Curso de Especialização em
Engenharia Automotiva
Módulo: Transmissões
Realização:
Parceria:
Ementa
• Conceitos gerais
• Caixa de Câmbio
– manual
– automática
– automatizada / robotizada
– CVT
– “Dual Clutch”
• Componentes internos (engrenagens , sincronizadores, garfos,
rolamentos)
• Diferencial
• Embreagem
• Semi-eixos com juntas homocinéticas
Transmissões
João Dias
2
03/2011
Ementa
• Eixo traseiro para veículos pesados
• Comando Externo
• Eixo Cardan
• PTO / “Retarder”
• Aplicações
• Durabilidade / Confiabilidade
• Testes & Validação
• Híbridos / Elétricos
• Estudo de casos
Transmissões
João Dias
3
03/2011
Conceitos Gerais
•
Definições
•
Arranque em aclive
•
Dirigibilidade
•
Tração
•
V1000
Transmissões
João Dias
4
03/2011
Conceitos Gerais - Introdução
•
Os componentes do trem de força têm a função de transmitir a
potência do motor para as rodas de tração do veículo
•
A caixa de câmbio é o componente da transmissão que
comanda as mudanças de torque do veículo. O torque é alterado
conforme a marcha selecionada na caixa de câmbio
•
Se não houvesse caixa de câmbio no veículo, ou seja, o motor
fosse conectado diretamente às rodas de tração, a velocidade
do veículo não ultrapassaria 8 Km/h. Isto porque as variações no
torque do motor seriam insignificantes.
Transmissões
João Dias
5
03/2011
Conceitos Gerais – Definições: Torque
Torque : habilidade de gerar trabalho
Torque em Nm = (Potência Motor (kW) x 9549)) / Rotação Motor (rpm)
Power em kW = (Torque (Nm) x rotação motor (rpm)) / 9549
Transmissões
João Dias
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03/2011
Conceitos Gerais
• Eficiência do sistema de transmissão completo:
• Para automóveis: 90% a 98%
• Para veículos comerciais: 80 a 95%
• Eficiência de Caixas de Câmbio:
Transmissões
João Dias
7
03/2011
Conceitos Gerais
• Raio de Rodagem Dinâmico(R) e circunferência do pneu (O):
• Raio do pneu com pressão média
•O=2πR
Transmissões
João Dias
8
03/2011
Função básica da transmissão
Desempenho do veículo
onde:
α
v
Ft = força trativa (aplicada no ponto de
contato da roda motora)
P = carga total (veículo + carga)
CG
CP
Ra
Rp
Rr
Rp = resistência da rampa
1
α
= ângulo de inclinação (rampa) da estrada
Ft
Rr
2
P
Ft = ∑ Fr = Rp + Ra + Rr
Ra = resistência aerodinâmica
Rr = resistência ao rolamento
CG = centro de gravidade
CP = centro de pressão
Considerando que o veículo se desloca a uma velocidade constante v, deve
existir igualdade entre os esforços de tração e os esforços resistivos.
Transmissões
João Dias
9
03/2011
Conceitos Gerais
• Força de Tração:
• Força F gerada pelo conjunto de transmissão disponível nas rodas
do veículo
F = torque motor x relação engren. x relação difer. x eficiência
Raio de rodagem do pneu
Fmax é obtido com a relação mais curta (ex. 1ra marcha)
Transmissões
João Dias
10
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Força de tração máxima F max:
Transmissões
João Dias
11
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Força de atrito máximo Ffmax (no eixo de tração):
Transmissões
João Dias
12
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Esforço de tração máximo:
Transmissões
João Dias
13
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço de tração:
• Força de tração F necessária para vencer a soma de todas as
resistências ao movimento
Transmissões
João Dias
14
03/2011
Conceitos Gerais
• Resistência do ar:
• Resistência oferecida pelo ar durante o movimento.
RA = Coeficiente de arrasto (Cd) x V² (km/h) x área frontal A (m²)
21
Transmissões
João Dias
15
03/2011
Conceitos Gerais
• Resistência de rolamento ou rodagem (N):
• Resistência devido a deformação dos pneus e superfície do piso
no ponto de contato.
