Escola Estadual de
Educação Profissional - EEEP
Ensino Médio Integrado à Educação Profissional
Curso Técnico em Manutenção Automotiva
Sistema de Transmissão Mecânica
Governador
Cid Ferreira Gomes
Vice Governador
Domingos Gomes de Aguiar Filho
Secretária da Educação
Maria Izolda Cela de Arruda Coelho
Secretário Adjunto
Maurício Holanda Maia
Secretário Executivo
Antônio Idilvan de Lima Alencar
Assessora Institucional do Gabinete da Seduc
Cristiane Carvalho Holanda
Coordenadora da Educação Profissional – SEDUC
Andréa Araújo Rocha
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Ensino Médio Integrado à Educação Profissional
Sumário
Sumário..........................................................................................................................................................1
Partes..........................................................................................................................................................4
Embreagem............................................................................................................................................4
Caixa de mudanças.................................................................................................................................5
Transmissão articulada...........................................................................................................................6
Diferencial..............................................................................................................................................6
Semi-árvore............................................................................................................................................6
Funcionamento...........................................................................................................................................7
Tipos...........................................................................................................................................................7
Mecânica Convencional.........................................................................................................................7
Mecânica compacta................................................................................................................................8
Automática.............................................................................................................................................8
Automatizada.........................................................................................................................................8
Manutenção...............................................................................................................................................9
Transmissão articulada.............................................................................................................................10
Partes....................................................................................................................................................11
Funcionamento.....................................................................................................................................12
Manutenção..........................................................................................................................................12
Árvore de transmissão (homocinética).....................................................................................................13
Partes....................................................................................................................................................13
Tipos.....................................................................................................................................................15
Manutenção..........................................................................................................................................16
Caixa de mudanças...................................................................................................................................17
Relação de transmissão........................................................................................................................18
Desprezando-se a perda por atrito. Isto denomina-se torque um-por-três...........................................19
VEJA O EXEMPLO!!!........................................................................................................................20
..............................................................................................................................................................20
Partes da caixa......................................................................................................................................21
Funcionamento.....................................................................................................................................23
Tipos.....................................................................................................................................................26
Manutenção..........................................................................................................................................29
Alavanca de comando da caixa de mudanças..........................................................................................29
Tampa da caixa de mudanças...................................................................................................................32
Partes....................................................................................................................................................33
Funcionamento.....................................................................................................................................34
Tipos.....................................................................................................................................................35
Manutenção..........................................................................................................................................36
Árvores da caixa de mudanças.................................................................................................................37
Árvore Primária....................................................................................................................................37
Árvore intermediária............................................................................................................................38
Árvore Secundária (Convencional)......................................................................................................39
Conjunto de marcha-à-ré......................................................................................................................41
Conjunto sincronizador........................................................................................................................42
Manutenção..........................................................................................................................................44
Embreagem mecânica..............................................................................................................................44
Partes....................................................................................................................................................44
Embreagem eletrônica..........................................................................................................................49
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Mecânica
1
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Manutenção..........................................................................................................................................51
Semi-árvore..............................................................................................................................................51
Tipos.....................................................................................................................................................52
Diferencial................................................................................................................................................53
Partes....................................................................................................................................................54
Funcionamento.....................................................................................................................................55
Tipos.....................................................................................................................................................57
Manutenção..........................................................................................................................................58
Caixa de transferência..........................................................................................................................58
Grupo planetário GP............................................................................................................................60
Grupo de velocidade GV......................................................................................................................63
Caixa sequencial...................................................................................................................................65
Transmissão automática.......................................................................................................................67
Embreagem hidráulica.........................................................................................................................67
Conversor de torque.............................................................................................................................68
Trem epicicloidal..................................................................................................................................69
Seleção das mudanças nos diferentes sistemas ...................................................................................70
CVT......................................................................................................................................................73
......................................................................................................................................................................74
Manutenção Automotiva – Sistema de Transmissão
Mecânica
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Sistema de Transmissão
A transmissão comunica às rodas a potência do motor transformada em energia mecânica. Num
automóvel convencional, com motor dianteiro, a transmissão tem inicio no volante do motor e prolongase através da embreagem, da caixa de câmbio, do eixo de transmissão e do diferencial até as rodas de trás.
Os automóveis com motor à frente e com tração dianteira ou com o motor atrás e tração nas rodas de trás
dispensam o eixo transmissão sendo, neste caso, o movimento transmitido por meio de eixos curtos.
A embreagem, que se situa entre o volante do motor e a caixa de cambio, permite desligar a energia
motriz da parte da parte restante da transmissão para libertar esta do torque quando as mudanças são
engrenadas ou mudadas.
Figura 1. Sistema de transmissão.
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Partes
Basicamente, é constituído pelos seguintes elementos (Fig. 2):
Figura 2. Componentes do sistema de transmissão.
Embreagem
Instalada entre o motor e a caixa de mudanças, a embreagem é um conjunto de peças que se articulam
entre si, com a finalidade de acoplar e desacoplar o motor, do restante do sistema de transmissão (Fig. 3).
Figura 3. Embreagem.
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Caixa de mudanças
E um conjunto de elementos que faz variar, convenientemente, a relação entre o numero de rotações do
motor e o número de giros da s rodas motrizes do veículo (Fig. 4).
Figura 4. Caixa de mudanças.
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Transmissão articulada
Transmite o movimento de rotação da árvore secundária, da caixa de mudanças, ao diferenciai,
permitindo a variação de ângulo e de comprimento da transmissão, através das juntas universais e
elásticas (Fig. 5).
Figura 5. Transmissão articulada.
Diferencial
É um conjunto de engrenagens de aço, que se combinam, entre si, para permitir rotações diferentes das
rodas motrizes do veiculo, quando esse se desloca nas curvas (Fig. 6).
Figura 6. Diferencial.
Semi-árvore
Transmite o movimento de rotação, do diferencial às rodas motrizes, do veiculo (Fig. 7).
Figura 7. Semi-árvore.
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Funcionamento
Quando o pedal de embreagem está livre, sem ser acionada pelo motorista, a embreagem faz a conexão do
motor com a caixa de mudanças. Ao contrário, quando o pedal de embreagem é acionado, a embreagem
acopla o motor com a caixa de mudanças. Desse modo, quando o motor está em movimento, as
engrenagens de uma marcha, para serem engatadas, é necessário que a caixa de mudanças esteja
desacoplada do motor. Depois de engrenada a marcha, a embreagem acopla lentamente a caixa de
mudanças ao motor, sem causar trancos.
Assim, a caixa de mudanças recebe o movimento de rotação do motor e, na relação de velocidade que
corresponde à marcha engrenada, transmite-o, por meio da transmissão articulada, ao diferencial que, por
sua vez, transmite-o às semi-árvores e suas respectivas rodas. A seqüência de transmissão do movimento
de rotação do motor obedece, portanto, à seguinte ordem: motor, embreagem, caixa de mudanças,
transmissão articulada, diferencial, semi-árvores e rodas motrizes.
Tipos
Os sistemas de transmissão mais comuns são: mecânica convencional, mecânica compacta e automática.
Mecânica Convencional
Nesse sistema (Fig. 8), a embreagem e a caixa de mudanças, para transmitirem os movimentos de rotação
do motor, às rodas motrizes, são operadas pelo motorista, por meio de comandos que conjugam o
acionamento das duas.
Figura 8. Transmissão mecânica convencional.
No sistema mecânico, convencional, a transmissão dos movimentos de rotação do motor tem inicio na
embreagem, e continuidade através da caixa de mudanças, da transmissão articulada, do diferencial e das
semi-árvores, até às rodas motrizes (Fig. 9).
Figura 9. Esquema da transmissão mecânica convencional.
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Mecânica compacta
Nesse sistema (Fig. 10). a embreagem e a caixa de mudanças, para transmitirem os movimentos de
rotação do motor, às rodas motrizes, também são operadas pelo motorista, por meio de comandos que
conjugam o acionamento das duas.
Figura 10. Transmissão mecânica compacta.
A transmissão dos movimentos de rotação do motor, quando instalados na dianteira (Fig. 11a) ou na
traseira do veiculo (Fig. 11b), dispensa a utilização da transmissão articulada, sendo, neste caso,
transmitidos os movimentos por meio de árvores curtas.
Figura 11. Transmissão mecânica compacta na dianteira (a), na traseira (b).
Automática
Nesse sistema, a embreagem e a caixa de mudanças realizam automaticamente suas funções, sempre que
se fizerem necessárias. (Fig. 12). O sistema de transmissão automática, de acordo com a velocidade do
veículo e o numero de rotações do motor, seleciona as marchas compatíveis ao deslocamento do veículo.
Nesse sistema, o conversor de torque, substitui a embreagem. A caixa de mudanças é comandada por
pressões hidráulicas. Além desse tipo de transmissão automática hidráulica, que é a mais usada, há outros
pouco usados, que são: transmissão automática eletromagnética, por correias e hidrostática.
Automatizada
Uma nova alternativa em termos de caixa é a automatização ( robotização) de caixas mecânicas, trata-se
de um sistema que possui um gerenciamento eletrônico da embreagem, permitindo que se faça mudanças
de marcha no cambio sem acionamento de um pedal. Ex; fiat dual logic e GM easy trônic
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Figura 12. Transmissão automática.
Manutenção
Para um funcionamento normal da transmissão, devem ser observados os seguintes procedimentos:
regular, periodicamente, a folga do pedal de embreagem (quando necessário);
➼ evitar "arrancadas" bruscas, com o veiculo;
➼ manter os coxins da caixa de mudanças, sem avarias;
➼ corrigir, periodicamente, os níveis de óleo da caixa de mudanças e do diferencial;
➼ corrigir as folgas das árvores de transmissão;
➼ corrigir as folgas dos liames e trambulador da caixa de mudanças;
➼ corrigir o alinhamento das árvores de transmissão;
➼ corrigir os vazamentos da caixa de mudanças e do diferencial.
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DEFEITOS
Ruídos nas marchas à frente
Ruídos na marcha-à-ré.
“Trancos”
Marchas difíceis
desengrenando.
de
engrenar
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CAUSA
-Níveis de óleo a abaixo do normal.
-Componentes
internos,
desgastados
ou
danificados.
-Folga no conjunto coroa e pinhão, demasiada.
-Árvores de transmissão, desalinhadas.
-Engrenagens desgastadas ou danificadas.
Folga no conjunto coroa e pinhão, demasiada.
- Embreagem danificada.
-Folgas excessivas, na caixa de mudanças e no
diferencial.
-Coxins danificados.
-Cruzetas ou juntas homocinéticas, danificadas.
-Embreagem danificada.
-Liames ou trambulador da alavanca de marchas,
ou
danificados.
-Folga do pedal de embreagem, fora da
especificação.
Transmissão articulada
É um dispositivo de seção tubular, devidamente balanceado, possuindo, em suas extremidades, juntas
universais, e, em uma delas, junta elástica. (Fig. 12)
Figura 13. Transmissão articulada.
Transmissão articulada é o elemento encarregado de transmitir o movimento de rotação da árvore
secundária, da caixa de mudanças, ao diferencial, permitindo as variações do ângulo e do comprimento da
transmissão. Localiza-se na parte inferior do veiculo, e é instalada no sentido longitudinal ao mesmo (Fig.
14).
Figura 14. Localização da transmissão articulada.
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Partes
Transmissão articulada é constituída pelos seguintes componentes: árvore de transmissão, junta elástica e
junta universal.
