sábado, 14 de abril de 2012

Autoplay – Tudo o que você queria saber sobre automóveis e tinha vergonha de perguntar


Câmbios automáticos - Parte I: Câmbios de variação contínua
Câmbio CVT Hipertronic, antecessora da Xtronic usada na maioria dos modelos da Nissan.
  Terminando por último a primeira tentativa de automatizar aquela tarefinha chata de pisar na embreagem e mover uma alavanca para uma posição específica e ver se o carro anda sem fazer aquele barulho horrível de metal sendo moído. Se você é uma dessas pessoas que acham que trocar marcha é isso, não se preocupe. Apesar das expressões horrorizadas dos autoentusiastas que adoram por a mão em uma alavanca, com sua atitude herética, lembre-se que você é uma perfeitamente pessoa normal. Afinal não é para qualquer um dizer não para o sujeito que joga água suja no seu para-brisas e esfrega uma espuma ainda mais imunda, ao mesmo tempo em que têm que engatar a primeira, soltar a embreagem ao mesmo tempo em que se pisa suavemente no acelerador e ter que se desviar do menino que vende bala ou do motoboy que acabou de cruzar o sinal vermelho com aquela buzina irritante. Em uma análise ergonômica realizada há quinze anos atrás constatou-se que em horário de rush um motorista profissional troca de marchas a até pouco mais de 160 vezes por hora. E você que acaba fazendo de graça mesmo, acaba preferindo gastar mais uns R$ 30,00 na parcela para não ter todo esse trabalho. Veja quais são os tipos e denominações dos principais tipos de câmbios totalmente automáticos divididos aqui em duas partes: a primeira parte é sobre os câmbios CVT e a segunda é sobre os câmbios mais tradicionais e as posições e comando dessas caixas: 
Cambio CVT Xtronic da Nissan que equipa o Renault Fluence e o Nissan Sentra. À direita no recorte as duas polias e a correia, peças principais do sistema de transmissão contínua e variável.
Câmbio CVT
Você comprou um Audi A4 e está feliz porque seu câmbio tem “trocentas” marchas a mais que o Mercedes do vizinho, caiu em papo de marqueteiro. Câmbios CVT´s não têm marchas. Como assim? Vamos do início, no finzinho dos anos 50 quando a holandesa DAF, que produzia caminhões e ônibus, além de maquinário agrícola, lançou o DAF-600. Adaptando as correias usadas nos equipamentos agrícolas com polias de diâmetro varável acoplado à uma embreagem centrífuga, a empresa conseguiu montar um carro compacto com câmbio automático, coisa que não era possível com as caixas antigas que eram pesadas e inacessíveis para o público europeu que, na época, não tinha tanta grana para gastar. Para se ter uma idéia, o DAF-600 seguia a tendência da época e  tinha 3,60m de comprimento, 1,44m de largura, 2,05m de entre-eixos e 1,37m de altura em configuração sedan. O carro pesava 630 kg, mostrando o esforço do valente motorzinho de 590 cm³ que rendia 22 cv e 4,6 kgm/f de torque. Só para se ter uma idéia, o véio Mille usado pelo colunista como “carro padrão” tem 9 cm a mais de comprimento, mais 20 cm de largura, mais 8 de altura e o entre-eixos que determina aproximadamente o quanto as pernas dos passageiros traseiros serão prensadas contra o banco dianteiro é 30 cm maior. E o Mille Economy pesa 260 kg a mais mas o motor tem pelo menos o triplo de potência e o dobro de torque.
Infográfico do funcionamento de um câmbio CVT. Clique na imagem para aumentar. 
O pulo do gato eram as polias de tamanho variável que faziam o papel de “marchas”, o alargamento ou estreitamento delas alterava a relação de marcha transmitida pela correia entre a polia “pinhão” (onde a força do motor é transmitida) e a polia “coroa” (onde a força do motor chega às rodas) fazendo uma analogia com as motos. No começo o motorista tinha que se acostumar com o comportamento estranho do carro, que acelerava o motor até um certo ponto e depois via o ponteiro do velocímetro subir sem o aumento de rotações correspondente do motor. Era que o motor acelerava até a rotação máxima onde o torque e a potência são abundantes, gerando economia de combustível e mantendo o carro esperto nas acelerações e retomadas. Ideal para carros compactos e sem muito espaço para a mecânica, além do custo reduzido. Nos anos 80 a correia de material elástico foi trocada por uma feita de aço especial diminuindo um dos maiores problemas que era o seu desgaste excessivo. Devido ao comportamento “estranho” dos carros equipados com esse sistema, o sistema perdeu um pouco da sua (pouca) popularidade. Para reverter isso, a partir dos anos 90 começou a festa das marchas virtuais ajudadas pelo gerenciamento eletrônico. Isto é, o CVT ia até uma posição das polias e simulava uma marcha real, e o motorista todo feliz porque estava “cambiando” seu carro automático (??)...
...Por isso que escrevi linhas acima que era papo de marqueteiro. E marqueteiros são muito bons de lábia, já que elegeram 3 presidentes da república só aqui e mais alguns no exterior...


