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TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA A UTOMOTIVA LEVE
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Negrito
SALVADOR
2005
CIMATEC Área Á rea Tecn ol óg ógic ic a Au to mo ti va
TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA A UTOMOTIVA
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LEVE
SALVADORSalvador 2 00 5 Formatado:
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Copyright reservados.
20063 por SENAI-DR BA CIMATEC. Todos os direitos
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Área Tecnológica Automotiva Elaboração:Gabriel Souza de Santana ; Técnico. Revisão Técnica: Renato J orge Santos Araújo, TécnicoJ úlio César Chaves Câmara. Revisão Pedagógica: Maria Inês de J esus FerreiraLudmila Figueredo Normalização: Maria do Carmo Oliveira RibeiroSueli Madalena Costa Negri
Catalogação na fonte (Núcleo de Informação Tecnológica – NIT) __ ___ __ __ ______ __ __ ______ __ _____ _______ __ _____ __ __ ______ SENAI CIMATEC – Centro Integrado de Manufatur-DR BAa . e Tecnologia.Transmissão automoti va leve. Salvador, 20056. 47p 101p il. (Rev.00)
1I.Transmissão Automotiva. I. Título CDD 621.9 __ ___ __ __ ______ __ __ ______ __ _____ _______ __ _____ __ __ ______ SENAI CIMATEC
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MENSAGEM DO SENAI CIMATEC O SENAI CIMATEC visa desenvolver um programa avançado de suporte tecnológico para suprir as necessidades de formação de recursos humanos qualificados, prestação de serviços especializados e promoção de pesquisa aplicada nas tecnologias computacionais integradas da manufatura. Com uma moderna estrutura laboratorial e um corpo técnico especializado, o CIMATEC desenvolve programas de intercâmbio tecnológico com instituições de ensino e pesquisa, locais e internacionais. Tudo isso sem desviar a atenção das necessidades da comunidade, atendendo suas expectativas de formação profissional, suporte tecnológico e desenvolvimento, contribuindo para uma constante atualização da indústria baiana de manufatura e para a alavancagem do potencial das empresas existentes ou emergentes no estado.
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APRESENTAÇÃO
As atividades práticas em qualquer atividade precisam ser feitas com qualidade e principalmente com segurança. Tornou-se indubitavelmente um fator importantíssimo na vida profissional e social de todo ser humano o cuidado com a saúde física e mental. O profissional de mecânica automotiva especializado na montagem, manutenção e consertos de veículos, também precisam conhecer métodos de trabalho seguros através da prática e hábito de segurança no serviço. Utilizando os métodos e procedimentos de segurança as atividades serão desenvolvidas com segurança e qualidade impedindo que o funcionário coloque em risco a sua vida, seu emprego ou a vida dos colegas. É, portanto de suma importância para o profissional de mecânica automotiva estar a par destes métodos e procedimentos; conhece e principalmente saber como utilizar seus equipamentos e ferramentas de manutenção estar sempre se atualizando e tendo como conseqüência uma qualidade de vida profissional cada vez melhor. Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão de
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educação profissional e superior, além de prestar serviços técnicos e
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tecnológicos. Essas atividades, com conteúdos tecnológicos, são direcionadas
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para indústrias nos diversos segmentos, através de programas de educação
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qualidade e produtividade da indústria, o SENAI BA desenvolve programas de
profissional, consultorias e informação tecnológica, para profissionais da área industrial ou para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se no mercado de trabalho.
Este material didático foi preparado para funcionar como instrumento de consulta. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no dia-a-dia do profissional, e apresenta uma linguagem simples e de fácil assimilação. É um meio que possibilita, de forma eficiente, o aperfeiçoamento do aluno através do estudo do conteúdo apresentado no módulo.
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SUMÁRIO Apresentaç ão 1. Histór ic o ......................................................................................................87 2. Intr odução ...............................................................................................87 3. Conc eito : .....................................................................................................87 3.1- Forç a .....................................................................................................87 3.2 –Torque ..................................................................................................98 3.3 - Mecanis mo de engr enament o ...........................................................98 3.3.1-Rotaç ão das engr enagens: ...........................................................98 3.3.2 - Projeto das engrenagens. .........................................................109 3.3.3 -Relação de redução de engr enagens : ..................................... 1211 3.3.4 -Relação de transmissão (i):......................................................1312 3.4 -Fluxo de for ça ..................................................................................1614 3.5 - Trem de forç a (bási co) ...................................................................1614 3.5.1 -Transmi ssão tranversal x Longitudin al .................................. 1615 3.5.2 - Tração traseira x tração dianteira ........................................... 1615 3.5.3 -Tração int egral ..........................................................................1816 4 - Tipos de caixa de mudanças: .......................................................... 282521 4.1 - Manual. ........................................................................................282521 4.1.1 - Marc ha cur ta ou longa .........................................................282521 4.1.2 - Manutenção no conjun to de sincr onismo. ........................ 393328 5 - Embr eagem ....................................................................................43373233 5.1 - Compo nentes de um Sistema de Embreagem ..................... 44383334 5.1.1 - Volant e do mo tor ..............................................................44383335 5.1.2 - Disc o de embreagem .......................................................45393435 5.1.3 - Placa de pressão (Platô) ..................................................46403536 5.1.4 - Garfo da embr eagem .......................................................47413637 5.1.5 - Rolamento (colar) .............................................................47413637 6 - Automática.....................................................................................58494546 6.1 - Transmissão automática con trolada hidr aulicamente............ 58494546 6.2 - Progr amas de uso da transmis são automátic a ................... 59494647 6.3 - Con versor de Torque ..........................................................61494849 6.3.1 - Produção de torq ue pelo con versor ............................... 63495051 7 – Difer enci al .....................................................................................67495455 7.1 – Funcionamento ......................................................................70505657 7.1.2 -Diferenciais contrariam a patinagem das rodas. ............ 73525859 8. Semi-eix os ......................................................................................74535859 9.Juntas homocinéti cas .....................................................................75535960 Referências .................................................................................................. 101
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1. Histórico
Em 1895, os irmãos Lanchester lançaram o eixo de transmissão; na mesma década, lançaram a caixa de mudanças de engrenagens planetárias e o eixo cardan; No início do século, Sturtevant, nos EUA, lançou a transmissão automática; Na década de 20, surgiram as primeiras caixas sincronizadas e as primeiras embreagens automáticas com comando à depressão do motor; Em 1936, a Fiat lançou o Topolino 500 com câmbio de quatro marchas sincronizadas.
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2. Introdução
Quando o motor é colocado em funcionamento, o objetivo final é transmitir o movimento ganho pela árvore de manivelas para as rodas motrizes, que farão o deslocamento do veículo. Para que o movimento do motor possa ser transmitido às rodas, é que foram idealizados os componentes do sistema de transmissão, tornando possível que nas várias situações em que o veículo é solicitado, como aclives, declives ou retas, as velocidades e torques adequados possam ser selecionadas pelo condutor. Para ilustrar o que foi dito, imagine um veículo circulando a 100 Km/h com o motor a 4000 rpm: nessa situação, as rodas estarão aproximadamente a 1000 rpm, impossibilitando a conexão direta entre motor e rodas. Para fazer com que a potência necessária (potência é energia em sua forma de utilização) chegar até as rodas motrizes, é necessário incorporar uma redução por engrenagens na transmissão final, ao mesmo tempo alterando a direção do movimento em 90° com o eixo da roda. Nesse exemplo, a redução está bem próxima da razão de 4:1 - isto quer dizer que, enquanto o eixo motor dá quatro voltas, o eixo das rodas dá somente uma. O torque varia com a rotação do motor, e o máximo torque é alcançado em torno da metade, ou levemente acima das rotações máximas, após o que começa a cair rapidamente. Para que se consiga otimizar ao máximo o uso do troque do motor, foi desenvolvido um sistema que converte e amplifica o torque produzido - a caixa de câmbio ou de velocidades. Para que o torque do motor chegue efetivamente às rodas, não basta apenas adequar rotação e torque: é necessário todo um sistema de eixos e dispositivos. Esse sistema, composto pela embreagem, caixa de velocidades, diferencial, semi-árvores e homocinéticas é denominado sistema de transmissão. 3. Conceitos 3.1- Forç a
É a taxa ou velocidade para fazer um trabalho. Adicionando força, o trabalho é feito mais rapidamente. Por exemplo, quando um cavalo é conectado a um arado e está arando um campo, ele levará, sozinho, um certo tempo para arar cada linha no campo. Se um outro cavalo for ligado ao arado, os dois cavalos podem ser capazes de arar o campo na metade de tempo. Em outras palavras, 8
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a adição de mais força reduz a necessidade de tempo para fazer a mesma quantidade de trabalho. O motor de combustão interna cria a força, que é transferida através do trem de força para as rodas. O motor, entretanto, somente desenvolve força dentro de uma estreita faixa de rpm (rotações por minuto). De fato, muitos motores automotivos somente desenvolvem força entre 1000 e 5000 rpm. Como você pode ver, o trem de força capacita o veículo a ultrapassar as limitações de força do motor. 3.2 –Torqu e
Assim como produz força, o motor também produz torque. Quando ocorre a queima do combustível nos cilindros do motor, os pistões e as bielas forçam o giro da árvore de manivelas. Esta força rotativa é chamada de torque. Em termos simples, torque é a força de giro ou esforço de torção. Quanto um técnico usa uma chave para apertar um parafuso, aplica um torque ao parafuso. Quando o parafuso está apertado, o técnico não pode girá-lo mais, mas mesmo que o parafuso não gire, os técnicos aplicam torque. Torque então, é a força que produz, ou tenta produzir rotação. O torque é medido em Newton-metro (Nm) ou kgf-metro (kgf.m). Diz-se que é preciso um kg de torque para mover um kg de peso. O motor de combustão interna geralmente produz menos de 70 15 kgf.m de torque. Como é necessário um kgf de torque para mover um kg de peso, um motor automotivo padrão não pode mover nem mesmo um pequeno veículo. Novamente é o trem de força que supera esta limitação do motor. O trem de força aumenta a força do motor e os limites de torque por primeiramente manter o motor nas rotações operacionais dentro de uma estreita faixa onde o motor desenvolve maior torqueforça, como também multiplica o torque do motor para permitir a movimentação do veículo. O trem de força executa ambos os itens usando engrenagens em diferentes combinações. 3.3 - Mecanis mo de engrenament o
A finalidade das engrenagens dentro de uma transmissão ou eixo de tração é transmitir movimento rotativo. As engrenagens são normalmente montadas num eixo e transmitem o movimento rotativo de um eixo para outro. Engrenagens e eixos atuam uns com os outros de uma destas três formas: . O eixo pode acionar a engrenagem; . A engrenagem pode acionar o eixo; . A engrenagem pode ser livre para girar no eixo.
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Conjuntos de engrenagens podem ser usados para multiplicar o torque e diminuir a velocidade, aumentar a velocidade e diminuir o torque, transferir o torque e manter a mesma velocidade, ou alterar a direção do torque. 3.3.1-Rotação das en grenagens : 3.3.1a - Engrenagens numa relação de engrenamento de 1 :1 Formatado:
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A rotação de engrenagens dentro de uma transmissão manual ou de um eixo de tração,tração, precisa ser entendido, quando se for fazer diagnósticos e reparos. Uma regra geral que se aplica às engrenagens é duas engrenagensm externas engrenadas giram em direções opostas. Isto significa que um motor que está acionando uma engrenagem no sentido horário causará a qualquer engrenagem engrenada a ela um movimento no sentido anti-horário. Para que a engrenagem acionada gire as rodas no sentido-horário, uma terceira engrenagem precisa ser adicionada.
1. Engrenagem girando no sentido horário. 2. Engrenagem girando no sentido anti-horário.
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3.3.1b - Duas engrenagens conectadas por uma engrenagem li vre:
Outra regra básica sobre engrenagens é que quando uma terceira engrenagem é adicionada, a saída do conjunto de engrenagens é na mesma direção que a entrada.
À esquerda, Recuo: À esquerda: 2,5 cm Formatado:
1. Engrenagem de entrada girando no sentido horário. 2. Engrenagem livre girando no sentido anti-horário. 3. Engrenagem de saída girando no sentido horário. 3.3.2 - Projeto das engrenagens.
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Há muitos tipos de engrenagens, e cada uma possui suas próprias características de operação. Engrenagens mais comuns, encontradas em transmissões manuais e eixos de tração são: 3.3.2a - Engrenagens de dentes r etos;
As engrenagens de dentes retos são as engrenagens de projeto mais simples, usadas em transmissões manuais e eixos de tração. Sua maior vantagem é que os dentes são cortados retos e podem deslizar para dentro e para fora em contato com outras engrenagens. Sua maior desvantagem é que são ruidosas durante a operação. Engrenagens retas zunem geram ruídos em altas velocidades. Geralmente engrenagens retasSe uma engrenagem reta for encontrada numa somente são usados para a marcha a Ré em transmissões manuais / eixos de tração..transmissão manual/eixo de tração, ela será usada somente para a marcha-ré. .
Fig.- Engrenagem de dentes retos. 3.3.2b - Engrenagens helicoi dais.
As engrenagens helicoidais são o tipo mais comum usadas em transmissões e eixos de tração manuais. Estas engrenagens são cortadas em ângulo em relação ao eixo de rotação da engrenagem. Isto permite que dois ou mais dentes sempre estejam em contato total durante a operação. A vantagem principal das engrenagens helicoidais é que elas operam muito mais silenciosamente e são muito mais resistentesfortes do que as engrenagens retas. . A desvantagem principal é que as engrenagens helicoidais não podem deslizar, entrando e saindo de contato com a engrenagem mais próxima. Elas precisam sempre manter contato. Engrenagens helicoidais são às vezes referidas como engrenagens de engrenamento constante. As engrenagens helicoidais são usadas para todas as marchas à frente, e em alguns casos também para a marcha-ré.
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Fig. – Engrenagem de dentes helicoidais.
Fig. – Engrenagem de dentes helicoidais.
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3.3.2c - Engrenagens de dentes r etos chanfrados:
Engrenagens de dentes retos chanfrados permitem que girem sobre um eixo que esteja a 90 graus da engrenagem com a qual está em contato. Engrenagens de dentes retos chanfrados somente são usadas como pinhão do diferencial e engrenagens laterais no conjunto do diferencial de uma transmissão manual.
Fig. – Engrenagem de dentes retos chanfrados. 3.3.3 - Relação de redução de engrenagens:
A engrenagem que aciona é denominada "motora", e a outra "movida". Os fatores que determinam a relação de transmissão entre elas são os seus diâmetros e os respectivos números de dentes. Em um par de engrenagens se dá a inversão de rotação, que é usada na marcha-a-ré.
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Fig.ura – Conjunto de engrenagens motoras e movidasEngrenagem motora
Centralizado, Recuo: À esquerda: 0 cm, Primeira linha: 0 cm Formatado:
Em uma engrenagem cada dente atua como uma alavanca, sendo assim, para engrenagens maiores ou menores altera-se a alavanca e por consequênciaconseqüência o torque.
Fig.ura – Maior engrenagem menor esforço 3.3.4 - Relação de transmissão (i):
A relação de transmissão é um fator que determina a rotação e o torque de saída em um sistema de transmissão. O cálculo é feito da seguinte maneira: Formatado:
Recuo: À esquerda: 2,5
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cm
Nº dentes engrenagem movida 13
-------------------------------------------- =Relação de transmissão Nº dentes engrenagem motora 3.3.4a - Sistema redutor
É aquele em que o número de dentes da engrenagem motora é menor do que da engrenagem movida, o cálculo da relação de transmissão fica assim: Exemplo:
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Recuo: À esquerda: 1,25
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Recuo: À esquerda: 1,25
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cm
Movida =>1530 Motora =>3015 i =1:22:1
3.3.4b - Sistema multiplicador
É aquele em que o número de dentes da engrenagem motora é maior, do que da engrenagem movida.
cm
Movida =>30 Motora =>15 i =2:1
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3.3.4c - Sistema pris e relação direta
Nesse sistema, aAs engrenagens movida e motora possuem o mesmo número de dentes. Movida =>1530 Motora = >15 i =12:1
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3.3.4d - Rotação por minuto
É o número de voltas completas que a engrenagem descreve em um período de tempo determinado (geralmente em minutos), determinado, , conhecido como rpm(Estabelecer referencial). 3.3.4e- Sincronização
Sincronização: Sincronizar quer dizer,significa fazer com que duas engrenagens girem com a mesma velocidade para poderem ser acopladas. 3.3.4f- Trem de engrenagens simples e comp osto
Trem simples e Trem composto: Trem simples é aquele em que em um eixo, existe somente uma engrenagem montada; Trem composto é aquele em que, em um eixo, existe mais de uma engrenagem montada. Quando o conjunto de engrenagens de uma transmissão for formado por dois pares de engrenagens, o cálculo da relação de transmissão será o seguinte:
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Neste exemplo a rotação diminui seis vezes tendo o torque aumentado na mesma proporção. 3.4 - Fluxo de for ça
Como nós descrevemos a operação dos componentes do trem de força, nós faremos o mesmo com o fluxo de força. O fluxo de força é o caminho que a força segue, do motor até as rodas que movimentam o veículo. A compreensão do fluxo de força através dos componentes é a base para entender como os componentes funcionam. O técnico precisa entender como os componentes funcionam para para diagnosticar e reparar apropriadamente uma reclamação relativa aoum trem de força. 3.5 - Trem de força (básic o)
A finalidade do trem de força é transferir força do motor para as rodas de tração. Há muitas combinações diferentes de trem de força, a depender da posição de instalação. Duas, existem basicamente duas configurações de transmissões são mais comuns: a longitudinal e a transversal. A transmissão longitudinal é mais utilizada em veículos com tração traseira e 4 x 4 e a transversal equipa os de tração dianteira.
3.5.1 -Transmiss ão transversal x Longit udinal 3.5.1a – Longitudinal: A transmissão para tração traseira possui um único
eixo de saída, que é conectado ao eixo cardã, responsável por transferir ao eixo traseiro a força gerada pelo motor. Esse eixo, por sua vez, que traciona, assim, as rodas traseiras. Essa montagem proporciona uma melhor distribuição de peso (frente/traseira) do veículo. Contudo, sacrifica o espaço útil e diminui o conforto dos passageiros. Existem veículos com transmissão longitudinal e tração dianteira, a exemplo dos Volkswagem Gol e Santana. 3.5.1b – Transversal: É o tipo deA transmissão mais utilizada nos veículos
com tração dianteira. Acoplada é acoplada transversalmente ao motor, e possui dois semi-eixos de saída conectados às rodas. Com esse desenho, o peso adicional sobre as rodas contribui para melhor desempenho em pisos escorregadios. O projeto de uma transmissão com saída para as rodas dianteiras, diferentemente de outra com saída para as traseiras, inclui em um mesmo conjunto a árvore de transmissão e o diferencial, chamado de “transaxle”. 3.5.2 - Tração traseira x tração dianteira
Existem basicamente três tipos de disposição dea transmissão com relação ao eixo de tração: tração dianteira, traseira e integral. Cada uma possui as suas particularidades. 16
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3.5.2a -Tração nas r odas di anteiras (FWD - Front Wheel Dri ve)
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Fonte: Itálico
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Fonte: Itálico
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Trem de força básico em veículo com tração nas rodas dianteiras. Nos veículos FWD, a força é transferida do motor para as rodas dianteiras por meio de transmissão e semi-eixos.
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Tabulações: 1,63 cm, À
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Fig. - Motor dianteiro longitudinal, tração dianteira
A tração dianteira privilegia o espaço interno de veículos com motor dianteiro, uma vez que todo o conjunto mecânico fica restrito à dianteira do automóvel. Uma vez que as distâncias são pequenas, existe pouca perda de energia com os eixos e seu peso. A maioria das configurações possui motor e transmissão situados transversalmente em relação ao veículo, o que reduz o espaço ocupado pelos mesmos, embora existam configurações longitudinais como, por exemplo, Gol e Santana. Como já foi dito, a tração dianteira traz vantagens para o espaço interno, além de possibilitar uma melhor aerodinâmica com a redução na altura do capuz do motor. Existemno entanto, no entanto algumas desvantagens: Distribuição de peso desigual. É difícil uma boa distribuição de peso uma vez que todo o conjunto propulsor (motor, cambio / diferencial) está na dianteira. Esses componentes são os que possuem maior peso no automóvel. Essa característica traz limitações àlimita a estabilidade desses modelos; Esterçamento menor – o fato das rodas dianteiras transmitirem torque limita o seu esterçamento, o que determina em maior espaço necessário para se fazer uma circunferência em manobras, em outros palavras o raio de curvatura necessário para uma manobra é maior.
esquerda
3.5.2b -Tração nas rodas traseiras (Rear Wheel Drive) 17
Da mesma forma que a dianteira, apresenta vantagens e desvantagens: Maior peso do conjunto de transmissão no caso de veículos com motor dianteiro. Nesse caso, existe a necessidade de eixos de comprimentos elevados para levar o torque até a traseira do veículo; Perdas devido a inércia do conjunto – como o sistema possui maior peso, existe uma perda de energia que representa emproporciona maior consumo; Necessidade de túnel para a transmissão – no caso de motores dianteiros e tração traseira, o veículo deve possuir um túnel para a instalação do eixo cardan que transmite o torque para a traseira, o que acaba por prejudicar o espaço interno, especialmente em veículo compactos; Motor em posição longitudinal – a necessidade de se instalar o motor longitudinalmente no veículo promove a necessidade de maior espaço para o mesmo; Boa distribuição do peso – a presença do diferencial na traseira, motor longitudinal e eixo cardan distribui melhor o peso entre os eixos, favorecendo a estabilidade e conforto do veículo; Menores diâmetros de curvas – o eixo dianteiro pode esterca com maior facilidade e em maiores, melhorando esse item de dirigibilidade.