Árvore de transmissão
É constituída de um tubo de laminado de aço, soldado eletricamente e devidamente balanceado. A
extremidade que se liga à caixa de mudanças termina em um garfo que aloja a junta universal. A outra
extremidade possui entalhes para o acoplamento de uma luva que permite pequenos movimentos axiais.
Os veículos de carga, com grandes distâncias entre-eixos, têm várias transmissões articuladas. Essa
solução, além de reduzir o peso das massas oscilantes, é indispensável para impedir que se verifiquem
vibrações flexionais perigosas que, para serem evitadas, com transmissão articulada única, exigem
diâmetro excessivamente grande.
Junta elástica
Em uma de suas extremidades, a árvore de transmissão possui entalhes {estrias) nos quais, desliza a
superfície do garfo, também entalhado (estriado). As estrias permitem um deslocamento entre a árvore de
transmissão e o qarfo compensando assim as oscilações da suspensão do veiculo (Fig. 15).
Figura 15. Junta elástica.
Juntas Universais
E o órgão que transmite movimento entre dois eixos concorrentes. Compõem-se de dois garfos (ou
forquilhas) fixados aos respectivos eixos e ligados, entre si, por uma cruzeta (Fig. 16). O ângulo entre os
eixos pode variar durante o funcionamento, mas, sem superar os 40º sob risco de romper a cruzeta.
Figura 16. Junta universal.
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Cruzeta
É uma peça em forma de cruz, com quatro braços iguais, em ângulo de 90º. Cada uma das extremidades
desses eixos é assentada em rolamento de agulhas, lubrificados com graxa (Fig. 17).
Figura 17. Cruzeta.
Funcionamento
Quando o veiculo "arranca", freia, ou transita por pisos irregulares, o eixo motriz sobe e desce
constantemente. Isto faz com que varie o ângulo formado pela árvore secundária da caixa de mudanças e
a transmissão articulada, com isso, haverá uma variação de distância entre a caixa de mudanças e o eixo
motriz. Essas variações são compensadas pela ação das juntas universais e a junta elástica.
Existem dois tipos de cardans, num deles, uma cruzeta com buchas de borracha está fixada às forquilhas.
A borracha comprimida faz de amortecedor. No segundo tipo, uma almofada sextavada de borracha
absorve o choque da transmissão e permite a articulação.
Manutenção
DEFEITOS
Vibração
Ruídos
universais
nas
CAUSAS
-Grampos de fixação da junta universal, frouxos.
-Ângulo formado pela árvore longitudinal de transmissão,
em relação à árvore do pinhão, fora das especificações.
-Arvore de transmissão, empenada ou não balanceada.
juntas Grampos de fixação da junta universal, frouxos.
-Falta de lubrificação.
-Rolamentos de agulhas das juntas universais, danificados
ou desgastados.
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Árvore de transmissão (homocinética)
A árvore de transmissão é uma barra de aço, cilíndrica, com as extremidades articuladas por meio de
juntas homocinéticas. É também conhecida como "semi-árvore". A árvore de transmissão transmite os
movimentos do conjunto "motor-caixa de mudanças", às rodas motrizes do veiculo (Fig. 18).
Figura 18. Árvore de transmissão.
A árvore de transmissão homocinética é instalada com o conjunto “motor-caixa de mudança”. Em certas
marcas de veículos, são instaladas na dianteira, e, em outras na traseira.
Partes
Basicamente, a árvore de transmissão homocinética é constituída pelos seguintes elementos (Fig. 19):
Figura 19. Componentes da árvore de transmissão homocinética.
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Árvore de saída (ponta de eixo) com junta homocinética
Esta arvore transmite os movimentos da árvore de entrada (semi-árvore) as rodas motrizes. É uma barra
de aço, cilíndrica e tem, em uma das extremidades, um alojamento esférico, com uma parte central
estriada, para alojar a árvore de entrada (semi-eixo). A esse alojamento esférico, dá-se o nome de "junta
homocinética". (Fig. 20). A outra extremidade da árvore é estriada e tem uma "ponta" rosqueada, o que,
por meio de uma porca, permite a fixação do cubo da roda e o ajuste de seu único rolamento que possui
duas pistas de esferas.
Figura 20. Árvore de saída.
Anel de travamento
Conforme o seu nome indica, esse elemento faz o travamento das juntas homocinéticas nas árvores de
entrada e de saída.
Braçadeiras das coifas
Servem para fixar as coifas de proteção às árvores e às juntas homocinéticas. Existem dois tipos:
autotravantes e aparafusadas. As braçadeiras retiradas, não devem ser reaproveitadas e sim substituídas.
Coifas de proteção
Protegem as juntas homocinéticas contra a penetração de água e impurezas e garantem a permanência da
graxa que lubrifica os elementos das juntas.
Árvore de entrada (semi-eixo)
Esta árvore recebe o torque motriz através da caixa de mudanças, e transmite-o à árvore de saída, através
da junta homocinética. (Fig. 21)
Figura 21. Árvore de entrada (semi-eixo).
Os sistemas de "ligações" entre as árvores de entrada e de saída, apresentam características diferentes, que
variam em função do tipo de suspensão do veículo, de seus movimentos e da possibilidade de
esterçamento das rodas motrizes. Nos veículos de suspensões com pontes rígidas, a ligação externa, do
lado da roda, é feita por meio de um flange, fixado ou usinado no próprio"semi-eixo",e por uma série de
elementos rosqueados. No lado interior de cada semi-árvore é aparafusado um flange ou encaixado por
meio de uma “trizeta”, colocada através' de um perfil estriado em sua extremidade. Nos veículos de
suspensões com pontes móveis, os"semi-eixos" devem permitir os movimentos entre as rodas e a
transmissão angular. Para tal, eles têm as juntas homocinéticas fixadas em suas extremidades.
Junta homocinética
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É o elemento que faz a ligação entre as árvores de saída e de entrada, articulando-se, para permitir, em
qualquer momento, uma velocidade de rotação igual e regular, entre as duas (Fig. 22).
Figura 22. Junta homocinética.
Funcionamento
A árvore de entrada recebe o torque motriz, através da junta homocinética interna, que se liga à caixa de
mudanças, e transmite-o à árvore de saída, através da junta homocinética externa. Desse modo, a árvore
de saída transmite às rodas motrizes o torque motriz.
Tipos
Há dois tipos mais generalizados de árvore de transmissão homocinética (Fig. 23).
Figura 23. Tipos de árvores de transmissão homocinética.
União homocinética Birfield
A união Birfield, que permite velocidades sem flutuações nos eixos primários e secundários, numa vasta
gama de ângulos, pode ser apresentada como um dos mais bem sucedidos modelos de uniões
homocinéticas.
Um dos eixos apresenta, numa das extremidades, uma esfera oca (alojamento esférico) onde existem seis
ranhuras alinhadas com o seu eixo. O outro eixo está unido por estrias a outra esfera com ranhuras
semelhantes e que se aloja no interior da esfera oca.
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Entre estas duas peças encontra-se uma aranha de aço contendo seis esferas, também de aço, que
encaixam em ambos os conjuntos de ranhuras. O movimento é transmitido de um para outro eixo pôr
intermédio das esferas. Quando os eixos saem do alinhamento devido ao movimento da direção ou da
suspensão, as esferas deslocam-se nas ranhuras.
Manutenção
O tempo de duração das juntas homocinéticas, previsto por seus fabricantes, depende das inspeções de
manutenção que lhes forem dirigidas, periodicamente, principalmente, dos cuidados que forem
dispensados às coifas de proteção. Para um funcionamento normal, da árvore, devem ser observados os
seguintes procedimentos:
a) verificar se há rasgos ou perfurações nas coifas de proteção, substituindo-as, quando
necessário;
b) verificar se há quebraduras ou afrouxamento das braçadeira das coifas, substituindo-as,
se necessário;
c) manter a porca da árvore de saída (ponta de eixo) dentro do torque recomendado;
d) verificar o "aperto" dos parafusos de fixação das juntas homocinéticas, corrigindo-o,
quando necessário;
e) lubrificar as juntas homocinéticas, conforme instruções do fabricante do veículo;
f) colocar braçadeiras novas, sempre que forem retiradas as das coifas de proteção.
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CAUSAS
DEFEITOS
Barulho" na árvore de transmissão, quando
o veículo "arranca" ou se desloca em linha
reta.
"Barulho" na árvore de transmissão,
quando o veiculo faz curva.
-Parafusos da junta homocinética, folgados.
-Folgas na própria junta.
-Porca da ponta da árvore de saída, frouxa.
-Estrias da árvore, danificadas.
-Junta homocinética, totalmente danificada.
Vazamento de lubrificantes, nas juntas -Coifas de proteção, rasgadas ou perfuradas.
homocinéticas.
-Braçadeiras das coifas, quebradas ou frouxas.
Caixa de mudanças
A caixa de mudanças, também conhecida como "caixa de câmbio", é um conjunto formado por uma
carcaça de alumínio fundido ou ferro fundido e por engrenagens de aço, montadas em eixos, que se
combinam entre si, quando acionadas por uma alavanca externa, com a finalidade de fazer variar,
convenientemente, a relação entre o número de giros das rodas motrizes do veiculo (Fig. 24).
Figura 24. Caixa de mudanças.
Dependendo da marca do veículo, a caixa de mudanças pode ser instalada na parte dianteira, ou na
central, ou na traseira do veículo, em posição longitudinal, ou ainda, em posição transversal.
As combinações que as engrenagens da caixa de mudanças formam, são em numero de três, quatro ou
mais, dependendo da marca e tipo de veículo, além da combinação que permite a inversão de marcha,
conhecida como marcha-à-ré. As outras combinações são chamadas de: primeira, segunda, terceira,
quarta, etc...
A velocidade máxima de um automóvel depende da potência máxima do seu motor, desenvolvendo-se,
está próximo do número máximo de rotações do motor.
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Relação de transmissão
As rodas do tipo médio, porém, apenas necessitam de girar à velocidade de 1000 r. p. m. , para
percorrerem 110 km/h. , pelo que não podem ser ligadas diretamente ao motor. Deverá existir, portanto,
um sistema que permita às rodas dar uma rotação completa enquanto o motor efetua quatro, o que se
consegue por meio de uma desmultiplicação, ou redução, no diferencial.
É comum a relação de transmissão de 4:1 , entre a velocidade de rotação do motor e das rodas. Enquanto
o automóvel se desloca a uma velocidade constante numa via plana, esta redução é suficiente. Contudo, se
o automóvel tiver de subir uma encosta, a sua velocidade diminuirá e o motor começara a falhar.
A seleção de uma velocidade mais baixa (relação mais baixa) permite que o motor trabalhe a um maior
número de rotações em relação às rodas, multiplicando-se assim o torque (binário motor).
As caixas de mudanças são calculadas e construídas, em função da potência do motor do veículo e da
carga máxima que o mesmo pode suportar. O torque máximo de um motor é calculado para um certo
numero de rotações. Assim, quando a rotação de um motor diminui, o seu torque motriz também diminui.
Quando um veículo sobe uma 1adeira, essa ladeira oferece uma certa resistência, chamada de "torque
resistente", ou seja, que se opõe ao torque motriz. Se o torque motriz for menor do que o torque resistente,
o motor tende a parar. Para que isso não aconteça, existe, a caixa de mudanças, cuja função é fazer com
que o torque motriz seja sempre maior do que o torque resistente.
A caixa de mudanças também é chamada tecnicamente de dispositivo de mudança de torque. Ela permitenos selecionar maior velocidade com menos torque, ou pouca velocidade com grande torque, de acordo
com as necessidade do movimento.
