Sistemas de Transmisso Automtica

Tcnico de Mecatrnica Automvel - Nvel IVCurso EFA

Sistemas de transmisso automticandiceCaixas automticas3Como funcionam as caixas automticas:3Conversor de binrio3Conjunto de engrenagens4As relaes da caixa automtica5Embraiagens e cintas6Estacionar (P = Park)7Hidrulica8Caixas automatizadas ou robotizadas11Caixa de dupla embraiagem DCT11Veio de transmisso e embraiagens multi-pratos12Prs e contras13Caixa DCT: passado, presente e futuro14CVT - Transmisso varivel contnua15Diferena entre caixas automticas e CVT16CVTs baseadas em polias16CVT Multitronic (Audi)19CVT Multimatic (Honda)20CVT - Relaes virtuais21Concluso22

Designao da UFCD: Sistemas de transmisso automticaCdigo: 5010Carga Horria: 25 horas

Objectivos

Identificar e caracterizar sistemas de transmisso automtica. Verificar conversores de binrio de sistemas de transmisso automtica. Verificar caixas de velocidades de sistemas de transmisso automtica.Contedos

Tipos de sistemas de transmisso automtica Princpios de funcionamento de um sistema de transmisso automtica Tipos, caractersticas e funcionamento de caixas de velocidades automticas Componentes de caixas de velocidades automticas Verificar o funcionamento das caixas de velocidades automticas Tipos, caractersticas e funcionamento de conversores de binrio Verificar o funcionamento de conversores de binrio Tipos de lubrificantes de conversores de binrio e caixas de velocidades automticas Tipos e caractersticas de funcionamento de caixas robotizadas Princpios de funcionamento de caixas robotizadas Componentes de caixas robotizadas Verificar o funcionamento de caixas robotizadas Tipos e caractersticas de funcionamento de transmisses de variao continua (CVT) Princpios de funcionamento de transmisses de variao continua (CVT) Componentes de sistemas de transmisso de variao continua (CVT) Verificar o funcionamento de transmisses de variao continua (CVT) Sistemas electrnicos de transmisso integral

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Pgina 8 de 22Paulo FidalgoCaixas automticas Como funcionam as caixas automticas:Primeiramente as transmisses puramente automticas no dispem de embraiagem mecnica. A transmisso de rotao do motor enviada ao caixa atravs do conversor de binrio, um sistema hidrulico de transferncia de fora, da tambm a comum denominao hidramtica. Internamente a caixa automtica tambm dispe de engrenagens de relao e cada mudana contm um pacote de travamento de sada conforme seleco do sistema ou do motorista. Assim uma bomba hidrulica gera vazo de fluido at um conjunto de electrovlvulas que direcciona a passagem de fluido para cada pacote de mudana. Normalmente, atravs de um sistema de gesto, a electrovlvula correspondente a cada pacote de engate accionada, desta maneira, o fluido chega ao pacote de travamento das mudanas e trava a relao no eixo de sada, por isso chamamos de sistema automtico. Para cada relao h uma vlvula e um pacote de engate e trava. O accionamento tambm pode ser feito pelo motorista que pode accionar as electrovlvulas atravs da alavanca de accionamento das mudanas ou por controles atrs do volante de direco tambm conhecidos como paddle-shift. Existem duas grandes diferenas entre a caixa automtica e acaixa manual: No existe pedal de embraiagem num carro de caixa automtica. No se efectua troca de mudanas num carro de caixa automtica. Quando se coloca a alavanca selectora em "Drive" (D), as trocas so automticas.Conversor de binrioA caixa automtica (e seu conversor de binrio) e a caixa manual (com sua embraiagem) desempenham exactamente a mesma funo, porm de formas totalmente diferentes.