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Trem de força básico em veículo com tração nas rodas traseiras
1. Motor 2. Transmissão 3. Eixo cardã 4. Diferencial traseiro 5. Eixo traseiro 6. J untas universais 7. Pneus 8. Embreagem e volante
Recuo: Deslocamento: 1,27 cm, Com marcadores + Nível: 1 + Alinhado em: 1,27 cm + Tabulação após: 1,9 cm + Recuar em: 1,9 cm, Tabulações: Não em 1,9 cm Formatado:
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3.5.3 -Tração int egral
Também denominada tração 4x4, proporciona uma excelente capacidade de tração garantindo melhor estabilidade, dirigibilidade e segurança. Para compor esse sistema, o torque oriundo da caixa de marcha deve ser transferido para os eixos dianteiro e traseiro, tarefa feita por um diferencial central ou por uma caixa de transferência ou uma tomada de força auxiliar na caixa de marcha..
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Fig. - Veículo co m si stema de tração integral 3.5.3a - Tipos de tração i ntegral
Basicamente existem dois tipos de tração integral: 4x4 temporária – nesse sistema, o uso da tração 4x4 é ocasional, somente
quando as condições de terreno e pavimentação assim exigir. Cabe ao condutor selecionar a melhor opção no momento, selecionando através de uma alavanca ou botão no painel (acionamento elétrico).
Fig. - Botão de escolha da tração a ser util izada
A tração integral temporária utiliza uma caixa de transferência que distribui o torque igualmente entre os eixos dianteiro e traseiro. Essa situação é adequada para trafegar fora de estrada em pisos de baixa aderência. A distribuição igual do torque em pisos de alta aderência provoca elevado desgaste dos pneus e dos componentes da transmissão, além de gerar ruído e vibração, sendo assim não é recomendado trafegar com a tração 4x4 acionada em pisos de alta aderência – asfalto, por exemplo..
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Fig. – Caixa de transferência de um sistema de tração integral com os cardan dianteiro e traseiro acoplados
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4x4 permanente - Nesse caso sistema o sistema de tração fica
permanentemente acionado, de forma que os dois eixos estão permanentemente tracionando o veículo. Para que sejam admitidas diferentes velocidades entre as quatro rodas, resultado de diferentes raios de curvatura quando em curvas e pequenas diferenças de diâmetro dos pneus em função de desgastes, é necessário um sistema que realize a distribuição desigual de torque entre os eixos. Componentes de um Sistema de tração integral Caixa de transferência – é responsável, como o próprio nome indica, por transferir o torque oriundo da caixa de marchas para os dois eixos de tração. Em sistemas de tração temporário, onde a tração é distribuída igualmente entre os eixos, o torque é transferido por corrente ou engrenagens entre os eixos. Alguns sistemas possuem a opção de marcha reduzida, no qual um conjunto de engrenagem de redução é inserido.
Fig. - Caixa de transferência internamente
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Em sistemas de tração permanente, existe um diferencial central ou um acoplamento viscoso para permitir distribuição de torque desigual entre os eixos. Na maioria dos sistemas que possuem diferencial central, este está inserido na caixa de transferência. A caixa de transferência é responsável por acoplar a tração nos dois eixos, acionar a tração reduzida e permitir o bloqueio do diferencial central, (se houver). Essas tarefas são realizadas por intermédio da movimentação de uma alavanca no interior do veículo ou acionamento de um motor elétrico por intermédio de um botão. Ao acionar, luvas de engate são movimentadas, de acordo à seleção feita pelo condutor, conforme se vê na Fig. . Formatado:
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Fig. – Funcionamento de uma caixa de transferência Diferencial central – permite a Para a distribuição desigual do torque entre os eixos dianteiro e traseiropode-se utilizar um diferencial central ou um sis.tema de acoplamento viscoso que permita deslizamento relativo.
O diferencial central tem como função distribuir o torque entre os eixos no percentual que for necessário. Ao realizar uma curva, os eixos giram em velocidade diferentes devidos aos diferentes raios de curvatura de cada roda – Fig. . 21
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Fig. – Ao realizar uma curva, os eixos giram a velocidades diferentes Com o diferencial central, que fica localizado na caixa de transferência, O dispositivo permite que torques desiguais sejam podem ser transferidos para os eixos, compensando desgaste nos pneus e situações de condução. Somente veículos que possuem diferencial central podem trafegar em pisos de alta aderência com a tração 4x4 operando. Na Fig. pode-se visualizar a caixa de transferência do Porsche Touareg, que possui acionamento eletrônico e possibilita distribuição desigual através de um acoplamento viscoso, que age como diferencial central.
. Fig. – Caixa de transferência que permite distribuição desigual de torque Alguns veículos, equipados com diferencial central, funcionam permanentemente em tração integral cabendo ao condutor, em alguns modelos, optar por bloquear esse diferencial (garantindo distribuição igual em 22
situações de baixa aderência) ou acionar a redução para aumentar o torque disponível. Em outros modelos, mesmo possuindo diferencial central, é possível o uso apenas em 4x2. Essa opção visa economia de combustível e redução de ruído através do desacoplamento de um eixo. Acoplamento visc os o -O acoplamento viscoso tem como função distribuir o
torque em maior proporção para o eixo que estiver com maior necessidade no momento, ou seja, aquele que estiver girando a velocidade mais baixa. Como o dispositivo admite deslizamento, são admitidas pequenas diferenças de velocidade entre os eixos. O acoplamento viscoso garante uma distribuição de torque desigual, permitindo a operação do sistema de forma permanente. O acoplamento, que é constituído de discos de atrito imersos em uma solução viscosa, pode estar localizado na caixa de transferência ou acoplado a um dos diferenciais. Nesse último caso, o torque é distribuído uniformemente entre os eixos, cabendo ao acoplamento permitir que apenas o torque necessário tracione o eixo ao qual está acoplado (geralmente o traseiro)
Fig. - Ac oplamento viscos o
Existe a opção, em alguns veículos, de se bloquear o deslizamento do acoplamento, tornando assim a distribuição de torque igual entre os eixos. Isso deve ser utilizado em situações de baixa aderência, garantindo maior eficiência do sistema. O bloqueio pode elétrico ou a vácuo, por intermédio de uma pequena bomba elétrica. 3.5.3c – Eix os de tr ação
OsAlguns veículos, equipados com diferencial central, funcionam permanentemente em tração integral cabendo ao condutor, em alguns modelos, optar por bloquear esse diferencial (garantindo distribuição igual em situações de baixa aderência) ou acionar a redução para aumentar o torque disponível. Eixos – os veículos com tração integral possuem um diferencial por eixo e, conforme já dito, alguns um terceiro diferencial acoplado à caixa de Formatado:
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transferência(o diferencial central).. Esses diferenciais são responsáveis por distribuir o torque entre as rodas de cada eixo.;
Fig. – Sistemas de tração integral com seus respectivos eixos 3.5.3d – Roda livre
Os veículos que possuem caixa de transferência geralmente possuem dispositivo de roda livre que permite desacoplar o eixo que não estiver tracionando quando na opção 4x2.
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Fonte: Arial, 12 pt
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Fig. - Sistema de roda liv re
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A utilização da roda livre garante economia de combustível, redução no ruído e maior vida útil do eixo, uma vez que peças móveis que não precisariam ser utilizadas em 4x2 são desengrenadas da transmissão. Existem dois tipos básicos de roda livre: manual e automática. O tipo manual requer que o condutor gire uma manopla em cada roda do eixo opcional de tração (geralmente o dianteiro) antes de engrenar a tração 4x4. O modelo automático funciona automaticamente tão logo se engrene a tração.
Fonte: Itálico
Recuo: À esquerda: 3,75 cm, Primeira linha: 1,25 cm Formatado:
Roda livre manual Ao girar o knob, um estriado é movimentado, de forma que o cubo da roda á acoplado ao semi-eixo do diferencial, permitindo a transferência de torque entre ambos. Na Fig. pode-se visualizar a operação do sistema, que é bastante simples e independente de sistemas auxiliares externos. Embora menos cômodo, o sistema de roda livre manual é conhecido por sua robustez, sendo bastante utilizados em veículos que realizam trilhas mais radicais.
Fig. - Funcionamento do sis tema de roda livre
Roda livre automática Esse sistema garante maior comodidade ao condutor, uma vez que não é necessário descer do veículo para realizar o acoplamento do eixo dianteiro. O dispositivo pode ser a vácuo ou inercial. Roda livre com acionamento a vácuo – uma pequena bomba de vácuo, geralmente localizada embaixo da bateria, é acionada ao se ligar a tração 4x4. O vácuo movimenta discos de atrito que acoplam os semi-eixos. Formatado:
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Fonte: Arial, 12 pt
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Centralizado
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Fig. – Roda livre acionada à vácuo Roda livre automática inercial Nesse sistema, a movimentação do semi-eixo faz mover um estriado que acopla no cubo da roda, Para desacoplar o sistema é necessário desligar a tração e percorrer alguns metros em marcha à Ré, quando o sistema retorna a sua posição original, desacoplando os cubos dos semi-eixos. Existem dois tipos básicos de roda livre: manual e automática. O tipo manual requer que o condutor gire uma manopla em cada roda do eixo opcional de tração (geralmente o dianteiro) antes de engrenar a tração 4x4. O modelo automático funciona automaticamente tão logo se engrene a tração. Utilização do sistema de tração 4x4 - Se seu veículo permite a escolha entre
4x2 e 4x4, lembre que não é permitido o uso da opção 4x4 em pisos de alta aderência (asfalto, por exemplo). Nessas condições não há compensação quanto as condições dos pneus, o que causa desgaste acentuado em pneus e componentes da transmissão; As marchas reduzidas, que ampliam o torque, devem ser utilizadas em situações em que é requerido um elevado torque, como subidas e descidas íngremes em fora de estrada, trânsito em areia ou lama pesada; Para selecionar a marcha reduzida, pare totalmente o veículo e acione a embreagem. A mesma providência vale para retornar ao 4x4 normal, sob penas de danos; Caso deu veículo possua rodas livres, lembre-se destravá-las antes de acionar a tração; Verifique no manual de proprietário se o seu veículo permite o engrenamento da tração 4x4 com o veículo em movimento. Alguns sistemas exigem a parada do veículo ou uma velocidade máxima para o acionamento ; Não acione ou desacione a tração com o veículo com uma ou mais rodas patinando; O uso constante da tração 4x4 (desde que o veículo possua dispositivo de distribuição de torque entre os eixos) aumenta a estabilidade, dirigibilidade e a 26
eficiência dos freios. Alguns veículos de alto desempenho utilizem esse expediente como forma de melhorar também a capacidade de arrancar sem patinar as rodas; Veículos com diferencial central podem ser conduzidos normalmente em pisos de alta aderência com tração integral. A opção por 4x2, caso possível, poupa combustível e os componentes da transmissão; Caso o seu veículo possua bloqueio no diferencial central, acione-o apenas em regiões de atoleiro ou de baixa aderência; No caso de veículos com distribuição de torque igual entre os exiso (4x4 temporária), cuidadoCuidado ao realizar curvas em altas velocidades com a tração acionada. A distribuição igual de torque dificulta o veículo de realizar curvas, causando perda de estabilidade e até capotamento em curvas violentas; O sistema 4x4 não livra o condutor de utilizar o veículo com atenção e prudência; Respeite os limites do veículo, em especial os ângulos máximos de inclinação e altura máxima de água para travessia em regiões alagadas; Verifique regularmente a lubrificação de juntas e articulações. Caso trafegue intensamente por regiões alagadas ou poeirentas, a verificação deve ser mais freqüente.
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4 - Tipos de caixa de mudanças : 4.1 - Manual.
Ao morver-se a alavanca de mudanças, engata-se o para de engrenagens que proporciona a redução mais conveiniente, ou seja, a mais adequada relação entre o regime de rotação do motor e o das rodas. O ponto morto desliga a caixa de mudanças da embreagem, permitindo ao motorista manter o motor funcionando e desengrenado, mesmo com o automóvel parado.
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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Fig. – Caixa de mudanças manual
4.1.1 - Marcha cur ta ou lo nga
Esta expressão identifica uma mudança na relação de transmissão entre a engrenagem movida e a motora. Se falarmos, por exemplo, que a relação de transmissão (i), em um determinado par de engrenagens é de 4:1,; isto significa dizer que a engrenagem motora deverá completar 4 voltas para que a movida complete apenas uma. O projetista da tarnsmissão pode optar porÉ possível encurtar ou alongar a relação final de transmissão (até então original). Quando se deseja maior torque em arrancadas, é necessário ter uma relação de 28
marchas mais curtas (ex. caminhões fora de estrada). Numa segunda hipótese,, no segundo caso, se o motor foi preparado para maior potência que a original (ideal para alto estradas), pode-se optar por alongar a relação de marchas, para obter uma velocidade final maior. Sendo assim, para sese você quiser alongar uma marcha (usando o exemplo de 4:1), basta optar por um par de engrenagens capaz de aumentar a velocidade final, ficando por exemplo: i = 3,890:1 significando que você optou por uma engrenagem movida com menor número de dentes. No segundo caso, quando o desejo é encurtar, basta proceder de maneira contrária, ou seja, aumentando o número de dentes da engrenagem movida, ex: i =4,195:1
Determinação das relações de desmult iplic ação.
Todas as engrenagens giram livres sem fluxo de força.
Uma menor redução proporciona um menor aumento de torque.
Recorre-se a redução mais elevada para se obter um torque mais elevado.
Seguindo o principio de funcionamento. Utiliza-se uma redu ão ainda menor.
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O sistema prise geralmente utilizado em veículos com motor à frente e tração atrás. A perda por atrito é insignificante enquanto nas outras marchas chega até 35%.
Uma terceira engrenagem, intermediaria, inverte o sentido de da rotação do eixo secundário. 4.1.1 a - Mudança de velocidades.
Numa caixa de mudanças em que as engrenagens se encontram permanentemente iengrenadasatadas, estas de forma que não podem estar todas fixas aos seus eixos, pois, nesse caso, não haveria movimento possível. Normalmente, todas as engrenagens de um eixo, estão fixas a este, podendo as engrenagens dos outros eixos girar loucas à volta do seu próprio eixo até que se selecione uma desmultiplicação. Então, uma das engrenagens toma-se solidária com o eixo, passando a transmitir a energia mecânica. A fixação das engrenagens a um eixo processa-se por meio de sincronizadores estriados existentes neste último. Neste processo cada sincronizador gira com o eixo, podendo, contudo, deslizar ao longo deste para fixar as engrenagens, entre as de quais está montado, ou permanecer solto, de permitindo que as engrenagens girem livremente. Em cadaencada sincronizador apresenta à sua volta uma ranhura onde se encaixa uma forquilha de dois dentes fixa a uma haste deslizante - eixo selector. Quando este desliza, o sincronizador onde encaixa a forquilha desliza ao longo do eixo para engatar ou desengatar uma engrenagem.
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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Fig. – Articulação dos componentes internos de uma transmissão
A gravura apresenta, na posição de ponto morto, uma caixa de 4 mudanças com prise. A alavanca de mudanças, com articulação de rótula, pode ser deslocada para engatar nas patilhas de qualquer dos três eixos seletores. O 31
eixo central desliza para engatar a primeira e a segunda velocidades; o eixo de trás engata a E terceira velocidade e a quarta velocidade, ou ir prise, enquanto o eixo da frente engata a engrenagem intermediária da marcha à ré.
Movimento de um eixo para engatar a primeira velocidade. Este eixo desloca-se em sentido contrario para engatar a segunda.
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Movimento para engatar a terceira velocidade e, em sentido oposto, a
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Recuo: Primeira linha:
A m marcha a ré engatada fazendo mover a engrenagem intermediaria deslizante de maneira que esta engate nas outras engrenagens.
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Recuo: Primeira linha:
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prise.
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Recuo: Primeira linha:
O sincronizador tem, normalmente, uma série de dentes em cada face, de modo a poder engatar com as engrenagens dispostas de cada um dos seus lados. Num ponto intermédio o sincronizador não engata com nenhuma das duas rodas, pelo que estas podem girar livremente sem transmissão do movimento. Numa caixa de mudanças de prise directa existe ainda uma união de dentes móvel para ligar o eixo primário e o eixo secundário e permitir a transmissão directa do movimento às rodas, quando em prise. Como engatam as uniões de dentes do sicronizador com as rodas dentadas.
O sicronizador desliza e encaixa-se na engrenagem. A alavanca de mudanças fixa o sicronizador deslizante na terceira velocidade.
No sentido oposto o sicronizador engata a prise.
Um dos eixos gira enquanto outro se mantem parado.
- Os eixos aproximam enquanto outro fica parado.
- Os eixos, firmemente unidos pelos dentes, giram solidários.
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Alavanca de marcha x movimentação dos garfos Ao movimentar a alavanca de marchas, um sistema denominada trambulador promove a seleção da marcha. Em alguns sistemas, especialmente onde a alavanca não fica exatamente sobre a caixa de mudanças, existe um sistema de seleção entre a caixa e a alavanca, composto por articulações por varões ou cabos flexíveis. Esse sistema se comunica com o trambulador, que é quem seleciona qual garfo será movido para acionar a luva de engate selecionada. Para uma perfeita operação do sistema, de modo que todas as marchas possam ser selecionadas corretamente, é necessário que o sistema esteja corretamente ajustado. Em caso de dificuldade no engrenamento das marchas, deve ser verificado se existem folgas excessivas devido a buchas desgastadas ou mesmo desajuste na fixação do sistema.
Fig. – Seleção de marcha por cabos
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Fig. – Seleção de marcha por varão
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Na Fig. podemos visualizar como ocorre a seleção do garfo de acordo ao movimento da alavanca de marchas, considerando uma caixa de mudanças com 5 velocidades a frente e uma Ré. Formatado:
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Fig. – Seleção do garfo com o movimento da alavanca de marchas 4.1.1b - Sincronização visando a mudança de velocidade
No tipo mais simples de caixas de mudanças de rodas denteadas sempre engatadas atualmente já obsoleto a mudança de velocidades fazia-se ruidosamente e com esticões. Para que esta se processe mais suave e silenciosamente, os dois conjuntos de dentes devem atingir a mesma velocidade, de modo a poderem deslizar prontamente e sem se entre chocarem. Esta sincronização obtinha-se com uma breve parada no ponto morto quando se mudava de velocidade. Essa.pausa em ponto morto permitia que o atnto e a resistência do óleo igualassem a velocidade de rotação do eixo primário e a da engrenagem ligada às rodas através da parte restante da transmissão. Para encaixar uma mudança mais baixa, conseguia-se a sincronização por meio de uma dupla embreagem, isto é, passando para o ponto morto, acelerando o motor a fim de aumentar as rotações da engrenagem e desembreando novamente para engatar a velocidade 36
apropriada. Atualmente, os motoristas já não precisam de recorrer a uma dupla embreagem, graças à introdução de um dispositivo de sincronização nos colares deslizantes da caixa de mudanças. Este dispositivo sincronizador existe, normalmente, para todas as velocidades, excepto a marcha à ré. Alguns automóveis mais antigos, contudo, não o possuem para a primeira velocidade.
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Centralizado
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Fig. - Sincronizador O funcionamento do sistema sincronizador é idêntico ao de uma embreagem de fricção. Quando o sincronizador é forçado a deslizar de encontro à engrenagem na qual deve engrenar, um anel cônico existente na engrenagem, em frente dos dentes, entra em contacto com a superfície de um orifício cônico existente no sincronizador , à qual se ajusta. O atrito resultante do contacto das superfícies cônicas eleva ou reduz a velocidade da engrenagem livre até torná-Ia igual à velocidade do eixo primário. Os mecanismos sincronizadores 37
atuais incluem um dispositivo que impede o movimento do sincronizador e não permite que os dentes engatem antes de se obter uma sincronização perfeita. Se as peças em rotação não girarem à mesma velocidade, por a embreagem não estar devidamente desembreada, a alavanca de mudanças resistirá aos esforços do motorista para mudá-Ia de posição. Atualmente, são utilizados três sistemas diferentes que produzem todos eles os mesmos efeitos. Um deles recorre a um anel retardador que mantém separados os dois conjuntos de dentes até que aqueles girem à mesma velocidade.