O torque (medido em Nm) é o produto de uma força fornecida por uma alavanca. Quanto maior a
alavanca, maior será o torque (força). As engrenagens operam como alavancas, de tamanhos maiores ou
menores.
Quanto maior a engrenagem movida, maior será o torque, embora esteja em rotação mais lenta.
A rotação de duas engrenagens do mesmo tamanho, com os mesmo número de dentes, será de velocidade
e torque idênticos. Quando uma engrenagem de dez dentes engrenar com outra de vinte dentes, a primeira
girará duas voltas, enquanto a segunda girará uma só. A segunda porém, terá maior torque.
Uma engrenagem de dez dentes trabalhando com outra com trinta dentes, terá que dar três voltas para que
a de trinta dentes dê uma volta. Esta chama-se redução três-por-um. O torque de saída será três vezes
maior,
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Desprezando-se a perda por atrito. Isto denomina-se torque um-por-três.
A engrenagem que aciona é chamada de “motora”, e a outra “movida”. Sempre que a engrenagem motora
for menor que a movida existirá uma redução de velocidade e uma multiplicação de torque na
engrenagem movida.
A Relação de redução é o fator que determina torque e a rotação de saída em uma transmissão por
engrenagens. O cálculo da relação de redução é feito da seguinte forma:
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VEJA O EXEMPLO!!!
Quando tivermos em uma caixa de mudanças engrenada uma marcha qualquer, teremos formado dois
pares de engrenagens, então termos o seguinte cálculo de relação de redução:
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Partes da caixa
Basicamente, a caixa de mudanças é constituída pelos seguintes elementos (Fig. 25):
Figura 25. Componentes de uma caixa de mudanças.
Árvore primária
A árvore primária recebe o torque motriz, através do conjunto de embreagens que se acopla ao volante do
motor, e transmite-o à árvore intermediária.
Árvore intermediária
A árvore intermediária recebe o torque motriz, através da árvore primária, e transmite-o à árvore
secundária.
Conjunto sincronizador
É um dispositivo que uniformiza as velocidades de rotação das engrenagens da caixa de mudanças, para
facilitar as mudanças de marchas.
Carcaça da caixa
É o elemento que envolve e guarnece os componentes da caixa de mudanças. Geralmente, o conjunto é
formado pelo corpo da caixa, pela carcaça da embreagem, pela tampa e pela extensão traseira (Fig. 26).
No entanto, às vezes, forma um único bloco com a carcaça da embreagem. Pode ser fundida em ferro ou
em alumínio. Quando fundida em ferro fundido, proporciona maior abafamento das vibrações, enquanto
que, em alumínio, torna-se mais leve.
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Figura 26. Carcaça da embreagem (a), corpo da caixa (b) e extensão traseira (c)
Árvore secundária
A árvore secundária recebe o torque motriz, através da árvore intermediária, e transmite-o ao eixo motriz
do veículo.
Tampa da caixa
Na tampa da caixa, são montados os elementos de engrenamento, da caixa de mudanças, que são
acionados para causar as mudanças de marchas.
Alavanca de mudanças
É uma haste de aço, articulada com os elementos de engrenamento, através da qual o motorista opera a
caixa de mudanças, fazendo variar as suas "marchas".
Anel sincronizador
O anel sincronizador facilita o engrenamento entre a luva sincronizadora e a engrenagem correspondente
a ela. Geralmente, o número de anéis corresponde ao numero de marchas sincronizadas. Para cada luva
pode existir um ou dois anéis. No caso de existirem dois, a luva comanda o movimento de duas marchas.
Garfo seletor
O garfo, comandado pela alavanca de marchas, movimenta a luva interposta entre duas engrenagens
livres, da árvore secundária da caixa de mudanças, fazendo com que haja o engrenamento da marcha
correspondente às engrenagens.
Engrenagens
Existem engrenagens de dentes retos e dentes helicoidais. As engrenagens de dentes retos geralmente são
usadas em marchas que não necessitam serem utilizadas em períodos de longo engrenamento, primeira
marcha (caixas antigas), crawler, e marcha-à-ré, pelo motivo de as mesmas quando engrenadas
produzirem ruído continuo (retos).
Helicoidais
As engrenagens de dentes helicoidais, assim chamadas por possuírem seus dentes em forma de hélice, são
as mais utilizadas na maioria das caixas de mudanças existentes.
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Ao contrário das engrenagens de dentes retos, são aplicadas para marchas menos reduzidas e por
conseguinte de período de engrenamento mais longo, engrenamento esse mais perfeito e de
funcionamento silencioso. São peças de aço, de formato circular, dotadas de dentes uniformes e com
espaçamentos regulares entre si, montadas em árvores ou eixos estriados, ou chavetados, que se
combinam entre si, sincronizadamente, com a finalidade de transmitir movimentos rotativos entre duas ou
mais partes ligadas ao seu conjunto.
As diferentes combinações, formadas pelas engrenagens da caixa de mudanças, são chamadas de marchas
e determinam a força e a velocidade transmitidas às rodas motrizes do veículo.
Funcionamento
A árvore primária recebe o torque motriz, através do conjunto de embreagem que se acopla ao volante do
motor, e transmite-o à árvore intermediária. A árvore intermediária transmite o torque, recebido da árvore
primária, à árvore secundária que, por sua vez, o transmite ao eixo motriz do veículo, através da
transmissão articulada.
A variação de "marchas" é obtida com a combinação entre as engrenagens da árvore secundária e as da
árvore intermediária que guardam uma relação entre si, quanto ao seu diâmetro, para cada marcha
solicitada pelo condutor do veiculo.
Para melhor compreensão do funcionamento das "marchas", nas figuras seguintes, relacionadas com esse
funcionamento, as linhas em destaque orientam o esforço do motor (torque) e as setas, o sentido de
rotação da árvore ou engrenagem.
Ponto morto
Quando é necessário manter-se o motor funcionando, com o veículo parado e a embreagem conectada, o
que, por exemplo, ocorre quando aguardamos o verde de uma sinaleira de trânsito, a alavanca de
mudanças deve ser colocada em “ponto morto”, ou seja, num ponto tal que não permita que o torque
motriz seja transmitido à árvore secundária. A alavanca de mudanças quando está em ponto morto,
desliga, portanto, a árvore secundária das demais árvores. Neste caso, o torque motriz chega somente até a
árvore intermediária, porque não há engrenagens "engatadas" (Fig. 27).
Figura 27. Caixa de mudanças em ponto morto.
Primeira velocidade
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A "primeira" é uma marcha de baixa velocidade (V1) e de muita força (F4), isto porque é resultante da
combinação da menor engrenagem (1) da árvore intermediária, com a maior engrenagem (8) da árvore
secundária, e o torque motriz é transmitido pela árvore intermediária, num processo de redução de
velocidade, para a árvore secundária (Fig. 28).
Figura 28. Caixa de mudanças em primeira marcha.
Da primeira à terceira marcha, o torque motriz é transmitido pela árvore intermediária, nos veículos de
quatro marchas à frente.
Segunda marcha
A "segunda" é uma marcha de velocidade um pouco maior (V2) do que a "primeira", e de menor força
(F3) do que ela, isto, porque é resultante da combinação da engrenagem média (2) da árvore intermediária
com a engrenagem média-grande (7) da árvore secundária (Fig. 29).
Figura 29. Caixa de mudanças em segunda marcha
Terceira marcha
A "terceira" é uma marcha de velocidade um pouco maior (V3) do que a "segunda". E de menor força
(F2) do que ela, isto, porque é resultante da combinação da engrenagem média-grande (3) da árvore
intermediária com a engrenagem média (6) da árvore secundária (Fig. 30).
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Figura 30. Caixa de mudanças em terceira marcha
Quarta marcha
A "quarta" é uma marcha de velocidade maior (V4) do que a terceira, e de menor força (F1) do que ela,
isto, porque o torque motriz é aplicado diretamente ao eixo motriz, através das árvores primária e
secundária, que se acoplam, sem passar pelo processo de redução de velocidades, através da árvore
intermediária, pois, gira sem engrenamento (Fig. 31).
Figura 31. Caixa de mudanças em quarta marcha.
Marcha à re'
É a marcha que faz com que o veiculo se movimente para trás. Para que isso aconteça, é necessário que
haja uma inversão do sentido de rotação da árvore secundária, em relação ao sentido de rotação das
demais marchas. Para que essa inversão do sentido de rotação da árvore secundária seja conseguida, entre
as engrenagens das árvores intermediária e secundária, que formam o conjunto "da ré", é engrenada uma
terceira engrenagem que, além de fazer a inversão, causa uma grande redução de velocidade da árvore
secundária (Fig. 32).
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Figura 32. Caixa de mudanças em marcha à ré.
Há veículos dotados de caixas de mudanças com "sobremarcha", ou seja, neles, a velocidade de saída, na
árvore secundária, na ultima marcha, na "prise direta", é maior do que a velocidade de entrada, na árvore
primária. Neste caso, o torque motriz é transmitido à árvore secundária, através da árvore intermediária,
em todas as marchas. Apesar de ser pequena, essa diferença de velocidade entre as árvores primária e
secundária, permite reduzir a rotação do motor, quando o veículo está em alta velocidade, sem alterar a
velocidade alcançada, o que resulta em prolongamento da “vida do motor” e economia de combustível.
Tipos
Os tipos mais comuns são: caixa de mudanças mecânica (convencional), caixa de mudanças mecânica
(compacta) e caixa de mudanças automática.
Caixa de mudanças mecânica (convencional)
Nas caixas de mudanças mecânicas, as marchas adequadas ao deslocamento do veiculo, em função do
piso onde ele se desloca, da carga que transporta e da velocidade compatível, são determinadas pelo
"motorista", por meio da alavanca de mudanças (Fig. 32).
Figura 33. Caixa de mudanças mecânica convencional.
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Caixa de mudanças mecânica convencional podem ser sincronizadas ou não sincronizadas, sendo a
primeira a mais utilizada.
Quando a caixa de mudanças mecânica sincronizada está em ponto morta, todas as engrenagens da árvore
secundária giram livremente, sem transmitir movimentos à árvore, ficando a mesma parada. Ao ser
engrenada uma marcha, somente a engrenagem correspondente a ela transmite o correspondente
movimento à árvore secundária. As demais engrenagens continuam girando livres, na árvore secundária,
embora estejam acopladas às suas correspondentes engrenagens da árvore intermediária. Isto acontece,
porque, no sistema sincronizado, o engrenamento das engrenagens da árvore secundária, com a própria
árvore, é feito por meio de deslocamento das luvas de sincronizadores, que acoplam as engrenagens à
árvore.
Nas caixas não sincronizadas, as engrenagens da árvore secundária não se acoplam permanentemente com
as suas correspondentes engrenagens da árvore intermediária, que são fixadas a própria arvore. Há um
desalinhamento, entre as engrenagens das duas árvores, que faz com que elas girem livres, com os seus
eixos. As engrenagens da árvore secundária deslizam em seus eixos, no sentido longitudinal, sobre estrias.
Para que se engrenem com as engrenagens da árvore intermediária, são deslocadas por um garfo, até que
se acoplem às mesmas.
Caixa de mudanças, compacta
Neste tipo de caixa, assim como na convencional, as marchas adequadas ao deslocamento do veículo
também são determinadas pelo motorista, por meio da alavanca de mudanças. Esta caixa é chamada
compacta, porque, em uma só carcaça, são montados a caixa de mudanças, árvore de transmissão e o
conjunto diferencial (Fig. 34).