• Fr = Rm (resistência rolamento) (N/ton) x carga (ton)
Transmissões
João Dias
16
03/2011
Conceitos Gerais
• Gradiente:
• Resistência devido a inclinação da superfície da estrada.
• Grad = GCW (ton) x 98 x S
Transmissões
João Dias
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03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço tractivo total:
• Balanço de todas as forças envolvidas.
Transmissões
João Dias
18
03/2011
Aplicação da transmissão
Capacidade de partida em rampa (‘startability’):
STARTABILITY : “É o valor de
rampa
que
o
veículo
tem
capacidade de vencer partindo da
condição de repouso”. Ou seja, a
máxima rampa na qual o veículo
estacionado consegue partir.
Para o cálculo do startability
considera-se o veículo em 1a.
Marcha e na condição de torque
próximo da marcha lenta do motor,
entre 800 a 1000 rpm. (Start or
engagement torque).
Transmissões
João Dias
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03/2011
α
v=0
Torque de partida
1a. marcha
Aplicação da transmissão
Capacidade de subida em rampa (‘gradeability’):
GRADEABILITY : “É o valor de
rampa que o veículo tem capacidade
de vencer mantendo uma velocidade
constante numa dada marcha”. É
usualmente calculado para condição
de torque máximo e potência
máxima do motor.
α
v = constante
Torque máximo
1a. marcha
Transmissões
João Dias
20
03/2011
Função básica da transmissão
Forças Resistivas
4000
40%
(22O)
3500
30%
Força [kgf]
3000
2500
20%
2000
1500
10%
1000
0%
500
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
Transmissões
João Dias
21
03/2011
Função básica da transmissão
• Idealmente, deseja-se força em toda a faixa de velocidades do veículo.
“ ideal ”
Força trativa (kgf)
3000
2000
1000
0
0
Transmissões
João Dias
22
03/2011
Velocidade do veículo (km/h)
120
Função básica da transmissão
Requisitos de desempenho
4000
40%
(22O)
Rampa máxima
3500
30%
Força [kgf]
3000
2500
20%
2000
1500
10%
1000
Velocidade máxima
500
0%
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
Transmissões
João Dias
23
03/2011
Função básica da transmissão
• Considera-se satisfatória a condição de potência constante.
Força trativa (kgf)
“ ideal ”
3000
2000
“ Satisfatória”
1000
0
0
Velocidade do veículo (km/h)
Transmissões
João Dias
24
03/2011
120
Função básica da transmissão
• Motores à combustão interna trabalham em uma faixa restrita de
rotações e possuem curva característica de torque.
800
N
160
ND12D380
máx.
750
150
140
130
700
120
110
650
100
90
600
80
70
550
T
60
50
T máx.
500
40
30
450
20
10
0
400
-10
-20
350
-30
-40
300
-50
-60
250
-70
-80
200
-90
-100
150
1 ,0
1 ,2
1 ,4
1 ,6
T
n
n
m
in
.
João Dias
25
03/2011
2 ,0
2 ,2
2 ,4
2 ,6
2 ,8
3 ,0
.
áx
m
Transmissões
1 ,8
n Ne
m
áx
.
0 ,8
Função básica da transmissão
Força trativa (kgf)
• Conseqüentemente, caso uma transmissão não fosse usada, o veículo
estaria muito limitado quanto à sua velocidade e força.
3000
2000
“ sem transmissão ”
1000
0
0
Transmissões
João Dias
26
03/2011
Velocidade do veículo (km/h)
120
Função básica da transmissão
Força trativa (kgf)
• A transmissão “amplia” a faixa de trabalho do motor e permite que o
motor opere em condições adequadas (consumo, emissões, ruído).
1a. velocidade
3000
2000
2a. velocidade
3a. velocidade
1000
4a. velocidade
5a. velocidade
0
0
Transmissões
João Dias
27
03/2011
Velocidade do veículo (km/h)
120
Conceitos Gerais
• Esforço de tração - gráfico:
• O gráfico de esforço de tração mostra uma função da velocidade ao
trocar uma marcha. As engrenagens podem ser especificadas
individualmente. No gráfico, certas inclinações podem ser também
impressas. Elas mostram qual o esforço de tração exigido para mover o
veículo a uma velocidade constante.
