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AUTOMOTIVA Transmissão automática hidráulica Transm issão autom ática hidráulica 9 788583 935575 ISBN 978-85-8393-557-5 Esta publicação integra uma série da SENAI-SP Editora especialmente criada para apoiar os cursos do SENAI-SP. O mercado de trabalho em permanente mudança exige que o profissional se atualize continuamente ou, em muitos casos, busque qualificações. É para esse profissional, sintonizado com a evolução tecnológica e com as inovações nos processos produtivos, que o SENAI-SP oferece muitas opções em cursos, em diferentes níveis, nas diversas áreas tecnológicas. Transmissão automática hidráulica Subtítulo (se houver) Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) SENAI. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial Transmissão automática hidráulica / São Paulo : SENAI-SP Editora, 2019. 184 p. : il Inclui referências ISBN 978-85-8393-557-5 1. Automóveis – Mecânica 2. Automóveis – Eletrônica 3. Automóveis – Dispositivos de transmissão hidráulica I. Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial II. Título. CDD 629.287 Índice para o catálogo sistemático: 1. Automóveis - Mecânica 629.287 SENAI-SP Editora Avenida Paulista, 1313, 4o andar, 01311 923, São Paulo – SP F. 11 3146.7308 | editora@sesisenaisp.org.br | www.senaispeditora.com.br AUTOMOTIVA Transmissão automática hidráulica Subtítulo (se houver) Departamento Regional de São Paulo Presidente Paulo Skaf Diretor Superintendente Corporativo Igor Barenboim Diretor Regional Ricardo Figueiredo Terra Gerência de Assistência à Empresa e à Comunidade Celso Taborda Kopp Gerência de Inovação e de Tecnologia Osvaldo Lahoz Maia Gerência de Educação Clecios Vinícius Batista e Silva Colaboração Alexandre Santos Muller Hans Weiss Filho Murilo Cesar Silva Material didático utilizado nos cursos do SENAI-SP. Apresentação Com a permanente transformação dos processos produtivos e das formas de organização do trabalho, as demandas por educação profissional multiplicam-se e, sobretudo, diversificam-se. Em sintonia com essa realidade, o SENAI-SP valoriza a educação profissional para o primeiro emprego, dirigida a jovens. Privilegia também a qualificação de adultos que buscam um diferencial de qualidade para progredir no mercado de trabalho. E incorpora firmemente o conceito de “educação ao longo de toda a vida”, oferecendo modalidades de formação continuada para profissionais já atuantes. Dessa forma, atende às prioridades estratégicas da Indústria e às prio- ridades sociais do mercado de trabalho. A instituição trabalha com cursos de longa duração como os cursos de Aprendi- zagem Industrial, os cursos Técnicos e os cursos Superiores de Tecnologia. Ofe- rece também cursos de Formação Inicial e Continuada, com duração variada nas modalidades de Iniciação Profissional, Qualificação Profissional, Especialização Profissional, Aperfeiçoamento Profissional e Pós-Graduação. Com satisfação, apresentamos ao leitor esta publicação, que integra uma série da SENAI-SP Editora, especialmente criada para apoiar os alunos das diversas modalidades. Sumário 1. Identificação 9 Principais fabricantes 9 Posições de montagem 10 Identificação pelo fabricante 12 Identificação pela montadora 17 2. Funcionamento 29 Principais cuidados 29 Posições do seletor de marchas 32 3. Conversor de torque 38 Principais funções 38 Funcionamento básico 39 Componentes internos 40 4. Conjunto das engrenagens planetárias 51 Principais componentes 51 Tipos de conjuntos planetários 53 Características do conjunto planetário Simpson 55 Cálculo da relação de marchas Simpson 64 Conjunto planetário Ravigneaux 67 5. Embreagens 73 Tipos de embreagem 73 6. Corpo de válvulas 83 Modelos e princípio de funcionamento 83 Principais componentes 85 Funcionamento do VB 96 7. Bomba hidráulica da transmissão automática 101 Componentes 101 Funcionamento básico 105 Tipos de bombas hidráulicas automobilísticas 106 8. Filtro do fluido 116 Localização 116 Composição do filtro 117 Tipos de filtros 118 Descarte 118 9. Trocador de calor 120 Localização 120 Manutenção 122 10. Circuito hidráulico da transmissão 123 Identificação 123 Componentes do circuito hidráulico 124 Aplicação hidráulica no circuito 126 11. Manutenção e reparação 135 Sequência para diagnóstico 136 Manutenção dos componentes 137 Reparação dos componentes 142 12. Testes dinâmicos 167 Tipos de testes 167 Referências 179 Documento de acesso exclusivo em meio eletrônico 180 Sites consultados 180 1. Identificação Principais fabricantes Posições de montagem Identificação pelo fabricante Identificação pela montadora A identificação da transmissão automática varia de acordo com o fabricante. É comum que seja identificada pelo número de marchas disponíveis, torque no eixo de entrada e disposição e tipo de controle (hidráulico ou eletrônico). Neste capítulo, são abordadas algumas das transmissões automáticas do mercado brasileiro. Devido ao grande número de opções – mais de 400 versões de veí- culos podem ser equipados com transmissões automáticas –, os exemplos aqui expostos apresentam as formas de identificação mais frequentes. Principais fabricantes Os principais fabricantes de transmissão automática são as montadoras japonesas e alemãs: • Aisin – Warner – fabricante japonesa para veículos leves; • Jatco – fabricante japonesa para veículos leves; • Alisson – fabricante alemão para veículos pesados; • ZF – fabricante alemão para veículos leves e pesados; • BorgWarner – fabricante norte-americano para transmissões mecânicas e automáticas para veículos leves e pesados. É muito comum uma mesma transmissão automática equipar (com poucos ajus- tes) veículos de diferentes montadoras, como a transmissão AF20 ou AW50-40, que poderá equipar os seguintes veículos: 10 IDENTIFICAÇÃO • Chevrolet – Astra, Zafira e Vectra; • Suzuki – Baleno e Sx4; • Fiat – Marea; • Daewoo – Espero. Essas aplicações são possíveis por meio de mudanças na disposição e formato da parte frontal da transmissão automática, além de ajustes e calibrações específicas para cada veículo. Observação O fato de uma mesma transmissão equipar diversos veículos não sig- nifica que elas sejam intercambiáveis, mas é importante o mecânico estar informado sobre essa possibilidade: se souber reparar um modelo, poderá fazer o mesmo em diversos veículos. Posições de montagem São duas as posições de montagem da transmissão no motor: longitudinal e transversal. A escolha entre uma posição e outra leva em conta o tamanho do veículo e o desempenho/conforto objetivados pela montadora. Longitudinal Geralmente, a transmissão longitudinal é utilizada em veículos de maior porte, como sedãs de luxo ou caminhonetes. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 11 Traseira do veículo Dianteira do veículo Figura 1 – Transmissão longitudinal. Fonte: ZF INDUSTRIES, 2003, p. 11. As vantagens dessa posição são: • melhor apoio do conjunto motor/transmissão no veículo; • menor vibração; • facilidade de projeto do veículo. A desvantagem dessa posição é: • redução do espaço interno do veículo. Transversal Atualmente, a transmissão transversal é a configuração mais comum nos veículos de passeio. 12 IDENTIFICAÇÃO Dianteira do veículo Traseira do veículo Motor Figura 2 – Transmissão transversal. Fonte: CHEVROLET, [s.d.]d. As vantagens dessa posição são: • menor espaço ocupado pelo conjunto motor/transmissão; • transmissão compacta. As desvantagens dessa posição são: • dificuldade de instalação de motores com mais de quatro cilindros; • maior vibração do conjunto. Identificação pelo fabricante Não existe regra para identificação de uma transmissão automática. De modo geral, os fabricantes identificam seus produtos com informações sobre: • número de marchas; • capacidadede torque; • tipo de acoplamento. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 13 Tipos de transmissão Alguns tipos de transmissão disponíveis no mercado brasileiro são: • Aisin-Warner; • ZF; • Jatco; • Allison. Transmissões Aisin-Warner A placa das transmissões automáticas Aisin-Warner fica na parte superior da transmissão. A Figura 3 indica a disposição da transmissão que equipa o veículo Chevrolet Corsa automático. 1 2 3 4 5 6 78910 1 – Modelo da transmissão Aisin-Warner 2 – Equipamento opcional (N = aplicação automática do neutro) 3 – Modelo, segundo cada montadora, no exemplo – AF17 4 – Código do modelo da montadora, no caso = Chevrolet 5 – Número da peça 6 – Código de calibragem 7 – Número de série 8 – Variação do modelo 9 – Mês de produção: A = janeiro; E = maio; A letra I não é utilizada 10 – Ano de produção Figura 3 – Transmissões Aisin-Warner. Fonte: CHEVROLET, [s.d.]b, Parte 1. 14 IDENTIFICAÇÃO Transmissões ZF Industries, Inc. As transmissões da fabricante alemã ZF são amplamente utilizadas em toda a Amé- rica Latina e possuem enormes variações, de acordo com cada modelo de veículo. 1 C D A B 1 – Localização da placa de identificação A – Número de série B – Número do componente no catálogo C – Referência do componente D – Modelo genérico da transmissão – 4HP-20 Figura 4 – Transmissões transversais ZF. Fonte: CITROËN, [s.d.]. Para as transmissões longitudinais, a plaqueta estará localizada sempre no mes- mo local. Atentar para a grande variação de um mesmo modelo de transmissão. Figura 5 – Localização da plaqueta de identificação – transmissão longitudinal. Fonte: ZF INDUSTRIES, 2003, p. 11. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 15 Existe outra forma de identificação das transmissões ZF: por meio do modelo genérico da transmissão. Esse número é utilizado nos catálogos de reparação e reposição de peças. As transmissões ZF são identificadas pelos seguintes dados: • número de marchas; • tipo de acoplamento motor/transmissão; • forma de multiplicação do torque; • limites do torque produzido pelo motor de combustão. Primeira geração As características para identificação da transmissão de primeira geração são: • 4 = número de marchas; • H = conversor hidráulico; • P = sistema de multiplicação de torque – planetário; • 20 = limite de torque no eixo de entrada – 200 lbs (270 Nm). Segunda geração ou new generation Como exemplo, será considerada a transmissão automática GA8HP70HZ, uma das últimas desse fabricante, desenvolvida para equipar veículos da montadora alemã BMWAG. Uma curiosidade: uma variação dessa transmissão equipará um veículo BMW com propulsão híbrida. Um veículo é considerado híbrido quando tem duas formas de propulsão e dois armazenadores de energia. As características para identificação da transmissão de segunda geração são: • G = gear box (caixa de engrenagens); • A = automatic transmission (transmissão automática); • 8 = número de marchas; • H = conversor hidráulico; • P = sistema de multiplicação de torque – planetário; • 70 = limite de torque no eixo de entrada – 700 Nm; • H = variação para BMW série 3; • Z = fabricante ZF. 16 IDENTIFICAÇÃO Transmissões Jatco As transmissões Jatco – Companhia Japonesa de Transmissões Automáticas (Ja- pan Automatic Transmission Company) – podem ser identificadas pela nomen- clatura genérica, que não é indicada na plaqueta. O mecânico deverá recorrer a catálogos disponíveis nos distribuidores de peças. Um exemplo é a transmissão JF-506E, muito comum no mercado brasileiro. As características para identificação são: • J = Jatco; • F = front (tração dianteira); • 5 = número de marchas; • 0 = dígito fixo; • 6 = nível de torque/evolução no eixo de entrada (valores internos do fabricante). Transmissões Allison Allison DOCTM é a marca comercial da General Motors Corporation. As trans- missões Allison podem ser identificadas por meio de características construtivas de cada série. Quadro 1 – Modelos de transmissão Allison Séries T200 – T300 – T400 – T500 Séries T200 – T300 – T400 – T500 4a Geração (continua) TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 17 T200 – T300 Com retardador T400 – T500 PTO Respiro Suportes do conjunto Encaixe da PTO Sensor de velocidade de entrada Conector do chicote de passagem Placa de identificação Bico de pressão principal Observação: Roscas em polegadas Portas do resfriador Observação: Roscas em polegadas Sensor de velocidade de saída Respiro Suportes do conjunto Encaixe do resfriador do cárter inferior Conector do corpo da válvula do retardador Encaixe do tacógrafo Observação: Roscas em unidades métricas Bico de pressão principal Observação: Roscas em polegadas Portas do resfriador Observação: Roscas em polegadas Sensor de velocidade de saída Fonte: ALLISON TRANSMISSION, 2005. Figura 6 – Transmissão série 300. Fonte: BLOG DO CAMINHONEIRO. Identificação pela montadora Muitas vezes, o mecânico não consegue identificar qual é o fabricante da trans- missão que está sendo diagnosticada. Nesse caso, ele pode procurar informações e procedimentos por meio da montadora do veículo e selecionar a transmissão automática com base na nomenclatura da montadora. Algumas montadoras que atuam no Brasil são: • Mercedes Benz; • General Motors; • Ford; • Volkswagen/Audi. 18 IDENTIFICAÇÃO Mercedes Benz A montadora alemã é uma das poucas que fabricam suas próprias transmissões automáticas. Existem, basicamente, duas etiquetas de informações das transmis- sões automáticas Mercedes Benz: 1. Primeira etiqueta – identifica o modelo da transmissão e seu código de componente. Modelo da transmissão 722.681 No da peça para reposição (conjunto) Versão de atualização Os 3 dígitos são o final do código da transmissão. Figura 7 – Primeira etiqueta de identificação da transmissão Mercedes Benz. Fonte: ATSG, 2009b. 2. Segunda etiqueta – mostra detalhes da transmissão. Devido à fusão, que durou anos, com a montadora americana Chrysler Corp., existe uma variedade grande de veículos equipados com as transmissões Mercedes Benz, que identifica essas transmissões como novas transmissões automáticas (da expressão em inglês New Automatic Gear box, ou transmissões NAG). TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 19 Versão para montagem no respectivo motor Designação para venda Transmissão para veículos leves Torque máximo de entrada em Nm Versão interna Número de marchas à frente Conversor de torque hidráulico W 5A 580 = Veículos de passeio com motores de 8 e 12 cilindros. W 5A 400 = Veículos de multiuso (SUV) com motores de 8 cilindros. W 5A 330 = Veículos de passeio com motores 4, 5 e 6 cilindros. W 5A 300 = Veículos de multiuso (SUV) com motores de 6 cilindros. W 5A 280 = Vans M.B – Sprinter e Vario. Figura 8 – Segunda etiqueta de identificação da transmissão Mercedes Benz. Fonte: ATSG, 2009b. O Quadro 2 apresenta alguns modelos de veículos equipados com variações da transmissão 722.6. Trata-se de um quadro genérico, no qual a Mercedes Benz geralmente aplica as configurações norte-americanas para os veículos exportados para o mercado brasileiro. 20 IDENTIFICAÇÃO Quadro 2 – Aplicação da transmissão 722.6 NAG Ano de fabricação Destinada ao mercado Modelo do veículo Variação de motores Designação da transmissão 2003 Europeu Jeep Grand Cherokee 2.7 L 5 Cil. Diesel W5J400 Norte-americano Dodge Sprinter 2.7 L 5 Cil. Diesel W5A380 2004 Norte-americano Dodge Sprinter 2.7 L 5 Cil. Diesel W5A380 Canadense, europeu e mexicano Chrysler Crossfire 3.2 L 6 Cil. Gasolina W5A330 2005 Norte-americano Dodge Sprinter 2.7 L 5 Cil. Diesel W5A380 Canadense, europeu e mexicano Chrysler 300C Dodge Magnum 5.7 L 8 Cil. Gasolina W5A580 Canadense e mexicano Jeep Grand Cherokee 3.7 L 6 Cil. Gasolina W5A580 Europeu Jeep Grand Cherokee 3.7 L 6 Cil. Gasolina W5A580 3.0 L 6 Cil. Gasolina W5J400 Canadense, europeu e mexicano Chrysler Crossfire 3.2 L 6 Cil. Gasolina W5A330 Fonte: ATSG, 2009b. General Motors A montadora norte-americanautiliza as transmissões da fabricante Aisin- -Warner. A identificação de suas transmissões, de modo geral, pode ser dividi- da em duas gerações de transmissões automáticas: primeira geração e segunda geração. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 21 Primeira geração – veículos Astra, Vectra e Zafira 1 – Modelo da transmissão – Aisin-Warner 2 – Equipamento opcional (N = aplicação automática do neutro) 3 – Modelo conforme o torque na entrada da transmissão: Exemplo: AF20 A = Automatic (automática) F = Front (tração dianteira) 13 = 130 Lbf/ft/175 Nm 17 = 170 Lbf/ft/230 Nm 20 = 200 Lbf/ft/270 Nm 22 = 220 Lbf/ft/300 Nm 4 – Código da transmissão 5 – Número da peça 6 – Código de calibragem 7 – Número de série 8 – Variação do modelo 9 – Mês de produção: A = janeiro E = maio A letra I não é utilizada 10 – Ano de produção. 1 2 3 4 5 6 78910 Figura 9 – Transmissões Aisin-Warner. Fonte: CHEVROLET, [s.d.]b, Parte 1. Segunda geração Para a segunda geração de transmissões a General Motors, ou Chevrolet do Brasil, utiliza variações do mesmo conceito de transmissão automática. A identificação dessas transmissões baseia-se em três informações fundamentais: • número de marchas; • posição de montagem; • limite máximo de torque no eixo de entrada. 22 IDENTIFICAÇÃO Alguns exemplos de identificação são: • modelo 6L50; • modelos com faixa de torque de até 500 Nm; • modelos com faixa de torque acima de 500 Nm. Modelo 6L50 A identificação do modelo 6L50 é feita do seguinte modo: • 6 – seis marchas; • L – longitudinal; • 50 – torque máximo em Nm (500 Nm). Modelo 6T30 A identificação do modelo 6T30 é feita do seguinte modo: • 6 – seis marchas; • T – transversal; • 30 – torque máximo em Nm (300 Nm). Modelos com faixa de torque de até 500 Nm Os veículos Captiva 2.4, Cobalt, Cruze, Malibu, Sonic e Spin utilizam variações da mesma transmissão. 6T30/40/50 Figura 10 – Transmissões séries 30 – 40 e 50. Fonte: CHEVROLET, [s.d.]d. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 23 Modelos com faixa de torque acima de 500 Nm Para veículos com motores de maior capacidade de torque foram feitas mudan- ças para que a transmissão possa suportar esse aumento. A vantagem do maior torque que a transmissão automática pode receber em seu eixo de entrada é a relação das marchas, que permite atingir maiores velocidades ou maior força, de acordo com o projeto da montadora. Como exemplo, o Captiva 3.6 V6 utiliza uma variação que tem duas diferenças mar- cantes que facilitam a identificação das transmissões de maior capacidade de torque: • tampa de abastecimento do fluido localizada no cárter lateral; • carcaça com tampa traseira (nas transmissões de menor capacidade a carcaça é uma peça única). 6T70/75 Figura 11 – Transmissões séries 70 – 75 e 80. Fonte: CHEVROLET, [s.d.]d. Ford A montadora norte-americana Ford utiliza diversos modelos de transmissões. Atual- mente, no mercado brasileiro, são utilizadas variações das transmissões CD4E e da família AXOD, designações internas da Ford. Alguns exemplos de modelos são: • modelo CD4E; • modelos AX; • transmissões transversais de cinco velocidades; • transmissões longitudinais. 24 IDENTIFICAÇÃO Modelo CD4E O modelo CD4E é uma transmissão transversal de quatro velocidades com con- trole eletrônico. Equipa modelos dos veículos Mondeo e Focus. Modelo Ford Prefixo e sufixo da transmissão Data de produção e número de série Prefixo e sufixo da transmissão Número do componente Figura 12 – Etiqueta de identificação. Fonte: ATSG, 2009a, p. 509. Até 1987 1988 em diante Figura 13 – Localização de identificação na própria carcaça. Fonte: ATSG, 2009a, p. 509. Modelos AX Os modelos AX são transmissões transversais que equipam mundialmente veí- culos de pequeno e médio porte de quatro marchas como o Mondeo e o Focus de primeira geração. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 25 2 1 4 3 1 – Número da transmissão 2 – Versão da transmissão 3 – Identificação do motor 4 – Número de série Figura 14 – Etiqueta de identificação Ford – Linha AX. Fonte: SUZUKI, [s.d.]d. Transmissões transversais de cinco velocidades Um exemplo de transmissão transversal de cinco velocidades é a transmissão FNR5, atualização da transmissão da série CD4E, e que equipa a nova geração dos veículos Mondeo e Focus. Sua identificação é feita do seguinte modo: • F – front (tração dianteira); • N – new (nova); • R – ratio (relação); • 5 – cinco marchas. Transmissões longitudinais Para a linha de transmissões longitudinais, a Ford costuma utilizar a identifica- ção relacionada a seguir, como na transmissão 5R55-E, que equipa variações do modelo Ford Ranger 1995: • 5 – cinco marchas; • R – rear (tração traseira); • 55 – torque máximo no eixo de entrada (550 Nm); • E – electronic (gerenciamento eletrônico). 26 IDENTIFICAÇÃO Volkswagen/Audi A montadora alemã Volkswagen/Audi tem diversos modelos equipados com transmissões automáticas. Os mais comuns são 01M e 09A (identificações in- ternas VW). O Quadro 3 apresenta um exemplo de identificação de transmissão. Quadro 3 – Identificação do motor Prefixos do motor Dia Mês Ano de fabricação EYM / 1.8T 19 10 2000EYP / 1.8T fase II GNZ / 1.8T euro Fonte: ELSAWIN, 2012. Modelos 01M O modelo 01M é utilizado principalmente pelos carros Golf de quatro marchas. Nas Figuras 15 e 16, a seta 1 representa o prefixo (ver Quadro 3). Figura 15 – Transmissão 01M. Fonte: ELSAWIN, 2012. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 27 EYM 19 10 0 Figura 16 – Identificação da transmissão 01M. Fonte: ELSAWIN, 2012. Modelos 09A/Jatco e JF506-E Os modelos 09A/Jatco e JF506-E são utilizados em veículos Golf 1.8 turbo e Passat quatro cilindros. N37-0795 Figura 17 – Identificação da transmissão 09A Jacto. Fonte: ELSAWIN, 2012. 28 IDENTIFICAÇÃO As transmissões 09A mostram a identificação do modelo. Na Figura 18, ela é apontada pela seta 2. JP JC7 09A 321 105 N37–0796 Figura 18 – Identificação VW (seta 2) e 09A/Jatco. Fonte: ELSAWIN, 2012. Modelos 01V e 5HP19 Os modelos 01V e 5HP19 têm transmissões longitudinais utilizadas em versões com motores de seis cilindros VW Audi, como Passat e Audi A4. Figura 19 – Etiqueta e localização de identificação da transmissão 5HP19. Fonte: ZF INDUSTRIES, 2003. 2. Funcionamento Principais cuidados Posições do seletor de marchas Quando em funcionamento, a transmissão automática direciona o fluido, sob pressão, ao conjunto de embreagens. Esse conjunto aciona um mecanismo plane- tário encarregado de produzir a força e a velocidade determinadas pelo condutor do veículo. O condutor determina sua intenção por meio do seletor de marchas, geralmente uma alavanca semelhante à alavanca dos veículos com transmissão mecânica, que se movimenta apenas para a frente ou para trás. Uma indicação no console ilustra a posição acionada. Atualmente, existem outras formas de seletores de marchas devido aos avanços da eletrônica. A correta utilização da transmissão automática é fundamental para o condutor obter todo o conforto e a funcionalidade que o sistema oferece, além de garantir a durabilidade do conjunto. Principais cuidados Os principais cuidados na utilização do sistema de transmissão automática po- dem ser divididos em dois procedimentos: • utilização do seletor de marchas; • manutenção preventiva. Utilização do seletor de marchas O seletor de marchas é o componente no qual o condutor aciona a transmissão automática, de acordo com sua necessidade ou vontade. 30 FUNCIONAMENTO Figura 1 – Seletor de marchas tipo alavanca. Fonte: AUTOMATIK. Os modelos de seletores variam de acordo com o veículo e a montadora. Para entendimento da utilização da transmissão automática serão descritas as posi- ções de uso comum. São elas: P = Park (estacionar) R = Reverse (marcha a ré) N = Neutral (neutro) D = Drive (conduzir) 4 = Four (condução até a quarta marcha) – varia a cada transmissão 3 = Three (condução até a terceira marcha) 2 = Two (condução até a segunda marcha) L ( ou 1) = Low (baixaou reduzida). Condução somente na primeira marcha Figura 2 – Seletor de marchas típico do Chevrolet Vectra. Fonte: QUATRO RODAS. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 31 As indicações 4 – 3 – 2 – L (ou 1) mostram até qual marcha a transmissão pode realizar as mudanças. Como regra, quanto maior o número da marcha aplicada, maior será a velocidade atingida. O seletor possui uma trava de segurança que evita acionamentos indevidos. Na transmissão com controle hidráulico, essa trava é mecânica, mas, atualmente, pode ser um componente elétrico ou até mesmo um gerenciamento eletrônico de segurança. Trava de segurança Figura 3 – Detalhe da trava de segurança. Fonte: AUTOMATIK. A trava de segurança deve ser acionada nas mudanças de marchas, apresentadas no Quadro 1. Quadro 1 – Funcionamento da trava de segurança De Para Park – estacionar Reverse – marcha a ré Reverse – marcha a ré Park – estacionar Neutral – neutro Reverse – marcha a ré Drive – conduzir 4 3 2 Low – reduzida 32 FUNCIONAMENTO Para liberar a trava de segurança o condutor deve obedecer aos seguintes requisitos: 1. Posicionar a chave de ignição na posição ligada (ON). 2. Acionar o pedal do freio. Muitas vezes, o condutor não utiliza todas as posições disponíveis. A Figura 4 ilustra quais marchas são acionadas de acordo com a posição do seletor. Mudanças realizadas em cada posição. P R N D 4 3 2 L 1a 1a 1a 1a 1a 2a 2a 2a 2a 3a 3a 3a 4a 4a 5a Figura 4 – Marchas acionadas de acordo com a posição do seletor. Posições do seletor de marchas Como um veículo pode não conter determinada posição, a seguir estão descritas todas as posições possíveis: • Park – estacionar. • Reverse – marcha a ré. • Neutral – neutro. • Drive – conduzir. • Posição 4 – imposta. • Posição 3 – imposta. • Posição 2 – imposta. • Posição L – baixa ou reduzida. A nd re a Ya na gu ita TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 33 Park – estacionar A posição P, ou estacionar (do termo em inglês park), tem as seguintes funções: • permite a partida do motor; • é a única posição possível para remoção da chave de ignição; • imobiliza o veículo por meio de trava no interior da transmissão automática, impedindo sua movimentação indevida, caso o sistema de freio de estacio- namento apresente defeito. Figura 5 – Detalhe da trava do park – transmissão 5HP19. Ao estacionar, é fundamental que o condutor siga o procedimento correto para imobilizar o veículo: 1. Ao parar completamente o veículo, acionar o sistema de freio de estacionamento. 2. Posicionar o seletor de marchas em Park. O procedimento é simples, mas fundamental para que o peso de todo o veículo não fique “apoiado” sobre a trava do Park, que poderá quebrar. H an s W ei ss F ilh o e M ur ilo C es ar S ilv a 34 FUNCIONAMENTO Reverse – marcha a ré Como o próprio nome diz, a marcha a ré é utilizada para movimentar o veículo para marcha a ré, mas sua utilização demanda o seguinte cuidado: • nunca acionar a posição R com o veículo em movimento. Na posição Reverse, a pressão interna da transmissão é aumentada (varia de acordo com o fabricante) para garantir aplicação com força máxima. Neutral – neutro A posição N permite acionar o motor sem movimentar o veículo. Pode ser se- lecionada quando o veículo fica parado por longos períodos, com motor em funcionamento, como em engarrafamentos. A ação de acionar a posição N varia dependendo do modelo da transmissão automática. Para ter mais detalhes, deve-se consultar o manual do proprietário do veículo. A posição N facilita a movimentação do veículo, por exemplo, durante a reali- zação de manobras. Observações • Nunca utilizar a posição N (neutro) em declives acentuados. O fato de a pressão estar no valor mínimo, associado à alta rotação dos componentes, pode gerar desgastes internos devido à pouca lubrificação. • Nunca realizar testes ou manutenções externas com o seletor de marchas na posição N se houver alguém dentro do veículo, sobre- tudo crianças, que poderão acidentalmente acionar a alavanca e colocar o veículo em movimento. Drive – conduzir A posição D, ou conduzir (do termo em inglês drive), é a mais utilizada na condução normal do veículo, possibilitando melhor relação entre consumo de TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 35 combustível e desempenho. Nessa posição, a transmissão automática realiza as mudanças partindo da primeira até a última marcha, de acordo com três con- dições básicas: • Intenção do motorista – dada pela posição do acelerador. Nas transmissões com controle hidráulico, quanto mais o pedal é acionado, maior será a pressão, chamada de “pressão piloto”, que serve de referência para a mudança da marcha. • Velocidades do motor e do veículo – por meio de componentes mecânicos ou elétricos, a transmissão utiliza essa informação para cálculo do momento da mudança da marcha. • Carga do motor – em alguns modelos norte-americanos e europeus, também é utilizada a informação da carga do motor, muito útil para alterar o momento de troca da marcha, antecipando ou retardando a mudança em função da carga. Nas transmissões automáticas com controle eletrônico, essas funções são tam- bém utilizadas, além de outras mais. A diferença está na forma de captação das informações, feita por meio de componentes elétricos. Deve-se evitar a utilização da posição D nas seguintes situações: • em declives acentuados – o veículo não terá a opção do freio motor, já que as marchas serão trocadas rapidamente e mantidas na última velocidade possível; • nas saídas de aclives acentuados – os aclives forçam os componentes inter- nos. Nessas situações, são indicadas as posições selecionadas manualmente, chamadas de “posição ou marcha imposta”. Posição 4 – imposta Na posição 4 será desabilitada a mudança para a quinta marcha (em transmissões de cinco velocidades). Em transmissões de quatro velocidades não existirá a posição 4. Posição 3 – imposta A posição 3 permite mudanças de marcha partindo da primeira, mudando au- tomaticamente para a segunda marcha e para a terceira, de acordo com a neces- sidade de maior velocidade. 