Figura 34. Caixa de mudanças compacta.
Dependendo da marca do veículo, a caixa de mudanças compacta é instalada dianteira ou na traseira do
veiculo, e na posição longitudinal ou transversal. Quando está instalada na parte traseira do veículo, forma
o conjunto transmissão e eixo traseiro que, no sistema de suspensão independente, é chamado de
"oscilante", devido ao movimento independente de cada semi-árvore (Fig. 35 e 36)
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Figura 35. Caixa de marcha compacta instalada longitudinalmente.
Figura 36. Caixa de marcha compacta instalada transversalmente.
Caixa de mudanças automática
Nas caixas de mudanças, automáticas, as marchas adequadas ao deslocamento do veículo, em função do
piso onde ele se desloca da carga que transporta e da velocidade compatível, não são determinadas pelo
motorista. A própria caixa de mudanças, determina, seleciona e faz a troca de marchas, de acordo com a
necessidade do momento. Para iniciar o deslocamento do veículo, o motorista, apenas, tem que selecionar
o sentido de deslocamento, para frente ou para trás, através de uma alavanca, e acelerar para causar os
engrenamentos automáticos (Fig. 37). As caixas automáticas operam por meios hidráulicos, elétricos ou
pneumáticos.
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Figura 37. Caixa de mudanças automática.
Manutenção
Todo o conjunto interno da caixa de mudanças trabalha submerso em óleo lubrificante, de características
especiais. A troca desse óleo deve ser feita de acordo com as especificações do fabricante do veículo.
DEFEITOS
CAUSAS
A alavanca de comando das marchas vibra e -Alavanca frouxa.
faz "barulho"
-Mola da alavanca, solta ou sem ou sem compressão.
-Liames desgastados.
As marchas arranham quando trocadas, com -Sincronizadores desgastados.
o veículo em movimento.
-Rolamentos da caixa desgastados.
-Embreagem com defeito ou desregulada
As marchas "escapam".
-Engrenagens desgastadas.
-Coxins da caixa de mudanças danificados.
-Conjunto sincronizador desgastado.
Ruído (ronco) na caixa de mudanças.
-Caixa sem óleo, ou de nível baixo.
-Rolamentos danificados.
-Engrenagens danificadas.
.
Alavanca de comando da caixa de mudanças
É uma haste de aço, que se articula com a caixa de mudanças, por meio da qual, o motorista engrena as
marchas desejadas (Fig. 38).
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Figura 38. Alavanca de comando da caixa de mudanças.
Geralmente, localiza-se no chão do veiculo, à direita do motorista, ou na coluna de direção e, mais
raramente, no painel. Basicamente, a alavanca de mudanças exerce duas funções, na caixa de mudanças:
seleciona as marchas desejadas e engrena as luvas às engrenagens correspondentes às marchas desejadas,
na árvore secundária. Alavanca de mudanças instalada no assoalho, à direita do motorista (Fig. 39).
Figura 39. Alavanca de comando da caixa de mudanças instalada no assoalho.
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Figura 40. Alavanca de comando da caixa de mudanças instalada na coluna de direção.
Funcionamento
Exceto nos carros pesados, tais como ônibus, caminhões, nos quais a alavanca de mudanças atua
diretamente nos garfos das caixas de mudanças, a alavanca pertence a um conjunto de dispositivos de
comando da caixa de mudanças (Fig. 41)
Figura 41. Dispositivos de comando da caixa de mudanças.
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A alavanca, quando acionada pelo motorista, por meio do trambulador, seleciona o liame correspondente
à marcha desejada. Desse modo, o liame aciona a alavanca do garfo, fazendo com que seja engrenada a
luva correspondente à marcha desejada.
Defeitos
Causas
Alavanca “muito dura” para efetuar o -Falta de lubrificação
engrenamento de marchas.
-Liames empenados
-Acoplamento danificado
-Embuchamento das tampas dos garfos danificado.
Ruídos na alavanca
-Falta de lubrificação
-Folga excessiva.
Tampa da caixa de mudanças
É ma peça fabricada em ferro fundido, ou de ligas leves, e, além de vedar a caixa de mudanças, serve
também como suporte para a instalação de dispositivos que facilitam o engrenamento das marchas
desejadas (Fig. 42).
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Figura 42. Tampa da caixa de mudanças.
Para evitar que duas marchas sejam engrenadas ao mesmo tempo, existem, na tampa da caixa de
mudanças e na própria carcaça, dispositivos de travamento que controlam as hastes deslizantes, para que
atuem sempre em função de uma só marcha de cada vez. Esse travamento é feito por meio de pinos que
funcionam, convenientemente, em sulcos existentes nas hastes.
A haste central, geralmente, é perfurada transversalmente ao comprimento do eixo, e nesta perfuração está
localizado o pino de travamento (Fig. 43). Nas hastes deslizantes, existem cavidades, nas quais se
encaixam pequenas esferas, travadas por molas. A finalidade dessas esferas é dificultar o deslocamento
das hastes deslizantes, de suas posições, quando uma marcha é engrenada, permitindo travamento que isso
aconteça, somente quando a alavanca for acionada pelo motorista.
Figura 43. Dispositivo de travamento.
Partes
Basicamente, a tampa da caixa de mudanças é constituída pelos seguintes componentes (Fig. 44):
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Figura 44. Componentes da tampa da caixa de mudanças.
Funcionamento
A alavanca de mudanças é acionada pelo motorista, para a posição da marcha que se fizer necessária.
Desse modo, a alavanca aciona o trambulador que seleciona e movimenta um só liame que corresponde a
uma alavanca do garfo. Assim, a alavanca do garfo faz com que este acione e engrene a luva
correspondente à marcha desejada.
O trambulador tem uma posição para cada marcha, o que não permite que duas delas seja engrenadas ao
mesmo tempo. Entretanto, cada liame pode movimentar duas marchas, porém, em momentos diferentes e
movimentos de sentidos opostos, não permitindo também, que se engrenem mais de uma marcha ao
mesmo tempo.
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Tipos
Além do tipo de tampa convencional, mostrado anteriormente, os tipos mais usados, são: tampa para
caixa de mudanças compacta (Fig. 45) e tampa para caixa de mudanças, de veículos pesados (Fig. 46).
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Figura 45. Tampa para caixa de mudanças compacta
Figura 46. Tampa para caixa de mudanças, de veículos pesados.
Manutenção
Defeitos
Dificuldade para engrenar marchas.
Marchas desengrenando.
Causas
-Garfo empenado
-Tampa trincada
-Molas dos dispositivos com excesso de pressão
-Esferas "emperradas"
-Desgastes nas hastes de acionamento
-Falta de lubrificação
-Molas fracas
-Esferas desgastadas
-Desgastes nas hastes deslizantes
-Garfo empenado
-Pinos de segurança e travamento desgastados.
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Árvores da caixa de mudanças
São peças cilíndricas, fabricadas em aço, nos quais são encaixadas engrenagens de vários tamanhos e que
se combinam entre si, de árvore para árvore. As caixas de mudanças, basicamente, possuem as seguintes
árvores: árvore primária, árvore intermediária, árvore secundária e conjunto de marcha-à-ré (Fig. 47).
Figura 47. Tipos de árvores.
Árvore Primária
Também conhecida como "eixo piloto", acopla-se à embreagem, da qual, recebe o torque do motor e
transmite-o às demais árvores (Fig. 48). Dependendo do tipo de caixa de mudanças, da posição do motor
e do tipo de tração do veículo, a forma da árvore primária varia em comprimento e diâmetro do eixo, em
tipos de engrenagens e números delas.
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Figura 48. Árvore primária.
Nas caixas de mudanças convencionais, a árvore primária é instalada em alinhamento com a árvore
secundária, que se aloja em uma de suas extremidades, apoiada em rolamentos de roletes, girando, porém
independente dessa. Neste caso, a árvore primária tem, apenas, uma engrenagem fixada a seu eixo e
engrenada, constantemente, com a engrenagem da árvore intermediária. Basicamente, os componentes da
árvore primária são (Fig. 49):
Figura 49. Componentes da árvore primária.
Além do tipo convencional, há um tipo muito usado nas caixas de mudanças compactas (Fig. 50).
Figura 50. Árvore primária de caixas de mudanças compactas.
Árvore intermediária
Conhecida também como "trem de engrenagem", acopla-se à arvore primária, da qual recebe o torque
motriz, através de engrenagens, e transmite-o à árvore secundária, numa combinação, também de
engrenagens (Fig. 51).
Figura 51. Árvore intermediária.
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Na transferência de movimento da árvore primária para a árvore secundária, através da árvore
intermediária, ocorre a redução de rotação, da árvore secundária, e, conseqüentemente, a elevação do
torque na mesma, necessário para superar o torque de resistência, quando o veículo inicia seu
deslocamento ou quando se desloca em aclives. Basicamente, os componentes da árvore intermediária são
(Fig. 52):
Figura 52. Componentes da árvore intermediária.
O trem de engrenagem, que e o corpo principal da árvore intermediária convencional tem sempre, em
uma de suas extremidades, uma engrenagem de diâmetro maior do que as demais nele existentes que se
engrena permanentemente com a engrenagem da árvore primária, com a finalidade de receber dessa
árvore o torque motriz, que a movimenta. Portanto, a relação de velocidade entre as árvores primária e
intermediária, é constante, para qualquer rotação do motor do veículo.
As demais engrenagens, existentes na árvore intermediária, são para o engrenamento das marchas à
frente. São de tamanhos diferentes entre si. O número de engrenagens de marchas é igual ao numero de
marchas do veículo, menos um. É calculado assim, porque a ultima marcha (prise direta) não depende da
árvore intermediária, nas caixas de mudanças convencionais. A engrenagem de marcha-à-ré é também
encaixada na árvore do trem de engrenagem.
Árvore Secundária (Convencional)
Também conhecida como "eixo de saída", a árvore secundária, através de suas engrenagens de "marcha",
acopla-se à árvore intermediária, da qual recebe o torque motriz e transmite-o em valor aumentado às
rodas motrizes.
A árvore secundária também se acopla à árvore primária através de uma luva de acoplamento, que recebe
o torque motriz. No entanto, transmite esse torque motriz ás rodas motrizes com o mesmo valor, porque o
acoplamento entre as árvores primária e secundária é feito diretamente, no mesmo alinhamento, sem
influências multiplicadoras ou redutoras das engrenagens (Fig. 53)
Figura 53. Árvore secundária.
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As engrenagens da árvore secundárias estão constantemente engatadas com as engrenagens da árvore
intermediária que formam os seus pares. Essas engrenagens deslizam livremente na árvore secundária
sobre anéis de aço especial e lubrificados, e são responsáveis pelo engrenamento das marchas, através de
luvas que as acopla à árvore, para lhe dá movimento.
Constituição
Basicamente: os componentes da árvore secundária são (Fig. 54):
Figura 54. Componentes da árvore secundária.
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Conjunto de marcha-à-ré
Este conjunto causa a inversão do sentido de rotação, da árvore secundária, em relação ao sentido de
rotação que aciona as marchas à frente, o que faz o veiculo deslocar-se para trás. Isto acontece porque
entre as engrenagens da ré, das árvores intermediária e secundária, é interposta uma terceira engrenagem
que inverte o sentido de rotação da árvore secundária (Fig. 55).
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Figura 55. Conjunto de marcha-à-ré.