• As curvas vermelhas são as curvas de força de tração para as várias
velocidades de engrenagem da caixa de câmbio. Cada curva representa
a curva de torque multiplicada pela razão da engrenagem de caixa de
câmbio correspondente, razão de redução de diferencial e o raio dos
pneus.
• As linhas azuis mostram a inclinação (em porcentagem) que o veículo
pode vencer em cada marcha. Em uma estrada plana (0% inclinação), as
curvas de resistência representam só a soma do arrasto aerodinâmico e
resistência ao rolamento
Transmissões
João Dias
28
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço de tração - gráfico:
Transmissões
João Dias
29
03/2011
Aplicação da transmissão
1 A. M
Transmissões
João Dias
30
03/2011
ar c
ha
3A
.M
Ma
rch
2 A.
archa
a
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
A.
4
M
ar
a
ch
A.
5
a
rch
a
M
Aplicação da transmissão
Gráfico de força trativa:
4000
40%
3500
30%
Força [kgf]
3000
1a m archa
2500
20%
2000
2a m archa
1500
10%
1000
3a m archa
4a m archa
500
5a m archa
0%
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
Transmissões
João Dias
31
03/2011
Aplicação da transmissão
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
Dados:
it =
Veloc. Máx.
1a. 3.86
30 km/h
2a. 2.29
50 km/h
3a. 1.45
80 km/h
4a. 1.00
115 km/h
5a. 0.80
145 km/h
idif =
4.10
n max =
3600 rpm
n Tmax = 1800 rpm
rd =
0.350 m
Transmissões
João Dias
32
03/2011
vmax
nmáx ⋅ rd
115,856
=
⋅ 0,377 =
it ⋅ idif
it
Aplicação da transmissão
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
Rotação de troca de marchas:
it
1a.
3.86
2a.
2.29
3a.
1.45
4a.
1.00
5a.
0.80
Rotação
Troca
2136 rpm
2280 rpm
2483 rpm
2880 rpm
Transmissões
João Dias
33
03/2011
ntrocat
it
= nmáx ⋅
it −1
Caixa de Câmbio
• Manual
• Automática
• CVT
• Automatizada / Robotizada
• Dual Clutch
Transmissões
João Dias
34
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
• Longitudinal
• Tração
• Propulsão
• Transversal
• 2 árvores
• 3 árvores
• 4 árvores
Transmissões
João Dias
35
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Pré disposição para 4x4
Tipo de juntas de semi-eixo
Tipo do comando de embreagem
Tipo de comando interno
Lubrificação
Cadeia de cotas - arquitetura
Implantação do diferencial
Entre-eixos secundário x diferencial
Entre-eixos primário x diferencial
Comprimento da caixa de câmbio
Entre-eixos primário x secundário
Escolha dos mancais
Disposição dos Pinhões
Benchmarking
Escolha entre 2 ou 3 árvores
Transmissões
João Dias
36
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
2 eixos
Transmissões
João Dias
37
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Árvore primário
Mais compacta em
comprimento porque os
sincronizadores estão
repartidos sobre 2 árvores
secundários
3 eixos
Transmissões
João Dias
38
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Arquitetura muito
compacta em
comprimento devido ao
fato de haver 3 árvores
secundários
Os 3 pinhões de ataque
engrenam na coroa
Ex. Volvo para motores 6
cilindros
4 eixos
Transmissões
João Dias
39
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Impacto
Impactoda
daposição
posiçãodo
domotor
motorde
departida
partida
Comando
Comandode
deembreagem
embreagem
A posição do motor de
partida é um dos
primeiros pontos a
serem definidos no
projeto da caixa.
Esta posição orienta a
escolha da configuração
interna da caixa.
