Autor - Grupo NT · 2019. 11. 5. · LEGENDA ÍCONES Prezado(a) aluno(a), Ao longo dos seus...

AutorJessé Luís PadilhaBacharel em Engenharia Mecânica, especialista em engenharia de Segurança de Trabalho e mestre em En-genharia Mecânica pela Universidade Federal do Pará (UFPA), Tecnólogo de Madeira pela Universidade do Estado do Pará (UEPA). Atualmente, é professor de Ensino Superior pelo Núcleo de Desenvolvimento Amazônico em Engenharia (NDAE), da Universidade Federal do Pará, campus Tucuruí.

Copyright © 2018 por NT Editora.Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida por

qualquer modo ou meio, seja eletrônico, fotográfico, mecânico ou outros, sem autorização prévia e escrita da NT Editora.

Padilha, Jessé Luís.

Sistemas de Transmissão Automotiva / Jessé Luís Padilha – 1. ed. – Brasília: NT Editora, 2018.

224 p. il. ; 21,0 X 29,7 cm.

ISBN 978-85-8416-287-1

1. Transmissão. 2. Engrenagens.

I. Título

Design InstrucionalVinicius Abreu

RevisãoRicardo MouraFilipe Lopes

Editoração EletrônicaDaniel Lopes

Projeto GráficoNT Editora

CapaNT Editora

IlustraçãoRodrigo Souza

NT Editora, uma empresa do Grupo NT SCS Quadra 2 – Bl. C – 4º andar – Ed. Cedro IICEP 70.302-914 – Brasília – DFFone: (61) [email protected] e www.grupont.com.br

LEGENDA

ÍCONES

Prezado(a) aluno(a),Ao longo dos seus estudos, você encontrará alguns ícones na coluna lateral do mate-rial didático. A presença desses ícones o(a) ajudará a compreender melhor o conteúdo abordado e a fazer os exercícios propostos. Conheça os ícones logo abaixo:

Saiba maisEsse ícone apontará para informações complementares sobre o assunto que você está estudando. Serão curiosidades, temas afins ou exemplos do cotidi-ano que o ajudarão a fixar o conteúdo estudado.

ImportanteO conteúdo indicado com esse ícone tem bastante importância para seus es-tudos. Leia com atenção e, tendo dúvida, pergunte ao seu tutor.

DicasEsse ícone apresenta dicas de estudo.

Transmitindo o conhecimento Toda vez que você vir o ícone de exercícios, responda às questões propostas.

Exercícios Ao final das lições, você deverá responder aos exercícios no seu livro.

Bons estudos!

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Sumário1 SISTEMA DE TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA ................................................. 91.1 Histórico do sistema de transmissão automotiva ......................................................91.2 Tipos de transmissão .......................................................................................................... 141.3 Principais componentes de um sistema de transmissão ...................................... 171.4 Outras peças e componentes do sistema de transmissão ................................... 21

2 ENGRENAGENS .............................................................................................. 312.1 História das engrenagens ................................................................................................. 312.2 Princípio de funcionamento das engrenagens ........................................................ 352.3 Principais defeitos de engrenagens ............................................................................. 442.4 Tipos de engrenagens ....................................................................................................... 49

3 CORREIAS E POLIAS ...................................................................................... 603.1 Princípios básicos de correias e polias ......................................................................... 603.2 Tipos mais comuns de correias e polias ...................................................................... 673.3 Principais danos em correias e polias .......................................................................... 73

4 PRINCÍPIOS E COMPONENTES DA TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA .......... 824.1 Conceito de torque ............................................................................................................. 824.2 Relação de marcha .............................................................................................................. 84

5 EMBREAGEM E CONVERSOR DE TORQUE .................................................1045.1 Conceitos e componentes da embreagem ..............................................................1045.2 Princípio de funcionamento da embreagem ..........................................................1105.3 Principais defeitos da embreagem .............................................................................1135.4 Conversor de torque ........................................................................................................115

6 TRANSMISSÕES MANUAIS .........................................................................1246.1 Conceituando caixa de mudança de marcha ..........................................................1246.2 Funcionamento e defeitos da caixa de marcha ......................................................1326.3 Diagrama dente de serra ................................................................................................1356.4 Partes de um câmbio manual .......................................................................................138

7 TRANSMISSÕES AUTOMÁTICAS ................................................................1507.1 Histórico e componentes da transmissão automática ........................................1507.2 Controle hidráulico ...........................................................................................................1547.3 Princípio básico de funcionamento das trocas de marcha automáticas ......156

5Sistemas de transmissão automotiva

8 TRANSMISSÃO CONTINUAMENTE VARIÁVEL (CVT) ...............................1678.1 Noções básicas de tramissões continuamente variáveis (CVTs).......................1678.2 CVT Toroidal (Nissan) .......................................................................................................171

9 TRANSMISSÕES AUTOMATIZADAS E DE DUPLA EMBREAGEM .............1829.1 Câmbio e componentes da transmissão automatizada ......................................1829.2 Funcionamento das transmissões automatizadas ................................................1879.3 Transmissão de dupla embreagem .............................................................................191

10 DIAGNÓSTICOS DOS SISTEMAS DE TRANSMISSÃO .............................20210.1 Principais tipos de manutenção ................................................................................20210.2 Equipamentos de proteção individual (EPIs) para trabalhos de manutenção ........204

10.3 Ferramentas, Instrumentos e Equipamentos para manutenção e diagnóstico ......207

10.4 Diagnóstico de falhas no sistema de transmissão ..............................................210

GLOSSÁRIO .....................................................................................................222

BIBLIOGRAFIA ................................................................................................223

APRESENTAÇÃO


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Caro(a) estudante,

Seja bem-vindo(a) aos Sistemas de Tansmissão Automotiva!