Sistema de retardamento típic o:
Sicronizador embreagem separados para mostrar o anel retardador, no interior ao qual se encontra o cone fêmea.
Quando os cones se encontram, o anel retardador desloca-se ligeiramente; os dentes impedem o avanço do anel.
Quando as velocidades estão sicronizadas, o anel retentor desloca-se, deixando o anel dentado livre para engatar.
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4.1.2 - Manutenção no c onjunt o de sinc ron ismo.
É difícil prever o momento de fazer uma manutenção preventiva da caixa de transmissão de marchas de um veículo. Tudo depende da maneira de dirigir do motorista, os lugares por onde trafega e a quilometragem percorrida. Na maioria das vezes, eventuais reparos são efetuados quando o veículo já apresenta problemas no conjunto. Características como dificuldades no engate de uma ou mais marchas e câmbio "arranhando" podem indicar que o mecanismo de sincronismo do câmbio precisa ser verificado.A função de sincronismo é realizada pelos anéis sincronizadores, que atuam nas engrenagens como se fossem "freios", fazendo com que rodem na mesma rotação, permitindo o engate suave e confortável das marchas. Se, ao testar o carro, o profissional percebe os sintomas citados, significa que o equipamento deve ser desmontado para inspeção.
Fig. – Conjunto de sicronismo. Desmontagem: 1) O primeiro passo é drenar todo o fluido de câmbio, com o veículo no elevador, observando se não há pontos de vazamentos. Em seguida, retire a caixa de câmbio e a embreagem para análises. O indicado é que a embreagem seja substituída quando forem executados serviços na transmissão, garantindo que o sistema vai funcionar perfeitamente depois do conserto. Depois, lave a caixa de câmbio com solventes e jatos de água para eliminar toda a sujeira e impurezas acumuladas durante o uso. 2) Coloque o câmbio em uma bancada adequada e remova a tampa traseira (compartimento da 5 ª marcha), as porcas de fixação dos dois eixos e retire as duas engrenagens. Agora, solte os parafusos de fixação da trava intermediária e as travas dos rolamentos de apoio. Para abrir a carcaça principal, tire os parafusos de fixação das Formatado:
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À direita: 0,63 cm
junções, com a capa seca e os parafusos de fixação do eixo mancal da ré. 3) Depois de remover os três soquetes de fixação
das molas das marchas, retire a carcaça, desmonte os eixos e os garfos de engate obedecendo a seguinte seqüência: 1ª, 2ª, 3ª e 4ª , por último a 5ª e a ré. Assim, os conjuntos primários, secundário e tração final estarão liberados para serem removidos.
4) Comece removendo o conjunto de engrenagens
movidas e o sincronizador da 3ª e 4ª marchas do eixo primário. Com o auxílio de um sacador apropriado ou uma prensa remova o bloco das engrenagens movidas da 1ª e 2ª marchas e o eixo secundário, retirando a trava de fixação para poder tirar a engrenagem da 1ª marcha. Agora, tire a coroa da caixa de satélites para verificar o conjunto de engrenagens do diferencial. . Diagnostico: a) Com os componentes desmontados, faça uma lavagem e analise as condições de cada um deles, para saber o que pode ser reaproveitado e o que deve ser substituído. De acordo com o ano do veículo e a quilometragem percorrida é possível encontrar desgastes em vários componentes da transmissão.
Garfo usado
Garfo novo
b) O bloco magnético fixado na carcaça ajuda o profissional a verificar a
gravidade do problema, pois esse imã atrai filamentos de aço que se desprendem dos rolamentos, engrenagens, luvas e garfos.
Com o calibrador, verifique o desgaste dos anéis e engrenagens. Os anéis sincronizadores são de bronze e têm forma interna cônica e estriada. Quando esse cone interno está gasto, o anel perde a função de frear as engrenagens. Com um anel novo sobre a engrenagem, o técnico pode identificar se a engrenagem também sofreu avarias. Formatado:
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À direita: 0,63 cm
. Montagem: Depois de saber o que precisa ser substituído, inicia-se o processo de montagem do conjunto. Nesse caso, trocamos os anéis sincronizadores de todas as marchas, garfos de engate, rolamento de apoio, molas e chavetas dos sincronizadores, além de travas e retentores. Ao fazer a reposição desses componentes utilize peças originais. 1) Comece a montar pelo eixo secundário, encaixando a
engrenagem da 1ª, a luva e o anel sincronizador.
2) Repita o processo colocando o conjunto da 2ª marcha.
Depois a trava do sincronizador da 1ª e 2ª marchas.
3) Na seqüência, instale a 3ª e a 4ª
marchas, utilizando a prensa para
comprimí-las.
4) Da mesma maneira, complete o
eixo primário, montando os blocos das engrenagens da 1ª e 2ª marchas com sincronizador no pinhão, e as engrenagens das 3ª e 4ª marchas no primário. 5) Encaixe os dois
eixos montados simultaneamente.
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6) Coloque a planetária na caixa de satélites e fixe a coroa, apertando os parafusos de forma cruzada. Aloje o rolamento na extremidade do pinhão da carcaça e as duas capas dos rolamentos de apoio da coroa. 7) Instale o garfo da 3ª e 4ª marchas e o da 1ª e 2ª, e encaixe os respectivos
mancais.
8) Monte, agora, as duas engrenagens da 5ª marcha, o
garfo de engate e a tampa intermediária.
9) Depois de conferir o acionamento
dos eixos e o bloqueio efetivo das marchas, sem encavalamentos, deve-se instalar o vedador da sobre a carcaça da caixa seca. Os ser apertados de forma cruzada.
carcaça principal parafusos devem
10) Coloque os anéis de trava dos rolamentos, monte a
placa intermediária com o vedador, fixe o eixo mancal da ré e os três soquetes das molas e esferas de fixação dos engates das marchas.
11) Encaixe o conjunto
na caixa principal e feche-a.
Quando todos os componentes da transmissão estiverem colocados corretamente e a caixa de câmbio abastecida com o lubrificante, ligue o carro e deixe o motor funcionando em marcha lenta por uns 5 minutos, para que todo o conjunto da transmissão seja lubrificado. Verifique a altura do pedal de embreagem e se não há vazamentos nos componentes, inclusive nas coifas dos semi-eixos, que também deverão ser substituídas por novas. Se a borracha da coifa estiver com problemas, o fluido vaza e os danos na transmissão são de perda total. Explique para o seu cliente que, sempre que se recupera uma caixa de câmbio, a tendência é o engate ficar mais justo, amaciando com o uso, devido à acomodação dos novos componentes. Vale lembrar, também, que a troca do 42
Formatado:
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lubrificante deve ser realizada a cada 40 mil, mas sempre verifique o nível e se há vazamentos. 5 - Embreagem
Dispositivo mecânico constituído de platô e disco, montado entre o motor e a caixa de mudanças, acionado através de um sistema de comando, composto tradicionalmente pelo pedal, cabo, garfo, guia e rolamento; e, mais recentemente por circuito hidráulico e atuador hidráulico central. Formatado:
Fonte: (Padrão) Arial, 12
Formatado:
Centralizado
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Fig. kit de embreagem e seus componentes O conjunto da embreagem tem a finalidade de: Transmitir potência progressiva e suave do motor para o câmbio, e deste para as rodas, permitindo a partida do veículo; Interromper a transmissão de potência do motor para o câmbio, possibilitando a troca de marchas.
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numeração
Marcadores e
– Conjunto embreagem
de
Fig.
Para cada tipo de veículo, existe uma embreagem ideal, calculada em função da potência/torque do motor, peso Formatado:
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À direita: 0,63 cm
máximo (com carga) do veículo, relação das marchas do câmbio, tipo de utilização, raio dinâmico dos pneus e relação de diferencial. São esses dados que determinam o diâmetro da placa de pressão do platô, sua massa, tipo de disco etc. As embreagens devem ter as seguintes qualidades:
Transmitir o torque do motor para o câmbio sem patinar; Resistência às altas rotações e ao desgaste; Eliminar vibrações durante a partida do veículo; Possibilitar uma suave e rápida mudança de marchas; Amortecer as vibrações do motor.
Formatados:
numeração
Marcadores e
5.1 - Component es de um Sist ema de Embr eagem
O porte dos componentes da embreagem depende basicamente do porte do veículo em que será utilizado. Entretanto, cada tipo de embreagem usa seis componentes principais: Volante; Disco de embreagem; Placa de pressão (platô); Garfo da embreagem; Rolamento (colar); Articulação hidráulica ou mecânica.
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Fonte: Arial, 12 pt
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Centralizado
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Fig. – Componentes do sistema de embreagem 5.1.1 - Volante do m otor
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É o elemento de ligação entre o motor e o disco de embreagem. Conectado rigidamente ao virabrequim atua também como elemento de inércia, garantindo a suavidade de funcionamento do motor entre os diversos ciclos de funcionamento dos seus cilindros.
Fig. – Volante de motor O volante no sistema de embreagem garante o atrito necessário com o disco de embreagem para transmissão do torque do motor. 5.1.2 - Disc o de embr eagem
O disco de embreagem é o principal elemento de ligação do motor à caixa de câmbio. Transmite a potência do motor para a caixa de câmbio e, através dos demais órgãos de transmissão, para as rodas, permitindo a movimentação do veículo. Há dois tipos de disco de embreagem: rígido e com amortecedor de torção.
Fig. – Disco de embreagem Na sua forma mais simples, o disco rígido é constituído de um cubo estriado (que desliza sobre o eixo piloto do câmbio), um disco de arraste, dois 45
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À direita: 0,63 cm
revestimentos responsáveis pelo atrito entre o volante do motor e a placa de pressão do platô e rebites. Em um estágio um pouco mais moderno, pode também ser construído com molas segmento entre os revestimentos, que são responsáveis pela suavidade da partida do veículo. O amortecimento axial realizado pelas molas segmento, montada entre os dois revestimentos é responsável pela partida do veículo, sem trepidação. As molas segmento permitem que durante o acoplamento entre motor e câmbio haja uma pequena patinação, permitindo que a igualdade entre a rotação do motor e a do eixo piloto seja atingida suavemente. J á os discos com amortecedor de torção têm por finalidade eliminar as vibrações provocadas pelas variações de torque do motor, que se transmitem através do platô e do disco para a caixa de câmbio. Outra fonte de ruídos e vibrações são as engrenagens do câmbio, que necessitam de uma folga (conhecida como “back-lash”) para o seu correto funcionamento. O revestimento é responsável pelo atrito entre o disco, platô e o volante do motor. Os revestimentos são, na sua maioria, orgânicos e sem asbestos resultando em maior resistência ao desgaste. Os tratores, caminhões especiais e veículos de competição utilizam o revestimento cerâmico/cerametálico, pois são veículos onde a suavidade da partida não é muito importante. Esses revestimentos possuem elevada resistência a temperatura e desgastes.
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Fonte: Itálico
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À direita: 0,63 cm
5.1.3 - Placa de press ão (Platô)
As embreagens simples podem ter platôs de molas helicoidais ou platôs de mola membrana / diafragma ("chapéu chinês").O platô de molas helicoidais é pouco resistente às altas rotações dos motores modernos. Este tipo de embreagem não é mais usado em automóveis de passageiros, picapes e caminhões, pois tem sua força diminuída com o desgaste dos revestimentos.
Fig. – Platô de embreagem O platô de mola membrana, também conhecido por chapéu chinês, é montado em praticamente todos os modernos veículos produzidos atualmente, em virtude da resistência às altas rotações dos motores, aliada à construção compacta, que permite uma reduzida altura da carcaça – o que é fundamental 46
para economia de espaço. As características construtivas da mola membrana possibilitam trabalhar com cargas iniciais mais baixas e quase constantes durante toda a vida útil do platô, resultando em menor esforço do motorista. 5.1.4 - Garfo da embreagem
O garfo permite que o movimento de acionamento da embreagem (que é transmitida do pedal ao garfo por cabos ou por um cilindro hidráulico) movimente o rolamento de liberação da embreagem (colar). O dispositivo é composto basicamente por uma haste metálica conectada ao colar.
Fig. – Garfo de embreagem 5.1.5 - Rolamento (colar )
Permite que o seja acionado por intermédio do garfo. O rolamento garante que o platô em rotação não seja danificado pelo sistema de acionamento, garantindo uma perfeita interação entre os dois componentes.
Fig. – Rolamento da embreagem (colar)
Em algumas embreagens de acionamento hidráulico, o colar incorpora o cilindro mestre, de forma que não existe garfo de acionamento. 5.1.5a – Princi pio de funcionamento 47
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Centralizado
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Fonte: Não Negrito
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O sistema de embreagem tem como princípio de funcionamneto o atrito. Em termos comparativos, podemos imaginar uma embreagem como uma lixadeira elétrica tentando movimentar outra desligada – Fig. . Um disco revestido de lixa, movido por uma furadeira elétrica, correspondente ao volante do motor; Se o segundo disco de lixa for posto em contato com primeiro, aquele mover-se-á também, devido ao atrito, porem mais lentamente; Aumentando a pressão do encosto, consegue-se que os dois discos rodem solidariamente.
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numeração
Marcadores e
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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Fig. – Comparativo do funcionamento da embreagem 1) Um disco revestido de lixa, movido por uma furadeira elétrica, correspondente ao volante do motor.
2) Se o segundo disco de lixa for posto em contato com primeiro, aquele mover-se-á também, devido ao atrito, porem mais lentamente. 3) Aumentando a pressão do encosto, consegue-se que os dois discos rodem solidariamente. É este principio de funcionamento de uma embreagem.
5.1.5b - Funcionamento da embreagem :
Ao se pressionar o pedal, o disco de embreagem – que gira junto com a caixa de marcha – se afasta do platô, que por sua vez é solidário aos giros do motor. A transmissão de movimento se dá por atrito. Ao se aliviar o pedal lentamente tem-se uma transmissão de movimento gradual, o que garante a suavidade necessária quando se arranca da imobilidade.
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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Fig. – Operação da embreagem Manter a embreagem não completamente solta mantém uma transmissão parcial do torque, o que torna possíveis manobras como, por exemplo, a meia embreagem que mantém o veículo parado em ladeiras sem o uso do freio. Cabe ressaltar que a meia embreagem deve ser reservada a casos de extrema necessidade, visto que o atrito provocado pelo deslizamento entre o disco e o platô provoca desgaste acentuado em ambos.
Exemplos de embreagem:
As expressões “embreagem de molas”, “embreagem de diafragma” e “embreagem centrífuga”, derivam dos processos segundo os quais a carga é aplicada aos revestimentos de fricção. Numa embreagem de molas, o platô é impelido por um certo número de molas. As molas apóiam-se nesta e exercem pressão sobre ela. Nem o disco da embreagem nem platô estão ligados rigidamente ao volante do motor, podendo ambos aproximar-se ou afastar-se deste. 49
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Atuação do diafragma:
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Sistema de acionamento da embreagem
Para movimentar o platô da embreagem, um garfo movimenta o rolamento (colar) do conjunto. A movimentação desse garfo, por sua vez, pode ser feita mecanicamente através de um sistema de cabos e articulações, ou através de um sistema hidráulico, que é composto por um cilindro mestre acoplado ao pedal da embreagem e um servo acoplado ao garfo ou rolamento de embreagem. Sistema de acionamento mecânico
Um cabo de aço conecta o pedal de embreagem a uma articulação que movimento o garfo da embreagem. O sistema pode necessitar regulagens periódicas ou contar com um sistema de catraca que regula automaticamente a folga.
Fig. – Sistema de acionamento mecânico da embreagem O sistema é bastante simples e de fácil manutenção, mas apresenta problemas de transmissão de ruídos e vibrações do sistema de transmissão ao interior do veículo, além do que geralmente exige esforços de acionamento maiores, com prejuízos ao conforto do motorista.
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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Fig. – Acionamento mecânico de embreagem
Fig. – Sistema de acionamento mecânico da embreagem
Sistema de acionamento hi dráulico
Consta de um cilindro mestre conectado ao pedal, tubulações e um cilindro atuador. Esse atuador pode ser acoplado a uma articulação ou fazer parte do colar. Nesse caso a pressão hidráulica movimenta uma espécie de sanfona movimentando o mesmo em direção ao desacoplamento do platô. O sistema hidráulico utiliza fluido de propriedades semelhantes ao fluido de freio. O sistema garante também menores esforços no acionamento do pedal, 53
uma vez que é possível se utilizar a hidráulica para reduzir os esforços aplicados no cilindro mestre de acionamento que fica conectado ao pedal.
Fig. - Sistema de acionamento hidráulico da embreagem Embreagem com acionamento eletrôni co
Alguns veículos podem ser equipados com um sistema de embreagem eletrônica acoplado a um caixa de marchas manual convencional, que dispensa o motorista de acionar o pedal. Um atuador, geralmente um motor elétrico, realiza o acionamento da embreagem prevendo todas as situações possíveis do cotidiano. Não existe, nesses veículos, o pedal da embreagem.
Fig. – Atuador elétrico do sistema Formatado:
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Também chamado de sistema semi-automático, o motorista continua necessitando selecionar a marcha que deseja, livrando-se somente do acionamento da embreagem. O equipamento é disponível como opcional nos nacionais Palio, Classe A e Corsa e apresenta o mesmo funcionamento de um sistema de embreagem convencional, com exceção do acionamento hidráulico, que possui um atuador eletro hidráulico substituindo o cilindro mestre.
Fig. – Sensores do sistema – intenção de troca e marcha selecionada
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Centralizado
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Centralizado
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O acionamento da embreagem é efetuado através de sensores instalados em diversos pontos do veículo – alavanca de câmbio, motor e rodas – que transmitem informações para um módulo eletrônico, responsável pela análise e envio das instruções para o atuador.
Fig. - Configuração de um sistema de embreagem eletrônica 55
Para o veículo equipado com embreagem eletrônica entrar em movimento, é necessário apenas engatar a primeira marcha, soltar o freio e acelerar. O acionamento da embreagem durante a troca de marchas é feito automaticamente, aliviando o acelerador, selecionando a marcha desejada e acelerando novamente. Componentes do sistema Central eletrônica - responsável pelo processamento das informações, comunicação com sensores distribuídos no câmbio e na transmissão, e interface com o módulo da injeção eletrônica, além do comando dos atuadores; Cilindro mestre da embreagem - montado junto à central eletrônica, é comandado pela mesma e aciona hidraulicamente o cilindro escravo; Cilindro escravo - localizado junto à caixa de mudanças, é o cilindro responsável por acionar o rolamento de embreagem para vencera pressão do “chapéu chinês” do platô, liberando o disco de embreagem e permitindo a troca de marchas; Sensor de reconhecimento de intenção de troca de marchas -localizado junto à alavanca de câmbio, informa à central eletrônica a intenção de troca de marchas; Interruptor da porta lado motorista - faz parte do sistema de segurança; Sensor de reconhecimento de marchas - informa à central eletrônica do sistema a marcha engatada.
Operação do sistema Proporcionar maior comodidade ao motorista é a grande missão deste sistema. Essa afirmação pode ser constatada no trânsito das metrópoles, onde o acionamento do pedal de embreagem, principalmente em grandes centros com trânsito intenso, é um esforço intenso e indesejável. Além de eliminar este esforço, o sistema de Embreagem Eletrônico proporciona maior segurança ao usuário e ao próprio motor do veículo. O sistema não permite que o motor pare de funcionar mesmo utilizando o freio, chegando a parar completamente o veículo com a marcha engrenada. Para utilizar um veículo equipado com embreagem eletrônica basta ligar o motor com a porta do motorista fechada e o câmbio em marcha neutra (ponto morto) - fora destas condições a partida será inibida. Engatar a 1a marcha, soltar o freio de estacionamento e acelerar o motor, fazendo as trocas normais das marchas, bastando para isso aliviar o pedal do acelerador e trocar ou reduzir as marchas de acordo com a necessidade. Se o condutor desejar parar o veículo, basta pisar no pedal do freio, independente de estar ou não com alguma marcha engatada. Para a segurança do motor o sistema protege o propulsor contra reduções bruscas e, no caso de ultrapassar o limite de giro programado para o motor, o sistema é acionado. Quando o veículo está parado, com marcha engatada e freio acionado, o sistema desacopla a embreagem e, portanto, o veículo não parte. Operando apenas o pedal de freio, o veículo pode entrar em movimento quando uma marcha estiver engatada, mesmo que o motorista não esteja pisando no pedal do acelerador. A vantagem dessa estratégia de tracionamento desenvolvida, 56
Formatado:
À direita: 0,63 cm
similar a uma transmissão automática, é a facilidade que o motorista tem para avançar lentamente e realizar manobras em pequenas distâncias.
