Material estudo transmissão

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ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função primária
2. Nomeclatura dos Componentes
3. Princípios de Funcionamento
4. Seleção e Engate das Marchas
5. Sincronizadores
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
ØA função primária da transmissão é permitir que o veículo opere em uma faixa de 
velocidade bem ampla, enquanto que o motor opera em uma faixa de rotação 
(“velocidade”) bem mais estreita e que, por sua vez, é definida pelo fabricante do motor.
1 – Função Primária da Transmissão1 1 –– FunFunçção Primão Primáária da Transmissãoria da Transmissão
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes
3. Princípios de Funcionamento
4. Seleção e Engate das Marchas
5. Sincronizadores
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Eixo 
piloto
Tampa de controle
Engrenagens
Carcaça
Contra-eixo ou carretel
Garfo da 
Junta 
Universal
Garfos
Eixo principal
Sincronizadores
Torre de controle
Rolamentos
Tampa retentora
Tampa da tomada de força
Alavanca 
2 – Nomeclatura dos Componentes22 –– Nomeclatura dos ComponentesNomeclatura dos Componentes
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Eixo 
piloto
Eixo
principal
Capa
(solidária ao 
cubo)
Rolamento 
do pocket
Rolamentos de 
agulhas 
Cubo
(solidário 
ao eixo 
principal)
Contra-eixo
Anel 
sincronizador
2 – Nomeclatura dos Componentes (cont.)22 –– Nomeclatura dos Componentes (cont.)Nomeclatura dos Componentes (cont.)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes üüüü
3. Princípios de Funcionamento
4. Seleção e Engate das Marchas
5. Sincronizadores
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Ø Diferentes arranjos de engrenagens, permitem diferentes velocidades ao veículo. Este é o princípio 
básico de operação das transmissões mecânicas veiculares. 
Ø Cada par de engrenagem pode reduzir ou amplificar o torque transmitido, dependendo de sua relação 
de redução.
3 – Princípios de Funcionamento33 –– PrincPrincíípiospios de de FuncionamentoFuncionamento
2ª Marcha
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
3.1 – Relação de Redução3.13.1 –– RelaRelaçção de Reduão de Reduççãoão
Ø Exemplo de redução de velocidade: 
rpm
ND
ND
NDND
S
S
s
e
es
Ssee
 435
45
28700
=
×=
×=
×=×
ω
ω
ωω
ωω
Engrenagem de Saída
Dentes: NDs = 45
Rotação: �S = ?
Engrenagem Motriz
Dentes: NDe = 28
Rotação: �e = 700 rpm
e
s
s
e
ND
NDi =≡
ω
ω
 :Redução de Relação 1:607,1
28
45
=�=∴ ii 
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
1:2=i 1:3=i
1:6=ki
1200 rpm
500 Nm
200 rpm
3000 Nm
3.1 – Relação de Redução (cont.)3.13.1 –– RelaRelaçção de Reduão de Reduçção (cont.)ão (cont.)
Ø A relação de redução de uma marcha é definida pela multiplicação da relação de redução do par de 
entrada versus a relação de redução do par de saída:
Par de entrada Par de saída
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função Primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes üüüü
3. Princípios de Funcionamento üüüü
4. Seleção e Engate das Marchas
5. Sincronizadores
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Ø A seleção da marcha é realizada através do colar, que se desloca de um par de engrenagens a outro, 
através do movimento do manípulo realizado pelo motorista.
4 – Seleção e Engate de Marchas44 –– SeleSeleçção e Engate de Marchasão e Engate de Marchas
2ª MarchaNEUTRO
Transmissão de 2 velocidades
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
4.1 – Seleção de Marchas (cont.)4.14.1 –– SeleSeleçção de Marchas (cont.)ão de Marchas (cont.)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
4.1 – Seleção de Marchas (cont.)4.14.1 –– SeleSeleçção de Marchas (cont.)ão de Marchas (cont.)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
4.1 – Seleção de Marchas (cont.)4.14.1 –– SeleSeleçção de Marchas (cont.)ão de Marchas (cont.)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Ø As transmissões de 5 velocidades são largamente utilizadas nos veículos atuais. Internamente o 
arranjo de engrenagens é similar ao ilustrado abaixo: 
4.1 – Seleção de Marchas (Cont.)4.14.1 –– SeleSeleçção de Marchas (Contão de Marchas (Cont.).)
A
B
A A
AA
A
B A
A
B B
BB
BB
N
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
4.2 – Engate de Marchas4.24.2 –– Engate de MarchasEngate de Marchas
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
4.2 – Engate de Marchas4.24.2 –– Engate de MarchasEngate de Marchas
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função Primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes üüüü
3. Princípios de Funcionamento üüüü
4. Seleção e Engate das Marchas üüüü
5. Sincronizadores
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Cone sincronizador solidário a 
engrenagem (solda, estria etc)
5 – Sincronizadores (cont.)55 –– Sincronizadores (cont.)Sincronizadores (cont.)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
ØA função do sincronizador é facilitar o engate das marchas, reduzindo o esforço e ruído. 