Note-se bem, que os sentidos de rotação do motor e das árvores primária e intermediária são sempre os
mesmos, para acionar as engrenagens de marchas à frente ou de marcha-à-ré.
Na árvore secundária, a mesma engrenagem que faz par com a engrenagem da "primeira marcha", da
árvore intermediária, faz par, também, com a engrenagem da marcha-à-ré, desta mesma árvore, que é de
diâmetro “um pouco” menor do que a primeira, o que permite o engrenamento normal das três
engrenagens.
Conjunto sincronizador
É um dispositivo que faz com que, as engrenagens de marchas da árvore secundária, se acoplem,
causando o engrenamento das marchas, sem "trancos" ou atritos que possam danificar seus dentes.
O conjunto sincronizador é uma peça cônica que faz, por atrito, um contato inicial, entre os elementos
rotativos que se devem engrenar, como preparativo para o engrenamento definitivo. O conjunto
sincronizador compõe-se dos seguintes elementos (Fig. 56):
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Figura 56. Conjunto anel sincronizador
A parte externa do corpo sincronizador é dentada, e sobre ela, engrena-se a luva. Em volta do diâmetro
interno da luva, há um entalhe que permite o encaixe de três chavetas, que são mantidas levantadas por
meio de molas, distribuídas simetricamente. Nos dois anéis, há também os entalhes para o encaixe das
chavetas.
Funcionamento
No momento em que é engrenada uma marcha, a luva sincronizadora correspondente a ela, atua sobre as
chavetas, fazendo com que elas exerçam pressão contra o anel sincronizador.
Desse modo, o anel é pressionado de encontro ao cone da engrenagem da marcha, a ser engrenada, e, por
atrito, arrasta-a na mesma velocidade de rotação, fazendo com que haja o alinhamento dos dentes da luva
com os dentes do anel e os da engrenagem, possibilitando um engrenamento suave.
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 contato com a superfície de um orifício cônico –
existente no sincronizador -, à qual se ajusta. O atrito resultante do contato das superfícies cônicas eleva
ou reduz a velocidade da engrenagem livre até torna-la igual a velocidade do eixo primário.
Os mecanismos sincronizados atuais incluem um dispositivo que impede o movimento do sincronizador e
não permite que os dentes engatem antes de se obter uma sincronização perfeita.
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Manutenção
Defeitos
Ruído na caixa de mudanças.
Marchas “arranhando", ao engatar.
Marchas "escapando".
Causas
-Rolamento danificado.
-Nível de óleo abaixo do normal.
-Engrenagens desgastadas.
-Roletes quebrados.
-Dentes de engrenagens, quebrados.
-Anel sincronizador, danificado.
-Luva do anel sincronizador, danificado.
-Dentes das engrenagens, desgastados.
-Embreagem danificada.
-Engrenagens desgastadas.
-Luva do anel sincronizador danificada.
-Garfos de acoplamento das marchas danificados.
Embreagem mecânica
Instalada entre o motor e a caixa de mudanças, a embreagem é um conjunto de peças que se articulam
entre si, com a finalidade de "ligar" e "desligar" o motor, do restante do sistema de transmissão (Fig. 57).
Figura 57. Embreagem mecânica.
As funções básicas da embreagem são:
➼ Transmitir o movimento de rotação do motor, para o conjunto de transmissão, quando
desejado;
➼ Possibilitar um acoplamento com progressividade, e, portanto, suave, entre os dois.
Partes
A embreagem se constitui de (Fig. 58):
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Figura 58. Componentes de uma embreagem mecânica.
Disco de embreagem
É um disco de aço, revestido, nos dois lados, por faixas de lona especial, chamadas "guarnições de atrito",
por meio das quais, se processa o acoplamento da embreagem. Na parte central, há ranhuras que se
encaixam na árvore primária, da caixa de mudanças (Fig. 59). As superfícies das guarnições devem
oferecer alto coeficiente de atrito. Por essa razão, são fabricadas à base de amianto misturado com ligas de
cobre e alumínio. A uma temperatura normal, de funcionamento, esse material assegura um coeficiente de
atrito ideal para a função. No entanto, esse coeficiente pode variar, em função da variação de temperatura.
Com o uso, o revestimento do disco diminui de espessura. Quando a sua espessura atingir o limite
especificado pelo fabricante do veiculo, o disco deve ser substituído.
Figura 59. Disco de embreagem.
Platô de embreagem
É uma peça fabricada com ferro fundido e chapas de aço. Sua finalidade é manter o disco de embreagem
em contato com o volante do motor. As suas partes principais são as molas e a superfície de encosto (Fig.
60). Para que o platô funcione normalmente, é necessário que a superfície que faz contato com o disco,
esteja em perfeitas condições, e o próprio platô devidamente centralizado com o eixo da embreagem e em
paralelo com a superfície do volante do motor.
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Figura 60. Platô.
Os tipos mais utilizados são: platô de molas helicoidais e platô de mola tipo diafragma. O platô de molas
helicoidais utiliza a tensão das molas para pressionar o disco entre sua superfície de trabalho e a do
volante. A sua característica básica é possuir molas helicoidais. Este tipo de platô apresenta certos
inconvenientes, tais como:
A tensão dessas molas serem desiguais, o que causa maior pressão em um lado do platô,
do que no outro.
A tensão das molas helicoidais aumenta, quando a embreagem e comprimida, e diminui
quando essa e descomprimida, ao contrário do que seria conveniente.
Com os desgastes da guarnição do disco, as molas passam a trabalhar com pressão
inferior à normal, o que favorece o escorregamento do disco (“patinar”).
Atuando na periferia, as molas helicoidais estão sujeitas a um efeito centrifugo, em altas
rotações, o que faz com que as molas tendam a vibrar.
O platô de mola tipo diafragma utiliza uma mola única, constituída por um prato de aço, de forma
ligeiramente cônica conhecido como "chapéu “chinês”. Ao contrário das molas helicoidais, cuja pressão
aumenta linearmente com a deformação sofrida, as molas de diafragma asseguram uma pressão constante,
durante um tempo considerável, mesmo com o desgaste do disco de embreagem. Alem disso, a mola não
sofre influencia da força centrifuga.
Colar de embreagem
Também conhecido como "rolamento de encosto", é constituído por esse rolamento ou por um anel de
grafite em um aro metálico. Serve para acionar as alavancas debreadoras.
Garfo de embreagem
Peça localizada na carcaça da embreagem, é uma alavanca que movimenta o colar de embreagem.
Cabo de embreagem
É um elemento de ligação do pedal de embreagem com o garfo de embreagem é um cabo de aço, com
terminais apropriados para "engates". Funciona com conduíte e sem conduíte. Com conduíte é geralmente
utilizado nas partes descobertas do veiculo, para evitar que o cabo se danifique (Fig. 61).
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Figura 61. Cabo de embreagem.
O cabo de embreagem sem conduíte é utilizado, geralmente, em veículos com tubulação fixa, que
substitui o conduíte (Fig. 62).
Figura 62. Cabo de embreagem sem conduíte.
O acionamento da embreagem pode ser causado por um processo hidráulico. Esse sistema é semelhante
ao sistema hidráulico dos freios. Compõe-se de um cilindro principal, tubulação e um cilindro de
acionamento, cuja haste movimenta o garfo de embreagem (Fig. 63).
Figura 63. Acionamento hidráulico da embreagem.
Volante do motor
Além de compensar os pontos neutros do torque-motriz, o volante do motor, é dotado de uma superfície
retificada onde o disco se acopla para transmitir o torque motriz à transmissão.
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Funcionamento
Quando o pedal de embreagem está livre, o disco de embreagem está pressionado entre o platô e o
volante. Com a embreagem nessa posição, o movimento de rotação do motor, o torque-motriz, é
transmitido à caixa de mudanças (Fig. 64).
Figura 64. Funcionamento da embreagem. Motor acoplado à caixa de mudanças.
Quando o motorista aciona o pedal de embreagem, o disco de embreagem situado entre o platô e o volante
do motor fica livre, interrompendo assim o movimento de rotação do motor, ou seja, o torque-motriz não
e transmitido à transmissão (Fig. 65).
Figura 65. Funcionamento da embreagem. Motor desacoplado da caixa de mudanças.
Embreagem centrífuga – À medida que o conjunto da embreagem roda com o motor, os contrapesos são
impelidos para a periferia pela força centrífuga, o que obriga as pastilhas da embreagem a exercer uma
maior pressão sobre o platô.
Quanto mais elevado for o número de rotações do motor, maior será a força exercida.
O sistema de embreagem centrífuga pode ser utilizado em vez do sistema de molas ou como suplemento
deste. Componentes de uma embreagem de molas – O platô está montado na tampa que, por seu lado, está
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fixada por parafusos ao volante do motor, pelo que estas três peças se movem de forma conjunta. As
molas de encosto, apoiando-se contra a tampa, apertam o disco entre o platô e o volante.
Funcionamento do anel embreado – As molas mantêm o disco apertado entre o platô e o volante do motor,
mas quando a pressão sobre o pedal, através da placa de impulso, faz com que as pastilhas puxem para
trás o platô.
Componentes de uma embreagem de diafragma – A mola cônica do diafragma pode ser fletida de modo a
inverter o sentido em que é exercida a pressão.
A embreagem de molas veio a ser suplantada pela embreagem de diafragma, que exige menor pressão
sobre o pedal. Esta última consiste numa mola cônica, com fendas que irradiam do centro. A mola é
montada quase plana, de modo que, ao tentar readquirir a sua forma cônica inicial, exerce uma pressão
uniforme, ao longo do seu rebordo, sobre o platô. O anel de impulso, atuando sobre o diafragma, fá-lo
fletir em sentido contrário, libertando assim o platô.
Embreagem eletrônica
O sistema de acionamento automático da embreagem, foi concebido para proporcionar total conforto ao
dirigir, principalmente em condições onde a troca de marchas é muito exigida, como nos grandes centros
urbanos.
A embreagem eletrônica é um sistema conjugado ao câmbio manual convencional, equipado com platô e
sem pedal de embreagem. Oferece as vantagens de conforto da transmissão automática, porém com
menor custo de instalação e manutenção e menos consumo de combustível.
Seu funcionamento se dá por meio de sensores instalados em diversos pontos do veículo, que transmitem
informações para o módulo eletrônico que as analisa e envia instruções para o atuador, o qual efetua o
acionamento da embreagem.
Os sensores são fixados nos seguintes pontos do veiculo e identificam, respectivamente:
➼ Alavanca de câmbio, sensor de intenção de troca de marchas.
➼ Motor, sensor de posição da borboleta da injeção eletrônica.
➼ Motor, sensor de rotação, para o cálculo do RPM.
➼ Câmbio, sensor de velocidade, para cálculo da velocidade.
Além do conforto ao dirigir, o sistema ainda oferece:
➼ Acompanhamentos mais progressivos, com baixo pico de rotação do motor e desacoplamentos
sem ruídos ou oscilações nas trocas de marcha.
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➼ Controle de amortecimento das vibrações causadas por variações de torque.
➼ Bom controle e fácil dosagem do torque do veiculo na arrancada.
Volante de dupla massa
A massa do volante convencional foi dividida em duas. Uma das partes permanece pertencendo à massa
de inércia do motor. A outra, no entanto, passa a integrar a massa de inércia da transmissão.
As duas massas são ligadas por um sistema de amortecedor com molas especiais. Um disco de
embreagem sem sistema de amortecedor torcional permite o acoplamento entre a massa secundaria e a
transmissão.