Distância
Distânciado
dosolo
solo
Transmissões
João Dias
40
03/2011
Comando
Comandoda
dacaixa
caixa
Caixa de Câmbio - Manual
Com performance equivalente,
a escolha da caixa de câmbio com
2 ou 3 árvores é orientada por :
CUSTO
Transmissões
João Dias
41
03/2011
COMPACTAÇÃO
Caixa de Câmbio - Manual
22 árvores
árvores
Pontos + :
• Massa (1 só árvore secundário)
• Custo
• Acústica
• Escalonamento
Pontos - :
• Comprimento (todas as marchas
em um só eixo)
Transmissões
João Dias
42
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
33 árvores
árvores
Pontos + :
• comprimento (sincronizadores
repartidos em 2 árvores)
Pontos - :
• Custo
• Massa
• Acústica
• proximidade dos sincronizadores
sobre a linha secundária
• escalonamento mais difícil
Transmissões
João Dias
43
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Proximidade dos
sincronizadores sobre
a linha secundária
Transmissões
João Dias
44
03/2011
Caixa de Câmbio – Manual (pinhão 1ra.)
Arquitetura clássica e
interessante do ponto
de vista de integração
no veículo
Transmissões
João Dias
45
03/2011
Caixa de Câmbio – Manual (pinhão 1ra)
Pinhão
Pinhãode
de1ra
1ramarcha
marchana
na
extremidade
extremidadedo
docarter
carterde
de
mecanismo
mecanismo
Em princípio limitado ao
conceito com 3 árvores
Transmissões
João Dias
46
03/2011
Caixa de Câmbio – Manual (marcha a ré)
Sem
Semsincro
sincro
Transmissões
João Dias
47
03/2011
sincronizada
sincronizada
Sobre árvore
Sobre árvore
intermediário
intermediário
Sincronizada
Sincronizada
Sobre árvore
Sobre árvore
secundário
secundário
Com
Comfreio
freio
Caixa de Câmbio - Manual
Entre
Entre eixos
eixos PP // SS
Escolha de um entre eixos grande
+:
• Otimização do diâmetro dos eixos
• Permite sincronizadores de diâmetro maiores
• Permite otimizar a largura do dente e minimizar a
fecha dos eixos
• Permite implantar rolamento de diâmetro maiores
-:
• desvantagem de consumo de material, com custo
maior
• Pinhões maiores, caixa menos compacta
• Massa e inércia de sincronização maiores
Transmissões
João Dias
48
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Rolamento
Rolamento de
de esferas
esferas
+:
• Pouco arrasto e tensões
Transmissões
João Dias
49
03/2011
-:
• Volume radial importante
• custo (a ISO capacidade, o rolamento de
esferas é mais caro que o rolamento cônico)
Caixa de Câmbio - Manual
Rolamento
Rolamento de
de rolos
rolos cônicos
cônicos
+
• Rolamento compacto
• Montagem simplificada
• custo a ISO capacidade -25% que
rolamento de esferas
Transmissões
João Dias
50
03/2011
• arrasto
• necessidade de pré-tensão
Caixa de Câmbio - Manual
A escolha do rolamento
pode impactar o entre eixos
da caixa de câmbio
Ex. :
• mancal muito fraco
• proximidade com o colar de
embreagem
Transmissões
João Dias
51
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Escolha
Escolha dos
dos rolamentos
rolamentos –– PP ee SS
Para caixas com torque a transmitir <150 Nm utiliza-se
geralmente rolamentos de esfera ou rolos cilíndricos para
as duas linhas de eixos
Transmissões
João Dias
52
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Escolha
Escolha dos
dos rolamentos
rolamentos –– PP ee SS
Para caixas com torque entre 150 et 300 Nm, utiliza-se geralmente
rolamentos de esfera - rolos cilíndricos ou esfera-esfera sobre o
primário associado a rolamentos cônicos sobre o secundário
Transmissões
João Dias
53
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Escolha
Escolha de
de rolamentos
rolamentos –– PP ee SS
Para caixas com capacidade de torque > 300 Nm,
utiliza-se tão somente rolamentos de rolos cônicos
sobre todos os eixos devido ao volume radial.