Fig. – Gráficos de acoplamento e desacoplamento da embreagem eletrônica O sistema de controle elimina completamente este torque de tracionamento mínimo em um pequeno intervalo de tempo após o acionamento do freio de serviço ou de estacionamento, evitando o aumento do desgaste da embreagem e de consumo de combustível. As vantagens do sistema de embreagem eletrônica são: Maior conforto ao dirigir, dispensando a atuação da embreagem em situações de congestionamentos; Bom controle e fácil dosagem de torque do veículo na arrancada. Acoplamentos mais progressivos e melhor controlados, evitando o mau uso da embreagem; Otimização dos tempos entre desacoplamento e sincronização, evitando o uso indevido da embreagem; Desacoplamentos sem ruídos ou oscilações nas trocas de marcha. Proteção contra sobregiro do motor; Fácil manutenção devido ao eficiente sistema de diagnóstico eletrônico, que reconhece e guarda eventuais problemas ocorridos relacionados ao sistema; Não requer modificações no garfo e na alavanca de acionamento; Peso reduzido;
O sistema eletrônico que monitora a embreagem, além de comandar atuador de acionamento na forma e momento adequando, mantém gravado na memória a situação da embreagem e as condições em que o sistema foi sobrecarregado, como uma meia embreagem excessiva, por exemplo. Isso ajuda os técnicos a diagnosticar falhas com o auxílio de equipamento de diagnóstico conectado ao veículo. Formatado:
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6 - Automática.
Um automóvel com transmissão automática não apresenta pedal de embreagem e, em vez de uma alavanca de mudanças, possui uma alavanca de comando para selecionar o ponto morto, a marcha à frente e a marcha à ré. Uma vez colocada a alavanca na posição de marcha àfrente, basta calcar no acelerador para que o automóvel se desloque.
Formatado:
Centralizado
Fig. – Caixa de mudanças automatica Os congestionamentos nas grandes cidades estão tornando o câmbio automático um equipamento cada vez mais comum, presente inclusive em veículos compactos. O sistema, de maneira básica, promove as mudanças de marchas de forma automática, livrando o motorista dessa tarefa, o que traz maior conforto à condução. Existem dois tipos quatro tipos principais de câmbio automático: Câmbio automático controlado hidraulicamente; Câmbio automático controlado eletronicamente; Câmbio automático de variação contínua (CVT, de Continuous Variable Transmission); Câmbio mecânico automatizado.
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Faremos uma breve explanação sobre cada um deles. 6.1 - Transmissão automática con trolada hidr aulicamente
Hoje, um dos sistemas mais modernos e completos de um automóvel é a transmissão; e, com o desenvolvimento dos controles eletrônicos para as transmissões automáticas, elas se tornaram também parte do sistema eletrônico do veículo, compartilhando muitas vezes os mesmos componentes, como sensores e atuadores utilizados para o controle do motor. Formatado:
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À direita: 0,63 cm
O sistema de transmissão automática possui três, quatro ou mais marchas à frente, e uma marcha à ré, que permitem ao motor acelerar o veículo rapidamente, mover cargas pesadas, obter altas velocidades ou mesmo movimentá-lo para trás. A transmissão automática também permite que o veículo pare enquanto o motor permanece funcionando, sem que haja a necessidade de um pedal de embreagem. O conversor de torque, que é acoplado por fluido, provê essa função por atuar como um dispositivo de acionamento.
Fig. - Alguns componentes de uma transmissão automática Segurança/conveniência – O veículo equipado com transmissão automática oferece várias vantagens em relação ao automóvel com transmissão mecânica, além de possibilitar maior conforto e segurança aos usuários. Veja alguns dos benefícios: • Eliminação do pedal da embreagem, o que permite uma operação mais suave do veículo; • Saídas e paradas mais fáceis, mesmo em ladeiras. A melhor relação de marcha para as mais diversas condições, como ultrapassagens ou curvas, é selecionada automaticamente; • A posição P (Park ou parada) trava o eixo motriz para evitar que o veículo se movimente para frente ou para trás, quando estacionado; • A conveniência de não precisar trocar a marcha possibilita ao motorista manter ambas as mãos no volante em todas as circunstâncias; • Facilita a direção do veículo aos iniciantes ou aos condutores que possuem alguma restrição física.
Recuo: À esquerda: 0 cm, Primeira linha: 0,63 cm, Com marcadores + Nível: 1 + Alinhado em: 0,63 cm + Tabulação após: 1,27 cm + Recuar em: 1,27 cm Formatado:
Formatado:
Fonte: Não Itálico
Formatado:
À direita: 0,63 cm
6.2 - Progr amas de uso da transmiss ão automátic a
O sistema possui uma alavanca seletora com várias posições, uma específica para cada situação de uso do veículo : 59
P ( Park ) – Estacionamento. Realiza o bloqueio das rodas motrizes para
manter o veículo imobilizado. O seu acionamento deve ser feito com o veículo totalmente parado, sob pena de sérios danos à transmissão. R ( Reverse ) – Utilizada para manobras em marcha à Ré. Deve-se evitar a seleção dessa opção com o veículo em movimento. D ( Drive ) – marchas à frente. Garante o engrenamento sequencial de todas as marchas à frente disponíveis, de acordo a necessidade imposta pela velocidade e carga imposta ao motor. É a marcha normalmente utilizada enquanto se trafega com o veículo. Para manobras, deve-se controlar a velocidade com o pedal do freio, pois uma vez selecionada Drive, o veículo já estará se movimentando em baixa velocidade. Quando se pressiona o acelerador a fundo - em uma ultrapassagem, por exemplo – o sistema de transmissão automática reduz a marcha para que se tenha maior potência, passando para a próxima tão logo se alivie o pedal do acelerador ou quando a rotação do motor exigir a troca. N (Neutro) - Permite que o motor seja ligado e operado sem movimentar o veículo. Se necessário esta posição deve ser selecionada para ligar novamente o carro, enquanto ele está em movimento. Esta posição também deverá ser utilizada para manobras. Importante - Em hipótese alguma o condutor do veículo deverá utilizar esta posição da alavanca para descer uma serra, por exemplo, visto que a lubrificação proveniente da bomba será insuficiente, devido ao baixo giro do motor (marcha-lenta), para os componentes que giram à velocidade das rodas motrizes, danificando a transmissão. 1 / Low – Permite o engrenamento apenas da primeira marcha. É uma opção que deve ser utilizada em subidas muito íngremes, onde o sistema pode tender a realizar trocas sucessivas de marcha provocando perda de rendimento – o sistema engrenaria a segunda, para logo em seguida retornar a primeira velocidade, fazendo mudanças sucessivas primeira / segunda. Da mesma forma a opção Low / 1 pode ser acionada em descidas muito íngremes, garantindo um freio motor eficiente. 2 – Admite o engrenamento até a segunda marcha, especialmente útil em subidas de serra ou descidas para o uso do freio motor. 3 – Nessa seleção a última marcha ( geralmente a Quarta ) será desabilitada. A função dessa opção é permitir que o carro tenha respostas mais rápidas em trânsito urbano por exemplo, onde a mudança constante de marchas reduziria o desempenho. Outra função é garantir um pequeno freio motor em descidas, o que ajuda a poupar os freios e aumenta a segurança.
Fig. – Seletor de câmbio automático
Formatado:
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À direita: 0,63 cm
6.2a - Opções Opções de troc a
Alguns sistemas de transmissão automática possuem botões de seleção de modos de troca, de forma a melhor adaptação às condições de uso e estilo de dirigir do motorista. O/D Off ( Over Drive OFF )– Nessa seleção a última marcha ( geralmente a Quarta ) será desabilitada. Atua de forma semelhante a opção 3 descrita anteriormente. S ( Sport ) / POWER – retarda as trocas de marcha, ou seja, comanda as trocas tr ocas em rotações mais elevadas garant garantindo indo um melhor desempenho. desempenho. HOLD – mantém a atual marcha selecionada, impedindo a troca automática. Tamb Tam bém útil em su sub bid idas as ou par ara a utililiza izarr o fr frei eio o mot otor or em des esccid idas as.. ICE – permite a saída do veículo em terceira marcha. Dessa forma ocorrerá uma perda no torque transmitido às rodas motrizes, diminuindo a possibilidade de deslizamento quando se trafega em lama ou gelo. ECONOMY – Antecipa as trocas de marcha, permitindo que o motor trabalhe numa faixa de rotações mais baixa, com consequente economia de combustível. 6.3 - Conversor de Torque
O Conversor de Torque é o componente primário para a transmissão de força do motor para a transmissão automática. O conversor é fixado por parafusos ao volante do motor, também conhecido como flexplate ou placa flexível, girando portanto à mesma velocidade do motor.
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Fonte: Itálico
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À direita: direita: 0,63 cm
Fig. – Conversor de torque
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O conversor de torque executa quatro funções principais: Proporciona um acoplamento fluido para uma transferência de torque mais suave do motor para a transmissão. Multiplica o torque do motor, o que permite ao veículo obter desempenho adicional quando necessário. Provê uma ligação mecânica entre o motor e a transmissão quando necessário, eliminando desta maneira o acoplamento fluido, para aumentar a economia de combustível. Movimenta mecanicamente a bomba de óleo da transmissão.
Formatado: Recuo: À esquerda: 0 cm, Primeira Primeira linha: 0,63 cm, Com marcadores marcadores + Nível: 1 + Alinhado em: 0,63 cm + Tabulação após: após: 1,27 cm + Recuar em: 1,27 cm Formatados:
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Marcadores Marcadores e
Acop Ac opla lamen mentt o Flui Fl uido do e Trans Tr ansfer fer ênc ência ia de Forç Fo rç a
O princípio do acoplamento fluido pode ser demonstrado com dois ventiladores. O ventilador ligado à tomada cria um fluxo de ar que atinge as pás do ventilador que está desligado. A força do fluxo de ar empurra as pás do ventilador desacoplado da tomada, criando desta maneira uma transferência de força de um ventilador para outro. O conversor de torque de uma transmissão automática utiliza este mesmo princípio, mas substitui o fluxo de ar pelo fluxo de um líquido ou fluido da transmissão. Lembre-se que o fluido da transmissão é encaminhado ao conversor de torque.
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Nível 3
Formatado:
Sem sublinhado
Formatado:
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Fig. – Comparação de funcionamento de um conversor de torque
Os três componentes básicos do acoplamento fluido são a bomba, a turbina e a carcaça. A carcaça do conversor é o componente fixado por parafusos ao volante do motor. A carcaça é também soldada à bomba do conversor. Desta maneira, a carcaça e a bomba giram na mesma rotação do motor, recebendo a força necessária para iniciar um fluxo de força. A bomba possui palhetas soldadas em seu interior. Assim que a bomba começa a girar, a força centrífuga colhe o fluido em seu centro e o descarrega pelo lado externo da bomba.
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Fig. - Componentes internos de um conversor de torque
O próximo elo no acoplamento é a turbina. O fluido, deixando o lado externo da bomba do conversor, atinge o lado externo da turbina. A turbina, similar à bomba, possui palhetas em seu interior. A força do fluido batendo nas palhetas da turbina faz com que a ela gire. O eixo de entrada da transmissão é ligado por meio de estrias à turbina e provê a força necessária às engrenagens da transmiss tr ansmissão, ão, por meio do movim ovimento ento destes element elementos. os. O acoplamento fluido permite à transmissão permanecer com a marcha engatada engat ada e o carr carro o com os freios aplicados e parado. Com Co m os freios acionados, o eixo de entrada, os componentes da transmissão, o eixo de saída e a turbina estão parados. Contudo, por causa do acoplamento fluido, que é diferente do acoplamento mecânico, o volante do motor, conversor e bomba continuam a girar. Isto cria uma ação de tesoura com o fluido no acoplamento, entre a bomba e a turbina, o que aquece o fluido da transmissão. Calor em excesso pode danificar o conversor e a transmissão sendo o motivo de não se recomendar o “freio de torque”. 6.3.1 6. 3.1 - Produção de torque pelo convers or
Para que o conversor de torque possa produzir torque em determinadas situações, é necessário adicionar um terceiro elemento a ele, o estator, localizado entre a bomba do conversor (ligada ao motor) e a turbina, que recebe o fluxo de óleo da bomba.
Formatado:
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À direita: direita: 0,63 cm
Fig. – Conversor de torque com estator Quando o fluido que deixa a turbina atinge as palhetas do estator, ele é redirecionado até as palhetas da bomba em uma direção que faz com que a força do fluido auxilie o motor no seu trabalho de girar a bomba, adicionando força quando a turbina está quase parada, ou seja, o veículo está iniciando seu movimento ou se movendo vagarosamente. A força hidráulica pode então multiplicar o torque do motor pelo menos duas ou mais vezes.
Fig. – Força sendo multiplicada com o auxílio do estator A multiplicação de torque é necessária em baixas velocidades do veículo para ajudá-lo a iniciar seu movimento. Contudo, em velocidades maiores, a Formatado:
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À direita: 0,63 cm
multiplicação de torque não mais é necessária, e neste caso o estator não deverá atuar. Baixa velocidade – o estator encontra-se travado, havendo multiplicação de torque. Nessa situação, o estator está ligado por meio de um eixo estriado à carcaça da transmissão e montado em uma embreagem de roletes que gira em uma só direção, do tipo “roda livre”. A embreagem de roletes tipo “roda livre” trava o estator quando a turbina se encontra em baixas rotações, porque o fluxo de óleo proveniente dela atinge suas palhetas num fluxo contrário à roda livre, produzindo um redirecionamento do óleo dentro do conversor e tornando possível a multiplicação de torque. Alta Velocidade – o estator gira, não havendo nenhuma multiplicação. Assim que a velocidade do veículo aumenta, e conseqüentemente a rotação da turbina, a força centrífuga altera a direção do fluido que deixa a turbina. Em altas rotações, a direção do fluido é tal que ele atinge a parte de trás das palhetas do estator. Esta ação faz com que a embreagem de roletes seja liberada e o estator gire livremente. Com o estator girando, ele perde sua ação redirecionadora e o fluxo do fluido, agora sem adição de torque, é utilizado somente para manter a velocidade do veículo. Embreagem do conversor de torque (TCC ou Lock -up) – O Lock-Up ou TCC (Torque Converter Clutch) consiste de uma placa de pressão que, quando aplicada, provê um acoplamento mecânico direto entre o motor e a transmissão, uma vez que esta placa une a bomba e a turbina mecanicamente. O acoplamento fluido funciona muito bem em baixas velocidades, quando uma multiplicação de torque é necessária. Contudo, depois que o veículo atinge uma velocidade em que o estator não mais está multiplicando torque (geralmente acima de 45km/h ou maior), o acoplamento fluido não é mais necessário, e se torna até mesmo ineficiente, devido ao deslizamento causado pelo fluido.
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Formatado:
Fonte: Itálico
Formatado:
Nível 3
Formatado:
À direita: 0,63 cm
Fig. – Funcionamento do TCC A placa de pressão, instalada dentro do conversor, e ligada à turbina por meio de um eixo estriado, possui um material de fricção colado em sua parte frontal. Quando as condições do veículo são apropriadas (certa velocidade, temperatura da transmissão e marcha selecionada, entre outras) para a aplicação do Lock-up, o fluido circulante dentro do conversor sofre uma inversão em seu fluxo e pressiona a parte traseira da placa,que é movida contra a carcaça do conversor, criando uma ligação mecânica entre o motor e a transmissão, como se os dois ventiladores indicados anteriormente fossem empurrados um contra o outro. Este acoplamento mecânico oferece uma transferência de torque mais eficiente porque elimina o pequeno deslizamento gerado por um acoplamento fluido. Adicionalmente, o acoplamento mecânico contribui para a diminuição do calor dentro do conversor, que normalmente acontece em um acoplamento fluido.
Bomba de óleo
Formatado:
Título 3, À esquerda, À
O conversor de torque também é responsável pelo movimento da bomba de óleo da transmissão. Existe um projeto básico para a movimentação da bomba de óleo, para cada modelo de transmissão automática - dianteira ou traseira. Com o veículo equipado com transmissão dianteira, o eixo de entrada da bomba de óleo é engrenado à carcaça do conversor. Como a carcaça gira à mesma velocidade do motor, isto significa que a bomba também girará nesta mesma velocidade.
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direita: 0 cm
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Fig. – Conexão entre a bomba de óleo e o conversor de torque O cubo na bomba do conversor é utilizado para movimentar a bomba de óleo em veículos com tração traseira. O cubo do conversor possui ressaltos que se conectam diretamente ao rotor da bomba de óleo.
Fig. – Aspectos internos da bomba de óleo 7 – Diferenc ial
Na últi jma fase do seu percurso até às rodas motrizes, a energia proveniente do motor passa através do diferencial. As principais tarefas de um diferencial são: Formatado:
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Este destina-se a rAdequar o torque e reeduzir a velocidade do eixo de transmissão para a velocidade exigida pelas rodas; P a permitir que, numa curva, a roda de dentro rode mais lentamente que a de fora; Permitir, exceto nos, e, exceptuando nos automóveis de motor transversal, a permitir que a rotação do motor se transmita às rodas se gundo um ângulo de 90°.
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numeração
Marcadores e
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Centralizado
Formatado:
À direita: 0,63 cm
Fig. – Posição do diferencial em um veículo com tração traseira e motor longitudinal dianteiro
O volante do motor de um automóvel de dimensões médias gira a velocidades que atingem 6.000 r. p. m., enquanto o de um automóvel de desportoesportivo pode superar 7.000 rpm atinge 7500 r. p. m. Tais velocidades têm de ser grandemente reduzidas antes que a energia mecânica seja transmitida às rodas motrizes, que, mesmo a 110 km/h., giram apenas a uma velocidade entre 750 e 1.000 rpm r. p. m., conforme o seu diâmetro. Em priseA, a desmultiplicação proporcionada pela redução do diferencial oscila entre 6,5: 1 e 3: 1. Tomando , isto é, tomando ccomo exemplo a relação 3:1, o eixo de transmissão completa três rotações por cada; rotação das rodas. A redução obtém-se por meio de um conjunto designado por roda de coroa e pinhão de ataque.. Este pinhão, ou engrenagem, existente no eixo de transmissão, faz girar uma engrenagem maior -– a roda dea coroa -, montada no centro da bainha carcaça do diferencial. 68
A redução de velocidade depende da diferença entre o do número de dentes existentes na roda de coroa e no pinhão de ataque. Se, por exemplo, o pinhão tiver 10 dentes e a roda de coroa 40, o eixo de transmissão completa quatro rotações enquanto a roda de coroa e as rodas motrizes completam uma só, o que corresponde a uma redução de 4:1l. J untamente com a roda de coroa, gira um conjunto de engrenagens - planetários e satélites - que permite diferenças de velocidade de rotação entre as rodas motrizes quando o automóvel descreve uma curva. O conjunto cora e pinhão A roda de coroa e o pinhão de ataque imprimem ao eixo da rotação um desvio de 90° , graças às suas engrenagens cônicas, cujos eixos formam entre si um ângulo reto.
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pt
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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À direita: 0,63 cm
Fig. – Diferencial em corte 7.1 – Funcionamento
Quando um automóvel descreve uma curva, as rodas do lado de dentro percorrem uma trajetória menor do que a percorrida pelas rodas do lado de fora. Se ambas as rodas motrizes estivessem rigidamente fixas a um único eixo, acionado pela roda de coroa, teriam de rodar à mesma velocidade, o que levaria à derrapagem da roda que percorre o menor trajeto. Formatado:
pt
Fonte: (Padrão) Arial, 12
Centralizado, Tabulações: 8,89 cm, À esquerda
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Fig. – Em curvas as rodas giram em velocidades diferentes
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Centralizado
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À direita: 0,63 cm
Quando semi-eixos rodam em conjunto, os satélites giram em volta dos planetários, mas não em torno dos seus própriosopios eixos.
Quando um dos eixos é imobilizado, o outro pode continuar a rodar, por que a medida que o faz, o seu planetário obriga os satélites a girar em torno dos seus próoprios eixos e do planetário. 70
O diferencial aloja-se num suporte fixo á roda de coroa. Os semi eixos passam através deste conjunto. Formatado:
Fonte: (Padrão) Arial, 12
Formatado:
Centralizado
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Centralizado
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À direita: 0,63 cm
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Fig. – Operação do diferencial O diferencial aloja-se num suporte fixo á roda de coroa. Os semi-eixos passam através deste conjunto. A fim de evitar este inconveniente; o eixo apresenta-se dividido em dois semieixos, cada um dos quais é movido independentemente pelo diferencial para que, quando a roda interior diminui de velocidade, a exterior acelere, girando a roda de coroa à velocidade média das rodas. Deslocamento do automóvel em linha reta. As duas rodas percorrem a mesma distância à mesma velocidade.
Fig. – Em linha reta, as rodas giram à mesma velocidade O suporte gira com a roda da coroa, os satélites que não giram em torno de seu eixo, acionam os planetários e conjuntamente os semi-eixos.
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Formatado:
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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À direita: 0,63 cm
Fig. – Operação do diferencial em linha reta
Descrevendo uma curva. A roda mais próxima do lado de dentro da curva percorre uma distância menor que a mais afastada. Graças ao diferencial rodam a velocidades diferentes.
