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Câmbios automáticos - Parte II: Câmbios com Conversores de Torque ou Acoplamento Hidráulico

Encerrando (finalmente) essa série, agora com os automáticos tradicionais. Boa leitura:

Alavanca de comando do Cruze europeu. Além do "PRND", os bloqueadores de marcha (3-2-1...) agora são substituídos por  seletores de marcha sequencial na alavanca ou por aletas atrás do volante tentando dar mais esportividade para os veículos equipados com câmbio automático. 

O câmbio automático é um câmbio que realiza as trocas de marchas sozinho usando uma embreagem hidráulica chamada conversor de torque e usa engrenagens planetárias. O conversor de torque, explicando de modo simples, são duas turbinas: uma transmite a força do motor para a outra turbina através do bombeamento de um fluído hidráulico. O problema é que apesar do conversor de torque multiplicar a força do motor, a turbina da força gira quase sempre mais rápido que a turbina da transmissão, o que faz que haja uma perda de energia mecânica. Por isso que câmbios automáticos tradicionais gastam sempre um pouco mais de combustível que uma caixa manual ou CVT. As trocas de marchas são realizadas por um conjunto de engrenagens planetárias e solares e cintas que à medida que o carro acelera, vão soltando e travando as cintas das engrenagens. Alguns câmbios tem um sistema de sobremarcha chamado Overdrive (ou sobremarcha para dar uma opção de termo técnico para os discípulos de Cipro Pasquale Neto), em que o sistema “trava” o conversor de torque na última marcha.

No começo as caixas automáticas tinham várias denominações determinadas pelos departamentos de marketing. A Dinaflow da Buick estreava o conversor de torque, aliás, era só o conversor de torque com duas marchas mais a ré. A primeira era curta e usada para acelerar o carro mais rapidamente, a segunda, chamada direct drive, permitia acelerar da imobilidade até a velocidade máxima. A curiosidade desse câmbio é que na falta de freios, podia-se engatar a ré sem explodir a caixa de câmbio. 

A Powerglide era uma caixa que equipou alguns carros da GM entre os anos 50 e 52. Ela necessitava de um engate manual no ínício, mais tarde ganhou funcionamento totalmente automático. Tem somente duas marchas. É conhecida por sua robustez, tanto que se transformou em queridinha por preparadores de carros para arrancada. 

Hydra-Matic foi a primeira caixa automática produzida em massa desde a década de 30 e equipou vários carros do grupo GM e durante algum tempo se tornou até sinônimo de caixa automática. Não tinha conversor de torque, mas dois elementos de acoplamento hidráulico combinados com quatro marchas resultantes de engrenagens planetárias. Equipava carros até de concorrentes como  Ford e Lincoln.

Ford-o-matic ou Cruise-o-Matic era a caixa automática da Ford introduzida a partir dos anos 50e chegou equipar carros das tradicionais marcas Jaguar e Volvo. Tem conversor de torque e três marchas e foi produzida até os anos 80.

Powerflite era a caixa de duas marchas do grupo Chrysler, que foi substituída pela Torqueflite, desta vez com três e com um curioso sistema de botões no painel em lugar da onipresente alavanca com as posições PRND.

Atualmente as caixas automáticas variam no número desde o arcaico número de 4 (estreada pela Hydra-Matic na década de 30...) a 7 marchas em câmbios de marcas alemãs e japonesas e com bloqueio  de diferencial para diminuir as perdas por escorregamento e economizar combustível. Algumas marcas trabalham no desenvolvimento de câmbios com 8 ou até 9 marchas.

Comandos PRND

Vista esquemática em corte da caixa automática Allison 1000: Ela costuma equipar picapes grandes de algumas das principais divisões automobilísticas americanas. Vem com 5 ou 6 marchas à frente e uma à ré.

Quem vê uma alavanca de câmbio de carros semi-automáticos ou automáticos se depara com essas letras indicando uma função de acordo com a posição da alavanca. Vamos dar uma pequena aula caso se depare com um, e não faça que nem alguns velhinhos esclerosados e manobristas de estacionamento que aceleram o carro sem dó, e aí se não atropelam 50 pessoas em um café aberto de Buenos Aires, cai do segundo andar de um prédio. A sequencia virou padrão nos anos 50 e 60, quando os carros começaram a ter os comandos normatizados e uniformizados, evitando confusões como carros fabricados em mão á esquerda com volante a direita ou aceleradores no pedal do meio em ver de ser o direito, só para ficar nesses exemplos.

P: Vem de “Park”, estacionar em inglês. Nos automáticos mais modernos a chave só é retirada do tambor se a alavanca estiver posicionada em “P” por medida de segurança. Tem a função de travar as rodas motrizes evitando que o veículo mova-se sozinho. É também posição obrigatória em alguns carros para dar a partida.

R: Vem de “Reversal”, a nossa marcha a ré. Em alguns câmbios CVT mais antigos era comum a velocidade máxima da ré ser a mesma da marcha normal, à frente.

N: Vem de “Neutral”, o neutro para quem tem moto ou ponto morto. Nesse caso o câmbio não atua. Não recomenda-se o uso em ladeiras já que forçaria ainda mais os freios, item crítico em veículos com esse tipo de câmbio, e nesse modo a lubrificação não atua satisfatoriamente podem ocasionar desgaste prematuro do mecanismo. Recomenda-se utilizá-lo para diminuir o giro do motor em caso de paradas prolongadas, já que isso diminui o “creeping” e consequentemente o consumo de combustível, que também é prejudicado em carros com esse tipo de cambio. É recomendável também usar esse comando nos automatizados para evitar o desgaste prematuro da embreagem com o carro parado, se bem que alguns modelos tem avisos no painel para prevenir eventuais abusos.

D: Vem de “Drive”, dirigir em inglês. Indica a posição em que o câmbio trocará as marchas sequencialmente até a última marcha quando o carro for acelerado. Há uma travinha na alavanca que libera o Overdrive, uma sobremarcha usada para economizar combustível em viagens em alta velocidade. Quando a alavanca está na posição “D” o carro começa a se mover em baixa velocidade mesmo sem pisar no acelerado, o chamado “creeping”, muito útil no anda-e-para dos congestionamentos nossos de cada dia.

Além dessas letras há a indicação 3-2-1 nos automáticos tradicionais, que serve para travar o câmbio em determinada marcha. Esse comando é muito útil para situações onde as marchas altas não seriam bem vindas como ladeiras acentuadas ou quando o veículo estiver rebocando um trailer. Serve também como freio-motor em descidas acentuadas, ajudando os já sobrecarregados freios. Em algumas situações força uma redução caso o câmbio fique indeciso entre a terceira e quarta marcha em uma subida por exemplo.

Em alguns automáticos há a função kick-down, no qual o motorista pisa mais fundo no acelerador em subidas ou situações que exijam força. Dessa forma o câmbio entende que o veículo precisa de mais força e reduz uma ou mais marchas.

Vista em corte da caixa automática 7G-Tronic da Mercedes Benz com sete marchas e bloqueio do conversor de torque para economia de combustível. Clique na imagem para aumentar.

Semana que vem vamos desmistificar as formas de carrocerias, assunto que tem causado bastante polêmica devido à algumas manobras marqueteiras...

Inté.