36 FUNCIONAMENTO A posição 3 é indicada quando o condutor quer ou necessita limitar a velocidade do veículo, principalmente nas seguintes situações: • declives – auxilia a frenagem do veículo, atuando como freio motor; • aclives – como as marchas seguintes (quarta ou quinta, conforme o modelo da transmissão) são indicadas para velocidades elevadas, e não para maior força, a posição 3 permite que o motor trabalhe em rotação mais elevada. Essa é uma marcha que aumenta o torque do motor e mantém a velocidade, geralmente maior do que 80 Km/h. Operando em alta rotação e sob carga, o motor tem a vantagem de funcionar com excelente lubrificação e arrefecimento, uma vez que as bombas de óleo e de água também estão em alta rotação. Posição 2 – segunda imposta O mesmo princípio de funcionamento das posições 4 e 3 ocorre na posição 2, na qual a transmissão automática aplica a primeira marcha. Conforme a neces- sidade, a segunda marcha será engatada. A posição 3 tem as mesmas vantagens da posição 3, mas a 2 limita ainda mais a velocidade do veículo e aumenta proporcionalmente a força do motor. É ideal para declives acentuados. Posição L – baixa ou reduzida A posição baixa ou reduzida, representada pela letra L (do termo em inglês low), permite a condução somente em primeira marcha, o que produz a máxima re- dução de velocidade com o máximo de torque disponível. A posição L deve ser usada em: • declives acentuados, sob situação de trânsito intenso, pouca visibilidade ou aderência em velocidade reduzida. Permite o controle da rotação do motor pelo motorista para evitar excessos de rotação, que são prejudiciais; • aclives acentuados, em situação de baixa velocidade, como saídas de garagens subterrâneas de prédios, lojas etc. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 37 A posição L tem particularidades em relação à posição D. Muitos condutorescometem o erro de utilizar a posição D quando o correto seria a posição L, que proporciona maior torque. Algumas particularidades da primeira marcha na posição L são: • a relação de velocidade da primeira marcha é a mesma entre as posições L e D; • a pressão hidráulica de aplicação é maior, o que permite um acoplamento mais eficiente; • em qualquer transmissão, ao acionar a posição L será acionado um elemento de reforço (esse elemento varia de acordo com cada transmissão), o que au- menta a vida útil do conjunto. Observação Esta é uma descrição geral do funcionamento do seletor de marchas. O manual do proprietário do veículo traz detalhes específicos de cada mo- delo de transmissão e seus limites de velocidade em cada posição. Sua lei- tura é fundamental para utilizar corretamente a transmissão automática. 3. Conversor de torque Principais funções Funcionamento básico Componentes internos Denomina-se conversor de torque o conjunto de componentes que realiza di- versas funções para o funcionamento do conjunto propulsor, localizado entre o motor e a transmissão automática. Principais funções Para melhor compreender a importância do conversor de torque, serão separadas as funções voltadas para a necessidade do motor das destinadas ao funcionamen- to correto da transmissão automática. Para o funcionamento do motor, o conversor realiza as seguintes funções: • estabiliza a marcha lenta; • aloja a cremalheira para a partida do motor. As principais funções do conversor para o funcionamento da transmissão automática são: • acopla hidraulicamente o motor à transmissão automática; • aciona a bomba hidráulica da transmissão automática; • quando necessário, acopla mecanicamente o motor à transmissão automática; • multiplica o torque do motor. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 39 Funcionamento básico O princípio de funcionamento do conversor está baseado nas características do fluido da transmissão automática, que preenche e percorre todo o interior do conversor de torque. Para entender sobre o seu funcionamento será feita a comparação com dois ven- tiladores, sendo que apenas um deles está ligado à tomada elétrica. Figura 1 – Princípio de funcionamento do conversor. Fonte: O AUTOMÓVEL. Ao acionar o ventilador, o ar direcionado por suas pás faz com que as pás do segundo ventilador sejam movimentadas na mesma direção. O ventilador ligado à tomada elétrica corresponde ao motor de combustão in- terna e o segundo corresponde ao eixo de entrada da transmissão automática. Ao considerar o exemplo dos ventiladores é possível notar que: • a velocidade do segundo ventilador é ligeiramente menor do que a do venti- lador ligado à tomada; • se o segundo ventilador for bloqueado manualmente, não será alterado o funcionamento do ventilador ligado à tomada. 40 CONVERSOR DE TORQUE No interior do conversor de torque ocorrem exatamente as mesmas condições, o que permite: • manter o veículo parado e com o motor em funcionamento, estando a trans- missão automática com qualquer marcha engatada; • realizar um acoplamento suave entre o motor e a transmissão automática. O conversor de torque também é responsável por acionar a bomba de fluido da transmissão por meio de um rebaixo localizado na extremidade do conversor de torque. Rebaixo de acionamento Figura 2 – Conversor de torque: detalhe do rebaixo de acionamento. Fonte: IBÉRIA TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA. Componentes internos O formato de cada componente varia de acordo com cada motor de combustão. Também ocorrem mudanças no conversor ao término do ciclo anual de produção. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 41 1 – Carcaça com a bomba (lado da transmissão) 2 – Rolamento 3 – Estator 4 – Rolamento 5 – Turbina ou impelido 6 – Placa de aplicação (parte da embreagem do conversor) 7 – Disco de fricção (parte da embreagem do conversor) 8 – Disco de aço (parte da embreagem do conversor) 9 – Carcaça (lado do motor) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Figura 3 – Componentes do conversor de torque. Fonte: IBÉRIA TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA. Carcaça e bomba (lado da transmissão) A carcaça do conversor de torque foi dividida em duas partes para melhor com- preensão de seu funcionamento interno. Na carcaça do lado voltado para a trans- missão está instalado um conjunto de pás (como no exemplo dos ventiladores). Esse conjunto é conhecido como bomba ou impulsor. Do outro lado, a bomba direciona, por meio da força centrífuga, o fluido que está no centro do conversor para as extremidades da carcaça. As Figuras 4 e 5 ilustram a bomba, parte integrante da carcaça. 42 CONVERSOR DE TORQUE Figura 4 – Carcaça, lado da bomba. Fonte: MARF Comércio e manutenção de conversores. Figura 5 – Carcaça, lado da bomba. Fonte: MARF Comércio e manutenção de conversores. Rolamentos Em geral, nos conversores, os rolamentos são do tipo “roletes” e permitem que a bomba, o estator e a turbina possam atingir grandes rotações com o mínimo de atrito. A maioria dos conversores de torque utiliza rolamentos do tipo roletes por su- portarem grande carga axial e por terem dimensões reduzidas. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 43 Estator O estator está localizado entre a bomba e a turbina do conversor de torque. É composto por diversas pás e uma embreagem unidirecional (catraca). Pá Unidirecional Figura 6 – Estator. Fonte: GM, 1992. A função do estator é direcionar e controlar a passagem do fluido no interior do conversor. Dessa maneira, controla o aumento da força produzida pela mudança do fluxo do fluido no interior do conversor, em que basicamente existem duas situações: • baixa rotação; • alta rotação. Baixa rotação Quando o conversor está em baixa rotação, a força do fluido que vem da turbina passa através do estator, chegando até o centro das pás da bomba. 1 – Fluido vindo do centro da turbina/impelido 2 – Fluido direcionado para o centro da bomba/impulsor 1 2 Figura 7 – Estator em baixa rotação (parado). Fonte: Adaptado de GM, 1992. 44 CONVERSOR DE TORQUE Em baixa rotação, o fluido exerce pressão sobre cada pá, de modo que o estator permaneça parado, o que permite o reabastecimento da bomba e reinicia o fluxo do fluido. O reinicio do fluxo está proporcionalmente ligado à multiplicação do torque produzido pelo motor. Nas transmissões de veículos de passeio, o estator permite um aumento entre 1,4 e duas vezes a força produzida pelo motor. Nas transmissões de veículos pesados, destinados ao transporte de cargas, esse aumento pode chegar até quatro vezes a força produzida pelo motor. Alta rotação Quando o conversor está em alta rotação, há um aumento do fluxo de fluido, o que aumenta a pressão e faz com que o fluido atue na parte traseira de cada pá, liberando a embreagem unidirecional no interior do estator. 1 2 1 – Fluido vindo do centro da turbina/impelido 2 – Fluido aplicando força na parte traseira da pá fazendo o estator girar Figura 8 – Estator em alta rotação (girando). Fonte: Adaptado de GM, 1992. Essa ação impede que o fluido reabasteça a alimentação da bomba, diminuindo o aumento da pressão que movimenta as pás da turbina/impelido. Nessa situação, não ocorre multiplicação do torque. A Figura 9 ilustra de forma resumida o funcionamento do estator: • Baixa rotação – estator bloqueado/multiplicando o torque. • Alta rotação – estator girando livremente. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 45 Conversor unido na mesma velocidade Conversor multiplicando Estator girando livremente Estator bloqueado Fluido redireciona o fluxo Figura 9 – Resumo do funcionamento do estator. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 13. Para cada tipo de motor é desenvolvido um conversor de torque. Quanto ao esta- tor, o fabricante ajusta a quantidade e a posição de cada pá, de modo a controlar o momento em que a embreagem unidirecional será girada. Observação Duas formas de pane na embreagem unidirecional do estator podem ser identificadas facilmente: embreagem quebrada/livre (se o estator girar livre, o torque do motor nãose multiplica e, com isso, o veículo fica “sem força”), e embreagem bloqueada (mais rara). Com isso, a mul- tiplicação de torque se torna constante. O motor não consegue manter a bomba de fluido girando; é “bloqueado” e dificilmente funciona em seguida, devido ao grande esforço para acionar a bomba de fluido. Turbina (ou impelido) A turbina (ou impelido) está ligada ao eixo de entrada da transmissão automática por meio de estrias. É na turbina que o fluido muda de direção, o que produz a força necessária para girar o eixo da transmissão. 