Fig. – Nas curvas, as rodas giram em velocidades diferentes, exigindo transferência desigual de torque
Quando o planetário cônico do lado de dentro da curva roda mais livre que a coroa, o outro gira mais depressa.
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Formatado:
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Fonte: (Padrão) Arial, 12
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Centralizado
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À direita: 0,63 cm
Fig. – Operação do diferencial em curvas
7.1.2 - Diferenciais contrariam a patinagem das rodas.de deslizamento limitado
Oo diferencial apresenta o inconveniente de permitir que uma roda incapaz de aderir a um piso escorregadio gire a uma velocidade dupla da da roda de coroa, enquanto a outra permanece imóvel, o que deriva do fato de o diferencial aplicar sempre um esforço igual a cada roda motriz. Assim, se uma roda patinar (não produzindo, portanto, trabalho), a outra ficará imóvel. Em alguns automóveis de elevada potência este problema é resolvido mediante o recurso a um diferencial com limitação de deslizamento, ou seja, autoblocante. Um dos tipos mais comuns de diferencial autoblocante apresenta embreagens cônicas entre os planetários do diferencial e o seu alojamento. Molas existentes entre os planetários mantêm em contacto as superfícies cônicas, criando uma resistência por atrito a qualquer diferença que possa existir entre as velocidades dos planetários e do seu alojamento. Esta resistência não é suficiente para impedir a ação. do diferencial quando o automóvel descreve uma curva, mas aumenta quantdo é maior o torquebinário-motor (torque) aplicado ao diferencial. O binário-motortorque tende a afastar os planetários, somando-se assim à força exercida sobre os cones e aumentando a resistência destes às diferenças de velocidade entre os semi-eixos, o que evita que uma das rodas motrizes patine.
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Embreagens cônicas deslizando em semi-eixos estriados são postos em contato sob pressão, com o suporte, ou alojamento, do diferencial, criando atrito. As embreagens cônicas rodam jutamente com os planetários e os semieixos. 8. Semi-eixo Semi-eixo s
Tamb Também den denom omin inad adas as sem semi-ár i-árvores ores,, são são respo espon nsáve sáveis is pela ela transm ansmiss issão ão do torque entre o diferencial e as juntas homocinéticas. Em alguns modelos, os semi-eixos compõem um conjunto denominado semi-árvore da transmissão, e já possu ossuii aco acop plad lado as as resp respec ecttivas ivas jun juntas homoc omocin inét étic icas. as.
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À direita: direita: 0,63 cm
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Centralizado
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À direita: direita: 0,63 cm
Fig. – 2 tipos tipos de semi-ei semi-eixos xos – com sem eixo eixo interm intermediário 9.Juntas 9.Juntas homoc inéticas
Permitem a transmissão de movimento da saída do diferencial até as rodas. É uma espécie de articulação que garante a continuidade na transmissão de torque. Dessa forma as rodas podem esterçar e se movimentar de acordo aos movimentos da suspensão e direção. Por ser uma junta de articulação bastante complexa que permite transmissão de torque mesmo em ângulos bastante acentuados, a sua lubrificação é essencial. Para garantir que uma graxa especial cumpra esse papel, a junta é revestida por uma coifa de borracha que mantém o lubrificante livre de impurezas, ao mesmo tempo em que garante a movimentação da junta.
9.Juntas 9. Juntas deslizantes
O movimento das rodas em um sistema de suspensão independente faz com que o tamanho dos semi-eixos tenham que se adequar à posição das rodas.
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Para que isso seja, possível, são utilizadas juntas dslizantes, que através de estriados e articulações semelhantes à junta homocinética, permite que o eixo se movimente. Formatado:
Fonte: Arial, 12 pt
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Fig. Movimentação dos semi-eixos
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6 – Transmiss ão Automática.
Um automóvel com transmissão automática não apresenta pedal de embreagem e, em vez de uma alavanca de mudanças, possui uma alavanca de comando para selecionar o ponto morto, a marcha à frente e a marcha à ré. Uma vez colocada a alavanca na posição de marcha à frente, basta calcar no acelerador para que o automóvel se desloque.
Fig. – Alavanca seletora de uma caixa de mudanças automatica Os congestionamentos nas grandes cidades estão tornando o câmbio automático um equipamento cada vez mais comum, presente inclusive em veículos compactos. O sistema, de maneira básica, promove as mudanças de marchas de forma automática, livrando o motorista dessa tarefa, o que traz maior conforto à condução. Existem quatro tipos principais de câmbio automático: Câmbio automático controlado hidraulicamente; Câmbio automático controlado eletronicamente; Câmbio automático de variação contínua (CVT, de Continuous Variable Transmission); Câmbio mecânico automatizado.
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Faremos uma breve explanação sobre cada um deles. 6.1 - Transmissão automática con trolada hidr aulicamente
Hoje, um dos sistemas mais modernos e completos de um automóvel é a transmissão; e, com o desenvolvimento dos controles eletrônicos para as transmissões automáticas, elas se tornaram também parte do sistema Formatado:
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eletrônico do veículo, compartilhando muitas vezes os mesmos componentes, como sensores e atuadores utilizados para o controle do motor. O sistema de transmissão automática possui três, quatro ou mais marchas à frente, e uma marcha à ré, que permitem ao motor acelerar o veículo rapidamente, mover cargas pesadas, obter altas velocidades ou mesmo movimentá-lo para trás. A transmissão automática também permite que o veículo pare enquanto o motor permanece funcionando, sem que haja a necessidade de um pedal de embreagem. O conversor de torque, que é acoplado por fluido, provê essa função por atuar como um dispositivo de acionamento.
Fig. - Alguns componentes de uma transmissão automática Segurança/conveniência – O veículo equipado com transmissão automática oferece várias vantagens em relação ao automóvel com transmissão mecânica, além de possibilitar maior conforto e segurança aos usuários. Veja alguns dos benefícios: Eliminação do pedal da embreagem, o que permite uma operação mais suave do veículo; Saídas e paradas mais fáceis, mesmo em ladeiras. A melhor relação de marcha para as mais diversas condições, como ultrapassagens ou curvas, é selecionada automaticamente; A posição P (Park ou parada) trava o eixo motriz para evitar que o veículo se movimente para frente ou para trás, quando estacionado; A conveniência de não precisar trocar a marcha possibilita ao motorista manter ambas as mãos no volante em todas as circunstâncias; Facilita a direção do veículo aos iniciantes ou aos condutores que possuem alguma restrição física.
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6.2 - Progr amas de uso da transmiss ão automátic a Formatado:
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O sistema possui uma alavanca seletora com várias posições, uma específica para cada situação de uso do veículo : P ( Park ) – Estacionamento. Realiza o bloqueio das rodas motrizes para manter o veículo imobilizado. O seu acionamento deve ser feito com o veículo totalmente parado, sob pena de sérios danos à transmissão. R ( Reverse ) – Utilizada para manobras em marcha à Ré. Deve-se evitar a seleção dessa opção com o veículo em movimento. D ( Drive ) – marchas à frente. Garante o engrenamento sequencial de todas as marchas à frente disponíveis, de acordo a necessidade imposta pela velocidade e carga imposta ao motor. É a marcha normalmente utilizada enquanto se trafega com o veículo. Para manobras, deve-se controlar a velocidade com o pedal do freio, pois uma vez selecionada Drive, o veículo já estará se movimentando em baixa velocidade. Quando se pressiona o acelerador a fundo - em uma ultrapassagem, por exemplo – o sistema de transmissão automática reduz a marcha para que se tenha maior potência, passando para a próxima tão logo se alivie o pedal do acelerador ou quando a rotação do motor exigir a troca. N (Neutro) - Permite que o motor seja ligado e operado sem movimentar o veículo. Se necessário esta posição deve ser selecionada para ligar novamente o carro, enquanto ele está em movimento. Esta posição também deverá ser utilizada para manobras. Importante - o condutor do veículo deverá utilizar esta posição da alavanca para descer uma serra, por exemplo, visto que a lubrificação proveniente da bomba será insuficiente, devido ao baixo giro do motor (marcha-lenta), para os componentes que giram à velocidade das rodas motrizes, danificando a transmissão. 1 / Low – Permite o engrenamento apenas da primeira marcha. É uma opção que deve ser utilizada em subidas muito íngremes, onde o sistema pode tender a realizar trocas sucessivas de marcha provocando perda de rendimento – o sistema engrenaria a segunda, para logo em seguida retornar a primeira velocidade, fazendo mudanças sucessivas primeira / segunda. Da mesma forma a opção Low / 1 pode ser acionada em descidas muito íngremes, garantindo um freio motor eficiente. 2 – Admite o engrenamento até a segunda marcha, especialmente útil em subidas de serra ou descidas para o uso do freio motor. 3 – Nessa seleção a última marcha ( geralmente a Quarta ) será desabilitada. A função dessa opção é permitir que o carro tenha respostas mais rápidas em trânsito urbano por exemplo, onde a mudança constante de marchas reduziria o desempenho. Outra função é garantir um pequeno freio motor em descidas, o que ajuda a poupar os freios e aumenta a segurança.
Fig. – Seletor de câmbio automático 6.2a - Opções de troc a Formatado:
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Alguns sistemas de transmissão automática possuem botões de seleção de modos de troca, de forma a melhor adaptação às condições de uso e estilo de dirigir do motorista. O/D Off ( Over Drive OFF )– Nessa seleção a última marcha ( geralmente a Quarta ) será desabilitada. Atua de forma semelhante a opção 3 descrita anteriormente. S ( Sport ) / POWER – retarda as trocas de marcha, ou seja, comanda as trocas em rotações mais elevadas garantindo um melhor desempenho. HOLD – mantém a atual marcha selecionada, impedindo a troca automática. Também útil em subidas ou para utilizar o freio motor em descidas. ICE – permite a saída do veículo em terceira marcha. Dessa forma ocorrerá uma perda no torque transmitido às rodas motrizes, diminuindo a possibilidade de deslizamento quando se trafega em lama ou gelo. ECONOMY – Antecipa as trocas de marcha, permitindo que o motor trabalhe numa faixa de rotações mais baixa, com consequente economia de combustível. 6.3 - Conversor de Torque
O Conversor de Torque é o componente primário para a transmissão de força do motor para a transmissão automática. O conversor é fixado por parafusos ao volante do motor, também conhecido como flexplate ou placa flexível, girando portanto à mesma velocidade do motor.
Fig. – Conversor de torque O conversor de torque executa quatro funções principais: Formatado:
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Proporciona um acoplamento fluido para uma transferência de torque mais suave do motor para a transmissão; Multiplica o torque do motor, o que permite ao veículo obter desempenho adicional quando necessário; Provê uma ligação mecânica entre o motor e a transmissão quando necessário, eliminando desta maneira o acoplamento fluido, para aumentar a economia de combustível; Movimenta mecanicamente a bomba de óleo da transmissão.
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6.3.1 - Acoplamento Fluido e Transferência de Força
O princípio do acoplamento fluido pode ser demonstrado com dois ventiladores. O ventilador ligado à tomada cria um fluxo de ar que atinge as pás do ventilador que está desligado. A força do fluxo de ar empurra as pás do ventilador desacoplado da tomada, criando desta maneira uma transferência de força de um ventilador para outro. O conversor de torque de uma transmissão automática utiliza este mesmo princípio, mas substitui o fluxo de ar pelo fluxo de um líquido ou fluido da transmissão. Lembre-se que o fluido da transmissão é encaminhado ao conversor de torque.
Fig. – Comparação de funcionamento de um conversor de torque Os três componentes básicos do acoplamento fluido são a bomba, a turbina e a carcaça. A carcaça do conversor é o componente fixado por parafusos ao volante do motor. A carcaça é também soldada à bomba do conversor. Desta maneira, a carcaça e a bomba giram na mesma rotação do motor, recebendo a força necessária para iniciar um fluxo de força. A bomba possui palhetas soldadas em seu interior. Assim que a bomba começa a girar, a força centrífuga colhe o fluido em seu centro e o descarrega pelo lado externo da bomba.
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Fig. - Componentes internos de um conversor de torque O próximo elo no acoplamento é a turbina. O fluido, deixando o lado externo da bomba do conversor, atinge o lado externo da turbina. A turbina, similar à bomba, possui palhetas em seu interior. A força do fluido batendo nas palhetas da turbina faz com que a ela gire. O eixo de entrada da transmissão é ligado por meio de estrias à turbina e provê a força necessária às engrenagens da transmissão, por meio do movimento destes elementos. O acoplamento fluido permite à transmissão permanecer com a marcha engatada e o carro com os freios aplicados e parado. Com os freios acionados, o eixo de entrada, os componentes da transmissão, o eixo de saída e a turbina estão parados. Contudo, por causa do acoplamento fluido, que é diferente do acoplamento mecânico, o volante do motor, conversor e bomba continuam a girar. Isto cria uma ação de tesoura com o fluido no acoplamento, entre a bomba e a turbina, o que aquece o fluido da transmissão. Calor em excesso pode danificar o conversor e a transmissão sendo o motivo de não se recomendar o “freio de torque”. 6.3.2 - Produção de torque pelo convers or
Para que o conversor de torque possa produzir torque em determinadas situações, é necessário adicionar um terceiro elemento a ele, o estator, localizado entre a bomba do conversor (ligada ao motor) e a turbina, que recebe o fluxo de óleo da bomba.
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Fig. – Conversor de torque com estator Quando o fluido que deixa a turbina atinge as palhetas do estator, ele é redirecionado até as palhetas da bomba em uma direção que faz com que a força do fluido auxilie o motor no seu trabalho de girar a bomba, adicionando força quando a turbina está quase parada, ou seja, o veículo está iniciando seu movimento ou se movendo vagarosamente. A força hidráulica pode então multiplicar o torque do motor pelo menos duas ou mais vezes.
Fig. – Força sendo multiplicada com o auxílio do estator A multiplicação de torque é necessária em baixas velocidades do veículo para ajudá-lo a iniciar seu movimento. Contudo, em velocidades maiores, a Formatado:
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multiplicação de torque não mais é necessária, e neste caso o estator não deverá atuar. Baixa velocidade – o estator encontra-se travado, havendo multiplicação de
torque. Nessa situação, o estator está ligado por meio de um eixo estriado à carcaça da transmissão e montado em uma embreagem de roletes que gira em uma só direção, do tipo “roda livre”. A embreagem de roletes tipo “roda livre” trava o estator quando a turbina se encontra em baixas rotações, porque o fluxo de óleo proveniente dela atinge suas palhetas num fluxo contrário à roda livre, produzindo um redirecionamento do óleo dentro do conversor e tornando possível a multiplicação de torque. Alta Velocidade – o estator gira, não havendo nenhuma multiplicação. Assim
que a velocidade do veículo aumenta, e conseqüentemente a rotação da turbina, a força centrífuga altera a direção do fluido que deixa a turbina. Em altas rotações, a direção do fluido é tal que ele atinge a parte de trás das palhetas do estator. Esta ação faz com que a embreagem de roletes seja liberada e o estator gire livremente. Com o estator girando, ele perde sua ação redirecionadora e o fluxo do fluido, agora sem adição de torque, é utilizado somente para manter a velocidade do veículo. 6.3.3 - Embreagem do conversor de torque (TCC ou Lock-up)
O Bloqueio do conversor (Lock-Up) ou TCC (Torque Converter Clutch – embreagem do conversor de torque ) consiste de uma placa de pressão que, quando aplicada, provê um acoplamento mecânico direto entre o motor e a transmissão, uma vez que esta placa une a bomba e a turbina mecanicamente. O acoplamento fluido funciona muito bem em baixas velocidades, quando uma multiplicação de torque é necessária. Contudo, depois que o veículo atinge uma velocidade em que o estator não mais está multiplicando torque (geralmente acima de 45km/h ou maior), o acoplamento fluido não é mais necessário, e se torna até mesmo ineficiente, devido ao deslizamento causado pelo fluido.
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Fig. – Funcionamento do TCC A placa de pressão, instalada dentro do conversor, e ligada à turbina por meio de um eixo estriado, possui um material de fricção colado em sua parte frontal. Quando as condições do veículo são apropriadas (certa velocidade, temperatura da transmissão e marcha selecionada, entre outras) para a aplicação do bloqueio, o fluido circulante dentro do conversor sofre uma inversão em seu fluxo e pressiona a parte traseira da placa,que é movida contra a carcaça do conversor, criando uma ligação mecânica entre o motor e a transmissão, como se os dois ventiladores indicados anteriormente fossem empurrados um contra o outro. Este acoplamento mecânico oferece uma transferência de torque mais eficiente porque elimina o pequeno deslizamento gerado por um acoplamento fluido. Adicionalmente, o acoplamento mecânico contribui para a diminuição do calor dentro do conversor, que normalmente acontece em um acoplamento fluido.
6.4 - Bomba de óleo O conversor de torque também é responsável pelo movimento da bomba de óleo da transmissão. Existe um projeto básico para a movimentação da bomba de óleo, para cada modelo de transmissão automática - dianteira ou traseira. Com o veículo equipado com transmissão dianteira, o eixo de entrada da bomba de óleo é engrenado à carcaça do conversor. Como a carcaça gira à mesma velocidade do motor, isto significa que a bomba também girará nesta mesma velocidade. Formatado:
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Fig. – Conexão entre a bomba de óleo e o conversor de torque O cubo na bomba do conversor é utilizado para movimentar a bomba de óleo em veículos com tração traseira. O cubo do conversor possui ressaltos que se conectam diretamente ao rotor da bomba de óleo.
Fig. – Aspectos internos da bomba de óleo
Conjuntos planetários
As engrenagens são consideradas os músculos de qualquer transmissão automotiva, seja ela manual ou automática. São utilizadas para transferir torque e força e podem promover mudanças de velocidade e direção no veículo. Os jogos de engrenagens planetárias são utilizados como meio básico de transferência ou multiplicação de torque do motor. São denominados assim por 86
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causa da disposição física de três engrenagens, que geralmente formam um jogo planetário.
Fig. – Aspecto de um conjunto de engrenagens planetárias Engrenagem s olar - Localiza-se no centro do jogo de engrenagens. As outras
engrenagens giram ao redor da solar, assim chamada porque a disposição se assemelha ao nosso sistema solar. Engrenagens planetárias - São montadas em um suporte e giram ao redor da solar, similar aos planetas orbitando o Sol, em nosso sistema solar. Estas engrenagens formam um conjunto conhecido como conjunto porta-planetárias. As engrenagens tipo pinhões estão engrenadas constantemente na solar e na anelar. Engrenagem anelar - Envolve o conjunto inteiro de engrenagens e portanto possui dentes construídos em seu diâmetro interno. A engrenagem interna ou anelar está engrenada constantemente ao porta-planetárias.
Fig. – Engrenagem Anelar Conjunto porta-planetária - Consiste de uma engrenagem solar, engrenagens
planetárias com seus respectivos pinhões e uma engrenagem interna. Por estarem constantemente interligadas (engrenadas), quando uma recebe força, a outra é bloqueada. A terceira transferirá esta força para o eixo de saída e dependendo da quantidade de dentes de cada uma (relação), se obterá uma redução ou multiplicação de força ou velocidade. Formatado:
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Fig. – Porta planetárias O conjunto porta-planetária possui três características distintas. Primeiro, sua construção é forte e eficiente. Com três ou quatro pinhões em um portaplanetária e a engrenagem anelar engrenada em todos os pinhões, a força é igualmente distribuída por meio de todo o jogo. Segundo, por estarem integralmente engrenadas, é eliminada a possibilidade de haver escape de marchas, o que comumente ocorre numa transmissão manual. Finalmente, a construção se beneficia de seu desenho compacto, uma vez que todas as engrenagens possuem o mesmo centro de seus eixos. As transmissões automáticas geralmente utilizam dois jogos de engrenagens planetárias para obter várias relações de redução e quatro diferentes modos de operação. Várias embreagens e/ou cintas são aplicadas para travar ou mover as diferentes engrenagens. Redução - Para obter uma redução, ou marchas com mais força, as
engrenagens trabalham de forma diferenciada. A solar geralmente gira enquanto a anelar externa é travada por um pacote de embreagens de discos múltiplos. Além disso, a solar movimenta os pinhões do conjunto porta planetárias, que giram ao redor da parte interna da engrenagem anelar. Esta ação faz com que o porta-planetárias gire numa velocidade menor que a solar, que, nesta ocasião, faz o papel da engrenagem de entrada. A ligação do porta planetárias ao eixo de saída provê uma redução. Operar com os conjuntos de engrenagens reduzidos gera um aumento do torque e diminuição dos giros de saída em relação à rotação do motor. Isto significa que a rotação do motor é maior que a saída da transmissão. Essa redução normalmente ocorre em primeira, segunda e marcha à Ré (figura 1). Na segunda marcha, uma outra cinta ou pacote de embreagens é aplicada e a transferência de força é ligeiramente diferente. O segundo jogo de engrenagens é utilizado para se obter uma relação menor quando a rotação do eixo de saída fica mais próxima da rotação do motor. Direta - A direta (normalmente a terceira marcha) ocorre quando o eixo de
saída da transmissão gira na mesma velocidade do eixo de entrada da transmissão. Esta marcha é obtida quando dois elementos de um mesmo grupo de engrenagens planetárias atingem a mesma velocidade. Conseqüentemente, o terceiro elemento do jogo passará a girar na mesma velocidade dos outros dois. Obtém-se, então, uma relação de 1,00 : 1 se diz: “relação de um para um”. Formatado:
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Overdrive – Também conhecido como sobremarcha, o overdrive é obtido
quando se mantém a engrenagem solar enquanto a força também entra pelo conjunto porta planetárias. A engrenagem anelar e o conjunto porta pinhões giram ao redor dos dentes da solar. No entanto, a anelar apresenta uma velocidade de giros maior que a do porta planetárias. Nesse momento, se a aplicação do conjunto de embreagens estiver correta, e a anelar for ligada ao eixo de saída, haverá um grande aumento de giros e a desmultiplicação.