Os sistemas de transmissão automotiva abordam um tema de grande relevância, pois os profissionais da área necessitam entender e atuar com esses sistemas de modo a resolver problemas, que, quando acometem os veículos, podem, em alguns casos, ser catastróficos ao ponto de inutilizá-los, causando muitos infortúnios aos proprietários. Esses sistemas são considerados itens de extrema importância para o desempenho e o consumo do veículo.

Este material tem por premissa apresentar as tecnologias existentes no que tange à transmis-são dos veículos, principalmente os de passeio, com destaque nos tipos de transmissões existentes, trans missões manuais, automáticas e automatizadas. Fornece, ainda, um conteúdo técnico sobre a transmissão automotiva, a fim de facilitar a manutenção de um veículo, mostrando as diferenças de cada tipo de transmissão, com foco nos tipos co mercializados pela indústria automotiva, e de identifi-car problemas comuns e como proceder na eliminação deles.

Bons estudos!

Jessé Luís Padilha


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1 SISTEMA DE TRANSMISSÃO AUTOMOTIVA

Vamos iniciar nossos estudos falando sobre o sistema de transmissão, que é de fundamental importância para todos os tipos de veículos, sejam eles máquinas pesadas, como os grandes caminhões fora-de-estrada utilizados na mineração, sejam os pequenos veículos de passeio que nos levam para o trabalho. Em qualquer aplicação, a transmissão tem função de comunicar às rodas do veículo a potência gerada no motor a partir de um conjunto de componentes e mecanismos que trabalham simultaneamente. A transmissão se inicia na engrenagem do motor e prolonga-se através da embreagem, da caixa de mudança de marcha, eixo de transmissão, e do diferencial até as rodas. Nosso foco será no sistema de transmissão automotiva, que não deixa de ter semelhanças a sistemas de outros tipos de veículos.

Objetivos

Ao finalizar esta lição, você deverá ser capaz de:

• conhecer a história do sistema de transmissão;

• identificar os principais componentes de um sistema de transmissão;

• entender a função dos principais componentes de um sistema de transmissão;

1.1 Histórico do sistema de transmissão automotiva

O homem sempre buscou na natureza recursos que pudessem facilitar sua vida e, desde a Idade das Pedras, vem desenvolvendo artefatos que o auxiliam de alguma maneira em seu dia a dia. Uma das primeiras invenções que ajudou o ser humano a multiplicar a força para tarefas mais difíceis foi a alavanca.

Saiba mais

O mérito da invenção e, principalmente, da explicação do funcionamento das alavancas é atri-buído a Arquimedes. Ele teria sido o inventor e primeiro a utilizá-las com grande sucesso.

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A ideia de alavanca é utilizar um braço mecânico (que pode ser uma haste comprida) suspensa em um ponto de apoio, que funcionará como um eixo para que ela possa girar, formando, então, uma gangorra. De um lado da alavanca, está a carga que devemos suspender e, do outro, está o ponto de aplicação da força. Já entre essas duas extremidades existe um ponto fixo onde a alavanca se apoia. Com essa configuração, podemos, dependendo da distância entre a carga e o ponto fixo, levantar grandes pesos com uma pequena aplicação de força. O mesmo princípio é utilizado pelas engrena-gens na multiplicação de força, tendo o seu elemento de apoio localizado em seu centro, e estando acoplada aos eixos de transmissão. O par pinhão (menor engrenagem) e a coroa (maior engrenagem) são mecanismos bastante simples que multiplicam ou reduzem a força através do princípio da alavanca e, dependendo do diâmetro e do número de dentes, podemos ter o aumento ou a diminuição da força transmitida.

Durante a Idade Média, as técnicas agrícolas foram as que mais se aperfeiçoaram. Isso ocorreu pelo fato de as civilizações estarem aumentando suas relações umas com as com outras, desenvol-vendo um mercado consumidor maior. Assim, a procura por produtos agrícolas aumentou, e como os instrumentos existentes não supriam a esse aumento, isso implicou um desenvolvimento tecnológico na agricultura, que possibilitou gerar um excedente de produção.

Essa situação gerou a substituição do velho arado de madeira ou de ferro pela charrua (ou ara-do pesado), que, pelo fato de ser mais pesado, fazia sulcos mais profundos na terra, o que possibilita um maior cultivo. Outra invenção foi a nova forma de atrelar os animais através do arreio mais rígido, ocorrendo, também, a substituição da tração do boi pela do cavalo.

Devido à maior quantidade de grãos colhidos, foi necessário implementar um mecanismo para substituir o trabalho humano de moagem, capaz de triturá-los para que eles pudessem ser comercia-lizados. Ressalta-se que, para essa função, os moinhos foram muito utilizados.

Esse tipo de engenho era empregado por campone-ses e artesãos para acelerar o processo de beneficiamento agrícola, como moer, triturar ou descascar grãos, e foram responsáveis por grande aumento na produtividade. Eles, basicamente, eram uma estrutura com uma roda dentada que transformavam o movimento circular causado pela força do vento, da água ou animal, em movimentos linea-res (subida e descida) que quebravam os grãos em peda-ços menores. O mais importante aperfeiçoamento desses moinhos foi a adaptação de projeções ao eixo principal. Esse detalhe permitiu a construção de mecanismos de tri-turação, engatando hastes em colunas verticais.


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A adaptação de projeção ao eixo principal permitiu, também, a adaptação de eixos de martelos articulados para obter martinetes (grandes martelos movidos a água). Estes tinham a função de auxiliar os artesãos na fabricação de peças, maiores que as comuns, de ferro forjado.

Na Revolução Industrial, houve um grande avanço quanto ao aprimoramento de mecanismos de multiplicação de força, que não mais utilizariam a natureza ou os animais, mas, sim, as máquinas a vapor, principalmente as locomotivas, que passaram por um grande processo de desenvolvimento nesse período.