46 CONVERSOR DE TORQUE A Figura 10 ilustra o caminho percorrido pelo fluido no interior do conversor de torque. 1 – Turbina (ligada na transmissão) 2 – Estator 3 – Bomba (ligada no motor) 1 2 3 Figura 10 – Fluxo do fluido. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 13. A turbina do conversor de torque é o componente de saída do torque vindo do motor. Como essa transferência é feita por meio do direcionamento do fluido, é possível que ocorra a seguinte situação: o motor funciona, a marcha está enga- tada, mas o veículo permanece parado. A turbina está parada devido ao acoplamento feito pelo fluido. Por estar ligada mecanicamente à roda do veículo, permite ao condutor mantê-lo engatado, com o motor em funcionamento, sem ter de realizar ação alguma, o que é muito con- fortável nos semáforos, por exemplo. Não se deve manter o veículo parado, engatado e com o motor em funcionamen- to durante muito tempo, pois, devido ao maior atrito do fluido sobre a turbina, há um aumento significativo na temperatura do fluido. O condutor pode manter o veículo engatado, com o motor sendo acelerado, po- rém imóvel – mas sem utilizar o freio. Nesse caso, há risco de superaquecimento do fluido nas seguintes situações: • saídas de garagens no subsolo de prédios; • ao aguardar a liberação dos semáforos em subidas; • ao aguardar a movimentação do trânsito em subidas. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 47 Observações • As situações citadas, se constantemente reproduzidas, podem tra- zer desgastes para a transmissão automática em razão do aumento da temperatura do fluido, que pode chegar a quase 300ºC. Essa temperatura destrói até mesmo o conversor de torque. Em situação normal de utilização, ela fica entre 85ºC e 95ºC. • Quando o veículo estiver parado, engatado e o condutor estiver acionando o freio, as transmissões automáticas atuais têm como estratégia “desaplicar” a embreagem que aciona as “marchas à fren- te”, o que reduz o esforço sobre a turbina. Conjunto da embreagem do conversor A embreagem do conversor de torque tem como função eliminar a perda de ro- tação entre o motor (entrada) e a transmissão (saída), atualmente na ordem de 3% a 5%. Essa perda de rotação produz calor e perda de rendimento do conjunto da transmissão automática. Os componentes do conjunto da embreagem do conversor são: • placa de aplicação; • disco de fricção; • disco de aço. O conjunto da embreagem do conversor de torque é conhecido como TCC (Torque Converter Clutch) e está presente em todos os conversores de torque, desde 1985. O TCC é uma placa de pressão que, ao ser aplicada, faz o acoplamento mecânico entre o motor e a transmissão automática. Atualmente, é controlado pelo módulo eletrônico. Esse módulo aciona uma eletroválvula que controla o fluxo de fluido responsável pelo acoplamento. De modo geral, as transmissões automáticas utilizam o recurso do TCC nas seguintes situações: • entre a penúltima e a última marchas – supondo uma transmissão de cinco velocidades, ao desengatar a quarta marcha é acionado o TCC, que será des- ligado antes de se engatar a quinta marcha; 48 CONVERSOR DE TORQUE • depois da última marcha – depois de passar a última marcha da transmissão, será aplicado o TCC durante o tempo em que o veículo mantiver a velocidade constante. Em ambas as situações, o objetivo é diminuir o aquecimento do fluido provocado pela “patinação” da turbina, o que produz os seguintes benefícios: • reduz o consumo de combustível; • reduz a emissão de poluentes; • melhora o rendimento. Na mecânica automobilística, o acionamento do TCC é chamado de lock up, que significa “bloquear”. Acionamento do lock up O funcionamento do conversor de torque é alterado conforme o acionamento do lock up, que pode ficar em duas posições, desligado ou ligado. Lock up desligado 1 2 3a 4 5 6 7 8 9a 10a 1 – Carcaça do conversor 2 – Turbina 3a – Placa de aplicação 4 – Bomba 5 – Eixo de entrada da transmissão 6 – Fluxo para o sistema de arrefecimento 7 – Válvula de acionamento do lock up 8 – Pressão de óleo vinda da bomba de fluido 9a – Eletroválvula na posição off (desligado) 10a – Circuito de controle da válvula de acionamento do lock up Figura 11 – Lock up desligado. Fonte: SUZUKI, [s.d]a. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 49 Funcionamento Quando o lock up está desligado, a pressão vinda da bomba obriga o fluido a realizar as seguintes ações: • passar pela válvula de controle do lock up; • entrar no conversor de torque pelo centro do eixo de entrada; • manter a placa de aplicação afastada da turbina; • percorrer o fluxo entre a bomba e a turbina; • sair pelo espaço entre o eixo e a carcaça; • seguir para o sistema de arrefecimento. O solenoide permite que parte do fluido retorne sob pressão para o cárter, man- tendo a pressão menor do que a carga da mola da válvula de controle do lock up. Lock up ligado 1 2 3b 4 5 6b 7 8 9b 10b 1 – Carcaça do conversor 2 – Turbina 3b – Placa de aplicação 4 – Bomba 5 – Eixo de entrada da transmissão 6b – Fluxo para o sistema de arrefecimento 7 – Válvula de acionamento do lock up 8 – Pressão de óleo vinda da bomba de fluido 9b – Eletroválvula na posição on (ligado) 10b – Circuito de controle da válvula de acionamento do lock up Figura 12 – Lock up ligado. Fonte: SUZUKI, [s.d.]a. 50 CONVERSOR DE TORQUE Funcionamento Quando lock up está ligado, a eletroválvula é acionada pelo módulo de controle e, com isso: • aumenta a pressão na extremidade da válvula de controle, movimentando-a; • a pressão vinda da bomba passa a entrar pelo espaço entre eixo e carcaça; • a pressão do fluido move a placa de pressão contra a carcaça do conversor; • cria-se uma ligação mecânica entre o motor e a transmissão; • é eliminado o deslizamento entre o motor e a turbina. O fluido sai pelo furo central do eixo de entrada e segue para o sistema de arrefecimento. 4. Conjunto das engrenagens planetárias Principais componentes Tipos de conjuntos planetários Características do conjunto planetário Simpson Cálculo da relação de marchas Simpson Conjunto planetário Ravigneaux O conjunto das engrenagens planetárias, comumente chamado de conjunto pla- netário, é composto por engrenagens interligadas e montadas em suporte único. O conjunto planetário tem como função multiplicar o torque vindo do motor de acordo com a seleção feita pelo condutor por meio da alavanca seletora de marchas. Ao acionar a marcha, direciona-se o fluxo do fluido, que aciona o conjunto planetário. Principais componentes Os principais componentes de um conjunto de engrenagens planetárias são apresentados na Figura 1. 1 – Engrenagem solar 2 – Engrenagem planetária 3 – Engrenagem anelar ou coroa 4 – Porta planetária 1 2 3 4 Figura 1 – Componentes do conjunto planetário. Fonte: MEKANIZMALAR. 52 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Qualquer que seja o modelo do conjunto planetário, três componentes básicos operam em sincronismo para definir as relações de marchas da transmissão au- tomática: porta planetária, engrenagem anelar e engrenagem solar. Porta planetária As engrenagens conhecidas como planetárias estão fixadas em um suporte único, denominado porta planetária. Elas ficam engrenadas constantemente em ambas as engrenagens, solar e anelar. Porta planetária Pinhões individuais Figura 2 – Porta planetária. Anelar A engrenagem anelar envolve o conjunto de engrenagens solar e planetária; portanto, possui dentes construídosem seu diâmetro interno. Figura 3 – Engrenagem anel. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 53 Solar A engrenagem solar localiza-se no centro do jogo de engrenagens. Figura 4 – Engrenagem solar. Tipos de conjuntos planetários As transmissões automáticas geralmente utilizam dois conjuntos de engrenagens pla- netárias para obter várias relações de redução e quatro diferentes modos de operação. É comum o mecânico se perguntar por que a transmissão automática não tem mais conjuntos de engrenagens planetárias. A resposta está na dificuldade de encontrar uma relação de marchas adequada para as diversas faixas de torque em que cada motor funciona. Nas transmissões automáticas existem dois tipos de conjuntos planetários: Simpson e Ravigneaux. Conjunto planetário Simpson Simpson é o sistema mais utilizado por ser simples e de grande durabilidade. 54 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS 1 – Engrenagem solar 2 – Engrenagem planetária 3 – Engrenagem anelar ou coroa 4 – Porta planetária 1 2 3 4 Figura 5 – Conjunto planetário Simpson. Fonte: MEKANIZMALAR. Conjunto planetário Ravigneaux O conjunto planetário do modelo Ravigneaux tem como vantagens: a melhor distribuição de força e a possibilidade de mais combinações de marchas. Tem como desvantagem o maior número de peças móveis, complexidade de funcio- namento e custo elevado. Engrenagem solar Engrenagem solar de reação Conjunto das planetárias Engrenagem anelar Figura 6 – Conjunto planetário Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 23. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 55 Características do conjunto planetário Simpson As características dos componentes do conjunto planetário Simpson são: • relação de marcha; • acoplamento direto; • redução; • desaceleração; • overdrive (sobremarcha); • marcha a ré. Relação de marcha Para cada veículo e motor são determinadas as relações de marcha adequadas por meio do acionamento das embreagens internas da transmissão, as quais acionam o conjunto planetário para obter o desempenho desejado pelo condutor. De forma geral, existem cinco situações distintas: • Redução: têm como objetivo aumentar a força do motor. São ideais para tirar o veículo da imobilidade e vencer ladeiras íngremes. • Multiplicação: têm como objetivo permitir que o veículo atinja maiores ve- locidades. • Desaceleração: visam manter o torque do motor quando a velocidade do veículo está diminuindo. • Acoplamento direto: nessa condição, os eixos de entrada e saída de torque giram na mesma rotação. • Reversão: nessa condição, o conjunto planetário inverte o sentido de rotação do conjunto, a fim de permitir que o veículo se movimente em marcha a ré. Para facilitar o entendimento de como a relação de marchas ocorre são adotadas cores de identificação para mostrar: • qual componente provê o torque produzido pelo motor; • qual componente foi bloqueado para servir de apoio à transferência/multi- plicação do torque; • qual componente é responsável por conduzir o torque de saída para as rodas. 56 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Entrada do torque Saída do torque Componente bloqueado Figura 7 – Exemplo de relação. Fonte: MEKANIZMALAR. Observação Uma regra prática para obtenção da relação de marchas é aplicar o torque sobre um dos três componentes do planetário e bloquear um deles. Com isso, o torque sai pelo terceiro componente. Acoplamento direto O acoplamento direto é a única posição em que é aplicado o torque de entrada em dois dos três componentes. O acoplamento direto pode ser utilizado como ligação direta entre o eixo de entrada e o eixo de saída, não ocorrendo mudanças na rotação vinda do motor. Geralmente, é utilizado para acionar a terceira ou quarta marcha, dependendo do modelo da transmissão. Observação Em casos de pane, os módulos de controle não acionarão os circuitos de controle e utilizarão a seguinte configuração para reduzir riscos de quebra: entrada do torque – engrenagem solar e engrenagem anelar; saída do torque – porta planetária. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 57 Entrada do torque Saída do torque Figura 8 – Acoplamento direto. Fonte: MEKANIZMALAR. No acoplamento direto ocorre o seguinte: • as engrenagens anelar e solar giram com a porta planetária; • os eixos de entrada e saída giram na mesma rotação. Detalhes do acoplamento direto Engrenagem anelar Engrenagem solar Engrenagem planetária Porta planetária Entrada do torque Saída do torque Figura 9 – Fluxo de força: acoplamento direto. Fonte: MEKANIZMALAR. 58 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Na Figura 9, o torque é fornecido por duas embreagens, que variam em função do modelo da transmissão automática. O eixo de saída está ligado à porta planetária que estará girando, pois ambas as engrenagens, anelar e solar, estão bloqueadas. Com isso, por meio da aplicação do TCC, todo o conjunto planetário estará girando de acordo com a rotação vinda do motor. Essa situação é chamada de marcha direta. De modo geral, é utilizada a terceira ou a quarta marcha como marcha direta (varia em função da quantidade de marchas da transmissão). Redução A redução é utilizada para aplicar a primeira e/ou segunda marcha, de acordo com cada modelo de transmissão. Nessa condição, o torque vindo do motor é aumentado na proporção em que a rotação é diminuída. A configuração a seguir também é muito utilizada nos motores de partida atuais: • entrada do torque – engrenagem solar; • componente bloqueado – engrenagem anelar; • saída do torque – porta planetária. Entrada do torque Saída do torque Componente bloqueado Figura 10 – Redução. Fonte: MEKANIZMALAR. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 59 Detalhes da redução Conforme os modelos de transmissão automática, existem formas diferentes de bloquear a engrenagem anelar, sendo as mais comuns: • bloqueio constante na carcaça – no conjunto planetário, a engrenagem anelar é fixada na carcaça, o que diminui as possibilidades de relações de marchas disponíveis, sendo necessário um segundo conjunto planetário; • bloqueio por meio de embreagem unidirecional – nessa situação, a embrea- gem unidirecional permite que a anelar gire a partir de determinada rotação. Engrenagem anelar Porta planetária Engrenagem planetária Engrenagem solar Componente bloqueado Entrada do torque Saída do torque Figura 11 – Fluxo de força: redução. Fonte: MEKANIZMALAR. Na redução, o torque é fornecido pela engrenagem solar. Como a engrenagem anelar está bloqueada, as engrenagens planetárias giram, fazendo com que o eixo de saída também gire. A relação de redução é dada pela relação entre os dentes das engrenagens planetárias e a engrenagem solar. Desaceleração A desaceleração é necessária para manter o torque do motor sempre acionado nos momentos que o condutor necessita/quer diminuir a velocidade do veículo. A desaceleração é configurada da seguinte forma: • entrada do torque – engrenagem anelar; 60 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS • componente bloqueado – engrenagem solar; • saída do torque – conjunto planetário. Entrada do torque Saída do torque Componente bloqueado Figura 12 – Desaceleração. Fonte: MEKANIZMALAR. Detalhes da desaceleração A desaceleração ocorre com mais frequência nas transmissões automáticas com mais de quatro velocidades, pois é utilizado mais de um conjunto planetário ou é adotado o conjunto do tipo Ravigneaux. Engrenagem anelar Porta planetária Engrenagem planetária Engrenagem solar Componente bloqueado Entrada do torque Saída do torque Figura 13 – Fluxo de força: desaceleração. Fonte: MEKANIZMALAR. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 61 Quando a engrenagem solar está bloqueada, somente as engrenagens planetárias giram. O torque é aplicado na engrenagem anelar, fazendo com que as engrena- gens planetárias girem no mesmo sentido da anelar. Consequentemente, o eixo de saída desacelera proporcionalmente ao eixo de entrada somente pela rotação da engrenagem planetária. Sobremarcha – overdriveNo contexto automobilístico, overdrive significa “sobremarcha” e tem as seguintes funções: aumentar a economia de combustível e diminuir a rotação do motor, aumentando a rotação de saída da transmissão. Fluxo de força O fluxo de força do overdrive é configurado da seguinte forma: • entrada do torque – porta planetária; • componente bloqueado – engrenagem solar; • saída do torque – engrenagem anelar. Entrada do torque Saída do torque Componente bloqueado Figura 14 – Overdrive. Fonte: MEKANIZMALAR. 62 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Detalhes do overdrive O overdrive é produzido pelo bloqueio da engrenagem solar enquanto é aplicado o torque na porta planetária. Com a rotação do conjunto das engrenagens plane- tárias ao redor da engrenagem solar, a engrenagem anelar gira no mesmo sentido, mas em maior rotação do que a porta planetária. Como a engrenagem anelar está ligada ao eixo de saída (pode variar conforme o modelo da transmissão), o eixo de saída tem sua velocidade aumentada em relação ao eixo de entrada. Engrenagem anelar Porta planetária Engrenagem planetária Engrenagem solar Componente bloqueado Entrada do torque Saída do torque Figura 15 – Fluxo de força: overdrive. Fonte: MEKANIZMALAR. Marcha a ré O princípio de funcionamento da marcha a ré é muito semelhante na maioria das transmissões automáticas atuais: • entrada do torque – engrenagem solar; • componente bloqueado – porta planetária; • saída do torque – engrenagem anelar. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 63 Entrada do torque Saída do torque Componente bloqueado Figura 16 – Desaceleração. Fonte: MEKANIZMALAR. Detalhes da marcha a ré Na marcha a ré ocorre a transferência do torque entre as três engrenagens do conjunto planetário. Engrenagem anelar Marcha a ré Porta planetária Engrenagem planetária Engrenagem solar Componente bloqueado Entrada do torque Saída do torque Figura 17 – Fluxo de força: marcha a ré. Fonte: MEKANIZMALAR. 64 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Quando a porta planetária estiver bloqueada, em marcha a ré, e o torque for fornecido pela engrenagem solar, essa engrenagem gira e faz as engrenagens planetárias girarem em torno de seu próprio eixo. Isso obriga a engrenagem anelar a girar no sentido oposto à engrenagem planetária, invertendo o fluxo do eixo de saída. Geralmente, nessa situação existe um componente específico ligado ao eixo de saída que não seja o eixo da porta planetária. Cálculo da relação de marchas Simpson Para calcular a relação de cada marcha de uma transmissão automática deve-se memorizar a seguinte situação: • com exceção do acoplamento direto, que provê uma relação de 1:1, para obter determinada marcha um dos três componentes do conjunto planetário deve prover o torque vindo do motor; • um segundo componente deve ser bloqueado para servir de apoio ao con- junto. Desse modo, o torque é transferido ao terceiro componente, que estará ligado ao eixo de saída da transmissão automática. Para efeito de compreensão: • resultados maiores do que 1 indicam que a marcha aumenta o torque do mo- tor. Quanto maior é o número encontrado, maior é a multiplicação do torque; • resultados menores do que 1 indicam que a marcha aumenta a rotação do eixo de saída em comparação ao eixo de entrada. Com isso, ocorre o aumento da velocidade do veículo. Quanto menor é o número encontrado, maior é a velo- cidade do eixo de saída e, consequentemente, maior é a velocidade do veículo; • resultados iguais a 1 indicam acoplamento direto. Maior torque Menor velocidade 3,5 : 1 Maior velocidade Menor torque 0,60 : 1 Figura 18 – Resumo da relação entre torque e velocidade. A nd re a Ya na gu ita TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 65 Para cada modelo de veículo é calculada uma relação de marchas, de acordo com o projeto do fabricante. Diversos fatores são utilizados nesse cálculo, como: • velocidade máxima pretendida; • velocidade máxima em cada velocidade; • torque produzido pela transmissão no início do movimento do veículo; • consumo de combustível; • nível de ruído do conjunto de transmissão, entre outros. Quadro 1 – Fórmulas de cálculo da relação da marcha. Entrada Saída Componente bloqueado Fórmula A C B 1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) A B C1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) B A C 1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) B C A 1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) C A B 1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) C B A 1 + ZB ZA( ) 1 – ZB ZA( ) 1 – ZA ZB( )1 + ZAZB( ) Z: número de dentes; A: solar; B: anelar; C: planetária. 