ØNa figura abaixo, vemos como funciona o princípio de funcionamento de um sincronizador. O cone 
azul na engrenagem se encaixa na reentrância cônica do colar. A fricção existente faz com que haja 
a sincronização das velocidades do colar e da engrenagem, facilitando o engate das marchas.
5 – Sincronizadores (cont.)5 5 –– Sincronizadores (cont.)Sincronizadores (cont.)
ØNa maioria dos veículos de passeio, por razões de custo, não se utiliza o sincronizador para a 
marcha-a-ré. Daí surge a maior dificuldade de engate e o ruído característico que observamos ao 
engatar a marcha-a-ré.
(filme)
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Tópicos
1. Função Primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes üüüü
3. Princípios de Funcionamento üüüü
4. Seleção e Engate das Marchas üüüü
5. Sincronizadores üüüü
6. Variações Construtivas
7. Performance Veicular
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Saída 4x2
Saída 4x4
6.1 – Tipos de Saída6.16.1 –– Tipos de SaTipos de Saíídada
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Alavanca de 
mudança na 
posição traseira
Alavanca de 
mudança na 
posição central
6.2 – Tipos de Posição da Alavanca de Mudanças6.26.2 –– Tipos de PosiTipos de Posiçção da Alavanca de Mudanão da Alavanca de Mudanççasas
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Controle A Cabo
6.3 – Tipos de Controle6.36.3 –– Tipos de ControleTipos de Controle
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Controle Direto Controle Remoto
6.3 – Tipos de Controle (cont.)6.36.3 –– Tipos de Controle (cont.)Tipos de Controle (cont.)
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Embreagem
Módulo Eletrônico
Módulo de Acionamento
da Embreagem
Ø As transmissões mecânicas automatizadas possuem o mesmo princípio de funcionamento das 
transmissões mecânicas, porém o sistema de acionamento é automatizado visando-se obter uma maior 
praticidade de operação. 
§ Facilidade e conforto de engate;
§ Baixos esforços de engate;
§ Redução do consumo de combustível;
§ Impossibilidade de erro na seleção das marchas;
§ Aumento da vida da embreagem.
ØDiversos benefícios podem ser alcançados com a automatização do sistema de seleção, tais como:
(filme)
6.3 – Tipos de Controle (cont.)6.36.3 –– Tipos de Controle (cont.)Tipos de Controle (cont.)
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Tomada de Força
6.4 – Tomada de Força6.46.4 –– Tomada de ForTomada de Forççaa
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Tópicos
1. Função Primária üüüü
2. Nomeclatura dos Componentes üüüü
3. Princípios de Funcionamento üüüü
4. Seleção e Engate das Marchasüüüü
5. Sincronizadores üüüü
6. Variações Construtivas üüüü
7. Performance Veicular
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Ø Para obtermos a velocidade de um veículo, precisamos analisar o movimento de seus 
componentes internos, desde o motor até o pneu.
7 – Velocidade do Veículo – Transferência do Movimento77 –– Velocidade do VeVelocidade do Veíículo culo –– Transferência do MovimentoTransferência do Movimento
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
iTransm
iDif
ωωωωMotor
rdin
ωωωωPneu
7 – Velocidade do Veículo – Transferência do Movimento (cont.)77 –– Velocidade do VeVelocidade do Veíículo culo –– Transferência do Movimento (cont.)Transferência do Movimento (cont.)
1
DifTransm
Motor
pneu ii .
ω
ω =
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
Ø Velocidade angular do pneu:
Ø Substituindo a equação 1 na equação 2, obtemos:
7 – Velocidade do Veículo – Transferência do Movimento (cont.)77 –– Velocidade do VeVelocidade do Veíículo culo –– Transferência do Movimento (cont.)Transferência do Movimento (cont.)
Onde:
V = Velocidade do veículo [m/s]; iTransm = Relação de redução da transmissão;
ωMotor = Velocidade angular do motor [rpm]; iDif = Relação de redução do diferencial;
ωPneu = Velocidade angular do motor [rpm]; rdin = Raio dinâmico do pneu [m]
[ ] [ ]
60
..2./ dinPneu rrpmsmV piω= [ ]
DifTransm
dinMotor
ii
r
smV
..60
..2./ piω=
3
DifTransm
Motor
Pneu ii .