As primeiras aplicações de um multiplicador de força em motores são datadas de, pelo menos, 100 anos antes da data oficial da criação do automóvel (1886). Por sua vez, o desenvolvimento de caixas de mudan-ça de marchas estava diretamente ligado ao aprimo-ramento de máquinas a vapor, uma vez que as trans-missões das forças geradas por esses equipamentos a vapor não eram suficientes para as aplicações deseja-das. Dessa maneira, as transmissões faziam a adapta-ção do movimento gerado pelos pistões a vapor, em movimento rotacional.

O aprimoramento desse sistema de transmissão, inicialmente baseado em engrenagem, foi apresentado ao mundo por Griffith, em 1821, sendo, dessa forma, amplamente utilizado como uma solução barata no século XIX. Todavia foi Selden, em 1879, que patenteou uma caixa de engrenagem deslizante, com embreagem e marcha como parte de uma patente global para um veículo com motor a pistão. Já Pecqueur, em 1827, apresentou um dispositivo mecânico indispensável em veículos de tração, cuja função era a de transferir e distribuir uniformemente o torque a dois semieixos que, a princípio, giram em sentidos opostos, possibilitando, assim, a cada eixo, uma gama de velocidades e rotações diferentes de tal forma a igualar as velocidades das rodas em curvas.

Esse dispositivo ficou conhecido como diferencial e é responsável pela transmissão de força (torque) para as rodas motrizes do veículo. Ele resolve o problema do escorregamento das rodas inter-nas devido à diferença de velocidade com as externas, bem como o fato de as duas estarem acopladas ao mesmo eixo, fazendo com que a roda interna assuma a velocidade da roda externa, causando o seu deslizamento em contato com a superfície.

Em 1834, Bodmer projetou uma transmissão planetária. Em 1934, a ZF Soden cria um câmbio nos moldes mais próximo dos atuais, com todas as marchas à frente sincronizadas.

Esse conjunto consiste de engrenagem solar, engrenagens planetárias com seus respectivos pinhões e uma engrenagem interna. Por estarem constantemente interligadas (engrenadas), quando uma recebe força, a outra é bloqueada. A terceira engrenagem transferirá essa força par ao eixo de saída e, dependendo da quantidade de dentes de cada uma (relação de marcha), será obtida uma redução ou uma multiplicação de força ou velocidade.

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A evolução da transmissão automotiva foi motivada pela competição automobilística e, de fato, contribuiu para o progresso e para a história dos veículos, sobretudo no que se refere às trans-missões, ou mais especificamente a componentes como embreagem, caixa de mudança e di-ferencial. Um de seus marcos foi o lançamento do Topolino 500, que apresentava câmbio de quatro marchas sincronizadas.

Diversas razões impedem que os veículos sejam movidos diretamente pelo motor de combus-tão interna, entre elas:

• a rotação do motor geralmente é bem mais alta que a das rodas do veículo;

• o veículo, ao aguardar o sinal verde do trânsito, deve ficar parado e com o motor ligado;

• ao começar a mover-se, ou em subidas, o veículo necessita receber mais força do motor do que em pisos horizontais e em alta velocidade;

• todas as mudanças de marcha do veículo devem ser feitas sem que ocorram trancos, isto é, de forma suave.

Importante

Todas essas funções são desempenhadas pelo sistema de transmissão do veículo, conjunto esse que atua como intermediário entre o motor e as rodas motrizes do veículo. É a transmissão que envia e conduz a rotação do motor às rodas, reduzindo ou aumentando seu valor para permitir ao veículo fornecer mais força ou mais velocidade em seu deslocamento.

É muito comum que as pessoas acreditem que o motor é a parte mais complexa da mecânica de um automóvel, a transmissão, porém, é uma parte mais complicada, sendo importante compreender como ela funciona.

Um automóvel que se movimenta sobre uma encosta necessita de uma força maior para ven-cer a resistência à sua subida, sendo esta força superior àquela necessária para manter o automóvel em movimento em uma via plana. Neste contexto o sistema de transmissão permite ao motor for-necer às rodas a força apropriada a todas as condições que o automóvel se encontra. No sistema de transmissão, quanto maior for o número de rotação do motor em relação ao número de rotação das rodas, maior será a força transmitida, verificando-se, ao mesmo tempo, uma proporcional redução da velocidade do automóvel. Várias engrenagens são utilizadas para permitir uma ampla gama de des-multiplicações, ou reduções.

A transmissão evoluiu juntamente com a história do automóvel. Foi em 1895 que os irmãos Lan-chester lançaram o eixo de transmissão. Nessa mesma época, eles lançaram ainda a caixa planetária e a transmissão por eixo cardan.

Na década de 20, surgiram as primeiras caixas sincronizadoras e as primeiras embreagens auto-máticas com comando a depressão do motor. Em 1936, a FIAT lançou o Topolino 500, com um câmbio de quatro marchas sincronizadas.


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Fiat Topolino 500

Muitos sistemas de transmissão foram desenvolvidos para atender às demandas do mercado de carros de passeios, surgindo vários tipos de configurações de linhas de transmissão. A seguir vamos falar sobre os tipos de configuração longitudinal e transversal.

A transmissão é um dos componentes mais importantes da mecânica de um veículo. Sem o sis-tema de transmissão, não poderíamos ir mais rápido do que 30 Km. A transmissão regula a velocidade do pneu com a velocidade do motor e envia a potência do motor para as rodas.

Transmitindo o conhecimento

Levando em conta a evolução das tecnologias utilizadas no sistema de transmissão au-tomotiva, julgue os itens que seguem em verdadeiro (V) ou falso (F).