O overdrive , ou sobremarcha, diminui o torque do motor enquanto aumenta a rotação de saída da transmissão. Isto significa que o eixo de saída da transmissão gira numa velocidade bem maior que o eixo de entrada. O overdrive geralmente ocorre em quarta ou em quinta marchas, dependendo da transmissão. Nesta situação, pode-se manter o veículo a uma velocidade média na estrada com reduzida RPM. Isso proporciona uma maior economia de combustível, além de aumentar a vida útil do motor. Marcha à ré – Para acionar a marcha à ré, o conjunto trava o porta-planetárias
e move a engrenagem solar. Esta ação faz com que os pinhões do conjunto porta planetárias girem a engrenagem anelar na direção oposta em redução.
Bloqueio e mo vimentação d os elementos da transmissão
Quando falamos do conjunto de engrenagens planetárias, mostramos que era possível obter diferentes marchas ao travar ou movimentar as engrenagens. Três dispositivos de aplicação, normalmente utilizados nas transmissões automáticas, são utilizados para conseguir o travamento ou emprego de força. Formatado:
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Embreagens de discos múltiplos – São aquelas constituídas por dois tipos de placas de embreagens (discos de aço e metálicos com superfície revestida de um material de fricção). Os dois tipos de discos são montados alternadamente formando um pacote de embreagens. O projeto de pacote pode variar dependendo da aplicação específica.
Fig. - Sistema de embreagem de discos múltiplos Conjunto do pacote de discos - O conjunto é composto por vários
componentes mais os discos de fricção e de aço, já mencionados. O pacote pode também incluir alguns ou todos os seguintes componentes: Placas de fricção – Geralmente possui um material de atrito colado em toda a superfície e dentes no diâmetro interno. Em algumas aplicações, o disco é revestido apenas de um lado. O outro é de aço; Placas de aço – Os discos de aço são planos e muito lisos para permitir um contato uniforme entre eles próprios e os discos de fricção. Lembrese de que eles são montados em ordem alternada dentro do pacote de embreagem. Geralmente, os dentes dos discos de aço são cortados ao redor de seu diâmetro externo; Pistão de aplicação da embreagem – O fluido sob pressão obriga o pistão (peça metálica circular que possui anéis de vedação interno e externo) a prensar o pacote de discos, travando ou aplicando movimento aos elementos a eles ligados; Molas de retorno – O conjunto de molas de retorno é utilizado para desaplicar o pistão e liberar o pacote de discos quando não houver pressão hidráulica. Ele também afeta a sensibilidade de aplicação das embreagens; Placa ondulada – Muitas transmissões possuem uma placa adicional de aço ondulada que amortece a aplicação do pacote de embreagens; Mola Belleville – Algumas aplicações utilizam uma mola deste tipo ao invés de uma placa ondulada. Ela funciona de maneira similar à placa ondulada, mas sua forma é cônica; Placa seletiva e anel trava seletivo – Os pacotes de discos múltiplos não devem trabalhar com excesso de folga para não haver patinação do conjunto no limite de acionamento do pistão, nem com pouca folga, para evitar que, mesmo com o pistão desaplicado, eles continuem se
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atritando. Em qualquer caso, isto causaria desgaste excessivo e danificaria a transmissão. É por isso que há mais um disco metálico seletivo, que deve ser montado de acordo com as especificações do fabricante. Muitas vezes, ao invés de um disco mais espesso, utiliza-se uma trava seletiva com a mesma finalidade; Anel de retenção – É aplicado em uma ranhura no diâmetro interno da carcaça da embreagem e serve para reter a placa traseira e o conjunto de discos na carcaça.
Funcionamento da embreagem de discos Múlti plos
A pressão hidráulica é aplicada ao pacote de embreagens por meio do pistão e conjunto de molas. As molas são utilizadas para retornar mecanicamente o pistão quando a embreagem é liberada. Na colocação da embreagem, o fluido da transmissão é direcionado para dentro da carcaça da embreagem e por trás do pistão de aplicação. Depois, a pressão hidráulica move o pistão contra o pacote de discos, vence a força das molas de retorno e pressiona, desta maneira, as placas de aço encaixadas nas ranhuras da carcaça, que são ligadas, também de forma mecânica, aos discos revestidos embutidos no elemento interno de aplicação. A embreagem das motos utiliza o mesmo sistema. A ação faz com que a carcaça e o cubo atuem juntos, como se fossem uma só peça.
Fig. – Funcionamento da embreagem de discos múltiplos Multi-discos motores – Um conjunto de discos múltiplos pode ser utilizado
como força motriz se estiver ligado ao eixo de entrada de uma transmissão. Então, outro conjunto de discos é unido por meio de ranhuras ao componente que se deseja movimentar. Como exemplo, a figura mostra os discos de aço ligados à carcaça da embreagem que, por sua vez, está conectada ao eixo primário (de entrada). Os discos revestidos são conectados a um cubo que está ligado à engrenagem solar de um jogo de engrenagens planetárias.
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Fig. Quando as condições de operação são apropriadas à aplicação do conjunto de engrenagens de discos múltiplos, a pressão hidráulica é conduzida ao pacote de embreagens. Esta pressão movimenta o pistão contra o pacote de discos, vencendo a força da mola e travando todos os discos simultaneamente. O conjunto é então forçado a girar como um só elemento e a força é transmitida do eixo de entrada ao elemento que se deseja acionar (cubo de entrada ligado a solar). Quando a pressão cessa, os discos de aço se movem independentemente dos discos revestidos, desconectando, desta maneira, a transferência de força entre o eixo de entrada e o cubo da embreagem (elemento acionado).
Fig. - Conjunto de discos de aço ligados às ranhuras Formatado:
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Travamento – Desde que necessário, um pacote de embreagens pode tanto
impelir o movimento como travar um elemento da engrenagem. Como exemplo, a figura ilustra um conjunto de discos de aço ligados às ranhuras internas da carcaça da transmissão. Por estarem conectados à ela, os discos de aço não giram. Os discos revestidos e ligados ao elemento que se deseja travar (no caso da figura, o conjunto porta planetárias) são pressionados aos discos metálicos pela ação hidráulica no pistão, o que trava o porta planetárias e resulta na obtenção da primeira marcha. Quando a transmissão mudar para segunda, a pressão hidráulica que mantinha o porta planetárias travado na carcaça será liberada e a relação do conjunto será alterada. Utilização e funci onamento das ci ntas revestidas
As cintas de aplicação são utilizadas em uma transmissão automática para o travamento de uma das três engrenagens do conjunto, usualmente a Solar. Na maioria das transmissões, a engrenagem Solar é fixada mecanicamente a um tambor metálico que possui em seu interior um pacote de discos de embreagens. Desta maneira, pode-se, por meio deste tambor, acionar a engrenagem Solar de um conjunto Porta Planetárias e travar a mesma engrenagem quando se deseja, por exemplo, diferentes relações de marchas. Conforme apresentamos em edições passadas, a atuação de uma das engrenagens do conjunto e o travamento de outra fará com que a terceira engrenagem atue como eixo de saída. Portanto, ao aplicar a força hidráulica ao pacote de discos, movemos a Solar. Se a força hidráulica for dirigida ao pistão, que aciona a cinta (também conhecida como servo), travamos a solar. Desta maneira, a relação de marchas da transmissão é alterada. Aplicação da cinta – Uma das extremidades da cinta fica ancorada à carcaça da transmissão, enquanto a outra é acionada por um pino de aço ligado a um pistão hidráulico, conhecido como servo de aplicação da cinta. Para a aplicação da cinta ao redor do tambor, o pino do servo empurra a extremidade da cinta e aperta-a contra a parte externa do tambor. A cinta e o tambor (leia Solar, já que este é solidário à ela) são mantidos travados enquanto o servo é aplicado. Isso porque a cinta está ancorada à carcaça da transmissão. A cinta é geralmente confeccionada em aço com um material de fricção aplicado em seu diâmetro interno para frear e fixar o tambor (figura).
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Fig. – Aplicação da cinta Servos – O conjunto do servo de aplicação da cinta é formado por um pino e um pistão localizados em uma cavidade na carcaça da transmissão. Uma extremidade do pino de aplicação fica posicionada em um dos lados da cinta de fricção. A outra extremidade está conectada a um pistão hidráulico. O fluido da transmissão é direcionado atrás do pistão e aciona a cinta. A pressão hidráulica se encarrega de exercer a força necessária para isto. O pino do servo comprime a cinta ao redor do tambor até que ele pare. A liberação da cinta depende do alívio da pressão aplicada e do afastamento da mola, localizada no pino do servo do tambor. Roda livre – Outro componente utilizado para travar ou liberar elementos de uma transmissão automática é a embreagem de roda livre. Ela permite que alguns componentes girem somente para um lado, travando-os em sentido contrário. Embreagens com roletes ou elementos toroidais são as mais utilizadas nas transmissões automáticas. A grande vantagem deste tipo de embreagem é não necessitar de pressão hidráulica para o acionamento. A roda livre sempre está localizada entre dois componentes. Um deles funciona ligado à pista interna da embreagem enquanto o outro interage com a pista externa. Na embreagem de roda livre, as pistas trabalham com roletes ou elementos toroidais e exercem uma ação de “cunha”. Isso permite que um conjunto de engrenagens gire somente em uma direção, travando quando a relação da marcha selecionada tentar girá-lo na direção contrária. Numa roda livre que utiliza roletes, o giro em um sentido move-os para o espaço maior na pista externa. Esta área entre as pistas externa e interna é larga o bastante para permitir aos roletes girar livremente. Quando isto acontece, os dois componentes ligados à embreagem giram livremente, sem transferência de força.
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Quando a entrada de força se faz por outro elemento, a rotação da pista interna inverte seu sentido de giro, obrigando os roletes para o lado de menor espaço da pista externa. Esta ação de “cunha” faz com que os roletes forcem as duas pistas a se manterem travadas uma à outra, forçando o componente movido a girar ou travar no componente motriz, dependendo da aplicação. No exemplo da mesma figura, o componente interno está impelindo movimento ao componente ligado à pista externa. Elementos toroidais – Uma embreagem de elementos toroidais funciona sob o mesmo princípio de uma embreagem de roletes. Os elementos possuem duas diagonais de tamanhos diferentes. A diagonal maior é mais longa que o espaço compreendido entre as duas pistas, e a diagonal menor é mais curta (figura).
Quando o giro da pista interna carrega o elemento toroidal para o lado da diagonal mais curta, as duas pistas giram livremente entre si, não possibilitando a transferência de força entre os elementos a elas ligados. Formatado:
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Mas se o movimento da pista interna inverter o sentido e passar a girar em direção de sua diagonal maior, em decorrência da mudança de marcha, os dois elementos serão travados e possibilitarão o movimento das engrenagens. Vemos, portanto, que o funcionamento de uma transmissão automática segue o princípio básico de aumento de torque ou velocidade e utiliza jogos de engrenagens de diferentes tamanhos, assim como uma transmissão mecânica. A grande diferença entre elas é o tipo de engrenagens utilizado. Na transmissão automática são as mesmas para todas as marchas, menos as engrenagens de entrada ou “primária”, de reação ou “intermediária” e de saída ou “secundária”, que exigem aplicações de diferentes elementos como: 1- As embreagens multidiscos; 2- As cintas; 3- As rodas livres ou embreagens de uma via. Geração da pressão hidráulica necessária O sistema hidráulico da transmissão possibilita a geração e distribuição do fluido ATF ( Automatic Transmission Fluid). Auxilia ainda no controle das pressões de aplicação para cada marcha, para que todos os elementos do conjunto possam ser colocados de maneira correta. Além disso, o fluido é encaminhado por meio de várias passagens a fim de lubrificar as engrenagens e outros componentes da transmissão. A bomba de óleo e o conjunto das válvulas de controle (corpo de válvulas) estão entre os principais itens do sistema hidráulico. O sistema eletrônico da transmissão, que será estudado posteriormente, trabalha em conjunto com o sistema hidráulico a fim de controlar os pontos e a sensibilidade das mudanças. Bombas de óleo da transmissão – Considerada o “coração” da transmissão, o componente gera e mantém a pressão do fluído, tornando possível a distribuição. Bombas de vazão constante – A engrenagem motora da bomba é movimentada pelo conversor de torque na rotação do motor, conforme já vimos em edições passadas. Ao serem acionadas, as engrenagens da bomba criam um vácuo na entrada do componente. Desta maneira, a pressão atmosférica empurra o fluido desde o cárter inferior, que atua como um reservatório, por meio do filtro principal, até a bomba de óleo. Algumas transmissões transversais utilizam um cárter lateral como reservatório de fluido. O líquido é pressurizado ao redor da bomba na saída. A pressão hidráulica é criada porque o volume inicial entre as engrenagens, ocupado até então pelo fluido, é reduzido drasticamente. As bombas do tipo engrenagem são denominadas bombas de vazão constante porque movimentam a mesma quantidade de fluido em cada giro (Figura).
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Bombas de capacidade variável – Algumas transmissões utilizam bombas de capacidade variável do tipo palheta. Estas bombas são providas de um rotor e camisa com palhetas múltiplas, ao invés de engrenagens. Neste caso, é possível variar o volume total do fluido que é movimentado para a transmissão. A adequação ocorre quando o sistema regulador de pressão definir que é necessário um volume menor de líquido ou quando houver um aumento exagerado de pressão. Neste último caso, o excesso propicia uma reação na camisa da bomba que, sendo excêntrica, se move em direção ao rotor e contra a força da mola. Com isso, o volume da câmara do fluido é reduzido e menos líquido é aspirado do cárter. Tal procedimento aumenta a eficiência da bomba, adequando seu trabalho às necessidades da transmissão. Após passar pelo filtro e ser pressurizado pela bomba, o fluido é enviado à válvula reguladora, projetada para controlar a pressão de linha (destinada a aplicar as embreagens e cintas da transmissão), obedecendo as mais diversas situações como posições do acelerador, velocidade do veículo, posição da alavanca, maneira de conduzir do motorista e condições de tráfego existentes, entre outras. Sistema regulador centrífugo O regulador centrífugo ou governador, como também é conhecido, é um dispositivo ainda muito utilizado por alguns fabricantes para gerar uma pressão proporcional à velocidade do carro. Como sabemos, as mudanças automáticas devem acontecer obedecendo aos sinais de velocidade e aceleração, sendo determinadas quando o motorista pisa no pedal do acelerador e pela velocidade em que o veículo se encontra naquele instante. O regulador centrífugo está ligado mecanicamente à árvore de saída da transmissão de maneira a girar proporcionalmente as rodas do veículo (figura).
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Fig. - Posicionamento do governador Internamente, o regulador conta com um tubo calibrado e recebe uma pressão de fluido gerada no corpo de válvulas. O componente ainda possui esferas de controle, operadas por dois contrapesos montados em seu conjunto, ou uma válvula, que também é operada por dois contrapesos (figura).
Fig. – Aspecto do governador Quando o veículo está parado, os contrapesos estão em sua posição de descanso e, portanto, não agem sobre as esferas, liberando-as e desta maneira permitindo uma vazão total do fluido alimentador. O mesmo se dá com o governador tipo válvula. Porém, ao movimentar o veículo, quando se posiciona a alavanca em “D” e retira-se o pé do freio, as rodas começam a girar e, conseqüentemente, também o governador. A força centrífuga age no sentido Formatado:
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de abrir os contrapesos, que por sua vez pressionam as esferas ou a válvula de controle na proporção da velocidade do veículo, o que limita progressivamente a vazão do fluido e aumenta a pressão na linha do governador. Poderíamos dizer que: quando o veículo está parado, a pressão do governador ou regulador centrífugo é igual a zero e, quando a velocidade do veículo é máxima, o valor é o mesmo da pressão de linha, por volta de 70-80 psi. Temos Tem os,, des estte modo, um uma a pres essão são der eriv ivad ada a da pres essã são o de linh linha, que se serrá proporcional à velocidade do veículo. A pressão assim obtida é aplicada em um dos lados das válvulas de mudança. Isso possibilita que, ao atingir a velocidade adequada, ocorra a transferência desejada. Nas transmissões com controle eletrônico, o regulador centrífugo foi substituído substit uído pelo sinal do sensor de velocidade velocidade do veículo (VSS (V SS). ). Como o controle da pressão possibilita mudanças de marchas Válvula moduladora ou de aceleração – Também derivada da pressão de linha, a pressão de modulação ou de controle do acelerador é obtida por meio de uma válvula especial, localizada no corpo de válvulas, e é operada mecanicamente, obedecendo ao comando do acelerador, acionado por um cabo adicional. (Figur (F igura) a)
Fig. - Válvula de aceleração Quando o motorista pressiona o pedal, o cabo movimenta a válvula para a frente ou para trás, permitindo o controle do fluxo de fluído de modulação, que será proporcional à pressão exercida no pedal do acelerador. Desta maneira, temos a outra pressão necessária às trocas de marcha, que irá se posicionar na outra extremidade das válvulas de mudança, possibilitando que as alterações ocorram automaticamente. Nas transmissões controladas eletronicamente, esta válvula foi substituída pelo sinal do sensor de posição da borboleta do acelerador (TPS). Sistema modulador auxiliar a vácuo - O conjunto do modulador a vácuo também equipa alguns modelos de transmissão e está diretamente conectado à pressão do coletor de admissão do motor do veículo por meio de uma mangueira, que envia um sinal de carga do motor à transmissão. A pressão 99
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moduladora é aumentada ou diminuída de acordo com a carga do motor, uma vez que a cápsula de vácuo esteja mecanicamente ligada à válvula moduladora, no corpo de válvulas.(Veja figura 3)
Este controle é necessário para adequar as mudanças às condições de utilização do veículo, antecipando ou atrasando as trocas sem interferir na qualidade das mesmas. Portanto, ao posicionar a alavanca em “D”, a primeira marcha é automaticamente engatada e a pressão moduladora se mantém em um valor constante em um dos lados da válvula de mudança 1-2, por exemplo. Do outro lado desta mesma válvula de mudança 1-2, existe a pressão do governador que, quando o veículo está parado, possui um valor muito baixo. Ao iniciar seu movimento, o veículo passa a girar o governador, ligado ao eixo de saída. A pressão do componente começa a aumentar progressivamente até atingir um valor que possibilitará vencer a pressão moduladora e movimentar, desta maneira, a válvula de mudança 1-2. Então, a pressão de linha aplica, por exemplo, uma cinta, e permite a troca para a 2a marcha. Com a mudança, a velocidade do veículo aumentará ainda mais, mantendo-se a pressão moduladora constante (acelerador), fazendo com que a pressão do governador aumente e possibilitando a movimentação da válvula de mudança 2-3, havendo desta maneira o engate da 3a marcha. Caso o pedal do acelerador seja pressionado bruscamente, a pressão moduladora aumentará, vencendo a pressão do governador, fazendo com que a válvula de mudança 2-3 retorne, ocorrendo desta maneira uma redução na transmissão. Esta “briga” de pressões se mantém ocasionando a mudança de marchas na transmissão, que deve ocorrer sempre de maneira suave e precisa. Por isto, nas revisões de uma transmissão, deve-se sempre dar especial atenção aos elementos do corpo de válvulas, para evitar o emperramento ou obstrução de alguns deles, o que altera os pontos de mudança. Tran Tr ansm smissõ issões es au auttom omát átic icas as co con ntrola lad das el ele etron onic ica amen entte Formatado:
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Com o advento da eletrônica embarcada em veículos, basicamente se conseguiu uma qualidade de mudanças e operação muito mais suaves das transmissões automáticas, qualidade esta que, para ser obtida em transmiss tr ansmissões ões com controle controle hidráulico exigiriam uma uma com complexidade plexidade ainda maior. Semelhante ao gerenciamento eletrônico dos motores, a transmissão automática hoje recebe informações de vários sensores, que enviam sinais elétricos exclusivos, tais como pressão, temperatura do fluido, rotação de entrada da turbina e posição da alavanca seletora de marchas. O sistema também considera informações dos sensores compartilhados pelo motor, tais como temperatura do motor, pressão do coletor, posição da borboleta do acelerador, velocidade do veículo, etc. Após receber estes sinais, o processador calcula o momento de mudança, a pressão a ser aplicada nas embreagens e cintas —que deve sempre ser proporcional à abertura da borboleta do acelerador —, o tempo de aplicação da embreagem do conversor de torque, bem como o programa selecionado, e envia pulsos de trabalho aos atuadores (solenóides e lâmpadas indicadoras).