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[Escreva texto]Pgina 4 de 22Paulo FidalgoConjunto de engrenagensTal como o de uma caixa manual, o trabalho primrio de uma caixa automtica o de permitir ao motor que opere dentro das suas estreitas variaes de rotao e ao mesmo tempo proporcionar amplas variaes de rotao de sada para as rodas. A diferena fundamental entre uma caixa manual e uma automtica que a manual engata e desengata diferentes conjuntos de engrenagens do veio de sada para conseguir vrias relaes de mudana, enquanto que na caixa automtica um mesmo conjunto de engrenagens produz diferentes relaes de transmisso. As engrenagens epicicloidais o dispositivo que torna isso possvel na caixa automtica.Caixa automtica e relaes de transmisso - componentes Engrenagens epicicloidais. Um conjunto de cintas que trava algumas partes do conjunto de engrenagens Um conjunto de trs embraiagens em banho de leo que trava outras partes do conjunto de engrenagens Um sistema hidrulico que controla as mudanas e as cintas Uma grande bomba de engrenagem que faz circular o fluido hidrulico da caixaA caixa feita pelo conjunto de engrenagens epicicloidais, uma pea nica capaz de criar todas as relaes de transmisso que a caixa pode produzir. Todos os outros componentes da caixa esto ali para ajud-la a realizar seu trabalho. Uma caixa automtica contm dois conjuntos completos de engrenagens epicicloidais formando um nico componente.O conjunto de engrenagens epicicloidais tem trs componentes bsicos: Planetrio Porta-satlites CoroaCada um destes componentes pode ser a entrada, a sada ou pode ser mantido imvel. Ao escolher qual pea desempenha qual papel, determina-se a relao de mudana para o conjunto de engrenagens.Um conjunto de engrenagens epicicloidais com uma coroa de 72 dentes e um planetrio com 30 dentes, consegue-se obter muitas relaes de mudana diferentes. Qualquer combinao de dois desses trs componentes bloqueia o dispositivo como um todo em uma relao de transmisso 1:1, ou seja, ligao directa entre motor e eixo motriz. A primeira relao de transmisso uma reduo a velocidade de sada menor que a de entrada, e a segunda uma sobremudana a velocidade de sada maior que a de entrada, e a ltima novamente uma reduo, mas ocorre uma reverso da direco, que a mudana r. Existem vrias outras relaes que podem ser tiradas deste conjunto de engrenagem, mas estas so as relevantes. Este conjunto de engrenagens pode produzir estas relaes de mudana sem precisar engatar ou desengatar. Com dois desses conjuntos de engrenagens combinados temos as quatro mudanas para frente e r de que a caixa precisa.Esta caixa automtica usa um conjunto de engrenagens chamado de engrenagem epicicloidal composta, que se parece com um nico conjunto de engrenagens mas se comporta como dois conjuntos combinados. Tem uma coroa que funciona sempre como sada da caixa, mas possui dois planetrios e dois porta-satlites. Um porta-satlites mais baixo porque engata em outro porta-satlites e este engata na coroa. Os planetrios mais curtos so engatados somente atravs de um planetrio menor. Os porta-satlites mais longos so engatados por um planetrio maior e pelos porta-satlites menores. Engrenagem epicicloidal:As relaes da caixa automticaNa primeira, o planetrio menor conduzido em sentido horrio por uma turbina no conversor de binrio. O porta-satlites tenta girar no sentido anti-horrio, mas mantido imvel pela embraiagem unidireccional (que permite rotao apenas no sentido horrio) e uma coroa gira a sada. O planetrio pequeno tem 30 dentes e a coroa tem 72, a relao de mudana = -C/P = -72/30 = -2,4:1 Assim a rotao negativa 2,4:1, o que significa que a direco de sada seria oposta direco de entrada. Mas a direco de sada na realidade igual direco de entrada aqui entra o truque do conjunto dos dois porta-satlites. O primeiro conjunto engata no segundo, e o segundo conjunto gira a coroa; esta combinao inverte a direco. Isto tambm causaria a rotao do planetrio maior; mas como a embraiagem solta, o planetrio maior fica livre para girar em direco oposta turbina (anti-horria).Segunda: esta actua como dois conjuntos de porta-satlites, conectados um ao outro por um suporte comum aos dois. O primeiro usa o planetrio maior como coroa.A entrada um planetrio pequeno; a coroa (planetrio grande) mantida fixa por uma cinta e a sada o porta-satlites. Para este estgio a frmula : 1 + C/P = 1 + 36/30 = 2,2:1O porta-satlites gira 2,2 vezes para cada rotao do planetrio pequeno. No segundo estgio, o porta-satlites actua como entrada para o segundo porta-satlites, o planetrio maior mantido fixo e a coroa actua como sada, ficando assim a relao da mudana: 1 / (1 + S/C) = 1 / (1 + 36/72) = 0,67:1Para conseguir a relao final da segunda transmisso, multiplicamos o primeiro estgio pelo segundo, 2,2 x 0,67, para obter uma relao de 1,47:1.Terceira: a maioria das caixas automticas tem relao de 1:1 na terceira transmisso. Para obter uma relao 1:1 de sada bloquear juntas duas das trs partes do porta-satlites, engatando as embraiagens que bloqueiam cada um dos planetrios turbina. Se ambos os planetrios giram na mesma direco, os porta-satlites so travados, porque eles s podem girar na direco oposta. Isto trava a coroa e faz com que tudo gire como uma unidade, produzindo uma relao de 1:1.Sobremudana (overdrive): por definio, uma sobremudana tem rotao de sada maior que a de entrada. Portanto ocorre um aumento de rotao. Nesta caixa, ao engatar a sobremudana (overdrive) se consegue duas coisas de uma s vez. Para melhorar a eficincia, alguns carros tm um mecanismo que bloqueia o conversor de binrio para que a sada do motor v directo para a caixa. Nesta caixa, quando a sobremudana seleccionada, um veio que se liga caixa do conversor (aparafusada ao volante do motor) conectada por embraiagem ao porta-satlites. O planetrio pequeno gira livremente e o planetrio maior mantido imvel pela cinta da sobremudana. Nada conectado turbina; a nica entrada vem da caixa do conversor. Porta satlites como entrada, planetrio fixo e a coroa como sada.Relao = 1 / (1 + P/C) = 1 / (1 + 36/72) = 0,67:1. Assim a sada gira uma vez para cada dois teros de rotao do motor. Se o motor est girando a 2 mil rotaes por minuto (rpm), a rotao de sada de 3.000 rpm. Isto permite que os carros rodem em altas velocidades de estrada enquanto a rotao do motor se mantm baixa e agradvel, alm de reduzir o consumo de combustvel.R: muito parecida com a primeira mudana, excepto que em vez de um planetrio pequeno ser movido pela turbina, o planetrio maior movido e o menor gira livre na direco oposta. O porta-satlites seguro carcaa pela cinta de r. Assim temos: Relao = -C/P = 72/36 = 2,0:1.Embraiagens e cintasPara colocar a caixa em sobremudana, muitas coisas tm de ser conectadas e desconectadas por embraiagens e cintas. O porta-satlites conectado caixa do conversor de binrio por uma embraiagem. O planetrio menor desconectado da turbina por uma