I. A partir do princípio da alavanca, podemos deduzir que, ao ser aumentada a distân-cia entre o ponto de aplicação e o ponto fixo, ocorrerá a compensação da força ou o aumento da força aplicada.

II. Em uma engrenagem é utilizado o princípio da alavanca para multiplicar a força.

III. Os primeiros sistemas de transmissão foram utilizados em máquinas a vapor e a fun-ção de transmitir a força gerada pela caldeira paras as rodas em contato com os trilhos.

Quais dos itens são verdadeiros?

a) I e II.

b) I e III

c) apenas III.

d) I, II e III.

Comentário: se você marcou a alternativa “d”, você acertou. Como vimos, no princípio da alavanca, quanto maior for a distância entre o ponto de aplicação da força em rela-ção ao ponto de apoio fixo, maior será multiplicada essa força. Esse mesmo princípio é utilizado nas engrenagens que transmitem a força a partir do engrenamento dos seus dentes. Vimos que as primeiras transmissões foram utilizadas em máquinas a vapor du-rante a Revolução Industrial, principalmente as locomotivas.

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1.2 Tipos de transmissão

Há alguns anos, as configurações do conjunto motor e transmissão em veículos de passageiros, que aqui será denominada linha de transmissão, poderiam ser classificadas em dois grupos: com mo-tor e transmissão longitudinal em linha posicionado à frente do veículo tracionando as rodas traseiras, ou com motor transversal à frente do veículo tracionando as rodas dianteiras. Outras configurações de linha de transmissão, tal como motor traseiro com rodas traseiras tracionadas, eram casos especiais. As transmissões ou eram manuais, ou automáticas com quatro ou cinco marchas.

Recentemente, a diversificação e a ampliação do mercado de carros de passageiros levaram a novas configurações de linhas de transmissão e transmissões propriamente ditas. Em paralelo, o crescente comprometimento com o consumo de combustível e conforto requereram novas soluções em transmissões.

As transmissões manuais possuem hoje, em alguns casos, mais de seis marchas, com a automa-tização sendo implementada em áreas da embreagem e da troca de marchas. A seleção automática de marchas, tanto por alavanca ou por botões no volante, ou por modo totalmente automotivo, é possível agora através de sistemas de controle denominados como shift-by-wire.

Câmbio de automóvel com seis marchas

Enquanto transmissões automáticas de atuação e controle hidráulicos comuns nos Estados Uni-dos normalmente possuem quatro velocidades, a maioria dos veículos europeus e asiáticos possui cinco velocidades – e a introdução de seis ou sete velocidades é uma realidade.

Saiba mais

Recentemente a Toyota lançou um modelo de transmissão (A761E) de seis velocidades, e a Mer-cedes-Benz alcançou o feito de construir um modelo de sete velocidades.

Para veículos com torque de saída baixo para moderado, ou seja, até 200Nm, uma transmissão continuamente variável (TCV) é uma opção interessante. O desenvolvimento do TCV está agora volta-do á capacidade de transferir torque elevado para possibilitar o uso da tecnologia em veículos médios, como a aplicação desenvolvida pela ZF para motores de até 310Nm. Transmissões do tipo toroidal são novidades para veículos com torque elevado dotados de motores de 8 e 12 cilindros e possuem aplicação restrita a poucos modelos.


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Nos parágrafos a seguir, será descrita uma revisão das implicações de vários sistemas de trans-missões baseada na demanda futura do mercado de automóveis de passeio.

Configurações longitudinais e transversais

Esse tipo de configuração é o padrão para veículos de tração traseira. Trata-se de uma combina-ção de transmissão e motor em linha instalado longitudinalmente.

Nesse caso, um eixo transfere torque de saída da transmissão para um outro eixo com um dife-rencial integrado, o qual transfere o torque para as rodas motrizes.

A linha longitudinal dianteira é composta por motor e transmissão em linha longitudinalmente em veículos de tração dianteira. Já a linha de transmissão longitudinal traseira, com motor, transmis-são e tração traseiras, corresponde à linha de transmissão dianteira, mas em sentido oposto.

Saiba mais

A utilização mais proeminente dessa configuração é a do Volkswagen (VW) Fusca original, en-quanto uma variação é a instalação dos motores no Porsche Boxter.

Variantes com trações integrais, conhecidas no mercado pela denominação all-whell-drive, podem ser derivadas de todas as linhas de transmissão longitudinais existentes. A versão mais co-mumente utilizada é a da linha de transmissão padrão com um flange de transferência na saída da transmissão. Nessa configuração, uma caixa de câmbio de transferência transfere o torque de saída através de eixos motrizes para os eixos dianteiros e traseiros, e estes finalmente para as rodas. Exem-plos típicos dessa configuração são picapes leves e SUV (Sport Utility Vehicles).

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A linha de transmissão dianteira transversal faz uso de um conjunto motor e transmissão em linha instalado transversalmente e de tração dianteira.

O eixo de tração e o diferencial estão interligados na transmissão, com a tração das rodas pro-venientes diretamente das hastes do flange montadas em ambos os lados da transmissão. A posição do eixo fica atrás da árvore do virabrequim. Essa configuração é comumente empregada em veículos pe-quenos e médios e alcança o segmento superior. Um exemplo é a grande maioria de veículos produzidos no Brasil, tais como, Celta, Astra e Vectra respectivamente três veículos da General Motors do Brasil.

Uma variação especial dessa linha de transmissão é conhecida como formato em U, na qual a transmissão localiza-se atrás do motor.

Essa configuração é a de veículos que possuem motores de grande dimensão, tais como moto-res de 0 a 12 cilindros em formato V e que não possuem espaço suficiente para uma composição de motor e transmissão em linha.