Transmissões
João Dias
54
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Rolamentos
Rolamentos –– linha
linha do
do diferencial
diferencial
Para caixas com
torque < 120 Nm é
possível montar
rolamentos de esfera
– rolos cilíndricos
Transmissões
João Dias
55
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Rolamentos
Rolamentos –– linha
linha do
do diferencial
diferencial
Para caixos com até 150
Nm utiliza-se montagem
com rolamentos de
esfera - esfera
Transmissões
João Dias
56
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Rolamentos
Rolamentos –– linha
linha do
do diferencial
diferencial
Para caixas com torque
>150 Nm é montado
somente rolamento de
rolos cônicos
Transmissões
João Dias
57
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Entre eixos primário
- diferencial
Grandes impactos pelo
volume destinado à
embreagem
Transmissões
João Dias
58
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Primário
Primário -- Diferencial
Diferencial
Volume embreagem
Proximidade da junta
semi-eixo com o
carter
Posição da carcaça
do diferencial
Transmissões
João Dias
59
03/2011
Diâmetro do rolamento
direito do diferencial
Caixa de Câmbio - Manual
Definição
Definição do
do comprimento
comprimento da
da caixa
caixa segundo
segundo oo
empilhamento
empilhamento axial
axial dos
dos pinhões
pinhões
Proximidade de 2 pinhões ou
pinhão – garra sobre 2 linhas
diferentes: 1.5
Recobrimento puro : 1.5
Folga entre 2 pinhões loucos sobre
a mesma linha com um peça
intermediária: 1
Folga entre 2 pinhões loucos
apoiados: 0.5
Transmissões
João Dias
60
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Lubrificação
Lubrificação por
por centrifugação
centrifugação
Formas naturais
Transmissões
João Dias
61
03/2011
defletor
Caixa de Câmbio - Manual
defletor
Canal de alimentação
Boîte J
Transmissões
João Dias
62
03/2011
Trajeto de óleo
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando externo
externo aa barra
barra –– saída
saída inferior
inferior
+
• comando externo simples
(monobarra)
• Custo reduzido
• Performance limitada do
comando interno e externo
Transmissões
João Dias
63
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando aa cabo
cabo –– saída
saída superior
superior
Arquitetura
veículo
Legislação
Passagem de barra sob
o painel não autorizada
Adaptação saída superior
2 tipos : vertical e horizontal
Transmissões
João Dias
64
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando aa cabo
cabo –– saída
saída alta
alta vertical
vertical
+:
• Confiabilidade, sem estanqueidade na
parte baixa
• Custo (difícil em versão a barra)
• Rigidez (comando externo a cabo)
• Instalação do comando a cabo
-:
• Custo (comando externo a cabo)
• NVH média e alta frequência
Transmissões
João Dias
65
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando aa cabo
cabo –– saída
saída alta
alta horizontal
horizontal
+:
• Confiabilidade, sem estanqueidade na
parte baixa
• Custo
• NVH alta frequência
• Fluidez
-:
• Instalação
9 Proximidade da alavanca de
câmbio com o suporte do GMP
9 Orientação dos cabos – raios de
curvatura dos cabos
Transmissões
João Dias
66
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comandos
Comandos internos
internos modulares
modulares
+:
• Facilidade de montagem na fábrica da
caixa
• Facilidade no pós-venda
• Facilidade para eventual robotização
-:
• Custo
Transmissões
João Dias
67
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comandos
Comandos internos
internos montados
montados na
na caixa
caixa
+:
• Custo
-:
• Montagem na fábrica da caixa de
câmbio mais delicada
• Intervenção complicada no pós-venda
Transmissões
João Dias
68
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando de
de embreagem
embreagem aa cabo
cabo
+:
• conceito econômico
-:
• rendimento medíocre
• instalação ( garfo em chapa)
9Tamanho do cárter de
embreagem é função do
deslocamento do garfo
Transmissões
João Dias
69
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando hidráulico
hidráulico –– pistão
pistão fixo
fixo no
no carter
carter
+:
• permite instalar o conjunto colar/garfo do
comando a cabo
• melhor performance comparando-se com o
comando a cabo
-:
• custo elevado
• Instalação
9 volume importante necessário para fixar
o acionamento no cárter
Transmissões
João Dias
70
03/2011
pistãode
deacionamento
acionamentoéé
OOpistão
fixono
nocárter
cárterde
deembreagem
embreagemee
fixo
agediretamente
diretamentesobre
sobreoogarfo
garfo
age
Caixa de Câmbio - Manual
Comando
Comando hidráulico
hidráulico com
com pistão
pistão concêntrico
concêntrico
+:
• Rendimento de bom nível
• Custo menor com relação ao
exemplo anterior
• compacto, permite otimizar o
cárter de embreagem
• instalação: possível na versão
2 ou 3 eixos
-:
• Fragilidade do sistema
• Implantação delicada
acionamentoestá
estáincorporado
incorporadona
nafunção
função««colar
colar»»
OOacionamento
Transmissões
João Dias
71
03/2011
Caixa de Câmbio – Manual - Pesados
Transmissões
João Dias
72
03/2011
Caixa de Câmbio Volvo – Principais
partes
• Alojamento da embreagem
(C) - Este alojamento liga a
caixa de câmbio ao motor e
protege a embreagem.