embraiagem para que possa girar livremente. O planetrio grande seguro caixa por uma cinta para que no possa girar. Cada seleco de mudana desencadeia uma srie de eventos com diferentes embraiagens e cintas engatando e desengatando.Cintas de ao envolvem partes da engrenagem e se conectam caixa, accionadas por cilindros hidrulicos dentro da carcaa da caixa. A haste de metal conectada ao pisto, o qual acciona a cinta.A presso hidrulica, direccionada para dentro do cilindro por um conjunto de vlvulas, faz com que os pistes pressionem as cintas, travando aquela parte da engrenagem caixa.As embraiagens na caixa so um pouco mais complexas. Nestas existem quatro embraiagens. Cada uma accionada por fluido hidrulico pressurizado que faz um pisto entrar no interior da embraiagem. Molas garantem que a embraiagem seja desacoplada assim que a presso diminuda. Pode ver-se o pisto e o tambor de embraiagem. O vedador de borracha no pisto este um dos componentes que substitudo quando a caixa recondicionada. O material de atrito estriado na parte interna, onde fica solidria a uma das engrenagens. A placa de ao estriada por fora, onde fica solidria caixa de embraiagem. Estas peas da embraiagem tambm so substitudas quando a caixa automtica recondicionada.A presso para as embraiagens alimentada atravs de passagens nos veios. O sistema hidrulico controla quais embraiagens e cintasdevem serenergizadas num dado momento.Estacionar (P = Park) Existem requisitos complexos para este mecanismo: Destravar o carro numa ladeira (o peso est repousado no mecanismo). Engatar o mecanismo mesmo se a alavanca no estiver alinhada com a engrenagem. Uma vez travado, alguma coisa tem de impedir que a alavanca pule e destrave.A sada da transmisso: os entalhes quadrados so engatados pelo mecanismo de travamento para manter o carro imvel. O mecanismo de travamento engata os dentes na sada da caixa para manter o carro imvel. Esta a parte da caixa que se une ao veio de transmisso assim, quando esta pea no pode girar, o carro no se move.Uma caixa decaixa vazia com o mecanismode travamentovisvel, como acontece quando o carro est travado. Se v o mecanismo de travamento projectando-se na carcaa onde as engrenagens ficam localizadas. Os lados cnicos com a fora do peso do carro, ajuda a destravar o mecanismo de travamento quando est numa ladeira.Esta haste conectada a um cabo que, por sua vez operado pela alavanca selectora de mudanado carro, acciona o mecanismo de travamento. Quando a alavanca colocada em Estacionar (P), a haste empurra a mola contra um pequeno mancal cnico. Se o mecanismo de travamento estiver alinhado de modo que possa cair em um dos entalhes na seco de sada da engrenagem, o mancal empurrar o mecanismo para baixo. Se o mecanismo estiver alinhado com uma dos pontos elevados na sada, ento a mola empurrar o mancal mas a alavanca no bloquear o carro no lugar at que este se mova um pouco e os dentes se alinhem adequadamente. Por isso que s vezes o carro se move um pouco mais, depois de colocar em estacionar e soltar o pedal de freio ele tem que rodar um pouco para que os dentes se alinhem com o local onde o mecanismo de estacionamento possa entrar. Quando um carro estiver seguramente colocado em Estacionar (P), a bucha ir prender a alavanca para que o carro no saia do modo Estacionar se ele estiver numa ladeira.HidrulicaAlguns dos aspectos de uma caixa automtica: Se o carro est em sobremudana (em uma caixa de quatro mudanas), a caixa selecciona automaticamente a mudana com base na velocidade e na posio do acelerador. Se acelerar suavemente, as mudanas ocorrero a velocidades mais baixas do que acelerar tudo. Se pisar fundo no acelerador, a caixa ir reduzir para a prxima. Se mover a alavanca selectora para uma relao mais baixa, a caixa ir efectuar a reduo, a no ser que o carro esteja muito rpido. Quando assim, ela aguarda at que o carro diminua a velocidade e ento troca a relao. Se colocar a transmisso em segunda, ela nunca ir reduzir ou passar para uma mudana superior, mesmo que o carro pare, a no ser que se mova a alavanca selectora.Isto realmente o crebro da caixa automtica, que gere todas essas funes e algumas outras mais. As passagens que se v direccionam o fluido para todos os componentes da caixa. Passagens moldadas no metal so uma maneira eficiente de direccionar o fluido; sem elas, seriam necessrias muitas mangueiras e tubos para conectar as vrias partes da caixa. A bombaAs caixas automticas tm uma eficiente bomba, do tipo de engrenagem. Esta bomba geralmente est localizada na tampa da caixa. Ela aspira o fluido de um crter na parte de baixo da caixa e o envia para o sistema hidrulico. Alm disso, ela alimenta o arrefecimento da caixa e o conversor de binrio. A engrenagem interna da bomba solidria caixa do conversor de binrio e, assim, ela roda na mesma velocidade que o motor. A engrenagem externa rodada pela interna e, quando as engrenagens rodam, o fluido aspirado do crter de um lado da crescente, lanado para fora e chega ao sistema hidrulico, que est do outro lado.O reguladorO regulador uma vlvula inteligente que informa a velocidade do carro caixa. conectado sada, de modo que quanto mais rpido o carro se move, mais rpido o regulador roda. Dentro do regulador h uma vlvula carregada com uma mola que abre proporcionalmente velocidade com que o regulador esta rodando quanto mais rpido o regulador rodar, mais a vlvula se abrir. O fluido da bomba alimenta o regulador atravs do veio de sada. Quanto mais rpido um carro anda, mais a vlvula do regulador se abre e maior a presso do fluido que ele deixa passar.Vlvulas e moduladoresPara fazer as relaes de transmisso adequadamente, a caixa automtica precisa saber o grau de esforo do motor. Existem duas maneiras de fazer isso. Alguns carros tm uma ligao de cabo simples conectado vlvula de acelerao na caixa. Quanto mais o pedal do acelerador pressionado, mais presso colocada na vlvula de acelerao. Outros carros usam um modulador a vcuo para fazer presso na vlvula de acelerao. O modulador sente a presso no colector de admisso, que cai quando o motor se encontra sob grande carga. A vlvula manual onde a alavanca selectora de relao se engata. Dependendo de qual relao est seleccionada, a vlvula manual alimenta circuitos hidrulicos que inibem outras relaes. Por exemplo, se a alavanca est na terceira relao, ela alimenta um circuito que impede que se engate a sobremudana. As vlvulas fornecem presso hidrulica para as embraiagens e cintas para engatar cada relao. O corpo de vlvulas da caixa contm vrias vlvulas de relao. Elas determinam quando mudar de uma relao para outra. Por exemplo, a vlvula da primeira para segunda determina quando efectuar essa troca. Esta vlvula pressurizada com fluido do regulador por um lado, e pela vlvula de acelerao do outro. Elas so supridas com fluido pela bomba e direccionam este fluido a um dos circuitos de modo a controlar a relao que est engatada.