Nessa composição, a entrada na transmissão está no centro do virabrequim e é conectada a esta através de uma corrente. Exemplos são veículos grandes da Ford e da General Motors (GM) nos Estados Unidos.

A linha de transmissão transversal traseira, com motor e transmissão instalados transversal-mente na parte traseira e também de tração traseira, corresponde à linha de transmissão transversal dianteira da figura abaixo com a direção de tração invertida. Essa linha de transmissão é rara e hoje é vista em veículos do segmento mini, tais como o veículo Smart, da DaimlerCrysler.

Variantes com tração integral podem ser também derivadas da linha de transmissões transver-sais dianteira e traseiras, através do projeto de dispositivo de acionamento dependendo do sistema de tração integrado utilizado. A maioria das variantes utiliza uma haste de saída adicional para o seu acionamento a partir da transmissão.


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Sabemos que as linhas de transmissão em veículos de passageiro podem ser classifica-das em dois grupos. A respeito desses tipos de transmissão, julgue os itens que seguem em verdadeiro (V) ou falso (F).

I. Um dos tipos de linha de transmissão que é comumente utilizado em veículos de passageiro é com motor transversal à frente do veículo tracionando as rodas dianteiras.

II. A linha de transmissão longitudinal traseira é equivalente à linha de transmissão lon-gitudinal dianteira, porém em sentido oposto.

III. Para veículos com torque de saída baixo para moderado (até 200Nm), não é reco-mendável utilizar uma transmissão continuamente variável (TCV).

Marque a sequência correta com base no julgamento dos itens acima.

a) V-V-V.

b) V-F-V.

c) V-V-F.

d) V-F-F.

Comentário: se você marcou a alternativa “c”, muito bem! Os itens I e II estão absoluta-mente corretos, o III, por sua vez, é falso, já que, em veículos com torque de saída baixo para moderado, a melhor opção é uma transmissão continuamente variável (TCV).

1.3 Principais componentes de um sistema de transmissão

A transmissão de torque e velocidade, produzidos pelo motor até as rodas, é realizada por com-ponentes e conjuntos de componentes que trabalham em sincronia. O funcionamento de transmis-são obedece a um rigoroso e preciso circuito mecânico, da geração de força até os pneus. Os principais componentes do sistema são: embreagem acoplada diretamente ao motor, caixa de transmissão ou câmbio, eixo de transmissão, diferencial e semieixos que chegam até as rodas do automóvel. Vamos, então, conhecer cada uma dessas partes.

Embreagem

A embreagem é um conjunto de peças que se articula com a finalidade de acoplar e desacoplar o motor do sistema de transmissão. Ela é acionada, geralmente, pelo pedal da embreagem, de tal forma a manter a rotação e o torque do motor, sem que eles sejam transmitidos à caixa de mudança

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e, consequentemente, às rodas motrizes. A embreagem possibilita, também, uma ligação suave e pro-gressiva entre o motor e o conjunto de transmissão.

Em outras palavras, a embreagem deve exercer duas funções, quando tratar-se, naturalmente, de embreagens mecânicas de comando por pedal:

• ligar progressivamente o motor às rodas do veículo para levá-lo a uma marcha que corres-ponde ao regime de rotação do motor;

• separar momentaneamente o motor dos elementos de transmissão para permitir a ope-ração de mudanças de marcha.

Sistemas de acionamento

Um sistema de acionamento de embreagem caracterizado como mecânico é composto por tirantes e alavancas ou por cabos e alavancas.

Esses sistemas são bastante utilizados em veículos de passeio e veículos comerciais leves, pois a multiplicação da força aplicada peço motorista é suficiente para desacoplar a placa de pressão do platô.

Saiba mais

O pedal de acionamento da embreagem mecânica costuma endurecer em carros que têm mui-tos quilômetros rodados. Isso acontece, normalmente, por a mola do disco perder uma boa par-te de sua flexibilidade.

A aplicação de sistemas hidráulicos torna-se necessária em casos nos quais a força da placa de pressão do platô é maior, como em veículos comerciais leves e em alguns médios. O sistema hidráulico proporciona maiores possibilidades de multiplicação de força, contando, além das alavancas mecâni-cas (pedal e garfo de embreagem), com a relação hidráulica entre os cilindros mestre e auxiliar.

Existem inúmeros fatores a serem considerados no dimensionamento de um acionamento hi-dráulico, mas o primeiro deles é a relação total entre o deslocamento do pedal da embreagem e a placa de pressão do platô.

Importante

Deve-se explorar ao máximo o curso do pedal disponível e atingir valores de atuação do platô próximos ao limite inferior. Esse é o primeiro passo quando se deseja obter o mínimo de esforço de acionamento.

Existem, ainda, sistemas automatizados que dispensam o uso do pedal utilizando um sistema de controle eletrônico que identifica a troca de marcha através de um joystick, ou alavanca conven-cional, e determina qual será a melhor condição de troca de marchas não comprometendo a durabi-lidade do sistema e nem o conforto dos ocupantes. Esse sistema pode ser utilizado com câmbio sem sincronizadores. Nesse caso, a sincronização é feita através de um frio no eixo intermediário do câmbio e a embreagem é utilizada somente na partida do veículo.


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Acionamento hidráulico da embreagem

O acionamento da embreagem é causado geralmente por um pedal que desencadeia um pro-cesso hidráulico. Esse sistema é semelhante ao sistema hidráulico dos freios. Fazem parte dele um cilindro principal, um escape de tubulação e um cilindro de acionamento que movimenta o garfo de embreagem que desacopla o platô do volante do motor. Quando esse pedal está em repouso, o platô comprime o disco da embreagem contra o volante.

Existem ainda outros tipos de embreagens, que são: embreagem centrífuga, eletrônicas, secas e úmidas.