Este volante bi massa, permite absorção das vibrações, isola os ruídos, conforto no engate da transmissão,
etc. Esta solução veio atender à necessidade de diminuição as fontes de ruído, dos pistões que geram
vibrações torcionais, com o processo de detonação periódico e rotações mais baixas.
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Manutenção
Defeitos
Embreagem trepidando
Chiados na embreagem
Embreagem
("patinando")
Causas
-Disco empenado.
-Guarnição trincada.
-Platô danificado.
-Coxim do motor, ou da caixa de mudanças, quebrados.
-Colar de embreagem, danificado.
-Bucha da árvore primária, desgastada.
-Molas do platô, fracas.
deslizando -Estrias do disco, "emperradas".
-Guarnições desgastadas.
-Embreagem sem folga no curso (“enforcada”).
A embreagem somente desgasta quando o disco de embreagem e o volante estão girando em rotações
diferentes. Quando eles estão acoplados, o material de atrito é mantido firmemente contra o volante e eles
giram juntos. O desgaste ocorre somente quando o disco de embreagem está patinando contra o volante.
Portanto, se você é o tipo de motorista que patina muito a embreagem, você irá desgastá-la bem mais
rapidamente.
Outro problema que algumas vezes está associado com embreagens é o desgaste de seu rolamento.
Este desgaste é caracterizado por um ruído contínuo surdo sempre que se pisa no pedal de embreagem.
Há muitos outros tipos de embreagens em seu carro ou em sua garagem:
uma caixa automática contém muitas embreagens. Elas são usadas para engatar e desengatar vários
conjuntos de engrenagens planetárias;
um compressor de ar-condicionado em um carro tem uma embreagem magnética. Isso permite que o
compressor desligue mesmo quando o motor está girando. Quando a corrente flui através de uma bobina
magnética na embreagem, ela engata. Assim que a corrente pára, como quando você desliga o seu ar
condicionado, ela desengata;
a maioria dos carros que possui um ventilador de radiador acionado pelo motor tem uma embreagem
viscosa de controle termostático. Esta embreagem está posicionada no cubo do ventilador, na corrente de
ar vinda através do radiador. Este tipo de embreagem é uma embreagem viscosa especial, parecida com o
acoplamento viscoso total, nas quatro rodas. O fluido na embreagem torna-se mais grosso com o
aquecimento, levando o ventilador a girar mais rápido para alcançar a rotação do motor. Quando o carro
está frio, o fluido na embreagem permanece frio e o ventilador gira lentamente, permitindo que o motor
rapidamente aqueça à sua temperatura de funcionamento apropriada.
Encontrado algumas vezes em carros com tração
Muitos carros possuem diferenciais auto bloqueantes ou acoplamentos viscosos, ambos utilizando as
embreagens para ajudar a aumentar a tração.
Serras e cortadores de grama movidos a gasolina possuem embreagens centrífugas, para que as correntes
ou cordas possam parar de girar sem que você tenha que desligar o motor.
Semi-árvore
A semi-árvore é uma barra de aço, cilíndrica, e tem suas extremidades preparadas para fazer acoplamentos
com outras peças, por meio de entalhes ou conicidades com rasgos para chavetas e roscas para fixação
(Fig. 66).
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Figura 66. Semi-árvore.
No tipo de veículo que tem o motor instalado na parte dianteira e as rodas motrizes na traseira, é usado
um eixo rígido, no qual estão alojados o diferencial e as semi-árvores (Fig. 67). As semi-árvores recebem
os movimentos de rotação, vindos do diferencial, e transmite-os às rodas motrizes.
Figura 67. Semi-árvore em veículos com tração traseira.
Tipos
Os mais comuns em relação aos pontos de apoio da semi-árvore são: semiflutuante, -3/4 flutuantes e
flutuante.
Semiflutuante
Cada uma das semi-árvore é apoiada, na extremidade interior, por um rolamento que também serve de
apoio para o diferencial (Fig. 68). As semi-árvores têm que suportar os esforços impostos pelo peso do
veículo, além de transmitir o torque às rodas motrizes.
Figura 68. Semi-árvore semiflutuante.
¾ flutuantes
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Possui um rolamento na parte externa de cada uma das semi-árvores, entre o cubo da roda e a bainha da
semi-árvore, de modo que possa suportar o peso do veículo (Fig. 69). As semi-árvores ficam sujeitas a
flexões, somente quando o veículo se desloca em curva.
Figura 69. Semi-árvore ¾ flutuante.
Flutuante
Existem dois rolamentos em cada semi-árvore, entre o cubo da roda e a bainha da semi-árvore, que
suportam o peso do veículo e mais as,forças geradas, quando este se desloca em curva (Fig. 70). Este tipo
de eixo raramente é utilizado em veículos leves.
Figura 70. Semi-árvore flutuante.
Diferencial
O diferencial é um conjunto de engrenagens, de aço, que se combinam entre si, em movimentos rotativos,
a fim de permitir que as rodas motrizes dos veículos desenvolvam rotações diferentes, uma da outra,
quando o veículo se desloca em curvas, garantindo, assim, a sua estabilidade (Fig. 71).
Figura 71. Diferencial.
Em alguns veículos, o diferencial é instalado na parte dianteira; em outros, na traseira. Geralmente,
quando um veículo tem o motor instalado na dianteira e a sua tração é na traseira, o diferencial é instalado
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no eixo traseiro. Nos veículos com caixas de mudanças compactas, o diferencial e acoplado na própria
caixa de mudanças (Fig. 72).
Figura 72. Diferencial em caixas de mudanças compactas.
Partes
Basicamente, os componentes do diferencial são (Fig. 73):
Figura 73. Componentes de um diferencial.
Pinhão
O pinhão é uma engrenagem de aço que tem a função de transmitir a rotação do motor, à coroa. Nos
veículos com motores instalados longitudinalmente o pinhão tem forma cônica.
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Coroa
A coroa é uma engrenagem de aço, dentada numa faixa de uma de suas superfícies laterais, onde se
engrena com o pinhão, do qual recebe o torque motriz e transmite-o à caixa do diferencial (satélites e
planetárias).
Engrenagens satélites
São engrenagens de aço, de forma cônica, que se engrenam com as planetárias permitindo a compensação
da diferença de rotação entre as rodas motrizes, quando o veículo se desloca em curvas.
Engrenagens planetárias
São engrenagens de aço, de forma cônica, montadas em mancais na caixa do diferencial. As suas partes
centrais, interiores, são estriadas, o que permite alojar as extremidades das semi-árvores.
Caixa do diferencial
A caixa do diferencial é instalada na carcaça do
diferencial. Nelas estão alojadas as
engrenagens satélites e planetárias, e afixada
na coroa. Girando, portanto, junto com a coroa,
permite o movimento das engrenagens satélites
e planetárias, para compensar a diferença de
velocidade entre as rodas motrizes.
Funcionamento
Quando um veículo se desloca em curva, as rodas que descrevem o arco maior da curva, percorrem uma
distância maior do que as rodas que descrevem o arco menor, da mesma curva, no mesmo tempo. Desse
modo, as rodas que percorrem maior distância, logicamente, giram com maior velocidade do que as que
percorrem a menor, no mesmo tempo.
Se as rodas motrizes, de um veículo, fossem rigidamente fixadas a um mesmo eixo, acionado por uma
coroa teriam que girar com a mesma velocidade, ao se deslocarem em curva, fato esse que viria a causar a
"derrapagem" da roda que percorresse a menor distância, ou seja, o menor arco da curva. Para que isso
não aconteça, o eixo é dividido em duas semi-árvores, movidas independentemente pelo diferencial.
Quando uma roda diminui a velocidade, a outra acelera. Nesta situação, as engrenagens satélites
deslocam-se e giram sobre as engrenagens planetárias, aumentando, assim a velocidade da roda externa
(Fig. 74).
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Figura 74. Componentes de um diferencial.
No entanto, quando o veículo se desloca em linha reta, as semi-árvores, a coroa, as planetárias, as satélites
e a caixa do diferencial, formam um só corpo, isto é, atuam como se fossem um só eixo, logicamente,
girando numa velocidade única. Isso acontece, porque as engrenagens satélites, neste caso, não se
deslocam e passam a funcionar como trava entre as engrenagens planetárias.
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Tipos
O tipo de diferencial mais usado é o de "pinhão e coroa". Dependendo da posição de engrenamento do
pinhão com a coroa, é chamado de hipoidal, (mais usado), ou he1icoidal.
Hipoidal
É assim chamado, quando, no engrenamento, a linha de centro do pinhão não coincide com a linha de
centro da coroa (Fig. 75).
Figura 75. Diferencial hipoidal.
Em caso de uma das duas peças, coroa ou pinhão, ser danificada, as duas devem ser substituídas. Isto
porque, o par passa por um processo aprimorado, de acasalamento, para evitar ruídos e desgastes
acelerados. Esta recomendação é valida para qualquer tipo.
Helicoidal
É assim chamado, quando, no engrenamento, a linha de centro do pinhão coincide com a linha de centro
da coroa (Fig. 76)
Figura 76. Diferencial helicoidal.
Há um tipo menos usado, conhecido como parafuso sem-fim e coroa (Fig. 77)
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Figura 77. Parafuso sem-fim e coroa.
Este tipo é constituído por uma coroa de bronze que se engrena com um parafuso sem-fim, de aço
cementado e retificado. A transmissão constituída de pinhão e coroa, comumente chamada de transmissão
angular, é utilizada para atender às seguintes funções:
Causar a transmissão de movimentos de rotação, entre duas árvores perpendiculares
entre si, ou seja, produzir a mudança de direção, do esforço de rotação do motor, em
ângulo reto, para que as rodas motrizes possam girar acionadas pelas semi-árvores;
Estabelecer a redução permanente da velocidade de rotação do motor, para as rodas
motrizes, ou seja, o esforço motor, com esse girando a uma velocidade relativamente
alta, pode vencer o esforço resistente, a uma velocidade relativamente baixa.
Manutenção
O nível de óleo do diferencial deve ser verificado, periodicamente, conforme as instruções do fabricante
do veículo. Quaisquer peças danificadas devem ser substituídas, isoladamente, ou em pares, quando
forem acasaladas entre si.
Caixa de transferência
Alguns veículos, devido as suas características de trabalho, possuem mais de um eixo traseiro tracionado,
sendo preciso uma caixa de transferência de rotação para rodas motrizes.
A quantidade de saídas de uma caixa de transferência, corresponde a quantidade de arvores de
transmissão e, conseqüentemente de eixos motrizes.
A tração nos quatro rodas é usada quando o veiculo vai operar em terrenos de difícil acesso ou em
subidas íngremes.
O comando da caixa de transferência é feito através de uma alavanca existente dentro da cabina do
veículo, cujas posições podem ser:
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Desengatada, para estrada normal. Neste caso o movimento da rotação da caixa de mudanças é transferido
somente para o eixo traseiro;
Engatada, para estradas de difícil acesso, quando o movimento de rotação da caixa de mudanças é
transmitido para o eixo traseiro e, para o dianteiro.
4x4 / 4x2
Os automóveis, na sua maioria, têm duas rodas motrizes (o motor aciona ou as rodas traseiras ou as
dianteiras) nesta configuração temos um veículo 4x2. Quando a neve, o gelo ou a lama tornam o piso
escorregadio, as rodas motrizes podem não aderir suficientemente, pelo que uma ou ambas podem
derrapar, mesmo quando o veículo apresenta um diferencial auto blocante.