Circuito de caixaA vlvula de relao vai retardar uma troca de relao ascendente se o carro estiver acelerando rapidamente. Se o carro acelerar suavemente, essa troca de relao ocorrer numa velocidade mais baixa. Quando a velocidade do carro aumenta, aumenta a presso do regulador, empurrando a vlvula de relao at que ultrapasse o circuito da primeira e feche-o, enquanto o circuito da segunda abre. Como o carro est acelerando suavemente, a vlvula de acelerao no aplica muita presso contra a vlvula de relao. Quando o carro acelera rapidamente, a vlvula de acelerao aplica maior presso contra a vlvula de relao. Isto significa que a presso do regulador tem de ser maior (e portanto a velocidade do veculo tem de ser mais alta) antes da vlvula de relao mover o suficiente para que a segunda seja engatada. Cada vlvula de relao responde a uma faixa de presso em particular. Assim, quando o carro vai mais rpido a vlvula muda de 2 para 3, porque a presso do regulador suficientemente alta para accionar aquela vlvula.Caixas de controlo electrnicoA caixa de controlo electrnico, que aparece em alguns carros mais novos, ainda usa a hidrulica para accionar as embraiagens e cintas, mas cada circuito hidrulico controlado por um solenide elctrico. Isto simplifica o circuito hidrulico da caixa e permite esquemas de controlo mais avanados. As de controlo electrnico tm esquemas de controlo ainda mais elaborados. Alm do monitoramento da velocidade do veculo e da posio do acelerador, o controle da caixa pode monitorar a rotao do motor, se o pedal de freio est apertado ou at osistema de freio anti bloqueio (ABS). Usando esta informao e uma estratgia de controlo avanado baseado em lgica humana um mtodo de sistemas de controlo de programao usando o tipo de razo humana caixas de controlo electrnico podem fazer coisas como: Reduzir automaticamente quando estamos descendo uma ladeira, de modo a controlar a velocidade e diminuir o desgaste dos traves. Aumentar a relao quando travamos numa superfcie lisa para reduzir o freio-motor. Inibir a troca para uma relao superior quando se entra numa curva numa estrada sinuosa.Digamos que se est dirigindo na subida de serra cheia de curvas. Quando se est na recta da serra, a caixa muda para a segunda para dar acelerao suficiente para subir melhor. Ao chegar numa curva se diminui, levantando o p do acelerador e possivelmente pisando no travo. A maioria das caixas mudar para a terceira, ou at usaro a sobremudana ao tirar o p do acelerador. E depois que se acelera ao sair da curva, ela reduzir novamente. Mas se voc dirigir um carro de caixa manual, provavelmente deixaria o carro na mesma relao o tempo todo. Algumas caixas automticas com um sistema de controlo avanado podem detectar esta situao depois de se ter passado por algumas curvas e "aprender" a no trocar a relao para uma superior de novo.