• Grupo Desmultiplicador (S) O grupo desmultiplicador divide
as marchas possibilitando o uso
de marchas altas e baixas
(Split).
• Caixa Básica (B) - A caixa
básica possui engrenagens de
marchas básicas, engrenagem
das marchas reduzidas e
engrenagens das marchas à ré.
• Grupo Redutor (R) - O grupo
redutor é composto por um
conjunto de engrenagens
planetárias que dobram o
número de marchas da caixa
básica (B).
Transmissões
João Dias
73
03/2011
Caixa Básica
• Eixo de entrada (1)
• Eixo principal (2)
• Eixo intermediário (3)
• Eixo da ré (4)
Transmissões
João Dias
74
03/2011
Grupo Redutor
• Grupo redutor de duas velocidades.
– Grupo Redutor Alto
– Grupo Redutor Baixo
• Com o grupo redutor, as engrenagens
básicas da caixa de câmbio são duplicadas,
atendendo as exigências de um caminhão
moderno.
• O grupo redutor é constituído por um
sistema planetário que transmite a potência
do eixo principal diretamente para as
engrenagens de acionamento:
1. Engrenagem Satélite
2. Engrenagem Anelar
3. Anel de Engate
4. Engrenagem Solar
5. Suporte de Planetários
As mudanças no grupo redutor são feitas
através de um cilindro pneumático (6)
Transmissões
João Dias
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03/2011
Caixa Volvo – VT2214B
vídeo
Transmissões
João Dias
76
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
MECÂNICA
HIDRÁULICA
ELETRÔNICA
Transmissões
João Dias
77
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Funções
Assegurar várias relações de velocidade incluindo marcha a ré
Transmistir o torque de acordo com a marcha engatada
Compatibilidade com as faixas de regime motor
Vantagens
Capacidade de torque elevada
Cinemática compatível com a lógica da demultiplicação
Inércia com relação às marchas
Torque ininterrupto
Transmissões
João Dias
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03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Transmissões
João Dias
79
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Conversor
Conversorde
deTorque
Torque
Conversor
Transmissões
João Dias
80
03/2011
=
turbina
+
reator
+
impulsor
Caixa de Câmbio - Automática
Transmissões
João Dias
81
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Princípo
Princípode
defuncionamento:
funcionamento:impulsor
impulsoreeturbina
turbina
Transmissões
João Dias
82
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Impulsor
Impulsoreeturbina
turbina
impulsor
Transmissões
João Dias
83
03/2011
turbina
Caixa de Câmbio - Automática
Forte diferença de
velocidade
Transmissões
João Dias
84
03/2011
Média diferença de
velocidade
Pequena diferença
de velocidade
Caixa de Câmbio - Automática
Reator
Reator
Reator = defletor posicionado entre o impulsor e a turbina
1ra. função:
reorientar os filetes
de óleo para não
parar o impulsor
2da. função:
aumentar o torque
do motor. De fato, na
saída do reator há
ainda energia e esta
ajuda também na
rotação do impulsor
Transmissões
João Dias
85
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Reator
Reator
Reator = defletor posicionado entre o impulsor e a turbina
O estator fica no centro do
conversor de torque e sua função é
redirecionar o fluido hidráulico
retornando da turbina antes de
encontrar o impulsor novamente.
Isto aumenta substancialmente a
eficiência do conversor de torque.