Se a tração for nas quatro rodas, os pneus aderem melhor ao pavimento escorregadio, já que todo peso do
automóvel é utilizado na tração. A tração nas quatro rodas é usual em veículos próprios para terreno
acidentados, tais como o Jeep, o Land Rover e algumas viaturas militares. Em estradas em boas condições
de circulação, estes veículos funcionam com tração nas rodas traseiras, já que a tração nas quatro rodas
não é aconselhável para trajetos longos. A tração nas quatro rodas pode ser engatada, quando necessário,
por meio de uma alavanca (mudança extra).
Esta solução é inadequada para um automóvel de passageiros de elevada potência e capaz de atingir
grandes velocidades. Alguns modelos estão equipados com tração das quatro rodas que funciona
continuamente.
O sistema de transmissão deste veículo leva em conta as diferenças de velocidade entre as rodas dianteiras
e as traseiras. Esta variação de velocidade é permitida por um diferencial principal, que também divide o
torque: 37% para as rodas da frente e 63% para as rodas traseiras.
Tração nas quatro rodas (fórmula ferguson)
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Grupo planetário GP
O conjunto planetário pode ser utilizado em caixas de mudanças com a finalidade de realizar reduções.
A relação de redução de um conjunto planetário quando a engrenagem solar for motora, é:
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Quando a luva de acoplamento mover para o lado da placa de bloqueio, através da ação pneumática, a
engrenagem anular estará travada, obtendo a redução do GP.
Movendo-se a luva de acoplamento para o lado do suporte da anular, estaremos fixando a anular e o
suporte da planetárias, tornando rígido as peças e relação será 1:1.
Com o Grupo Planetário consegue-se um maior número de marchas, duplica as marchas da caixa de
mudanças de quatro marchas, de tal modo que se obtenha um total de oito marchas à frente, sem contudo
aumentar proporcionalmente suas dimensões.
Com o GP aplicado (1o H), teremos a disposição a Ré, 1a, 2a, 3a e 4a marchas.
Por outro lado quando não usamos a redução do GP (2a H), teremos a disposição a 5a, 6a, 7a e 8a
marchas.
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Grupo planetário caixa MERCEDES BENZ G210/16
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Grupo de velocidade GV
Os veículos comerciais leves, em geral necessitam apenas de cinco ou seis marchas, as quais podem ser
acomodadas sem problemas em uma caixa de mudanças normal. Obedecendo a este princípio de
construção, no caso de aumentar o número de velocidades, o comprimento da árvore secundária deveria
ser aumentado demais, ficando assim submetida a enormes esforços de torção. Por este motivo, são
utilizadas engrenagens redutoras adicionais antes e depois da caixa de mudanças. O grupo anterior (GV),
permite a duplicação do número de marchas do veículo, dividindo em duas marchas cada uma das
posições da caixa de mudanças, isso é feito através do botão “split” que está na alavanca de mudanças. As
caixas de mudanças com grupos anteriores, são utilizadas para se obter um grande número de reduções
com pequenos intervalos de diferença.
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A caixa de mudanças com GV e GP caracteriza-se por um escalonamento mais progressivo.
Este conjunto possibilita 16 marchas à frente.
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O Grupo anteposto (GV) é uma outra relação de par de engrenagens constantes aplicada em determinadas
caixas de mudanças.
Este também tem a finalidade de trabalhar com a relação de redução do conjunto, reduzindo ou
aumentando a mesma.
Na figura acima temos ilustrado o fluxo de força em cada uma das relações.
Caixa sequencial
O padrão em "H" permite que se mova a alavanca de câmbio para comandar a haste seletora e esta a
três hastes do câmbio que controlam cada garfo seletor de marcha. A seleção da haste do câmbio, e, por
conseguinte, da marcha a usar, é feita movendo lateralmente a alavanca de câmbio.
Uma transmissão manual seqüencial funciona do mesmo modo. Ainda há um conjunto de garfos
seletores de marchas que movimentam luvas que acoplam as engrenagens. A única diferença é a maneira
como as hastes de câmbio são manipuladas. O padrão em "H" é substituído por um movimento diferente.
Em um carro de corrida, o movimento de mudança da alavanca de câmbio consiste em "empurrar para
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frente", para aumentar ou "puxar para trás", para reduzir as marchas. Se você está em uma marcha e
quiser ir para uma marcha mais alta (p. ex., de 2ª para 3ª), você empurra a alavanca de câmbio para frente.
Para ir da 3ª para a 4ª, empurra a alavanca para frente de novo. Para ir da 4ª para a 5ª, faz a mesma coisa.
É o mesmo movimento todas às vezes. Para reduzir uma marcha, digamos que da 5ª para a 4ª, você puxa a
alavanca para trás. Em certos casos, como nos automóveis BMW, essa operação é invertida, alavanca para
frente para reduzir e para trás para aumentar as marchas. Nos carros da Fórmula 1, existem duas
borboletas atrás do volante de direção em vez de uma alavanca de câmbio. A borboleta esquerda faz as
mudanças para marchas mais baixas, enquanto a borboleta direita as sobe. Em uma moto faz-se a mesma
coisa, mas em vez de mover uma alavanca para trás e para frente com a mão, move-se uma alavanca para
cima e para baixo com o pé.
O que esses movimentos fazem é girar um tambor seletor com catraca. O tambor se parece com isto:
Você pode ver que há sulcos cortados no tambor. Estes sulcos podem fazer uma das duas coisas abaixo:
Se o tambor estiver afastado das engrenagens da transmissão, os sulcos controlam hastes de câmbio
normais;
Se o tambor estiver localizado próximo às engrenagens, os sulcos movimentam diretamente o garfo
seletor de marcha e não haverá necessidade de hastes de câmbio.
Esta parece ser a técnica mais comum porque utiliza menos peças e é mais compacta.
Assim, quando se move a alavanca, ela gira o tambor por um incremento (por exemplo, 50 graus) devido
a catraca. Essa rotação faz com que as hastes ou garfos se movam de acordo com os sulcos no tambor,
trocando as marchas.
Por causa do tambor, você tem que fazer as mudanças de marcha em seqüência. Por exemplo, não é
possível saltar da primeira para a terceira marcha. É preciso passar pela segunda marcha para chegar à
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terceira. O mesmo ocorre durante a redução de marchas. A vantagem deste sistema é a impossibilidade de
se cometer erros durante a mudança de marchas. Você sempre vai para a próxima marcha.
Por causa das vantagens do câmbio seqüencial, ele está começando a aparecer nos carros do mercado de
preparadores de alto desempenho. Uma câmbio manual seqüencial não deve ser confundido com
uma caixa automática do tipo tiptronic. O sistema tiptronic pode reproduzir o movimento da alavanca de
câmbio de uma caixa de marchas seqüencial. Entretanto, como uma transmissão tiptronic é
essencialmente uma caixa automática, ela também tem um conversor de torque e normalmente não faz as
mudanças tão rapidamente.
Transmissão automática
A função de uma transmissão automática ou hidráulica consiste em atuar, como uma embreagem
automática, entre o motor e a caixa de mudanças. Permite que o motor trabalhe com o automóvel parado e
começa a transmitir suave e progressivamente a energia mecânica quando o motorista acelera o motor,
comprimindo o acelerador.
Embreagem hidráulica
Este sistema compõe-se de duas partes rotativas principais: um impulsor – a bomba – acionado pelo
motor, e uma turbina que aciona a caixa de mudanças. Cada uma destas partes tem a forma de uma calota
esférica e contém um certo número de divisórias radiais, as pás.
As duas calotas estão alojadas, voltadas uma para a outra, num cárter cheio de óleo e separadas por um
pequeno espaço para evitar qualquer contato entre si.
A forma básica de transmissão hidráulica, conhecida como embreagem hidráulica, é utilizada em vez das
embreagens de fricção, em automóveis com caixas de cambio pré seletivas. Consiste, essencialmente,
numa bomba e numa turbina entre as quais o óleo circula enquanto o motor está em funcionamento.
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Quando o motor trabalha ao ralenti, o óleo é expelido pela bomba, devido à força centrífuga. Este óleo é
atirado pelas pás para a turbina, que permanece parada, visto a força do óleo não ser suficiente para movelo. Quando o motorista acelera, a velocidade da bomba aumenta e o torque resultante do movimento mais
rápido do óleo torna-se suficientemente elevado para vencer a resistência da turbina, que começa a rodar e
põe o automóvel em movimento. Após ter transmitido energia à turbina, o óleo volta à bomba, repetindose então o ciclo.
Se a velocidade do motor continuar a aumentar, a diferença entre as velocidades de rotação da bomba e da
turbina diminuirá gradualmente até se reduzir o escorregamento a cerca de 2%. Numa embreagem
hidráulica o torque aplicado à turbina nunca pode exceder o que é transmitido à bomba, o que constitui
uma limitação.
Conversor de torque
Os automóveis com transmissão automática utilizam, na sua maioria, um conversor do torque. Um
aumento do torque equivale a uma mudança para uma velocidade mais baixa; um conversor do torque
constitui, assim, um redutor de velocidade que age como um conjunto extra de engrenagens, antes de a
ação do motor se fazer sentir na caixa de mudanças.
Tal como a embreagem hidráulica, o conversor apresenta uma bomba acionada pelo motor e uma turbina
que está ligada ao eixo primário da caixa de câmbio. Pode fornecer um torque mais elevado do que o
gerado pelo motor, já que apresenta também, entre a bomba e a turbina, uma pequena roda com pás
designada por reator ou estator. Um dispositivo de engate de um só sentido fixa o reator ao cárter da caixa
de câmbio quando o número de rotações é baixo.
Numa embreagem hidráulica, o óleo procedente da turbina tem tendência a diminuir a velocidade da
bomba. No conversor, porém, as pás do reator, quando este está engatado, dirigem o óleo segundo uma
trajetória mais favorável.
Durante o arranque, o conversor chega a duplicar o torque aplicado à caixa de câmbio. À medida que o
motor aumenta de velocidade, este aumento de 2:1 do torque vai sendo reduzido até que, à velocidade de
cruzeiro, não se verifica qualquer aumento. O óleo faz então girar o reator à mesma velocidade da turbina,
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passando o conversor a atuar como uma embreagem hidráulica, com o reator girando como “roda livre” e
sem qualquer efeito de aumento de torque. Nem a embreagem hidráulica e nem o conversor podem ser
desembreados pelo motorista. Por conseguinte, são normalmente utilizados em conjução com vários tipos
de transmissão epicicloidal, que permitem efetuar as mudanças de velocidade sem desengatar o motor.
Trem epicicloidal
Mudanças de velocidades sem pedal de embreagem
As caixas de mudanças automáticas baseiam-se, na sua maioria, num conjunto de engrenagens designado
por trem de engrenagens epicicloidais ou planetárias. Este trem é composto por uma roda central, ou
panetário, à volta da qual rodam engrenagens satélites, um suporte destas e uma coroa exterior dentada no
interior.
A engrenagem planetária está montada no centro. Na engrenagem epicicloidal simples, um par de satélites
gira em eixos que se apoiam no suporte, em forma de U, das engrenagens satélites, o qual está montado
num
eixo
cujo
este
eixo
corresponde
ao
da
engrenagem
planetária.
À medida que o suporte roda, as engrenagens satélites giram nos seus eixos, em volta da roda central, na
qual estão engrenadas. As engrenagens satélites estão também engrenadas nos dentes do interior da coroa
circular, a qual pode girar à volta da roda central e das engrenagens satélites, também em torno do mesmo
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eixo. Mantendo imóvel uma destas engrenagens, as restantes podem ser rodadas de modo a permitir obter
as diferentes reduções conforme as dimensões das engrenagens.