Caixas automatizadas ou robotizadasMantm os mesmos princpios mecnicos de transmisso da caixa manual, ou seja, a embraiagem os eixos primrios e secundrios, bem como, o sistema de retardo, freio e sincronizao permanecem os mesmos das caixas mecnicas. As relaes acontecem justamente nos pontos de interferncia do motorista com o sistema. Agora, para fazer o accionamento da embraiagem o sistema conta com servos-actuadores, assim como, o engate da relao tambm realizado pelos mesmos dispositivos. Desta maneira o motorista apenas acelera e trava e a relao de transmisso realizada como se fosse um rob mexendo a manopla de caixa das mudanas e accionando a embraiagem. Os servos-actuadores so actuadores elctricos ou hidrulicos, dependendo do sistema e so geridos por uma srie de sensores, em parceria com a injeco electrnica e sistema de travo inclusive, que mandam informaes para um mdulo de controlo. No mdulo de controlo existe uma rotina especfica programada que vai actuar junto caixa, atravs dos servos, seleccionando as melhores relaes para cada situao solicitada.Caixa de dupla embraiagem DCTNo mundo das corridas de automveis, as caixas semiautomticas, tais comoocaixa manual sequencialou SMG, tm sido utilizados h muitos anos. Mas na linha de produo, eles so uma tecnologia relativamente nova - um deles tem sido definido por um sistema muito especfico conhecido como caixa de dupla embraiagem ou semiautomtico. Em uma transmisso convencional manual no h um fluxo depotncia contnuo do motor para as rodas. O fornecimento depotncia muda de ligado para desligadoe novamente paraligadodurante a mudana de relao, causando um fenmeno conhecido como "choque de troca" ou "interrupo de binrio". Para um motorista inexperiente, isto pode resultar empassageiros serem jogados para frente e depois para trs medida queas relaes vo sendotrocadas.Uma caixa de dupla embraiagem (DCT, sua sigla em ingls) usa duas embraiagens, mas no tem pedal. Electrnicos e hidrulicos sofisticados controlam as embraiagens, como numacaixa automtica comum. Em uma DCT, entretanto, as embraiagens operam independentemente. Uma embraiagem controla as relaes mpares (primeira, terceira, quinta e r), enquanto a outra controla as pares (segunda, quarta e sexta). Assim, as relaes podem ser mudadas sem interromper o fluxo depotncia do motor paraa caixa. Os motoristas podem tambm escolher um modo completamente automtico, onde as mudanas de relao so feitas pelo computador. Neste modo, a experincia de dirigir muito parecida quela feita pelo automtico convencional. Devido transmisso DCT poder "desactivar" uma relao e "accionar" uma segunda, o choque de troca reduzido. Mais importante, a mudana ocorre sob a carga para que um fluxo de energia permanente seja mantido. Uma construo engenhosa de duas rvores separando as marchas pares e mpares torna isso tudo possvel.Veio de transmisso e embraiagens multi-pratosUm veio de caixa de duas partes est no corao de um DCT. Ao contrrio de uma caixa manual convencional, que tem todas as relaes em um nico veio primrio, a DCT divide as relaes pares e mpares em duas. O veio externo oco, deixando um espao para um veio interno, que fica alojado no lado de dentro do oco. Este se encarrega da segunda e quarta enquanto a interna responde pela primeira, terceira e quinta.Repare-se que uma embraiagem controla a segunda e a quarta, enquanto outra embraiagem, independente, controla a primeira, a terceira e a quinta. Este o truque que permite a troca de relao super rpida e mantm constante o fornecimento de potncia. Uma caixa manual normal no pode fazer isso porque usa a mesma embraiagem para todas as marchas.Pelo fato deo caixade dupla embraiagem ser parecidocom um automtico, pode-se pensar que ele requer um conversor de torque, que comoosautomticos: transferem o binrio domotor para o caixa. As caixas DCT, entretanto, no requeremconversor de binrio.Em vez disso, as DCTs que esto atualmente no mercado usam embraiagem multidisco em banho de leo. Uma embraiagem "molhada" aquela em queos seus componentes so banhados porum fluido lubrificante para reduzir o atrito e limitar a produo de calor. Vrios fabricantes esto desenvolvendo DCTs que usam embraiagens secas, como aquelas geralmente associadas s caixas manuais, mas todos os veculos equipados com DCT hoje produzidos usam a verso de banho de leo. Muitas motocicletas possuem embraiagem multidisco.Como os conversores de binrio, embraiagens multidisco em banho de leo usam presso hidrulica para acionar as marchas. O fluido faz seu trabalho dentro do pisto da embraiagem, conforme o diagrama acima. Quando a embraiagem acoplada, a presso hidrulica dentro do pisto fora um conjunto de molas helicoidais a se expandirem, o que empurra uma srie de placas de embraiagem e disco de atrito empilhados e contra uma placa de presso fixa. Os discos de atrito tm dentes internos que so dimensionados e formatados para se engrenarem com estrias na caixa do plat. Por sua vez, o tambor conectado ao conjunto de relaes que ir receber a fora de transferncia. A caixa de dupla embraiagem da Audi tem uma pequena mola helicoidal e uma grande mola diafragmtica em suas embraiagens multidisco em banho de leo.Para desacoplar a embraiagem, a presso do fluido dentro do pisto reduzida. Isto permite que as molas do pisto relaxem, o que faz diminuir a presso no bloco de embraiagem e na placa de presso.Prs e contrasAgora j est claro o por que a DCT foi classificada como uma caixa manual automatizada. Em princpio, a DCT se comporta como uma caixa manual normal: ela tem um veio de entrada e veios auxiliares para acomodar as mudanas, os sincronizadores e uma embraiagem. O que ela no possui um pedal de embraiagem, porque so os computadores, solenides e componentes hidrulicos que fazem a troca de relao. Mesmo sem o pedal de embraiagem o motorista, quando desejar, pode "dizer" ao computador para agir atravs de borboletas teclas no