66 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS A – Engrenagem solar B – Engrenagem anelar C – Porta planetária A C B Figura 19 – Relações para cálculo da relação da marcha. Fonte: MEKANIZMALAR. O número de dentes das engrenagens planetárias não altera a relação das mar- chas, pois a dimensão das engrenagens objetiva apenas a ligação entre as engre- nagens solar e anelar. Em toda transmissão automática existe uma relação de marchas definida para operar em médias velocidades e em situações de problemas no sistema. Nesse caso, geralmente utiliza-se o acoplamento direto, que fornece uma relação direta da marcha (1:1). Deve-se considerar: • marchas para torque – relações de marchas com valores maiores do que 1. Quanto maior é o número do resultado do cálculo, mais o torque vindo do motor é multiplicado; • relação direta – o resultado do cálculo indica valor igual a 1 (acoplamento direto); • marchas para velocidade – em relações de marchas com valores menores do que 1, quanto maior é o número do resultado do cálculo, maior é a velocidade possível. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 67 Conjunto planetário Ravigneaux O conjunto planetário do tipo Ravigneaux tem diversas formas construtivas, mas o princípio de funcionamento é basicamente o mesmo. De modo geral, o con- junto planetário Ravigneaux é acionado por um conjunto planetário Simpson. Para efeito de compreensão, será adotada uma transmissão que equipa veículos de médio porte. Engrenagem solar Engrenagem solar de reação Conjunto das planetárias Engrenagem anelar Figura 20 – Conjunto planetário Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 23. O conjunto Ravigneaux permite uma gama maior de faixas de relações de mar- chas. A seguir, são descritas as posições mais comuns: • marchas para torque – relações de marchas com valores maiores do que 1. Quanto maior é o número do resultado do cálculo, mais o torque vindo do motor é multiplicado; • relação direta – o resultado do cálculo indica valor igual a 1 (acoplamento direto); • marchas para velocidade: relações de marchas com valores menores do que 1. Quanto maior é o número do resultado do cálculo, maior é a velocidade possível. Detalhamento das velocidades As diversas velocidades oferecidas e suas características são: 68 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS • primeira velocidade; • segunda velocidade; • terceira velocidade; • quarta velocidade; • marcha a ré. Primeira velocidade Na primeira velocidade a entrada do torque é provida pela engrenagem solar, no sentido horário. A engrenagem solar aciona a porta planetária do conjunto Ravigneaux no sentido anti-horário. Um freio é aplicado na primeira e segunda velocidades (varia conforme o modelo da transmissão automática). Conjunto planetário de entrada 1a Bloqueado Redução Figura 21 – Primeira velocidade Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 25. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 69 Segunda velocidade Na segunda velocidade, o torque é provido pela engrenagem anelar no sentido ho- rário. A engrenagem anelar aciona (carrega) a porta planetária no sentido ho- rário, e as engrenagens planetárias longas giram ao redor da engrenagem solar. Essa ação fará o eixo de saída girar em redução. Um freio é aplicado na primeira e na segunda velocidades (varia conforme o modelo da transmissão automática). Conjuntoplanetário de entrada 2a Bloqueado Redução Figura 22 – Segunda velocidade Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 25. Terceira velocidade A terceira velocidade, comumente chamada direct drive (marcha direta), é obtida quando dois membros do conjunto planetário estiverem girando na mesma dire- ção e na mesma velocidade. O torque será transmitido pelo terceiro elemento do conjunto, portanto, na marcha direta, a saída de velocidade para a transmissão 70 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS será a mesma da velocidade de entrada, vinda da turbina do conversor de torque. Em transmissões com quatro velocidades, a marcha direta sempre será a terceira marcha. Nas transmissões com maior número de velocidades, poderá ser a quarta ou até mesmo a quinta velocidade. Conjunto planetário de entrada 3a Direta Figura 23 – Terceira velocidade Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 25. Quarta velocidade Depois da marcha direta, todas as marchas seguintes são consideradas sobremarchas, comumente chamadas de overdrives (sobremarchas). A quarta marcha permite ao veículo aumentar a velocidade e reduzir a rotação do motor. Quanto maior é o nú- mero da marcha, maior é a possibilidade de aumentar a velocidade final do veículo. Com base nessa possibilidade, as montadoras definem qual rendimento será neces- sário para atingir a velocidade desejada em projeto, aumentando ou diminuindo a potência do motor. O torque gira ao redor da engrenagem (bloqueada). Com isso, movimenta as engrenagens internas do conjunto Ravigneaux, como se fosse a terceira velocidade, comumente uma desmultiplicação de 25%, ou seja, 0,75:1. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 71 Conjunto planetário de entrada 4a Direta Bloqueada Figura 24 – Quarta velocidade Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 25. Marcha a ré A inversão do sentido de rotação ocorre quando o torque de entrada no conjunto Ravigneaux é fornecido pela engrenagem solar, que gira em sentido horário, en- quanto a engrenagem anelar está bloqueada. A porta planetária gira no sentido anti-horário, ao redor da engrenagem anelar, o que faz o eixo de saída girar no sentido inverso. 72 CONJUNTO DAS ENGRENAGENS PLANETÁRIAS Conjunto planetário de entrada Marcha a ré Redução Bloqueada Figura 25 – Marcha a ré Ravigneaux. Fonte: Adaptado de GM, 1992, p. 25. 5. Embreagens Tipos de embreagem As embreagens são dispositivos de aplicação que devem executar duas funções básicas: • travar um componente; • ligar um componente ao conjunto de engrenagens ou a outro componente. Tipos de embreagem Há três tipos de embreagem utilizados em transmissões automáticas: • embreagens de múltiplos discos; • cinta de fricção; • embreagem de roda livre. Embreagem de múltiplos discos O conjunto da embreagem de múltiplos discos é composto por diversos componentes. 74 EMBREAGENS 1– Pistão de aplicação 2 – Mola de retorno 3 – Trava da mola de retorno 4 – Disco ondulado ou mola Belleville 5 – Discos de aço 6 – Discos de fricção 7 – Placa de reação 1 2 3 4 5 7 6 Figura 1 – Conjunto da embreagem de múltiplos discos. Fonte: GM, 1996, p. 17. O conjunto da embreagem de múltiplos discos pode ser montado de inúmeras formas e receber um nome específico de acordo com o tipo de acionamento dos conjuntos planetários ou eixos de aplicação: • embreagem (clutch) – quando o conjunto de embreagem estiver montado em qualquer componente que, ao ser acionado, continue a girar; • freio (brake) – quando o conjunto estiver montado na carcaça ou componente fixo da transmissão. Observação Essa nomenclatura é válida também para a embreagem de roda livre. A embreagem do tipo cinta de aplicação é, por construção, uma em- breagem de freio. Funcionamento Na embreagem de múltiplos discos, o fluido vindo do corpo de válvulas movi- menta o pistão de aplicação. Quando a pressão interna for maior do que a carga das molas de retorno, o pistão comprime os discos de aço e de fricção. Atualmente, todo o conjunto é controlado pelo módulo de controle eletrônico, que seleciona qual embreagem deve ser acionada. Após sua utilização, o módulo TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 75 redireciona o fluido para outra embreagem. Por meio das molas de retorno, o pistão retorna à sua posição inicial. Nas embreagens de múltiplos discos, sempre existirá uma folga de trabalho, determinada pelo fabricante, que leva em conta diversos ajustes específicos de cada montadora. Se a folga estiver fora do estabelecido ocorrem danos na trans- missão automática: • folga menor do que o especificado – ocorrem trancos e desgaste prematuro; • folga maior do que o especificado – o tempo para mudança de marcha au- menta e ocorrem trancos e desgaste prematuro. A Figura 2 ilustra o conjunto montado na carcaça da bomba de óleo. Observa-se, então, que é uma embreagem de freio, muito comumente chamada de brake. 1 – Entrada do fluido pressurizado 2 – Disco ondulado ou mola Belleville 3 – Discos de aço 4 – Placa de reação 5 – Discos de fricção 6 – Trava da mola de retorno 7 – Molas de retorno 8 – Pistão de aplicação 1 2 3 4 5 6 7 8 Figura 2 – Componentes do conjunto da embreagem de múltiplos discos. Fonte: GM, 1996, p. 17. 76 EMBREAGENS Componentes Os componentes da embreagem de múltiplos discos são: • disco ondulado ou mola Belleville; • placa de reação; • discos de aço e de fricção. Disco ondulado ou mola Belleville O disco ondulado, conhecido como mola Belleville (referência ao nome de seu projetista), tem como função promover acoplamento dos discos de aço e de fricção de forma mais suave e progressiva, o que evita desgaste por aumento rápido de atrito. Construído em aço especial, o disco ondulado é o primeiro componente a ser montado no conjunto da embreagem e não deve ser montado em outra posição, sob o risco de danificar o conjunto da embreagem. Disco ondulado Figura 3 – Disco ondulado. Fonte: GM, 1996, p. 16. Placa de reação A placa de reação é uma chapa de aço. É o último componente a ser montado no conjunto de embreagem com múltiplos discos. Na maioria das transmissões, a placa possui duas funções básicas: • suportar a força produzida pelo acionamento do pistão para bloquear os discos; • ajustar a folga do conjunto. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 77 Discos de aço e de fricção Os discos de aço e de fricção estão separados apenas por uma fina camada de fluido que, nesse momento, tem como função apenas lubrificar todos os componentes. Os discos de aço normalmente possuem entalhes externos que são encaixados em tambores específicos das embreagens ou na própria carcaça da transmissão (a embreagem pode ser clutch ou brake). Os discos de fricção são compostos por uma mistura de resinas e fibras vulcani- zadas (coladas) em uma chapa com base de aço e têm entalhes internos. Como os discos estão montados em componentes distintos, no momento em que a pressão hidráulica comprime ambos os discos o torque é transmitido para um componente de transmissão (eixo ou conjunto planetário). Discos de aço Discos de fricção Figura 4 – Discos de aço e de fricção. Fonte: GM, 1996, p. 16. Observações • Antes da montagem dos discos de fricção, eles devem ser mantidos submersos em fluido idêntico ao que vai ser utilizado na montagem da transmissão automática por, pelo menos, duas horas. Isso evita desgastes prematuros por superaquecimento. • É importante saber que os discos de fricção, assim como os filtros de óleos lubrificantes, podem ser reciclados e utilizados como combustíveis em caldeiras. 78 EMBREAGENS Cinta de fricção A cinta de fricção, como o próprio nome diz, é uma cinta confeccionada com material semelhante ao dos discos de fricção. Sua função é frear um tambor de embreagem que está, geralmente, ligado a um conjunto planetário ou roda livre. A cinta de fricção tem características positivas e negativas: • positivas – custo reduzido e facilidade de montagem; • negativas – passível de erros de regulagem, menor vida útil, mais peças emmovimento e aplicação lenta. Funcionamento As embreagens que funcionam com cinta de fricção têm sido substituídas por embreagens de múltiplos discos. O objetivo é diminuir o tempo da mudança de marcha e assim reduzir os trancos durante a mudança. Nas transmissões automáticas com cintas de aplicação há, basicamente, duas formas de regulagem: • com parafuso de ajuste; • com haste de comprimento variável. 1 5 6 7 8 9 12 10 13 4 11 2 3 1 – Carcaça da transmissão 2 – Cinta de aplicação 3 – Tambor da embreagem 4 – Carcaça do servo de aplicação da cinta 5 – Haste do servo 6 – Mola de retorno 7 – Mola tipo prato 8 – Anel de vedação 9 – Anel de vedação 10 – Anel de vedação 11 – Pistão de aplicação 12 – Aplicação de pressão hidráulica 13 – Aplicação de pressão hidráulica Figura 5 – Conjunto da cinta de fricção. Fonte: GM, 1996, p. 20. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 79 Servo de aplicação O servo de aplicação é responsável por acionar a cinta de fricção por meio de uma haste de comprimento fixo, embora algumas transmissões possuam hastes de comprimentos variáveis. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 – Parafuso de fixação 2 – Carcaça do servo de aplicação 3 – Anel de vedação interno do pistão 4 – Anel de vedação externo do pistão 5 – Trava da haste de acionamento 6 – Pistão de aplicação 7 – Mola tipo prato 8 – Haste de acionamento 9 – Mola de retorno Figura 6 – Servo de aplicação com haste fixa. Fonte: GM, 1996, p. 20. Para regulagem da folga da cinta de aplicação (em transmissões que têm hastes com comprimentos diversos), deve-se substituir a haste por outra cujo compri- mento permita a folga estabelecida pelo fabricante. Em outros modelos, deve-se mudar a posição da trava de fixação da haste. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 – Parafuso de fixação 2 – Carcaça do servo de aplicação 3 – Junta de vedação 4 – Trava de fixação do pistão de aplicação 5 – Trava de fixação do parafuso de ajuste da cinta 6 – Porca de segurança 7 – Fuso de regulagem da haste 8 – Pistão de aplicação 9 – Anel de vedação 10 – Mola para eliminação da folga entre fuso/ haste 11 – Arruela de apoio da mola de retorno 12 – Haste de aplicação da cinta 13 – Mola de retorno do pistão Figura 7 – Servo de aplicação com parafuso de ajuste. Fonte: GM, 1992, p. 23. 80 EMBREAGENS Ao girar o parafuso no sentido horário, a haste diminui sua folga em relação à cinta de fricção. No sentido anti-horário, a folga aumentará. A porca mantém a regulagem na posição correta. De modo geral, a regulagem consiste em apertar o parafuso com a utilização de um torquímetro calibrado com torque estabelecido pelo fabricante. Em seguida, solta-se a porca de 1 até 2,5 voltas. Recomenda-se consultar o manual do fabri- cante do veículo para utilizar valores exatos na transmissão. A pl ic aç ão Li be ra çã o Parafuso de ajuste Figura 8 – Parafuso de ajuste da haste da cinta de aplicação. Fonte: GM, 1992, p. 23. Embreagem de roda livre Também conhecida como embreagem de uma via (da expressão em inglês one way clutch), a embreagem de roda livre é um dispositivo similar a uma “catraca” de bicicleta. Sua vantagem é liberar de modo preciso o componente quando sua rotação es- tiver acima do estabelecido pelo fabricante, o que facilita a mudança de marcha. Já a sua desvantagem é suportar pouca aplicação de torque, o que se torna um grave problema em situações de carga alta no motor e baixa rotação do motor, como saídas de garagens no subsolo de apartamentos. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 81 Principais características A seguir são relacionadas as principais características da embreagem de roda livre: • está sempre localizada entre dois componentes; • o dispositivo aplicador é utilizado para travar ou liberar um componente; • não necessita de pressão hidráulica para trabalhar; • utiliza roletes ou elementos atuadores; • permite que alguns componentes girem somente em uma direção. 1 – Pista externa 2 – Toroide 3 – Pista interna 1 2 3 Figura 9 – Roda livre com toroide. Fonte: GM, [s.d]. Funcionamento A embreagem de roda livre funciona de duas maneiras: • bloqueando; • liberando. Bloqueando Na função bloqueando, a rotação da pista externa é maior do que a da pista interna. Pista externa Pista interna A Figura 10 – Roda livre – bloqueando. Fonte: GM, 1992, p. 23. 82 EMBREAGENS Como a pista externa está mais rápida do que a pista interna, o contato entre a pista externa e o toroide o movimenta na mesma direção da pista externa. Como a altura total (A) do toroide é maior do que a distância entre a pista externa e a interna, ocorre o travamento do conjunto. Liberando Na função liberando, a rotação da pista interna é menor do que a da pista interna. Figura 11 – Roda livre – liberando. Fonte: GM, 1992, p. 23. Nessa situação, a rotação da pista interna é maior do que a rotação da pista ex- terna. O contato entre a pista interna e o toroide faz com que ele se incline, o que diminui sua altura em relação à pista externa. Com isso, não ocorre o travamento entre os três componentes. Outro modelo de roda livre substitui os toroides por esferas, mas o princípio de funcionamento é exatamente o mesmo. 6. Corpo de válvulas Modelos e princípio de funcionamento Principais componentes Funcionamento do VB O corpo de válvulas, mais conhecido pela sigla VB (da expressão em inglês valve body), controla e distribui o fluido da transmissão hidráulica em diversas situa- ções e condições de operação. Modelos e princípio de funcionamento Os primeiros VB eram produzidos em ferro fundido, o que limitava muito as op- ções de controle. Atualmente, são confeccionados em ligas especiais de alumínio e incorporam também o módulo de controle eletrônico da transmissão. O corpo de válvulas pode ser encontrado em uma infinidade de modelos, formas e fun- ções específicas, que visam atender aos diversos modelos de veículos, caminho- netes, caminhões e até mesmo tratores que utilizam transmissões automáticas. A Figura 1 mostra um modelo de VB muito comum na década de 1990. 84 CORPO DE VÁLVULAS Figura 1 – VB convencional do Ford Ranger e Explorer. Fonte: MERCADO LIVRE. Figura 2 – Detalhe de um VB em corte. Fonte: AUTOMATIK. A complexidade do VB é tanta que não se recomenda ao mecânico “decorar” cada circuito interno dele. O mais indicado é compreender seu princípio de funcionamento. A Figura 3 facilita essa compreensão. TRANSMISSÃO AUTOMÁTICA HIDRÁULICA 85 Figura 3 – Interior do VB – transmissão de 4L60E. Principais componentes Os principais componentes de um VB convencional são: • carcaças; • molas das válvulas do VB; • válvula de controle da pressão de linha; • válvulas de controle da mudança da marcha e da pressão hidráulica; • válvula manual; • válvula de segurança; • acumuladores; • esferas de controle; • eletroválvulas de controle da mudança da marcha, da aplicação do conversor de torque (TCC) e de controle da pressão hidráulica. H an s W ei ss F ilh o e M ur ilo C es ar S ilv a 86 CORPO DE VÁLVULAS Carcaças O corpo de válvulas pode ter até cinco carcaças, que agrupam diversos outros componentes, dependendo do modelo da transmissão automática. A carcaça pode ser superior, intermediária e inferior, conforme o modelo da transmissão. Para facilitar a compreensão sobre o funcionamento do VB, os fabricantes das transmissões automáticas disponibilizam ilustrações do tipo “vista explodida” que facilitam, e muito, a compreensão de cada VB. A Figura 4 mostra a vista explodida de um VB. 5 4 3 2 1 12 11 10 8 9 7 6 13 16 15 14 19 16 18 17 19 24 23 22 21 20 28 27 26 25 13 29 19 1 – Corpo de válvulas (VB) 2 – Anel de vedação do acumulador 3 – Pistão do acumulador 4 – Haste do pistão acumulador 5 – Mola de retorno 6 – Válvula da embreagem Forward 7 – Mola de retorno 8 – Tampão 9 – Pino de trava 10 – Válvula de transbordamento 11 – Mola de retorno 12 – Tampa do acumulador Forward 13 – Parafuso de fixação 14 – Mola de retorno 15 – Válvula de mudança 1-2 16
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