Caixa de câmbio

A caixa de câmbio ou caixa de marchas de automóvel possui vários conjuntos de engrenagens separados em várias proporções ligadas a eixos. Tem a função de desmultiplicar ou de reduzir a velo-cidade de rotação para o diferencial ou diretamente para as rodas, de forma a transformar a potência do motor em força ou velocidade, dependendo da necessidade.

Caixa de transmissão de um fusca

O câmbio permite que a relação de transmissão entre o motor e as rodas de acionamento mude à medida que a velocidade do carro aumente ou diminua. Trocam-se as marchas para que o motor se mantenha abaixo do limite e próximo da faixa de rotação de sua melhor performance.

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Transmissão - vista superior

Caixa de transferência

Para que parte do torque seja transmitido para todos os eixos, o sistema de transmissão deve possuir um componente que faça a distribuição de torque entre esses eixos.

Importante

A caixa de transferência, então, foi desenvolvida para prover torque a dois eixos, podendo o motorista, ou não, selecionar quando utilizar o sistema de tração nas quatro rodas.

A caixa de transferência é frequentemente dotada de um sistema de redução que possibilita ao veí-culo mais torque para superar terrenos acidentados, subidas íngremes, solos arenosos e situações extremas.

O comando da caixa de transferência é feito através de uma alavanca existente dentro da cabi-na do veículo, cuja posição pode ser: desengatada, quando usada em estradas normais. Nesse caso o movimento da rotação da caixa de mudanças é transferido somente para o eixo traseiro, ou então é engatada, para terrenos de difícil acesso. Nessa situação, faz-se necessário o movimento de rotação da caixa de mudanças, que é transmitido para o eixo traseiro e para o dianteiro.


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O sistema de transmissão de um veículo possui diversos componentes que se conectam para realizar a transmissão de torque e velocidade. Sobre os componentes do sistema de transmissão, marque a alternativa correta.

a) O acionamento da embreagem é feito, geralmente, por meio de um pedal que desen-cadeia um processo mecânico.

b) Ligar progressivamente o motor às rodas do veículo para levá-lo a uma marcha que corresponde ao regime de rotação do motor é uma das funções básicas que deve ser exercida por uma embreagem mecânica acionada por pedal.

c) A caixa de câmbio, ou caixa de marchas de automóvel, possui um único conjunto de engrenagens que se conecta a todos os eixos de transmissão.

d) O comando da caixa de transferência é feito através de um pedal, normalmente loca-lizado ao lado do freio do veículo.

Comentário: se você marcou a alternativa “b”, muito bem. Uma embreagem mecânica acionada por pedal possui duas funções básicas, sendo uma delas justamente ligar o motor às rodas do veículo, a fim de levar até elas a rotação correspondente à marcha acionada.

1.4 Outras peças e componentes do sistema de transmissão

Anteriormente tratamos sobre os principais componentes de um sistema de transmissão, como embreagem e caixa de transmissão. Agora, falaremos brevemente sobre outros componentes que são tão importantes quanto os já apresentados, porém que não necessitam de explicações muito detalhadas.

Transmissão articulada

A transmissão articulada é constituída de um tubo de aço laminado, soldado eletricamente e devidamente balanceado. Veículos de carga, com grandes distâncias entre eixos, têm várias transmis-sões articuladas. Estas, além de reduzir o peso das massas oscilantes, são indispensáveis para impedir que se verifiquem vibrações flexionais perigosas.

A seguir conheceremos as principais peças necessárias para a ocorrência da transmissão articulada.

Junta elástica

Está presente no final da transmissão articulada e possui entalhes (estrias) nos quais a superfície do garfo, também entalhado (estriado), desliza. As estrias permitem um deslocamento entre a árvore de transmissão e o garfo, compensando, assim, as oscilações da suspensão do veículo.

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Juntas universais

Elas são 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. O ângulo entre os eixos pode variar durante o funcionamento, mas sem superar os 40º, sob risco de romper a cruzeta.

Cruzeta

É uma peça em forma de cruz, com quatro braços iguais, em ângulo de 90º. Cada uma das extre-midades desses eixos é depositada sobre um rolamento tipo agulhas, lubrificado com graxa.

Saiba mais

Quando o veículo entra em movimento, freia, ou transita em pisos irregulares, o eixo motriz sobe e desce constantemente, fazendo com que variem o ângulo formado sobre a árvore secundária da caixa de mudanças e a transmissão articulada, havendo uma variação de distância entre a caixa de mudanças e o eixo motriz. Essas variações são compensadas pela ação das juntas uni-versais da junta elástica.


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Junta homocinética

É o elemento articulado que faz a ligação entre as árvores de saída e de entrada, permitindo, em qualquer momento, uma velocidade de rotação igual e regular, entre as duas.


Sobre a transmissão articulada e suas principais peças, marque a alternativa incorreta.

a) A transmissão articulada impede o excesso de vibrações flexionais perigosos.

b) A junta elástica é responsável pela compensação da variação da distância entre o eixo traseiro e a caixa de câmbio devido ao movimento de suspensão do automóvel.

c) A cruzeta possui três braços em ângulo de 180°. Cada uma das extremidades desses eixos é depositada sobre um rolamento tipo agulha.

d) A junta homocinética é responsável pela ligação entre a árvore de saída e a de entra-da, permitindo a transmissão de velocidade igual e regular entre as duas.

Comentário: se escolheu a alternativa “c”, você acertou. A cruzeta, na verdade, possui quatro braços em ângulo de 90°.

Diferencial

O diferencial é um conjunto de engrenagens de aço que combinam entre si. Elas realizam movi-mentos rotativos a fim de permitir que as rodas motrizes dos veículos desenvolvam rotações diferen-tes uma da outra quando o veículo se desloca em curvas, garantindo, assim, a sua estabilidade.