volante ou pela alavanca de caixa.Uma nova sensao ao dirigir apenas uma das muitas vantagens de uma DCT. Com trocas de marcha ascendentes em meros 8 milisegundos, muitos motoristas sentem que a DCT oferece a acelerao mais rpida do que qualquer carro do mercado. Ela proporciona acelerao suave se d graas eliminao do tranco que acontece nas mudanas nas caixas manuais e em algumas automticas. E o melhor de tudo que d aos motoristas o luxo de escolher se preferem controlar as mudanas ou deixar que o computador faa esse trabalho.Talvez a vantagem mais cativante de uma DCT seja a reduo do consumo de combustvel. Devido ao fluxo de fora do motor para o caixa no ser interrompida, o consumo cai drasticamente. Alguns especialistas dizem que uma DCT de seis relaes pode render uma diminuio de at 10% no consumo de combustvel quando comparada a uma cinco-marchas automtica.Muitos fabricantes de automveis esto interessados na tecnologia DCT. Porm, algumas montadoras se preocupam com os custos adicionais associados modificao das linhas de produo para acomodar um novo tipo de caixa. Isso poderia de imediato aumentar os custos dos carros equipados a DCT, o que desencorajaria consumidores mais preocupados com o preo.Alm disso, os fabricantes j esto investindo alto em tecnologias de caixa alternativas. Uma das mais notveis a transmisso continuamente varivel, ou CVT. Uma CVT um tipo de caixa automtica que usa um sistema de polias mveis e uma correia ou corrente para ajustar infinitamente a relao de transmisso ao longo de uma vasta gama de variao. As CVTs tambm reduzem o tranco de troca de relaes e reduzem significativamente o consumo de combustvel. Porm, as CVTs no conseguem agentar a necessidade do alto binrio dos carros de alto desempenho.As DCTs no tm tais problemas e so ideais para veculos muito velozes. Na Europa, onde as caixas manuais so preferidas por razes de desempenho e menor consumo de combustvel, h quem preveja que as DCTs iro abocanhar 25% do mercado. At 2012, somente 1% dos carros produzidos na Europa Ocidental estaro equipados com uma CVT.Caixa DCT: passado, presente e futuroO homem que inventou a caixa de caixa de dupla embraiagem foi um pioneiro em engenharia automobilstica. Adolphe Kgresse mais conhecido por desenvolver o meia-tagarta, um tipo de veculo equipado com esteiras de borracha sem fim, o que o permite transitar fora da estrada em vrios tipos de terrenos. Em 1939, Kgresse concebeu a idia de uma caixa de caixa de embraiagem dupla, que ele esperava usar no legendrio Citron "Traction". Infelizmente, circunstncias de negcios adversas impediram seu desenvolvimento posterior. Tanto a Audi como a Porsche apreciaram o conceito de dupla embraiagem, apesar do seu uso, a princpio, estar limitado a carros de corrida. Os carros de corrida 959 e 962C incluram o Porsche Dual Clutch, ou PDK. Em 1986, um Porsche 962 venceu a corrida de 1.000 quilmetros do Campeonato Mundial de Esporte-Prottipo em Monza a primeira vitria para um carro equipado com o PDK, o caixa semi-automtico operado por alavancas-borboleta atrs do volante. A Audi tambm fez histria em 1985 quando o Sport quattro S1 um carro de rali equipado com caixa de dupla embraiagem venceu em Pikes Peak, uma prova de subida de montanha que chega a 4.300 metros de altitude.A comercializao da caixa de dupla embraiagem, contudo, ainda no era vivel at recentemente. A Volkswagen pioneira nesse tipo de caixa, licenciando a tecnologia DualTronic da BorgWarner. Atualmente, automveis equipados com DCTs esto disponveis somente na Europa. Nesta categoria esto includos os Volkswagen Beetle, Golf, Touran e Jetta; os Audi TT e A3; o Skoda Octavia e os Seat Altea, Toledo e Leon.A Ford o segundo fabricante de peso a empregar as caixas de dupla embraiagem produzidas pela GETRAG0-Ford, associao 50-50% da Ford da Europa com o fabricantes de caixas GETRAG. Ela lanou o Powershift System, uma caixa de dupla embraiagem seis marchas, no Salo de Frankfurt de 2005. Porm, a produo de veculos usando o Powershift de primeira gerao demoraria ainda uns dois anos, aproximadamente.Pode demorar mais para que os motoristas americanos possam aproveitar dos benefcios de carros equipados com DCT. At ento, os apaixonados por velocidade tero que se contentar com os caixas manuais normais de cinco marchas.CVT - Transmisso varivel contnuaTipo de caixa de mudanas utilizada em veculos de passeio que simula uma quantidade infinita de relaes, uma vez que funciona com dois cones em vez de engrenagens com determinados tamanhos. Alm da acelerao contnua, o sistema CVT, proporciona economia de combustvel em relao a todos os outros sistemas anteriores. Sejam sistemas automticos ou manuais. a evoluo da caixa automtica.O CVT (Continuously Variable Transmission) ou Transmisso Continuamente Varivel foi idealizado por Leonardo da Vinci h mais de 500 anos, e somente agora vem sendo largamente utilizada em substituio aos tradicionais caixas automticos com engrenagens planetrias.A primeira transmisso CVT foi patenteada em 1886 e desde ento sua tecnologia vem sendo refinada e aprimorada, mas somente nos dias de hoje vem despertando interesse dos grandes fabricantes mundiais de automveis e motocicletas. Hoje em dia, diversos fabricantes de carros, incluindo a General Motors, Audi, Nissan, Honda, esto produzindo modelos equipados com CVTs.Sem engrenagens:a cronologia da inovao da CVT 1490 - Da Vinci faz um esboo de uma transmisso contnua varivel sem degraus. 1886 - registrada a primeira patente de CVT toroidal. 1935 - Adiel Dodge recebe a patente da CVT toroidal. 1939 - introduzido o sistema decaixa totalmente automtica baseado em engrenagens planetrias. 1958 - Daf (da Holanda) fabrica um carro com caixa CVT. 1989 - o Subaru Justy GL o primeiro carro vendido nos EUA com caixa CVT. 2002 - o Saturn Vue com uma CVT estria; o primeiro Saturnque oferece tecnologia CVT. 2004 - a Ford comea a oferecer uma CVT.