Sinais de entrada - Sensores de informação 1. CONJ . INTERR INTERR.. DE DE P RESS RESS.. DA DA TRANSMISSÃO (P (P SA) 2. SENSOR SENS OR DE ENT. DE ROTAÇÃO R OTAÇÃO DA TRANSM. (TISS) (TISS) 3. SENSOR DE VELOCIDADE DO VEÍCULO (VSS) 4. SENSOR DE TEMP. DO FLUIDO DA TRANSM. (TFT) 5. INTERR. INTERR . DE POSIÇÃO P OSIÇÃO DA ALAVANCA DA TRANSM. 6. S. DE POSIÇÃO DA BORBOLETA DO ACELERERADOR (TPS) 7. SENSOR DE TEMP. DO LIQ DE ARREFE CIM CIMENTO. ENTO. (ECT) (ECT) 8. ROTAÇÃO DO MOTOR (MÓDULO DE IGNIÇÃO) 9 INTERRUP INTERRUPTOR TOR DO FREIO PARA P ARA O TCC 10. INTERR INTERR.. DE SOLICITAÇÃO S OLICITAÇÃO DO AR CONDIC. (A/C) (A/C) 11. INFORM. INFORM. DO PILOTO P ILOTO AUTOMÁT. (CR (CRUISE UISE CONTROL) C ONTROL) Formatado:
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12. S. DE PRESS. ABSOLT. DO COLET. DE ADMSS (MAP) Controladores eletrônicos MÓDULO DE CONTROLE ELETRÔNICO DO TREM DE FORÇA (PCM) CONECTOR DE DIAGNÓSTICO (DLC) Sinais de saída COMPONENTES DA TRANSMISSÃO ELETRONICAMENTE CONTROLADA A. SOLENÔIDE DE CONTR. DE PRESS. (PCS) B. SOLENÔIDE DE MUDANÇA 1-2 (A) C. SOLENÔIDE DE MUDANÇA 2-3 (B) D. SOLENÔIDE DE CONTR. DO TCC (PWM) O controle eletrônico destas peculiaridades de operação da transmissão acarreta efeitos característicos dependendo do regime de funcionamento do veículo. Nota: alguns sinais de entrada e saída, considerados a seguir, são específicos de certas transmissões. As informações aqui não se baseiam em uma transmissão em especial. Estes elementos se destinam a fornecer uma visão geral do sistema eletrônico de controle das transmissões modernas. Para dados mais detalhados sobre a aplicação específica, é necessário consultar literatura técnica específica do fabricante. O módulo de controle poderá possuir três denominações distintas, dependendo das funções desempenhadas: 1. TCM – Transmission Control Module – Módulo de Controle da Transmissão, quando gerencia somente as funções da transmissão. 2. PCM – Powertrain Control Module – Módulo de Controle do Trem de Força, ou conjunto motriz, quando controla as funções do motor e da transmissão. 3. VCM – Vehicle Control Module – Módulo de Controle do Veículo, quando gerencia motor, transmissão e funções adicionais tais como carroçaria, freio, etc. Sinais de entrada do sistema (Sensores) Controle básico de mudanças – Os sinais de entrada que o módulo de controle da transmissão (TCM) utiliza para controlar o momento das mudanças são basicamente dois:
Velocidade do veículo; Posição da borboleta do acelerador.
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Marcadores e
Embora o TCM utilize outras informações para controlar o momento e a sensibilidade das mudanças, é mais fácil entender o conceito das alterações se primeiro explicarmos os dois sinais de entrada básicos enviados pelos sensores VSS (sensor de velocidade do veículo) e TPS (sensor de oxigênio e posição da borboleta) – ambos na nomenclatura OBD II. Os sinais dos demais sensores somente contribuem para a afinação deste trabalho. Formatado:
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Sensor de velocidade do veículo – O VSS pode ser um sensor indutivo magnético ou de efeito hall, que colhe informação relativa à velocidade do veículo e a envia ao TCM. O VSS geralmente é montado na carcaça da transmissão, sendo excitado por um anel preso à caixa de satélites que, por sua vez, corresponde ao movimento das rodas do carro. Ao girarem as rodas, portanto, o sensor tem seu campo magnético alterado, gerando um sinal proporcional de velocidade dos semi-eixos ou eixo de saída, dependendo se o veículo possui tração dianteira ou traseira. Ao girar o rotor do sensor de velocidade, as estrias passam em frente ao captador do sinal. Esta ação cria um pulso no sensor que é interpretado pelo TCM como velocidade. Quanto mais rápido o veículo estiver, maior será o número de dentes ou estrias que passam pelo captador do sensor num determinado tempo.
Fig. – Sensor de velocidade do veículo Sensor de posição da borboleta do acelerador – O TPS, composto de um potenciômetro ligado ao eixo da borboleta, mede o quanto o motorista pisa no pedal do acelerador. O TCM utiliza esta informação para mudar o padrão e sensibilidade de mudanças, além da pressão de linha. Ele também controla a aplicação da embreagem do conversor de torque (Lock-Up ou TCC). O TCM é calibrado para prover mudanças ascendentes e descendentes a determinadas velocidades dependendo da posição do acelerador.
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Fig. – Sensor da posição da Borboleta do acelerador Conforme comentado anteriormente, nas transmissões com controle hidráulico tínhamos duas pressões distintas geradas pelo pedal do acelerador (válvula de aceleração ou moduladora) e pela velocidade do veículo (regulador centrífugo ou governador) que se opunham dentro do corpo de válvulas, atuando sobre as válvulas de mudança e realizando as alterações hidraulicamente. Quanto mais se acelerava o veículo, mais a transmissão demorava a trocar as marchas, pois a pressão do governador deveria vencer este aumento de pressão moduladora antes da troca se efetivar. De maneira semelhante, quando se deseja antecipar uma mudança ascendente, alivia-se o pé do acelerador, diminuindo a pressão moduladora. Isso faz com que a pressão do governador a sobrepuje e aja sobre a válvula de mudança da marcha, imediatamente superior. Desta forma, a mudança é efetivada. Na transmissão com controle eletrônico, estes dois componentes deixaram de existir, bem como as pressões por eles geradas. Agora, o módulo aciona os solenóides de mudança e determina o momento mais apropriado para a troca de marcha, baseado nos sinais recebidos do VSS e do TPS. Desta maneira, de certo modo, o corpo de válvulas de uma transmissão automática controlada eletronicamente é bem mais simples, pois possui menos elementos mecânicos em movimento. No próximo número, veremos como estes dois sinais estudados nesta edição, quando alterados, influem nas mudanças ascendentes e descendentes de um veículo, bem como outros sinais de entrada. Formatado:
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Mudanças de marchas no Automático eletrônico Mudanças ascendentes – Como exemplo, considere dois motoristas diferentes dirigindo um veículo desde um sinal de tráfego e operando numa posição ou aceleração constante. 1. O primeiro motorista acelera o automóvel vagarosamente com a abertura do acelerador em aproximadamente 10%. 2. O motorista número dois acelera o carro rapidamente com a abertura do acelerador em aproximadamente 50%.
Fig. – Mudanças ascendentes em aceleração O segundo motorista se distancia do sinal de tráfego mais rapidamente que o primeiro. Também, o veículo dois mudará para segunda, terceira e quarta marchas num tempo mais longo e numa velocidade muito maior que o motorista número um. O TCM (Módulo de Controle da Transmissão) aumenta o tempo da mudança, esticando as marchas para o motorista número dois a fim de que possa manter a aceleração maior - conforme determinada pelo TCM por meio do sinal de entrada do sensor de posição da borboleta do acelerador. Outro exemplo. Se o motorista dois está viajando a 85 km/h, 50% de abertura do acelerador (em 3a marcha) e alivia o acelerador para 10%, a transmissão mudará automaticamente para quarta marcha (fig. 2).
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Fig. – Mudanças ascendentes em marcha Reduções – Tomando como modelo as reduções, suponhamos que o motorista um esteja viajando a 35 km/h em 2a marcha (conforme determinado pela calibração dada ao TCM para a abertura da borboleta do acelerador a 10%). Se ele pressionar o pedal do acelerador para 50%, igual ao motorista número dois, a transmissão reduzirá para a 1ª marcha. A redução ocorre porque o TCM está calibrado para operar a transmissão em 1ª marcha a 35 km/h quando a leitura do sensor de posição da borboleta do acelerador indicar abertura de 50%. A redução fornece ao motorista a aceleração e o desempenho necessários conforme comandado pelo aumento da posição do pedal para 50%.
Fig. - Reduções Alterações da transmissão – A sensibilidade da aplicação das mudanças numa transmissão automática é definida como sendo a porcentagem de acionamento das embreagens e cintas de acordo com a utilização do sistema. A sensibilidade é basicamente controlada pelo ajuste da pressão de linha. Nas transmissões com controle hidráulico, a pressão obtida pelo pedal do acelerador (moduladora) se posicionava numa das extremidades da válvula reguladora de pressão, agindo no sentido de aumentar a aplicação caso o Formatado:
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motorista pressione mais firmemente o acelerador. Nas transmissões modernas, o TCM controla a pressão de linha por meio de um solenóide especialmente construído para esta finalidade, chamado de solenóide de controle de pressão (PCS). Os acumuladores e esferas de comando também contribuem para a “sintonia fina” da sensibilidade das mudanças. Uma pressão de linha mais alta fornece uma aplicação mais rápida das embreagens e cintas, também chamada de aplicação mais “firme”. Uma aplicação mais firme é necessária quando o veículo alcança velocidades mais elevadas durante aceleração pesada ou com carga do motor muito alta, a fim de evitar que a embreagem patine durante a aplicação ou após ter sido utilizada. Tensão nos solenóides de mudança provoca movimento das válvulas Para que as mudanças ascendentes e descendentes ocorram, as válvulas que antes se movimentavam por ação de duas pressões opostas, agora se mexem quando o TCM aplica uma tensão nos solenóides de mudança. Solenóides de mudança – As transmissões eletronicamente controladas utilizam dois ou mais solenóides de mudança (chamados comumente de solenóides de mudança A e B) para controlar o padrão de alterações da transmissão. Esses componentes são simplesmente solenóides ligado/desligado, localizados nas extremidades das válvulas de modificação. Dessa forma, eles permitem o escoamento do fluido quando estão desligados ou impedem que ele escoe quando ligados.
Fig. – Solenóide de mudança O estado desses solenóides é diferente em cada uma das posições de transmissão selecionadas. Como exemplo, acompanhe as alterações entre a primeira e a segunda marcha.
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Fig. – Modificações no solenóide entre a primeira e segunda marchas Percebemos nessa seqüência que o módulo TCM identifica o momento de troca das marchas por meio dos sinais dos sensores de velocidade e posição da borboleta e alterna a aplicação dos solenóides A e B, o que permite o escoamento de um determinado canal do corpo de válvulas. Essa mudança faz com que ela retorne, por ação de mola, ou bloqueie o escoamento de outro canal, fazendo com que a pressão hidráulica cresça e movimente a válvula de alteração de outra marcha. O procedimento é bem mais simples do que o corpo de válvulas de uma transmissão controlada hidraulicamente, uma vez que basta o fechamento ou abertura de um determinado solenóide, facilmente controlado pelo módulo, para movimentar uma válvula de mudança e assim aplicar determinada marcha. Solenóide de controle da pressão de acionamento Além de comandar as alterações no momento coreto, o Módulo de Controle da Transmissão (TCM) também necessita aplicar a pressão exata para que não haja patinação ou trancos por ocasião das mudanças. Se a pressão de aplicação for muito baixa quando o motorista desejar andar mais esportivamente, haverá patinação e demora de aplicação dos elementos internos, ocorrendo desgaste. 108
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Por outro lado, se a pressão de aplicação for muito alta quando o motorista desejar conduzir o veículo em modo econômico, normalmente, poderão ocorrer trancos e desconforto com conseqüentes danos para a transmissão. Para esse tipo de controle existe o Solenóide Regulador da Pressão (Pressure Control Solenoid) – O PCS é um solenóide comandado eletronicamente pelo TCM e usado para controlar a pressão de linha continuamente. Assim, ele ajuda a alterar a sensibilidade das mudanças de acordo com as condições de operação do veículo. Diferente dos solenóides de mudança, o PCS coordena a pressão do fluido que opera a válvula reguladora. Também liga e desliga (on/off) a válvula. Este tipo de solenóide é conhecido como solenóide PWM ou Modulador por largura de Pulso (Pulse Width Modulation). O PCS regula a pressão de linha de acordo com os pulsos de tensão recebidos do TCM que, por sua vez, recebe informações do TPS e VSS junto com os sinais de outros sensores. Desta maneira, fica fácil para o TCM regular a pressão de linha para diferentes maneiras de dirigir. Quando uma aplicação mais forte da embreagem é necessária, o TCM diminui a corrente aplicada ao PCS, ou seja, reduz a quantidade de pulsos enviados. Isso também ocorre nos sistemas de injeção. Quando se quer diminuir a quantidade de combustível injetado, o ECM diminui a quantidade ou a largura dos pulsos para os injetores. Essa redução de corrente diminui também o trabalho do solenóide (Duty Cicle). O resultado disso é a diminuição do escoamento da pressão represada pelo solenóide, o que gera um aumento de pressão de linha. O fluido que leva o sinal de torque é encaminhado à válvula de reforço, movimentando-a para que a pressão sobre a válvula reguladora aumente. Dessa maneira, a maior pressão de linha provê uma aplicação mais rápida da embreagem e força de aplicação contínua mais elevada. A pressão do fluido do sinal de torque também é encaminhada à válvula do acumulador, o que ajuda a regular a pressão do acumulador. Ao aumentar a pressão do acumulador, a mudança de marcha é mais firme durante uma aceleração forte, por exemplo.
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Fig. – Esquema de operação do PCS – Solenóide de controle de pressão Pode-se dizer que o Solenóide Regulador de Pressão (PCS) é como uma torneira operada pelo TCM (Módulo de Controle da Transmissão) e que controla a pressão existente em uma caixa d’água. Quando se deseja uma pressão menor, abre-se mais tempo ou mais freqüentemente a torneira e a pressão resultante nas paredes da caixa d’água diminui. Se por outro lado, se deseja uma maior pressão, diminui-se a quantidade de aberturas e fechamentos da torneira, e a pressão disponível será maior. Quando algum defeito for detectado no circuito desse solenóide, o TCM armazenará um código de falha correspondente e acenderá a luz de falha da transmissão, adotando uma estratégia de emergência que será detalhada nas próximas matérias. Outras informações colhidas pelo sistema A transmissão automática com controle eletrônico possui várias vantagens em relação à transmissão controlada hidraulicamente: a qualidade das mudanças, a possibilidade de vários programas de condução (econômica, esportiva, modo inverno) e a adequação da transmissão ao modo de dirigir do proprietário. Os principais sensores comentados até agora determinam o momento das mudanças ascendentes e descendentes ao TCM - pelo sensor de posição da borboleta do acelerador (TP) e sensor de velocidade do veículo (VSS). No entanto, o módulo utiliza também outros sinais de entrada para afinar a qualidade das mudanças de marcha. Sensor de entrada de rotação da turbina (Turbine Input Speed Sensor) - O TISS opera da mesma maneira que o VSS. Contudo, ele envia a informação 110
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relativa à rotação de entrada da transmissão após o conversor de torque, ou seja, da rotação da turbina que é a mesma do eixo de entrada, uma vez que a turbina está ligada a ele. O TISS é montado na carcaça da transmissão, junto a um componente ligado ao eixo de entrada.
Fig. – Sensor de rotação de entrada da transmissão O TCM, por sua vez, utiliza essa informação, em combinação com o sinal do VSS, para calcular em qual relação de marcha a transmissão está operando. Desta maneira, o TCM pode ajustar a porcentagem de deslizamento (patinação) em cada marcha e determinar também se a embreagem do conversor de torque (lock-up) está trabalhando corretamente. Obs.: a rotação de entrada da transmissão é igual à rotação do motor. O TCM ainda aproveita essa informação para adequar a pressão interna de linha na aplicação das diversas embreagens e cintas à medida que a transmissão envelhece e aumenta o seu desgaste interno. Quando o deslizamento atingir um determinado valor maior que o percentual calculado e gravado na memória do TCM, ele aumentará a pressão interna para minimizar os efeitos da patinação devido ao desgaste das embreagens. Porém, se o desgaste interno ultrapassar o percentual adequado e gerar uma patinação maior do que a máxima permissível, o módulo gerará um código de falha, que poderá ser percebido pelo acendimento de uma luz de diagnóstico, e manterá a transmissão funcionando em modo de emergência. Conjunto de interruptores de pressão (Pressure Switch Assembly) – O PSA envia ao TCM um código que alerta sobre a posição da válvula de mudanças manual. Além disso, avisa em quais galerias do corpo de válvulas existe pressão, indicando assim qual a marcha real do veículo naquele momento. Tal informação é gerada porque o PSA é montado diretamente no corpo de válvulas da transmissão e recebe as pressões provenientes da válvula manual de mudanças.
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Fig. – Conjunto de interruptores de pressão As várias pressões da válvula manual atuam nos interruptores eletrohidráulicos, que abrem e fecham contatos especiais. É a combinação dos interruptores abertos e fechados que determina o sinal a ser enviado ao TCM, que interpretará e determinará em qual posição a válvula manual foi selecionada. Caso haja algum problema nesse conjunto de interruptores, o módulo gerará um código de falha e aplicará o programa de emergência na transmissão. Sensor de temperatura do fluido da transmissão (TFT) – Esse sensor é simplesmente um termômetro eletrônico NTC (coeficiente de temperatura negativo) que fica imerso em fluido da transmissão. O TCM utiliza a informação passada por ele para controlar a sensibilidade das mudanças e alterando a pressão de linha em função da temperatura e viscosidade do fluido. O TFT também monitora a temperatura de trabalho da transmissão e, em caso de elevada temperatura do fluido, causada por utilização incorreta ou uso abusivo, o modo de emergência é aplicado e um código de falha registrado. A ação protege a caixa de mudanças automática. Embreagem do conversor de torque Aplicação do solenóide do TCC (em português, embreagem do conversor de torque) – Existem dois tipos de solenóides para aplicação da embreagem do conversor de torque que são o meio pelo qual a transmissão aproveita melhor a força do motor e elimina o deslizamento causado pelo fluido. Depois de uma determinada velocidade do veículo, dependendo do carro e da calibração da transmissão, a turbina é aplicada mecanicamente à bomba do conversor. A reversão de fluxo é conseguida com a aplicação de um solenóide especial, controlado pelo TCM. Solenóide de aplicação do TCC tipo ON/OFF – O primeiro desses utiliza um solenóide básico do tipo ligado/desligado, que funciona de maneira similar aos solenóides de mudanças e controla simplesmente o tempo em que a embreagem do conversor é aplicada e liberada. Quando o solenóide está desligado, o fluido é escoado por ele e a força da mola, posicionada atrás da válvula de aplicação do TCC, mantém a posição TCC liberada. Quando o solenóide é energizado pelo TCM (ligado), o escoamento do fluido é bloqueado, aumentando a pressão na outra extremidade da válvula. Isso força Formatado:
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a mola posicionadora e move a válvula de aplicação para a posição TCC aplicado.
Fig. – Operação do bloqueio do conversor tipo liga/desliga Solenóide de aplicação do TCC tipo PWM (modulação por amplitude de pulso) – Um tipo mais sofisticado de solenóide de aplicação do TCC é controlado pelo TCM de maneira similar ao solenóide regulador de pressão, por meio de sinais modulados de pulso (P WM). O solenóide de aplicação determina tanto a aplicação quanto a liberação da embreagem (Lock-Up) do conversor de torque. Dessa maneira, consegue-se uma qualidade de aplicação e liberação muito melhor do que com um solenóide ligado/desligado (ON/OFF). O gráfico mostra os vários estágios de aplicação do TCC, que utiliza um solenóide do tipo PWM. O espaço entre A e C é correspondente ao tempo em que a embreagem do conversor de torque está sendo aplicada. Algumas aplicações utilizam até dois solenóides para controlar o TCC. Para essas aplicações são combinados dois solenóides, um do tipo ON/OFF e outro PWM.