Note o estriado que é conectado a
um
sistema
de
embreagem
unidirecional no interior do estator
Transmissões
João Dias
86
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Conversor
Conversorde
detorque:
torque:cálculos
cálculos
ΔV entre T et I
Deslizamento:
ωe − ωs
g =
x 100
ωe
Coeficiente multiplicador
de torque:
K=
Cs
Ce
Rendimento:
R =
Csxωs
Cexωe
Invariante :
Y =
ωe
Ce
Transmissões
João Dias
87
03/2011
100% 2200
2100 ηT/ηI
95%
2000
90%
1900
85%
1800
80%
2,0
1700
75%
1600
70%
r
so
1500
65%
s
r
1400
60%
1,5
Ponto de parada onve
c
1300
55%
Rapport
de
1200
50%
couple
1100
45%
(K)
r
u
1000
40%
1,0
ple
u
900
35%
Co
800
30%
700
25%
600
20%
0,5
500
15%
400
10%
300
5%
200
0%
0,0
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00
rendement Invariant
Rapport de vitesse (i)
(R)
(Y)
100%
Glissement
0%
2,5
Ponto de
Point de
torque
couplage
Ganho do reator
AL4054D
K
R
Y
Caixa de Câmbio - Automática
Função
FunçãoLock
LockUp
Up: :melhoria
melhoriado
dorendimento
rendimentoglobal
globalda
dacaixa
caixaautomática
automática
eliminando
eliminandoas
asperdas
perdasdevido
devidoao
aopatinamanto
patinamantodo
doconverssor
converssor(embreamento
(embreamento
mecânico
mecânicodo
domotor
motorcom
comooeixo
eixode
deentrada
entradada
dacaixa)
caixa)
acionamento
hidráulico
a
AL4012D
AL4013D
1
5
b
2
4
3
Conversor desacoplado
Transmissões
João Dias
88
03/2011
Conversor acoplado
Caixa de Câmbio - Automática
Lock
LockUp
Up: :vista
vistadetalhada
detalhada
componentes
Conjunto embreagem
(lock-up)
estanqueidade
Transmissões
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89
03/2011
Disco /
guarnição
com
ranhuras
Caixa de Câmbio - Automática
O
Otrem
tremplanetário:
planetário:
Transmissões
João Dias
90
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Do
Dotrem
tremsimples
simplesao
aocom
comvárias
váriasrelações
relações
Transmissões
João Dias
91
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Do
Dotrem
tremsimples
simplesao
aocom
comvárias
váriasrelações
relações
DP0 : 4 marchas, trem Simpson II
Transmissões
João Dias
92
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Condições:
Condições:
Exemplo
Exemplo: :condições
condiçõesde
deengrenamento
engrenamentopara
paraoo1ro.
1ro.satélite
satélite
D3 = D1 + 2.D2
2
1
Z3 = Z1 + 2.Z2
3
1 : planetário
2 : Satélite
3 : coroa
Transmissões
João Dias
93
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Trem
Tremsimples
simples
planetário
coroa
Transmissões
João Dias
94
03/2011
satélite
Caixa de Câmbio - Automática
Trem
Tremduplo
duplo
Transmissões
João Dias
95
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Trem
Tremepicicloidal
epicicloidal duplo
duplo
planetário
Satélite
Coroa
Transmissões
João Dias
96
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Os receptores tem por função liberar ou bloquear os
elementos do trem planetário
Os receptores se dividem em 3 famílias :
as embreagens para tornar o elemento do trem planetário
solidário ao motor
os freios para tornar os elementos do trem planetário
solidários aos cárter
rodas livres (função de freio unidirecional)
ionados 2
c
a
o
rã
ta
s
e
re
p
m
e
S
receptores
Transmissões
João Dias
97
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
E1
Receptores DP0
4 marchas
(Renault)
P
R
N
1
2
D
3
4
1ème imposée
2ème imposée
3ème imposée bouton
3ème hydraulique
refuge
Transmissões
João Dias
98
03/2011
E2
F1
F2
F3
Caixa de Câmbio - Automática
Chambre de
compensation
Contre
piston
Cloche
MAV-MAR
Contre
piston
Plateau d'appui
Denture externe
moteur
Etanchéité
Equilibrage
E1
Chambre de
compensation
Ressorts
de rappel
Ressorts
de rappel
Joint
Jonc
Rondelle
ondulée
E2
Jonc
Embreagens
Embreagens
Piston
Ex
Ex: :E1
E1et
etE2
E2de
deTA96
TA96
P1
Alimentation
E1
Joint
torique
Rondelle
plate
Liaison
avec PS1
Jonc
Alimentation
E2
AL4062P
Bagues lisses en régul.