Motor HR15DE com CVT Xtronic da Nissan

Diferena entre caixas automticas e CVTAs CVT no possuem mudanas, o que significa a ausncia das rodas dentadas que se interligam. O CVT funciona com um engenhoso sistema de polias, que permite uma infinita variabilidade entre a mudana mais alta e a mais baixa sem degraus mesmo discretos ou mudanas de relaes. O caixa CVT no tem engrenagens, apenas duas polias de dimetro varivel unidas por uma correia metlica de alta resistncia. Comparando com o sistema de trao tradicional das motocicletas, seria como se tivssemos coroa e pinho que aumentassem ou diminussem de dimetro, alterando a relao de aproveitamento da fora do motor. O pinho pequeno e a coroa grande; quanto menor a coroa, haver menos fora e mais velocidade e quanto maior a coroa, mais fora e menos velocidade. A alterao do tamanho do pinho tambm provoca alterao nessa relao entre fora x velocidade. Motor Ford Freestyle Duratec com CVT

CVTs baseadas em poliasUma caixa automtica de engrenagens epicicloidais tem um complexo de dispositivos,como engrenagens, cintas, embraiagense gestores. Numacaixa continuamente varivel mais simples. A maioria das CVTs tem somente trs componentes bsicos: uma correia de metal ou borracha para alta potncia; uma polia de entrada "condutora" varivel; uma polia de sada "conduzida" tambm varivel.As CVTs tambm possuem vrios microprocessadores e sensores, mas os trs componentes descritos acima so os elementos-chave que permitem que a tecnologia funcione. As polias com dimetro varivel so o corao da CVT. Cada polia composta de dois cones de 20 grausum de frente para o outro e capazes de se aproximarem ou se afastarem entre si. Uma correia passa nocanal entre os dois cones.Correias em Vso recomendadas no caso de serem feitas de borracha.Tmesse nome pelo fato de terem uma seco transversalem forma de V, o que aumenta a adernciada correia devido ao atrito.Quando os dois cones da polia esto afastados (dimetro pequeno), a correia passa na parte do canal que ficou mais baixa, fazendo com que o raio da correia emtorno da polia diminua. Quando os cones estojuntos (dimetro grande), a correia passa pela parte do canal que ficoumais altaeo raio fica maior. As CVTs podem usar presso hidrulica, fora centrfuga ou tenso por meio de molas para criar a fora necessria para ajustar as metades das polias.Poliasde dimetro varivel devem vir sempre em pares. Uma das polias conhecida comopolia condutora ligada cambota do motor. A polia condutora tambm chamada depolia de entrada,porque por onde a fora do motor entra no caixa. Aoutra polia chamada depolia conduzida,porque accionada pela condutora. Comopolia de sada, a polia conduzida transferepotncia para o veio de transmisso (carro de trao traseira).A distncia entre o centro das polias at onde a correia entra em contacto com ocanal chamado de passo deraio de distncia. Quando as polias esto separadas, a correia passa mais baixo e o raio diminui. Quando as polias esto prximas, a correia passa mais alto e o raio aumenta. A relaodos passos deraios entre as polias condutoras e as conduzidas o que determina a relao de uma mudana. Quando uma polia aumenta o seu raio, a outra o diminui para manter a correia tencionada. Quando as duas polias mudam seus raios entre elas, criam um nmero infinito de relaes da mais baixa at a mais altae qualquer uma entre elas. Por exemplo, quando o passo de raio menor na polia condutora e maior na polia conduzida, a rotao da polia conduzida diminui, tendo como resultado uma relao mais baixa (curta). Quando o raio de distncia maior na polia condutora e menor na polia conduzida, a velocidade de rotao da polia conduzida aumenta, tendo como resultado uma relao mais alta (longa). Assim dizendo, em teoria, uma CVT tem um nmero infinito de relaes que podem ser utilizadas a qualquer momento, em qualquer motor ou velocidade.A simplicidade e ainexistncia dedegraus entre mudanasdas CVTs fazem delas o caixa ideal para uma gama de mquinas e dispositivos, no apenas carros. As CVTs tm sido usadas h anos emmquinas-ferramenta e furadeiras de bancada.Tambm so utilizadasem diversos veculos, incluindo tratores, snowmobiles (veculos para neve com esteiras)e scooters. Emtodos esses casos, ascaixas tm contato com correias de borracha de alta densidade, as quais podempatinar e afrouxar, reduzindo assimsua eficincia.A introduo de novos materiais faz com que as CVTs sejam ainda mais confiveis e eficientes. Um dos maiores avanos a criao e desenvolvimento de correias metlicas paraunir as polias. Essas correias flexveis so compostas de diversas (algo entre nove ou doze)bandas deao, quemantm juntas finas e resistentes peasde metal em forma de lao.As correias de metal nopatinam e so altamentedurveis, possibilitando s CVTs adequaoa motores de mais binrio. Elas tambm somais silenciosasdo que as CVTsde correias de borracha.Esquema de motor da Nissan com conversor de binrio. O conversor o mesmo que utilizado em caixas automticas. A bomba de leo fornece o suficiente para a tenso da correia de transmisso e o binrio do motor, presso superior caixa tradicional. O inversor um sistema de engrenagem epicicloidal simples, embraiagem e freio tipo multi-discos para alternar entre marcha frente marcha atrs. Uma das electrovlvulas distribui a presso do leo na face posterior do pisto.CVT Multitronic (Audi)Como os motores destes modelos geram binrios bem mais elevados, a Audi desenvolveu um caixa (denominado Multitronic) que, em vez de cintas e polias, utiliza corrente de elos de placa e engrenagens cnicas, que so bem mais resistentes e permitiram um espaamento entre a relao mais curta e a mais longa at ento inimaginvel nos caixas CVT. - A corrente trabalha em volta de duas engrenagens cnicas. Alm disso, graas corrente, as mudanas, mesmo em se tratando da mais curta, se sucedem com enorme rapidez, o que dispensou o conversor hidrulico de torque. Em vez disso, a Audi utilizou uma embraiagem multiplaca refrigerada a leo, que evita as perdas prprias dos conversores como elimina seu efeito "derrapagem" e o consequente desperdcio de potncia. Na prtica, o uso do caixa Multitronic semelhante ao do Tiptronic, pois ele tambm faz trocas manuais de relaes (at no volante) posicionando a alavanca no lado direito. Nesse caso, o carro passa a ter seis relaes.As possibilidades de relaes de desmultiplicao do caixa Multitronic vo de 2,1:1 a 12,7:1, quando nas caixas de variao contnua at hoje desenvolvidas, essa taxa mal excedia 5:1. O resultado uma incrvel economia de combustvel e maior capacidade de acelerao. No caso do Audi A6, a verso Multitronic acelera de 0 a 100 km/h em 8 segundos, enquanto a caixa automtica (Tiptronic) gasta 9,3 segundos e a com caixa manual leva 8,1 segundos. No consumo, a verso com Multitronic faz 0,25 km/l a mais do que o mesmo modelo com caixa manual e 1,1 km/l a mais do que o modelo com caixa automtica Tiptronic. Esta transmisso da Audi tem um sistema eletrnico, o DRP, que ajusta o seu funcionamento s caractersticas do condutor. Ele verifica a forma como o motorista acciona o pedal do acelerador e, com base nessa informao, privilegia o desempenho ou a economia. No caso da economia, sempre que se atinge uma velocidade cruzeiro acima de 60 km/h, accionada uma espcie de overdrive, o que corresponderia nas tradicionais a um alongamento das mudanas. Com isso, poupa-se esforo do motor e obtm-se melhores mdias de consumo. Quando o condutor pisa fundo, o sistema imediatamente detecta esse tipo de direco esportiva e altera a relao para underdrive, para aproveitar ao mximo os 28,5 mkgf de binrio do Audi A6. Quando nenhum dessas caractersticas se manifesta, o sistema simplesmente selecciona a relao mais favorvel entre os dois extremos.Entre os discos existe um espao em "V" por onde passa a corrente de ao. A variao desse espao, comandada pela central electrnica, altera o dimetro das polias, o que possibilita a troca das relaes sem escalonamento.Quando o dimetro do eixo motriz menor a relao reduzida, usada em arrancadas e subidas. Em um caixa escalonado, essa posio corresponde s relaes mais reduzidas (1 e 2).