Fig. – Operação do bloqueio do conversor pro amplitude de pulso Operação da transmissão automática em situações específicas
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Algumas aplicações de transmissões possuem um interruptor de modo controlado pelo motorista. Modos diferentes de direção incluem o Normal ou Econômico, o Esportivo ou Performance, o Inverno ou Antipatinação e o Manual (Tiptronic), além do modo Emergência já mencionado anteriormente. Normal – É utilizado para a condução no dia-a-dia. Permite uma troca de marchas em um ponto mais baixo, objetivando assim maior economia e durabilidade. Ao ligar a ignição do veículo, esse modo é selecionado automaticamente. Esportivo – Também conhecido como Performance, esse modo é obtido quando o motorista pressiona uma tecla na alavanca de mudanças ou no console e envia um pulso de tensão a um determinado pino do TCM. Dessa maneira, o TCM altera o mapa de trabalho dos solenóides e aumenta a pressão de linha. Isso retarda a mudança das marchas e possibilita uma direção mais esportiva, com mudanças mais firmes. Para voltar ao modo Normal ou Econômico, basta pressionar novamente a tecla.
Fig. O Botão S aciona o modo esportivo Inverno ou Antipatinação – Quando a transmissão estiver nesse modo, o TCM comandará a transmissão para iniciar o movimento do veículo em segunda ou terceira marcha. Tal procedimento evita que as rodas patinem em pisos escorregadios, por isso, é particularmente útil em primeira marcha, quando o torque é maior e faz com que as motrizes girem desnecessariamente em solos molhados. Esse modo facilita ao veículo iniciar o movimento de maneira mais segura. Algumas aplicações de transmissões que não possuem o modo Inverno podem ter comportamento semelhante quando colocadas na posição segunda manual se o veículo estiver parado. Para essas aplicações, a primeira marcha é bloqueada pelo fato de a alavanca estar limitada em segunda marcha. Isso força a transmissão a mover o veículo a sair em segunda marcha. Formatado:
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Mudança Manual – Esse modo permite ao motorista mudar as marchas da mesma maneira que uma transmissão manual. O motorista pode utilizar a alavanca seletora como uma alavanca de mudanças normal, basta alterar de 1a marcha para 2a, de 2a para 3a e, assim, consecutivamente, até a 5a. Outros sistemas permitem que a troca seja eftuada por de duas alavancas – ascendente ou descendente. Contudo o TCM protegerá a transmissão levandoa para o modo Emergência caso o motorista tente manter por muito tempo ou esticar demais a 1a e 2a marchas, o que provoca um excesso de rotações do motor.
Fig. – Seletor manual de mudanças Segurança – Se, por qualquer motivo, o TCM deixar de receber informações eletrônicas dos diversos sensores da transmissão, o sistema o protege. Com os componentes eletrônicos desabilitados, a transmissão sofrerá um aumento de pressão de linha, uma vez que o solenóide de controle de pressão estará desabilitado (desligado). A pressão máxima de linha ajudará a evitar a patinação dos elementos de aplicação, o que é muito importante e necessário, uma vez que o TCM não pode mais controlar a pressão, estando o sistema elétrico desabilitado. No modo Emergência o módulo também desabilita os solenóides de mudança de maneira a permanecer a marcha que corresponde aos dois solenóides desligados, geralmente uma 3a ou 4a marchas. Isto permite ao motorista tração suficiente para conduzir o veículo à oficina mais próxima (que trabalhe com câmbio automático, claro). O solenóide de aplicação do Lock-Up também permanece desligado para prevenir um potencial deslizamento. Neste caso o TCC ou Lock-Up aplicado seria questionável. Controle monitorado que atende à vontade do condutor Em contraste com versões anteriores de transmissões com controle eletrônico, o modelo com alavanca seletora e seleção de programa com controle tipo “um toque” – (Tiptronic ou Sports Mode) possui dois trilhos para seleção de mudanças. As posições P, R, N, D, 4, 3, 2 e 1 podem ser selecionadas normalmente no trilho esquerdo do console. Formatado:
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No trilho direito do console, a transmissão efetua as mudanças de marcha manualmente. Basta levar a alavanca para a posição da direita, e, no caso de marchas ascendentes, dar um toque na alavanca em direção ao símbolo mais (+), ou em reduções, posicionar a alavanca em direção ao símbolo menos (-). O interruptor de programa separado não é mais necessário (esportivo ou econômico), uma vez que o novo seletor de marcha incorpora os dois:
Trilho esquerdo do console: Programa Dinâmico de Mudanças; Trilho direito: Programa Manual de Mudanças.
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Alavanca seletora de marchas no trilho esquerdo – O DSP (Programa Dinâmico de Mudanças) leva em consideração a velocidade de acionamento do pedal do acelerador, rotação do motor, aceleração do veículo e outros importantes parâmetros internos recebidos pela unidade de comando da transmissão (TCM). O TCM inclui um programa que automaticamente modifica as características de mudança de acordo com o estilo de dirigir do motorista e as condições da estrada. Esse programa substitui com vantagem os interruptores de modo presentes nas demais transmissões. Quando se dá a partida com o veículo frio, o TCM adota uma estratégia de funcionamento da transmissão. Se a velocidade com que o acelerador é pressionado varia, os pontos de mudança também são modificados para máxima economia de combustível ou uma maior esportividade no estilo de dirigir. Existem três características de mudança com esse propósito: 1- Estilo de direção econômico, visando maior conforto; 2- Estilo de direção mesclado, entre esportivo e econômico; 3- Estilo de direção esportivo, voltado ao alto desempenho. Se um estilo de direção mais dinâmico é exigido, conforme detectado pela variação na abertura da borboleta do acelerador, o TCM seleciona uma dessas três características, misturando as qualidades de mudança entre elas. Se um estilo de direção mais calmo é detectado, o TCM retorna às características anteriores, visando economia e conforto. Alavanca seletora de mudanças no trilho direito (Tiptronic) – Quando a alavanca seletora é movida para o trilho direito, a marcha que estava sendo atualizada é mantida, estando o veículo em movimento. Se ele estiver parado, a marcha selecionada é a primeira. A transmissão poderá então ser acionada para qualquer marcha mais alta ou mais baixa. Basta dar os toques necessários para frente ou para trás na alavanca.
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Fig. Alavanca com duas opções de mudanças: Dinâmico e manual Existem limites de rotação do motor e de velocidade do veículo para cada marcha. A transmissão somente reduzirá ou mudará para a marcha comandada se a rotação máxima permitida do motor não for excedida como resultado da redução ou a velocidade do veículo permitir uma marcha mais alta. Se a alavanca seletora não for utilizada quando estiver no trilho da direita, a transmissão fará as mudanças ascendentes e descendentes normalmente ao atingir o giro estabelecido do motor e reduzirá até a primeira marcha se necessário. Adaptabilidade das mudanças Em algumas aplicações eletrônicas, o Módulo de Controle da Transmissão (TCM) é equipado com a habilidade de se adaptar às características alteradas dos componentes da transmissão à medida que eles se desgastam. O TCM monitora o “tempo de mudança das marchas”, que é o mesmo período utilizado na aplicação da embreagem ou do freio. Ao passo que os componentes de uma embreagem se desgastam, o tempo de aplicação de uma marcha tende a aumentar. O TCM compensa essa condição aumentando a pressão de linha necessária para a aplicação da embreagem, de modo que o tempo de aplicação permaneça o mesmo. Essa explicação traduz de maneira geral e passa a idéia básica da capacidade de adaptação do sistema de transmissão. Esse efeito também ocorre com o motor, o desgaste ou carbonização dos componentes exigem que a ECM altere a calibração original do atuador de marcha lenta ou o tempo de injeção, por exemplo. Essas medidas permitem que o carro continue operando satisfatoriamente. Quando se substitui algum componente, ou mesmo se retifica o motor do veículo, é necessário “informar” ao módulo (ECM), por meio de um scanner, Formatado:
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que ele deve voltar a operar dentro da calibração original de fábrica e respeitar seus parâmetros. Capacidade de diagnóstico Com o controle eletrônico, o TCM constantemente recolhe informação sobre basicamente todas as condições de operação do veículo. Isso permite que o TCM ou o PCM, que é mais completo, “entre em ação” quando o desempenho tanto do motor quanto da transmissão, por exemplo, não satisfazem os padrões desejados. Se o desempenho cair muito, um DTC (Código de falha) será armazenado na memória pelo PCM ou TCM. Automaticamente, uma lâmpada de diagnóstico será acessa no painel do veículo, indicando ao motorista que o carro deverá ser reparado. Alguns códigos de falha poderão não causar o acendimento da luz de diagnóstico, mas serão armazenados na memória para que o técnico possa, por meio de um scanner apropriado, recuperá-la e, assim, ter seu trabalho facilitado.
Fig. – Scanner de diagnóstico Para identificar um código armazenado, o reparador precisa conectar o scanner ao conector de diagnóstico do veículo e retirar a informação desejada. Outro procedimento é fazer uma ponte (jump) entre o fio que liga a memória de falhas do TCM/PCM do veículo à massa. Neste caso, um código de piscadas indicará a falha armazenada. O scanner também pode ser utilizado para executar um teste de estrada, o que permite o monitoramento de todos os sinais de entrada e de saída do PCM numa operação real. O teste em movimento permite ao técnico detectar precisamente a causa do baixo desempenho do veículo.
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Cuidados co m a transmissão automática
O sistema de transmissão automática é bastante resistente e de elevada vida útil, desde que respeitados alguns cuidados básicos: Verifique o nível de óleo da transmissão regularmente. Pouco óleo ou a ausência deste provoca a inoperância da transmissão além de danos; Substitua o óleo da transmissão conforme o plano de manutenção do veículo; J amais engrene P (Park ) com o veículo em movimento; Não engrene a Ré com o veículo em movimento; Evite ficar segurando o veículo em subidas acelerando. Esse procedimento aquece demasiadamente o óleo da caixa; Evite realizar reduções violentas para 2 ou 1; Utilize a seleção adequada a cada situação; Em caso de longos períodos parado – em congestionamentos, por exemplo - coloque a alavanca em N; Não acelere o motor para posteriormente engrenar uma opção. Faça-o em marcha lenta; Não acelere o veículo mantendo-o parado com o freio; Não trafegue com o motor desligado – a caixa será danificada por deficiência na lubrificação; Da mesma forma, em caso de reboque, prefira o tipo plataforma que conduz o veículo totalmente fora do chão. Caso não seja possível opte por levantar o eixo de tração. Em casos de emergência o veículo deve ser rebocado com as rodas no chão por poucos quilômetros e em baixas velocidades.
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Câmbio Continuamente variável (CVT)
O motor de combustão interna possui um melhor rendimento quando opera em rotação constante. Isso porque as variações de vazão de ar, determinadas pelo abre-e-fecha da borboleta de aceleração, não são acompanhadas prontamente pelo combustível, embora o perverso efeito tenha sido contornado com êxito pelo gerenciamento eletrônico de injeção, incluindo-se aí o acelerador de comando eletrônico. Mesmo assim, quanto mais constante for a rotação, melhor. É por isso que nas aplicações aeronáuticas, marítimas e estacionárias o motor de combustão interna está mais à vontade, funciona com mais eficiência e apresenta maior durabilidade. Foi pensando nessa questão que os irmãos holandeses Hubert e Vim Van Doorne puseram em produção em 1958, no automóvel DAF, o sistema Variomatic de câmbio automático de variação contínua. Além da facilidade de dirigir ao dispensar a troca manual de marchas, já conhecida com as caixas com conjuntos de engrenagens epicicloidais e conversor de torque de muitos carros americanos e alguns europeus na época, o sistema de variação contínua permitia ao motor funcionar em rotação constante. O novo câmbio, chamado de CVT (continuously variable transmission, câmbio de variação contínua em inglês), trabalhava com infinitas relações de marcha dentro de uma ampla faixa, podendo selecionar a mais adequada a cada Formatado:
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momento e variá-la de modo contínuo, sem os "degraus" habituais das caixas manuais e automáticas convencionais. O funcionamento do CVT: o movimento das laterais das polias equivale a alterar seu diâmetro, produzindo a variação de relação.
Seu princípio básico de funcionamento é similar ao do sistema de variação de relações do motor Lavalette, usado em ciclomotores Caloi e Monark. Uma correia (metálica no caso dos automóveis) liga duas polias com sulco em forma de “V” e largura variável. À medida em que as laterais de cada uma das polias se afastam, por um sistema hidráulico, a correia afunda em seu sulco, como se a polia tivesse menor diâmetro. Com as laterais mais próximas, ela corre mais na periferia da polia, simulando um diâmetro maior. A cada variação de diâmetro de uma polia corresponde uma variação inversa da outra, uma vez que a correia tem comprimento fixo. Nos ciclomotores, porém, apenas uma polia provocava a variação. Isso exigia que o pequeno motor de 50 cm³, montado com articulação no quadro, se deslocasse para trás à medida em que a relação era alongada. Colocando ou tirando arruelas entre as laterais modificava-se o diâmetro efetivo da polia, o que permitia o ajuste da tensão da correia. Com movimentos contínuos e opostos (uma se abrindo, a outra se fechando), as polias alteram a relação de transmissão, no caso do Honda Fit, em 5,8 vezes — de 2,367:1 a 0,407:1 —, variação normalmente mais ampla que em um câmbio manual (que em geral não chega a 5 vezes). Nos automáticos convencionais já existe variação semelhante nas modernas caixas de seis marchas. Mas o mais importante — e nisso a CVT é imbatível — é a variação ser contínua, como se o número de relações entre os limites fosse infinito, algo impossível de ser obtido nas caixas conhecidas. Formatado:
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Isso habilita o fabricante a definir, sem complicação ou alto custo, através da relação do diferencial, um baixo regime de rotação em velocidades de viagem, sem prejuízo da capacidade de saída em rampa no que seria a primeira marcha. Outro recurso possível, e que a Honda adotou no Fit, é o uso de relações um pouco mais curtas durante o período de aquecimento do motor, independente de intervenção do motorista. O seletor do CVT do Fit possui seis posições, em seqüência longitudinal e repetidas em mostrador no painel. São elas: P (parking, estacionamento, que mantém a caixa travada), R (reverse, ré), N (neutral, ponto-morto), D (drive, marcha normal à frente), S (sport, modo esportivo, gama de relações mais curtas) e L (low, modo de relações ainda mais curtas). As três primeiras são iguais quanto à função em caixas automáticas tradicionais, mas não as três últimas. Em D o câmbio escolhe entre três padrões de variação de relações, do mais econômico ao mais favorável ao desempenho, de acordo com a pressão no acelerador, graças ao controle eletrônico. Trata-se de uma adaptação ao modo de dirigir similar à que ocorre nos automáticos comuns mais modernos. No modo S também há seleção, mas entre dois outros padrões. Neste modo as relações são mais curtas que em D, o que amplia o efeito de freio-motor para declives e facilita acelerações e retomadas. A posição L, reduzida, encurta ainda mais as relações, mas sem limitar a velocidade. Essa posição, que é indicada para subir ou descer serras íngremes, faz o CVT produzir relações ainda mais curtas que as das posições anteriores, gerando elevado freio-motor, o que permite poupar os freios e torna mais seguro o transporte de reboque. Mas, ao contrário do que poderiam pensar os donos de Civic (que podem usar a mesma posição para manter o câmbio automático apenas entre primeira e segunda marchas), não limita o alongamento das relações. Se o motorista continua acelerando além do que corresponderia à rotação média de 5.000 rpm, este regime é mantido e a velocidade cresce — até a máxima se desejado. Trata-se de uma medida favorável à segurança, pois não impede o uso normal do veículo caso o motorista a selecione indevidamente ou se esqueça de retirar dessa posição — imagine-se perceber que está em L a 100 km/h, com o motor "cortando" durante uma ultrapassagem apertada. Nisso não difere, aliás, da maioria das caixas automáticas com operação manual (como a Tiptronic). Resis tência do sist ema
Substituir um conjunto de engrenagens por um par de polias e uma correia parece simples, mas não é: uma correia especial, de alta resistência, é necessária. Na maioria dos CVTs é metálica, composta por centenas de anéis transversais (para a aderência às faces internas da polia) e fitas metálicas longitudinais (que tracionam os anéis e respondem pela resistência da correia). A falta de resistência foi a razão de alguns desses câmbios não terem sido bem-sucedidos no passado. Na década de 80, apenas motores pequenos, de até 1,3 litro, utilizavam CVTs em modelos como Uno Selecta, Fiesta CTX e Subaru J usty. Nos anos 90 chegou-se a um grau de confiabilidade que permitiu seu emprego em modelos de 1,6 litro, como o Civic. No Fit, além do 1,35-litro disponível no Formatado:
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Brasil, o CVT equipa a versão 1,5 de 108 cv vendida em mercados como o australiano. No extremo de desempenho, a equipe Williams-Renault de Fórmula 1 — a última de Ayrton Senna — já tinha pronto um carro com câmbio CVT para a temporada de 1994. Mas a Federação Internacional do Automóvel (FIA) determinou então que os câmbios teriam de ser exclusivamente manuais, com número de marchas entre quatro e sete, embora tenha liberado o comando eletromecânico que é utilizado até hoje, por meio de alavancas por trás do volante. Ao contrário dos câmbios automáticos comuns, o de variação contínua possui embreagem automática, similar àquela para caixas manuais (que no Brasil equipa, como opção, o novo Corsa 1,0 e o Mercedes Classe A). A exceção é a M6 Hyper-CVT, desenvolvida pela Nissan para o sedã Primera do mercado japonês. Ao adotar um conversor de torque, como nos automáticos comuns, a marca eliminou o desgaste da embreagem na condição de câmbio engatado com veículo imóvel (saiba mais). Com isso, pôde usá-la com um motor de 2,0 litros, 190 cv e 20,7 m.kgf de torque. Posterior evolução foi realizada pela Audi, que substituiu a correia por uma corrente de grande resistência, habilitando seu CVT — o Multitronic — a lidar com um V6 de 3,0 litros, 220 cv e 30,5 m.kgf nos modelos A4 e A6. Rotação cons tante
Na maior parte das situações, o comportamento do Honda Fit com caixa CVT assemelha-se ao de um automóvel com câmbio automático comum. As rotações sobem gradualmente com o aumento da pressão no acelerador, caem quando se alivia o pé e, no caso de uma pisada rápida até o fim (o chamado kick-down), sobem com rapidez para favorecer as retomadas. Mas há uma condição em que esse câmbio não se parece com nenhum outro. Em uma aceleração com pressão constante no acelerador, não existe o sobee-desce de rotações das mudanças de marcha de caixas manuais e automáticas comuns: o motor sobe com relativa rapidez até determinada rotação e ali permanece, enquanto a velocidade vai aumentando. Esse regime pode ser baixo, como 2.000 rpm, ou chegar ao de potência máxima, no caso do Fit 5.700 rpm, de acordo com o que o motorista exige pelo acelerador. Trata-se da melhor forma de aproveitar a potência disponível, mas no começo a sensação é desconcertante, pois os ouvidos parecem não perceber que a velocidade está aumentando. Cientes de que isso não agradava a muitos motoristas, alguns fabricantes desenvolveram CVTs que imitam câmbios manuais — como já ocorrera com os automáticos comuns desde que a Porsche lançou o 911 com Tiptronic, em 1989. A primeira foi a citada M6 Hyper-CVT da Nissan, que estabelecia seis marchas “virtuais". Rodando no modo manual, a caixa simulava as seis relações, trocadas ao comando do motorista, porém sem a variação contínua. Em teoria seria possível estabelecer quantas marchas se quisesse, mas seis são mais que suficientes para qualquer carro atual (veja também no artigo sobre escalonamento).
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Câmbio automático CVT com opção de troca manual (seqüencial) J á a Honda preferiu sete na versão do CVT com esse recurso oferecida para o Fit em muitos mercados — não no brasileiro, ao menos por enquanto —, cujas mudanças se operam por botões no volante. O recurso das relações “virtuais" abre possibilidades interessantes: uma, haver um escalonamento de câmbio adequado a cada perfil de uso, no mesmo automóvel. Suponhamos que dois motoristas, ambos adeptos das trocas de marcha manuais, compartilhem um carro mas tenham modos de dirigir diferentes. Um roda em baixas rotações e de modo mais suave; outro gosta de mudanças freqüentes, utiliza rotações mais altas e aprecia a sonoridade da pequena queda de giros do motor a cada troca de marcha. Eles poderiam obter, de um carro só, dois tipos diferentes de escalonamento: um mais aberto, para o primeiro usuário, outro mais fechado para o segundo. Outra seria estabelecer escalonamentos distintos, permutados automaticamente, de acordo com o temperamento do motor de características variáveis — campo em que a própria Honda surpreendeu com o sistema VTEC em 1990, que no esportivo Civic VTi resultava em dois motores num só. Como as relações das marchas eram fixas, foi preciso encontrar um escalonamento que atendesse aos “dois” motores. Ocorreu que com o motor dócil (a fase em que o comando de válvulas mais manso atuava) as marchas ficaram próximas demais e, com o bravo, muito distantes.. Câmbio mecânico Automatizado Formatado:
Fonte: 12 pt, Português
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Português (Brasil)
O livr o do automovelautomóvel . (Coleção: – Seleções reader´s digest), B&D
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Fonte: Negrito, Português
FORD Motor Company. Apostila Transmissão – FORD Motor Company;
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Fonte: Negrito
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Fonte: Negrito
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BibliografiaReferências
B&D.
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