Os principais componentes de um diferencial são:

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Saiba mais

Quando um veículo se desloca em curva, as rodas que descrevem o arco maior da curva per-correm 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 giram com maior velocida-de do que as que percorrem a menor, no mesmo tempo.

Semiárvore

A semiárvore é uma barra de aço cilíndrica cujas extremidades são preparadas para fazer aco-plamentos com outras peças, por meio de entalhes ou conicidades com rasgos para chavetas e roscas de fixação.

Em veículos automotivos cujo motor é instalado na dianteira e cujas rodas motrizes são na parte traseira, é usado um eixo rígido, no qual estão presentes o diferencial e as semiárvores. Onde as semiárvores recebem os movimentos de rotação, vindos do diferencial, e os transmitem às rodas motrizes, os diferenciais mais comuns são em relação aos pontos de apoio da semiárvores e são: se-miflutuante, -3/4 flutuantes e flutuante.

Semiflutuante

Cada uma das semiárvores está apoiada, na extremidade interior, por um rolamento que tam-bém serve de apoio para o diferencial. Essas semiárvores devem suportar os esforços impostos pelo


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peso do veículo, além de transmitir o torque às rodas motrizes.

¾ flutuantes

Possuem um rolamento na parte externa de cada uma das semiárvores , entre o cubo da roda e a bainha da semiárvores, de tal forma que possa suportar o peso do veículo. Essas semiárvores ficam sujeitas a flexões, somente quando o veículo se desloca nas curvas.

Flutuante

Existem dois rolamentos em cada semiárvores, entre o cubo da roda e a bainha da semiárvores , os quais suportam o peso do veículo e mais as suas forças geradas, quando este se desloca em curvas. Esse tipo de eixo raramente é utilizado em veículos leves.


Além dos componentes principais, como a embreagem e a caixa de câmbio, os sistemas de transmissão possuem muitos outros componentes importantes. Sobre esses compo-nentes, julgue os itens que seguem em verdadeiro (V) ou falso (F).

I. O diferencial é um conjunto de engrenagens que realizam movimentos rotativos a fim de permitir que as rodas motrizes do veículo tenham rotações diferentes durante uma curva

II. Quando um veículo se desloca em linha reta, as semiárvores, a coroa, as planetárias, os satélites e a caixa diferencial formam um só corpo, isto é, atuam como se fossem um só eixo girando em uma velocidade uniforme.

III. As semiárvores são responsáveis pelo acoplamento entre o diferencial e as rodas do veículo.

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Marque a opção correta.

a) apenas I e II estão corretas.

b) apenas I e III estão corretas.

c) II e III estão incorretas.

d) I, II, e III estão corretas.

Comentário: se você marcou a opção “d”, você acertou. Todas as descrições apresenta-das nos itens estão de acordo com as funções que as peças realizam dentro do sistema de transmissão.

Resumindo

Nesta lição foi possível aprender sobre a história e o desenvolvimento de mecanismos que au-xiliam na multiplicação da força através do princípio da alavanca. Também mostramos outros fatos históricos que contribuíram significativamente para a criação e evolução dos Sistemas de Tansmissão Automotiva, como a agricultura na idade média e a revolução industrial.

Além disso, abordamos as principais configurações de linhas de transmissão presentes nos au-tomóveis, desde os mais antigos até os mais modernos e compactos, onde o motor é posicionado transversalmente e à frente do veículo. Falamos sobre os tipos de transmissão automotiva, dando ên-fase para a transmissão automática, semiautomática e a transmissão manual e detalhamos um pouco os principais componentes e mecanismos de um sistema.

Vimos também os tipos de embreagem, e mostramos as diferenças existentes das mais antigas para as mais modernas. Por fim, falamos, de forma breve, sobre tipos de engrenagens que constituem um diferencial, e também aprendemos sobre as semiárvores, responsáveis pela transmissão do tor-que, conduzido através do diferencial para as rodas motrizes.

Veja se você se sente apto a:

• lembrar a história do sistema de transmissão;

• listar os principais componentes de um sistema de transmissão;

• explicar a função dos principais componentes de um sistema de transmissão.


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Parabéns, você fina-lizou esta lição!

Agora responda às questões ao lado.

Exercícios

Questão 1 - Sobre a história do desenvolvimento das técnicas e tecnologias que foram primordiais para o desenvolvimento dos sistemas de transmissão automotiva, analise os itens que seguem e, em seguida, marque a alternativa correta.

I) O aumento da produção de grãos causou a necessidade da utilização de uma nova forma de moer os grãos, para isso foram implementados os moinhos movidos por va-por, que iniciaram a Revolução Industrial.

II) A substituição dos arados de madeira pelas charruas e a substituição da força animal, principalmente a do boi pela do cavalo, possibilitaram um aumento na produção dos grãos. As locomotivas foram as principais máquinas que se desenvolveram durante o período da Revolução Industrial.

III) Uma das primeiras invenções que ajudaram o homem na multiplicação da força para o trabalho foi a alavanca.

a) Apenas a afirmativa I está correta.

b) Apenas as afirmativas I e II estão corretas.

c) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.

d) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.

Questão 2 - O sistema de transmissão é o que faz um carro se movimentar. Ele conduz a potência, a rotação e o torque (capacidade de força do motor) gerados pelo motor para as rodas e regula a velocidade do pneu com a velocidade do motor. A transmissão é formada por diferentes componentes que estão interligados e trabalham simultanea-mente para dar movimento a um veículo. As principais peças do sistema de transmissão são os semieixos, o diferencial, a embreagem e a caixa de marcha (câmbio). A necessi-dade da utilização da transmissão está relacionada, também, com o fato de o motor ser impedido de movimentar o veículo diretamente, por quê?

a) Por causa da baixa rotação e do alto torque do motor.

b) Devido à alta rotação e ao alto torque do motor.

c) Por causa da baixa rotação e do baixo torque do motor.

d) Devido à alta rotação e ao baixo torque do motor.