Câmbio Toroidal
Cambio toroidal Torotrac que equipa modelos mais "pesados" da Nissan e Infinity.
Variação mais antiga do CVT foi usada em carros até 1920, sendo inventada 50 anos antes, no formato atual e uns 400 anos antes tinha sido desenhado por ele, o  pintor, desenhista, projetista e vidente Leonardo Da Vinci. As vantagens era o baixo consumo, sem o desperdício de combustível com o motor girando solto” entre as trocas, mas a baixa durabilidade do sistema o inviabilizava. Nos anos 70 foi considerada a transmissão ideal por uma associação de engenheiros, mas o que queremos e o que podemos nem sempre pode ser conciliado. A não ser que haja alguma solução.
Vamos explicar como funciona o câmbio toroidal e aí mostrar o maior problema dele. Enquanto o câmbio CVT comum usa duas polias e uma correia para variarem de tamanho e a relação de marchas, o toroidal usa dois rolamentos em formato semiesférico parecido com pneuzinhos (daí o toroide, nome chique e científico para o formato de rosquinha) que estão em atrito com dois discos em formato de “boca de corneta”. Ao variar o ângulo de giro, o disco da “força” acaba tendo a rotação diferente do disco da “tração” (pinhão e coroa voltando à analogia das motos) variando a “marcha”. Mas o problema é que a ”rosquinha” em atrito com os discos acabava superaquecendo e lubrificar era algo impensável. Lembre: sem atrito, sem tração. Até que um fabricante de rolamentos japonês resolveu o problema com um novo lubrificante cuja estrutura molecular tem o formato de velcro. O óleo “agarra” nas micro-irregularidades do metal evitando o atrito do toroide com o disco, mas isso teoricamente eliminaria o atrito. E repetindo, sem atrito, sem tração. Mas o lubrificante tem uma propriedade muito especial que mata dois coelhos com uma bela cajadada só: ele se solidifica sob a enorme pressão entre a "rosquinha" e o disco e forma uma espécie de película que adere às paredes das engrenagens. E devido ao formato de “velcro” que a estrutura molecular tem, ele evita que os toroides escorreguem, transmitindo todo o torque para as rodas. E quando a pressão cessa, "voilá": o lubrificante volta para o estado líquido para repetir o ciclo indefinidamente. Para se ter uma idéia, enquanto o Multitronic da Audi que usa a tradicional correia com vários melhoramentos e trabalha com até 30 kgm/f, o câmbio toroidal trabalha atualmente com até 40 kgm/f, mas só é usado atualmente em carros grandes da japonesa Nissan e de sua divisão de alto luxo Infinity.

Semana que vem encerraremos com os principais tipos de câmbios automáticos e o que significa as letras "PRND" nas alavancas de câmbios automáticos e semiautomáticos.

Um comentário:

  1. Caros, o texto ficou gigantesco, e por isso não deu para publicar sobre os automáticos, vai ficar para a semana que vem. A "surpresa" que prometi também, mas se posso adiantar alguma coisa é sobre os V8 da Ford e um certo texano. Aguardem...

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