Para obter o número necessário de combinações de engrenagens, uma caixa de mudanças automática
inclui dois, três ou quatro trens epicicloidais. Algumas partes de cada um dos conjuntos estão
permanentemente ligadas entre si; outras são ligadas temporariamente ou são detidas por um sistema de
cintas de frenagens e embreagens selecionadas por válvulas hidráulicas de mudanças, situadas na parte
inferior da caixa de mudanças. O óleo, sob pressão, para acionar as cintas de frenagem e as embreagens, é
fornecido pôr uma bomba alimentada com óleo de lubrificação da caixa de mudanças. Pôr vezes utilizamse duas bombas movidas a partir da extremidades dos eixos primário e secundário da caixa de mudanças.
O seletor de mudanças comanda diretamente as válvulas hidráulicas, a menos que se selecione a marcha
automática para frente. Neste caso, o funcionamento das válvulas é comandado pela abertura da borboleta
do acelerador e pela velocidade do automóvel. Quando a borboleta se encontra aberta, a pressão do óleo é
reduzida e as engrenagens permanecem numa posição de velocidade baixa.
Quando o automóvel atinge a uma velocidade pré selecionada, um regulador anula o comando pôr
abertura da borboleta, o que permite a passagem para uma velocidade mais elevada.
Seleção das mudanças nos diferentes sistemas
Uma transmissão automática seleciona e muda as marchas, conforme necessário, sem intervenção do
motorista.
Quer dizer: para conduzir um automóvel com câmbio automático, basta selecionar o movimento para
frente ou para trás e acelerar. Num automóvel com este sistema de mudanças existem, portanto, apenas
dois pedais, um para acelerar e outro para frear.
Os diferentes sistemas de transmissão automática apresentam uma grande variedade de bloqueio das
engrenagens, sendo a sua seleção comandada, por meio de uma alavanca.
Em todos os sistemas, a alavanca de comando pode adaptar-se a diferentes posições: N, para ponto morto;
P, na maioria dos modelos, para estacionamento, posição que inclui um dispositivo de bloqueio (por
questões de segurança apenas se pode pode dar a partida nomotor numa dessas posições); R para marcha
ré: D, para a marcha à frente, e L para manter uma velocidade baixa. Um batente mecânico evita a
inadequada seleção das posições de marcha ré ou de estacionamento. PRNDL é a sequência mais usual.
Colocando a alavanca na posição D, obtém-se toda gama de mudanças da mais alta à mais baixa,
utilizando todas as velocidades que imprimem movimento para frente. A seleção das mudanças depende
não só de um regulador comandado pela velocidade, mas também da posição do pedal do acelerador.
Com o acelerador a fundo obtém-se a utilização máxima de cada mudança até mais elevada velocidade
possível dentro dos limites de segurança do motor, por outro lado, acelerando ligeiramente, o motorista
permite a seleção gradual das mudanças (da primeira para a Segunda e da Segunda para a prise) a
variedades bastante mais baixas. Existe ainda um interruptor de fim de curso (acionado quando se carrega
a fundo no pedal do acelerador) que inicia imediatamente a mudança para uma velocidade mais baixa se a
velocidade de deslocação do automóvel permitir. Por exemplo, pode-se, por meio do interruptor, passar da
prise para Segunda a 90 km/h.; o comando automático, porém, poderá impedir essa passagem se a
velocidade de deslocamento do automóvel for superior. Em alguns dos mais utilizados modelos de
transmissões automáticas de três velocidades da marca Borg Warner a alavanca seletora apresenta a
sequência, PRND21 de posições. Colocando a alavanca na posição 2, o motorista obtém mudanças
automáticas, da primeira para a Segunda velocidades e vice-versa, ficando, contudo, a prise excluída. Se a
alavanca for colocada na posição 1, o motorista obtém a primeira velocidade. Esta disposição destina-se
permitir a travagem máxima do motor em descidas íngremes.
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Numa transmissão automática as velocidades são selecionadas por pressão hidráulica. D4321NR.
Na sequência da alavanca seletora da transmissão da Automotive Products, a posição D permite mudanças
completamente automáticas, enquanto as posições 4321 e R são selecionadas manualmente. A alavanca
em N dá-se o ponto morto. Assim, o motorista pode optar entre as mudanças totalmente automáticas ou
manuais.
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Os automóveis DAF têm um sistema de transmissão por correias, denominado variomatc, que assegura
mudanças totalmente automáticas, de acordo com as condições do tráfego e da faixa de rodagem. No
arranque o movimento é transmitido automaticamente a uma embreagem centrífuga que, por sua vez, faz
mover dois tambores por meio de uma caixa redutora de engrenagens cônicas. Os diâmetros dos tambores
variam de acordo com as velocidades de rotação destes, por meio de massas centrífugas e, de acordo com
a posição do acelerador, por meio de uma câmara de vácuo. Duas correias trapezoidais dentadas rodam
entre dois tambores pressionados um de encontro ao outro por meio de molas. Com aceleração baixas, o
sistema proporciona automaticamente uma redução elevada.
Condução econômica com ‘overdrive’ - O overdrive, ou sobre marcha, consiste numa unidade, montada
atrás da caixa de mudanças, destinada a proporcionar uma velocidade, para além da prise, que permita
uma marcha econômica a um baixo regime de rotações do motor, sem redução da velocidade de
deslocamento.
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Em alguns modelos de automóveis, o overdrive atua também em terceira, ou mesmo em segunda, o que
aumenta, para o motorista, as possibilidades de escolha de redução.
As unidades overdrive têm, em geral, um sistema de engrenagens epicicloidais que inclui uma
embreagem cônica acionada hidraulicamente. Quando o overdrive não está em funcionamento, a
embreagem que está ligada à roda central, torna-se solidária – devido à mola – com a coroa circular,
ligada ao eixo de saída. O suporte das engrenagens satélites, ligado ao eixo da caixa de mudanças, faz
girar todo o conjunto, obtendo-se assim uma transmissão direta.
Quando o motorista seleciona o overdrive, a embreagem fixa-se ao cárter exterior e impede o movimento
da roda central. O suporte das engrenagens planetárias gira então à volta da roda central e, por sua vez,
aciona a coroa circular a uma velocidade ligeiramente superior à superior à do suporte. Em conseqüência,
o eixo de saída roda mais rápido que o eixo do motor.
O overdrive é comandado, elétrica ou hidraulicamente, por meio de um interruptor existente no painel ou
na coluna da direção. Pode ser ligado ou desligado sem intervenção da embreagem.
CVT
Continuosly variable transmission ou transmissão continuamente variável, trabalha com correias e polias.
O principio é simples embora ocorram pequenas variações entre os sistemas utilizados pelas diferentes
montadoras. Os componentes básicos são duas polias cônicas ligadas por uma correia em V, em alguns
modelos utiliza-se uma corrente metálica de elos de placa. Estas polias são bipartidas e suas metades se
afastam ouse aproximam de acordo com a necessidade. Com esse movimento, elas aumentam ou
diminuem o diâmetro de atuação da correia e alteram a relação de transmissão de uma polia em relação a
outra. Isto significa, na pratica alongar ou encurtar as marchas em infinitas combinações, respeitando é
claro o intervalo entre os diâmetros mínimo e máximo do conjunto. Assim, conforme o motor do veiculo
vai sendo acelerado, num sistema hidráulico comanda simultaneamente a largura adequada das duas
polias, ajustando instantaneamente a relação de transmissão para a solicitação do momento.
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Além da extensa combinação de relações de transmissão, a CVT traz outras vantagens na comparação
com os câmbios automáticos tradicionais. Consumo de combustível inferior e ganho na aceleração são
dois exemplos. Outra característica é o funcionamento suave e continuo do conjunto, sem trancos ou
buracos entre uma marcha e outra.
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Referências Bibliográficas
COSTA. Paulo G. A bíblia do automóvel . edição eletrônica. 2001-2002
O livro do automóvel. Seleções do Reader’s Digest , 1976
CUNHA, Lauro Salles. Manual Prático do Mecânico. Edição 7. Editora HEMUS, 1972
Mercedes benzs, Caixa de transmissão ZF, apostila eletrônica, 2002
HowStuffWorks - Diferenciais de atrito.htm, acessado em 2011
http://carros.hsw.uol.com.br/cambio-sequencial.htm, acessado em 2011
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Hino Nacional
Hino do Estado do Ceará
Ouviram do Ipiranga as margens plácidas
De um povo heróico o brado retumbante,
E o sol da liberdade, em raios fúlgidos,
Brilhou no céu da pátria nesse instante.
Poesia de Thomaz Lopes
Música de Alberto Nepomuceno
Terra do sol, do amor, terra da luz!
Soa o clarim que tua glória conta!
Terra, o teu nome a fama aos céus remonta
Em clarão que seduz!
Nome que brilha esplêndido luzeiro
Nos fulvos braços de ouro do cruzeiro!
Se o penhor dessa igualdade
Conseguimos conquistar com braço forte,
Em teu seio, ó liberdade,
Desafia o nosso peito a própria morte!
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, um sonho intenso, um raio vívido
De amor e de esperança à terra desce,
Se em teu formoso céu, risonho e límpido,
A imagem do Cruzeiro resplandece.
Gigante pela própria natureza,
És belo, és forte, impávido colosso,
E o teu futuro espelha essa grandeza.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada,Brasil!
Deitado eternamente em berço esplêndido,
Ao som do mar e à luz do céu profundo,
Fulguras, ó Brasil, florão da América,
Iluminado ao sol do Novo Mundo!
Do que a terra, mais garrida,
Teus risonhos, lindos campos têm mais flores;
"Nossos bosques têm mais vida",
"Nossa vida" no teu seio "mais amores."
Ó Pátria amada,
Idolatrada,
Salve! Salve!
Brasil, de amor eterno seja símbolo
O lábaro que ostentas estrelado,
E diga o verde-louro dessa flâmula
- "Paz no futuro e glória no passado."
Mas, se ergues da justiça a clava forte,
Verás que um filho teu não foge à luta,
Nem teme, quem te adora, a própria morte.
Terra adorada,
Entre outras mil,
És tu, Brasil,
Ó Pátria amada!
Dos filhos deste solo és mãe gentil,
Pátria amada, Brasil!
Mudem-se em flor as pedras dos caminhos!
Chuvas de prata rolem das estrelas...
E despertando, deslumbrada, ao vê-las
Ressoa a voz dos ninhos...
Há de florar nas rosas e nos cravos
Rubros o sangue ardente dos escravos.
Seja teu verbo a voz do coração,
Verbo de paz e amor do Sul ao Norte!
Ruja teu peito em luta contra a morte,
Acordando a amplidão.
Peito que deu alívio a quem sofria
E foi o sol iluminando o dia!
Tua jangada afoita enfune o pano!
Vento feliz conduza a vela ousada!
Que importa que no seu barco seja um nada
Na vastidão do oceano,
Se à proa vão heróis e marinheiros
E vão no peito corações guerreiros?
Se, nós te amamos, em aventuras e mágoas!
Porque esse chão que embebe a água dos rios
Há de florar em meses, nos estios
E bosques, pelas águas!
Selvas e rios, serras e florestas
Brotem no solo em rumorosas festas!
Abra-se ao vento o teu pendão natal
Sobre as revoltas águas dos teus mares!
E desfraldado diga aos céus e aos mares
A vitória imortal!
Que foi de sangue, em guerras leais e francas,
E foi na paz da cor das hóstias brancas!