Quando o dimetro do eixo motriz maior, a relao longa e, portanto, desenvolve velocidade. Em um caixa escalonado, essa posio corresponde s relaes mais altas (4 e 5).CVT Multimatic (Honda)A evoluo que resultou nessa tecnologia traz vantagens em relao aos outros tipos de transmisso. Na manual, o acoplamento motor-transmisso feito pelo conjunto disco-plat. Existe uma conexo mecnica e as mudanas so fixas. Na automtica convencional, a ligao feita pelo conversor de binrio, onde a conexo feita por meio do acoplamento viscoso. As relaes so preestabelecidas, pois h um par de engrenagens para cada mudana frente. J na transmisso automtica CVT o acoplamento feito pelo volante do motor e a conexo mecnica, utilizando polias de dimetro varivel interligadas por uma correia metlica, com baixssima perda mecnica, possibilitando infinitas relaes, inclusive para a mudana r. A variao contnua da largura das polias em "V" por meio hidrulico permite alterar continuamente a relao de transmisso entre as polias efectuadas por uma correia metlica tambm em "V". Com isso, o sistema, que realiza as trocas de relaes sem estgio e na velocidade ideal, proporciona uma firme sensao de acelerao e desacelerao e garante baixo consumo de combustvel, comparveis aos da transmisso manual. Desenvolvida com materiais resistentes e leves, a transmisso CVT foi concebida para oferecer grande eficincia, alm de possuir menos peas mveis e eixos menores que as transmisses convencionais. A manopla tem seis posies bsicas: "P", para quando o veculo est estacionado; "R", para accionar a mudana r; "N", "Neutro" ou para movimentar o veculo com o motor desligado; "D" que significa "Drive", para uma conduo normal; "S", para uma conduo desportiva e em rodovias sinuosas e "L", para subidas ngremes, uso do freio-motor em descidas acentuadas ou ainda em superfcies onde no h capacidade total de trao, como areia e lama, limitando a relao de trao, para evitar que as rodas patinem. A posio "D" divide-se ainda em trs opes, seleccionadas electronicamente pelo sistema aps a anlise de cada situao: "D1", para privilegiar a economia de combustvel, em trechos de velocidade e acelerao constantes; "D2", ideal para percursos urbanos ou em congestionamentos, que exigem relaes mais reduzidas e trocas frequentes; "RS", na necessidade de acelerao total, sada rpida ou ultrapassagem, em que toda a potncia do motor exigida por um perodo curto de tempo. O modo "S" apresenta duas variveis, seleccionadas electronicamente: S1 para conduo desportiva, envolvendo uma acelerao progressiva. O motor trabalha em faixas elevadas de rotao e com relaes reduzidas; "S2", ideal para conduo normal em estradas sinuosas, em que h travagens seguidas de acelerao. Na sada da curva, exige-se mais acelerao, enquanto o freio-motor actua mais intensamente para diminu-la na entrada da prxima curva.CVT - Relaes virtuaisComo nas caixas automatizadas, dupla-embraiagem e caixas automticas, no CVT tambm possvel efectuar mudanas de relaes manualmente. Quando posicionada a alavanca na posio manual o condutor dispe de 5 a 8 relaes pr-definidas.

ConclusoObservou-se como a caixa automtica se predispe com a funo de cada componente, funcionando automaticamente toda no seu conjunto pelo seu sistema hidrulico com o leo especfico das caixas automticas e com o auxlio da bomba hidrulica que faz a presso para todo o circuito. As caixas automatizadas ou robotizadas com o mesmo mecanismo das caixas manuais e que desempenham as mesmas funes das automticas atravs de servo-actuadores elctricos e hidrulicos, gerenciados por sensores com um mecanismo cada vez mais computorizado e robotizado que substitui a interaco manual na relao de transmisso do binrio do motor aos eixos motrizes. As DCT com embraiagem dupla que veio revolucionar o mecanismo de troca de relao sem perca de binrio em sobremudanas, com uma forma mais rpida e suave. As caixas CVT caracterizadas pelo seu mecanismo simples de correia e polias na transmisso de variao contnua e na sua adaptao atravs de mecanismos e componentes elctricos que vo estabelecer todas as suas relaes de transmisso como se fosse uma caixa automtica.O conversor de binrio veio substituir a embraiagem de disco, tornando mais suave e eficiente a transferncia do binrio do motor caixa de velocidades, tornando possvel a existncia da caixa automtica e a evoluo nas CVT.Dentro destes trs tipos de caixas existem vrios modelos conforme o seu fabricante e conforme a evoluo e integrao de novas tecnologias. E cada vez mais estas caixas de transmisso, incluindo as caixas automticas, vo sendo incorporados cada vez mais dispositivos electrnicos que controlam toda a relao sobre vrios aspectos como o consumo, o conforto, os diversos tipos de conduo, como a desportiva ou cruise control, segurana, eficincia e performance, substituindo a inteligncia humana e com muitas mais funcionalidades que no era possvel nas caixas manuais.