Butées à aiguilles
Butée
Cloche MAV
Jonc
Etanchéité
Cloche d'entrée
de mouvement
Piston
Transmissões
João Dias
99
03/2011
Denture interne
moteur
Plateau
d'appui
Arbre
d'entrée
Caixa de Câmbio - Automática
realização
realizaçãodas
dasembreagens
embreagens(discos)
(discos)
Transmissões
João Dias
100
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
sino
Transmissões
João Dias
101
03/2011
Colar do diafragma
Caixa de Câmbio - Automática
Embreagens
Embreagens
discos
Transmissões
João Dias
102
03/2011
pistão
Caixa de Câmbio - Automática
Embreagens
Embreagens
Linha de árvores (conjunto)
Transmissões
João Dias
103
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Embreagens
Embreagens
Linha trem duplo subconjunto
Transmissões
João Dias
104
03/2011
Linha trem simples subconjunto
Caixa de Câmbio - Automática
Réalisation
Réalisationdes
desembrayages
embrayages
Árvore de entrada
Árvore planetário curto
Transmissões
João Dias
105
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Carter BVA
Freios
Freiosmultidiscos:
multidiscos:
Ex
Ex: :F1
F1da
daDP0
DP0(Renault)
(Renault)
Denture
interne
P1
Funcionamento
semelhante às embreagens
Plateau
d'appui
Ressorts
de rappel
Denture
externe
Piston
Transmissões
João Dias
106
03/2011
AL4068P
Caixa de Câmbio - Automática
Receptores:
Receptores:
Freios
Freiosde
de banda
banda
--Simples
Simplesou
ouduplos
duplospara
paradobrar
dobraraa
capacidade
capacidadede
detorque
torque
transmitido
transmitidodo
domesmo
mesmovolume.
volume.
Ex
Ex: :F2
F2et
etF3
F3de
deDP0
DP0
Couvercle
Cale de
réglage
Piston
Jonc
d'arrêt
Joint
torique
Ressorts
de rappel
Tige mobile
d'actionnement
AL4069P
A banda é uma guarnição que age diretamente sobre uma parte
móvel ligada ao elemento que se quer bloquear: um tambor
Transmissões
João Dias
107
03/2011
Vis "point fixe"
de réaction
(non réglable)
Caixa de Câmbio - Automática
Transmissões
João Dias
108
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Freio de banda
Transmissões
João Dias
109
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
Função
Funçãodo
dofreio
freiode
deparking
parking
Permitir
Permitiraaimobilização
imobilizaçãodo
doveículo
veículopelo
pelobloqueio
bloqueiomecânico
mecânicoda
datransmissão
transmissão quando
quando
aaalavanca
de
seleção
está
na
posição
P
pois
não
há
ligação
mecãnica
entre
alavanca de seleção está na posição P pois não há ligação mecãnica entreoo
motor
motoreeaaBV
BV(ligação
(ligação««hidráulica
hidráulica»)
»)
Vis RLX M16x1-16 (2 fois)
g=
n
i
k
r
a
p
Bouchon M16x1,5
Contacteur
de
e
multifonction
Freio mento d deve
Levier de parc
o
i
ele
e
r
f
Etrier à galets
a: o ível.
ç
n
a
r
s
r
u
seg
Doigt
rreve
i
r
e
de parc
s
Levier de
sélection
Biellette
Axe de
commande
Palier axe
secteur billage
M16x1,5
Ressort
de rappel
Roue de parc
Transmissões
João Dias
110
03/2011
AL4039D
Caixa de Câmbio - Automática
freio
freiode
deparking
parking
Vis RLX épaulée
M16x1-23 CDQ 6,8
Secteur cranté
AL4040D
Lame de
billage
Ressort R
Came
Transmissões
João Dias
111
03/2011