Questão 3 - O homem sempre buscou por recursos que pudessem facilitar sua vida e, desde a Idade das Pedras, vem desenvolvendo artefatos que o auxiliam de alguma forma as atividades diárias. Algumas das tecnologias criadas ao longo da história para ajudar em atividades do dia a dia foram fundamentais para os sistemas de transmissão automotiva. Sabendo disso, assinale a alternativa que apresenta uma invenção impor-tante para os sistemas de transmissão.

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a) Máquinas com funcionamento a vapor.

b) Mecanismos de multiplicação de força.

c) Rodas de liga leve.

d) Motores elétricos.

Questão 4 - Embora alguns motores tenham à disposição excelentes torque e potência, a exigência que o veículo sofrerá durante o uso é variável. Nem sempre um automóvel terá estrada plana para manter velocidade ou ter aceleração plena, haverá situações nas quais ou o torque deverá ser mais significativo, ou a potência deverá ser mais pre-sente. Além disso, um automóvel não se desloca apenas em linha reta, ele deve ser ca-paz de contornar curvas com desenvoltura e agilidade. Para que essas situações sejam superadas, os automóveis dispõem do sistema de transmissão. Sobre as funções do sistema de transmissão automotiva, é incorreto o que se afirmar em qual alternativa?

a) A transmissão atua como um intermediário entre o motor e as rodas do veículo.

b) A transmissão pode ora aumentar ora reduzir a rotação para fornecer mais ou menos força para as rodas do veículo.

c) Durante a subida de uma ladeira, é necessário que a força do motor seja reduzida para que a rotação seja elevada e o veículo tenha mais força para se mover.

d) A relação entre a velocidade do motor e as rodas é diretamente proporcional, ou seja, quanto maior a velocidade do motor maior seja a força nas rodas.

Questão 5 - O tradicional sistema de transmissão manual é dotado de embreagem e caixa de marchas totalmente manuseáveis. O controle do sistema é feito pelo pedal de embreagem e pela alavanca de câmbio. O acionamento da embreagem é feito por um cabo ligado à embreagem ou a um pequeno sistema hidráulico, ao passo que a alavan-ca do câmbio se liga a uma haste de acionamento. Essa haste aciona as luvas, que estão dentro da caixa de marchas e engatam as marchas selecionadas. Qual componente do sistema de transmissão é responsável pela redução da velocidade?

a) Diferencial.

b) Caixa de mudanças.

c) Eixo cardan.

d) Semieixos.

Questão 6 - Sabe-se que as linhas de transmissão em veículos de passageiro podem ser classificadas em dois grupos. A respeito desses tipos de transmissão, julgue os itens que seguem e, em seguida, marque a alternativa correta.

I) Um dos tipos de linha de transmissão que é comumente utilizado em veículos de pas-sageiro é o com motor transversal à frente do veículo tracionando as rodas dianteiras.

II) A linha de transmissão longitudinal traseira é equivalente à linha de transmissão lon-gitudinal dianteira, porém em sentido oposto.


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III) Para veículos com torque de saída baixo para moderado (até 200Nm), não é reco-mendável utilizar uma transmissão continuamente variável (TCV).

a) Todas as alternativas estão corretas.

b) Apenas as alternativas I e III estão corretas.

c) Apenas as alternativas I e II estão corretas.

d) Apenas a alternativa I está correta.

Questão 7 - Dentro do diferencial, encontram-se engrenagens cônicas, dos tipos he-licoidal ou hipoide, esta última possibilitando a montagem de um cardan mais baixo, motivo pelo qual muitos carros com tração traseira não possuem mais o túnel do dife-rencial, que invade o habitáculo do veículo. O diferencial transmite o torque motor, que é fornecido longitudinalmente, para as semiárvores, passando então a ser um torque transversal, e daquelas para as rodas. Cada semiárvore é aparafusada nas flanges de tra-ção, e estas se apoiam em rolamentos, além de estarem ligadas às engrenagens plane-tárias do diferencial. São as semiárvores que possibilitam a articulação da própria, pois caso contrário não seria possível a transferência eficaz do torque para as rodas sobre pi-sos acidentados ou desnivelados. Sobre as semiárvores, assinale a alternativa incorreta.

a) Estão presentes tanto em veículos que possuem o motor de tração traseira quanto em tração na dianteira.

b) Recebem o movimento de rotação do diferencial.

c) No tipo semiflutuante, cada uma das semiárvores está apoiada por um rolamento que também serve de apoio para o diferencial.

d) Os tipos mais comuns são o semiflutuante, ¾ flutuante e flutuante.

Questão 8 - Levando em conta a evolução das tecnologias utilizadas no sistema de transmissão automotiva, julgue as afirmativas e, em seguida, assinale o item correto.

I) A partir do princípio da alavanca, podemos deduzir que, ao ser aumentada a distân-cia entre o ponto de aplicação e o ponto fixo, ocorrerá a compensação da força ou o aumento da força aplicada.

II) Em uma engrenagem é utilizado o princípio da alavanca para multiplicar a força.

III) Os primeiros sistemas de transmissão foram utilizados em máquinas a vapor e a fun-ção de transmitir a força gerada pela caldeira paras as rodas em contato com os trilhos.

a) Apenas as afirmativas II e III estão corretas.

b) Apenas as afirmativas I e III estão corretas.

c) Apenas a afirmativa III está correta.

d) Todas as afirmativas estão corretas.

Autor - Grupo NT · 2019. 11. 5. · LEGENDA ÍCONES Prezado(a) aluno(a), Ao longo dos seus...

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