor.


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Sistema hidráulico da transmissão em avante.

Bomba da Transmissão, Tela e Filtro Uma bomba de rotor crescente fornece óleo para a transmissão e para o conversor de torque. A bomba está localizada no eixo de entrada da transmissão, aparafusada no alojamento da transmissão e é acionada pelo impulsor do conversor de torque. O reservatório de óleo do sistema é no fundo do alojamento da transmissão. O óleo flui através de uma tela para a entrada da bomba e em seguida para o filtro de óleo. No filtro existe uma válvula de derivação que se abre caso ocorra uma obstrução do filtro ou o óleo esteja frio (alta viscosidade). Se o diferencial de pressão no filtro ultrapassar 20 psi, a válvula de derivação se abrirá. Já filtrado o óleo vai para os controles hidráulicos.


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1.Conversor 2.Válvula de alívio de entrada 3. Filtro 4. Bomba da transmissão

A tela é montada dentro do alojamento da transmissão e pode ser removida pelo lado direito.

Trocador de Calor do Trem de Força

O trocador de calor do trem de força é montado na frente do radiador. O óleo em alta temperatura do sistema de transmissão flui da saída do conversor para o trocador de calor. Após o calor ser removido, o óleo retorna para a transmissão a fim de fornecer lubrificação e arrefecimento.

Sistema de Lubrificação da Transmissão


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Os seguintes components são lubrificados por óleo sob pressão na transmissão: • Embreagem de avante • Embreagem de ré • Rolamentos Após o óleo ter sido arrefecido pelo trocador de calor, ele flui pelas passagens internas no lado direito do alojamento da transmissão, e vai para a extremidade direita do eixo de entrada. Lubrificação por salpico mantém todas as engrenagens e rolamentos lubrificados. Esta lubrificação é conseguida pelo movimento das engrenagens no reservatório de óleo.

Eixo Dianteiro - Direção

(1) cubos. (2) ponta de eixo. (3) pino mestre. (4) articulação. (5) eixo. (6) cilindro direcional.

Eixo Dianteiro – Tração e Direção


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A -A (1) engrenagem lateral direita. (2) semi-eixo direitot. (3) diferencial. (4) pino. (5) flange. (6) engrenagem pinhão. (7) engrenagem anelar diferencial. (8) engrenagem lateral esquerda. (9) semi-eixo esquerdo. (10) embreagem. (11) pinhões. (12) hastes. (13) cilindro direcional. (14) eixo e solar. (15) suporte. (16) planetas. (17) anelar. (18) flange. (19) alojamento. (20) pino superior. (21) semi-eixo. (22) junta universal. (23) pino inferior.

Eixo Traseiro


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(1) suporte esquerdo. (2) eixo e engrenagem sol. (3) engrenagens planetárias esquerdas. (4) pistão do freio esquerdo. (5) flange. (6) engrenagem pinhão. (7) alavanca de trava do diferencial. (8) suporte direito. (9) planetárias direitas. (10) eixo e solar direita. (11) semi-eixo direito. (12) semi-eixo esquerdo. (13) anelar esquerda. (14) placasa de freio esquerdas. (15) discos de fricção esquerdos. (16) engrenagem lateral esquerda. (17) engrenagem anelar diferencial. (18) alojamento diferencial. (19) aranha. (20) pinhões. (21) engrenagem lateral direita. (22) mola e acoplamento da trava do diferencial. (23) discos de freicção direito. (24) placas estacionárias do freio direito. (25) pistão do freio direito. (26) anelar direita.

O eixo traseiro da 416D é do tipo integrado, ou seja, em um mesmo alojamento encontram-se: • Diferencial • Conjunto de bloqueio do diferencial • Freios individuais • Redutor planetário esquerdo • Redutor planetário direito

Diferencial


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Componentes do diferencial Standard. (1) eixo e solar esquerda. (2) coroa. (3) pinhão. (4) engrenagem lateral direita. (5) eixo e solar direita. (6) engrenagem lateral esquerda. (7) pinhões. (8) aranha. (9) alojamento do diferencial.

Trava do Diferencial Durante a operação em terrenos não compactados, patinagem pode ocorrer. A máquina pode ficar lenta ou até mesmo parar, pois o diferencial transfere a potência para a roda que está patinando, enquanto a roda oposta fica em terreno firme. Nesta situação, aplicando a trava do diferencial, as duas rodas passam a ter o mesmo nível de tração e a máquina volta a ter capacidade de deslocamento.

A trava do diferencia engata quando o pedal (1) é acionado.

Quando o pedal (1) é acionado, a articulação (2), a mola (3) e o elo (4), acionam o eixo (5).


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O eixo (5) desloca o acoplamento (10) contra a mola e o adaptador (8) que se encaixa com o alojamento do diferencial. O acoplamento (10) é estriado e se encaixa na engrenagem lateral direita, assim o conjunto se torna rígido, deixando de haver diferencial.

Quando o engate total ocorreu, o pedal de trava deve ser liberado. O torque que é transferido de uma roda a outra gera força lateral e mantém o conjunto engatado mesmo sem o acionamento do pedal de trava. Quando o torque entre as duas rodas fica igualmente distribuído, cessa a força lateral e assim, ocorre o desengate automático do diferencial. Para evitar danos ao diferencial, não engate a trava em altas velocidades. Em áreas de alta resistência pode ser necessário girar a máquina levemente e diminuir a rpm do motor a fim de auxiliar no desengate da trava.

Esta apostila deve ser usada apenas como guia de treinamento, não servindo como literatura de serviço. Para serviçar uma máquina, use o catálogo de peças, o manual de serviço, o manual de operação e manutenção, e as literaturas de apoio mais recentes.

Notas :

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