ω
ω =
Ø Termos a velocidade LINEAR do veículo, da seguinte forma:
2.�.r
r1
[ ] [ ]
60
/1
rpm
s
pneu
pneu
ω
ω = [ ] Perímetro×= sV pneu /1ω [ ] [ ] dinrrpmsmV ..260/ pi
ω
×=
2
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
7.1 – Transmissão - Relações de Redução7.17.1 –– Transmissão Transmissão -- RelaRelaçções de Reduões de Reduççãoão
Ø As diversas relações de redução das caixas de transmissão permitem que o veículo tenha 
performance satisfatória sob diversas condições de velocidade. Quanto maior a relação de redução, 
menor a velocidade do veículo e vice-versa.
1st 2nd 3rd 4th 5th 6th Rev.
9.03 5.25 3.12 2.00 1.38 1.00 8.07 
7.54 4.39 2.80 1.87 1.30 1.00 6.74 
Relações de Redução
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
7.2 – O Gráfico “DENTE DE SERRA”7.27.2 –– O GrO Grááfico fico ““DENTE DE SERRADENTE DE SERRA””
DifTransm
dinMotor
ii
rV
..60
..2. piω
=
1st 2nd 3rd 4th 5th 6th Rev.
9.03 5.25 3.12 2.00 1.38 1.00 8.07 
7.54 4.39 2.80 1.87 1.30 1.00 6.74 
Transmissão
Relações de Redução
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
7.2 – O Gráfico “DENTE DE SERRA” (cont.)7.27.2 –– O GrO Grááfico fico ““DENTE DE SERRADENTE DE SERRA”” (cont.)(cont.)
Ø Como exemplo, vamos considerar as seguintes informações sobre o veículo:
Pneu = 295/80 R22.5 (Rdin = 0,522m)
iDif = 5,29:1
iTransm = 9,03 / 5,25 / 3,12 / 2,00 / 1,38 / 1,00
ωωωωMotor = 2500 rpm (Upshift @ Max. Power)
1st 2nd 3rd 4th 5th 6th Rev.
9.03 5.25 3.12 2.00 1.38 1.00 8.07 
7.54 4.39 2.80 1.87 1.30 1.00 6.74 
Transmissão
Relações de Redução
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
[ ]
Dif
n
Transm
din
n
Motorn
ii
rhkmV
..60
6,3...2./ piω=
7.2 – O Gráfico “DENTE DE SERRA” (cont.)7.27.2 –– O GrO Grááfico fico ““DENTE DE SERRADENTE DE SERRA”” (cont.)(cont.)
km/h,
,,
,,,V 310
29503960
63522014153225001
=
××
××××
=
hkmV /7,17
29,525,560
6,3522,01415,3225002
=
××
××××
=
hkmV /8,29
29,512,360
6,3522,01415,3225003
=
××
××××
=
hkmV /5,46
29,500,260
6,3522,01415,3225004
=
××
××××
=
hkmV /4,67
29,538,160
6,3522,01415,3225005
=
××
××××
=
hkmV /0,93
29,500,160
6,3522,01415,3225006
=
××
××××
=
6,3...2
...60 11
din
Dif
n
transm
n
n
Motor
r
iiV
pi
ω
+
+
=
rpmMotor 14546,3522,01415,32
29,525,53,10602
=
×××
×××
=ω
rpmMotor 14856,3522,01415,32
29,512,37,17603
=
×××
×××
=ω
rpmMotor 16036,3522,01415,32
29,500,28,29604
=
×××
×××
=ω
rpmMotor 17256,3522,01415,32
29,538,15,46605
=
×××
×××
=ω
rpmMotor 18126,3522,01415,32
29,500,14,67606
=
×××
×××
=ω
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7.2 – O Gráfico “DENTE DE SERRA” (cont.)7.27.2 –– O GrO Grááfico fico ““DENTE DE SERRADENTE DE SERRA”” (cont.)(cont.)
V1 V2 V3 V4 V5 V6
ωωωω2 ωωωω3
ωωωω4
ωωωω5
ωωωω6
Região de Máximo Torque
950N.m @ 1200-1700rpm
ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO
ØCom diferentes marchas, a transmissão permite que o veículo opere em uma faixa de velocidade 
bem ampla, enquanto que o motor opera em uma faixa de rotação (“velocidade”) bem mais estreita.
Transmissão
Relações de Redução
F
a
i
x
a
 
d
e
 
O
p
e
r
a
ç
ã
o
d
o
 
M
o
t
o
r
Faixa de Operação do Veículo nas 6 Marchas
1st 2nd 3rd 4th 5th 6th
DifTransm
dinMotor
ii
rV
..60
..2. piω
=
1ª
Marcha
1st 2nd 3rd 4th 5th 6th Rev.
9.03 5.25 3.12 2.00 1.38 1.00 8.07 
7.54 4.39 2.80 1.87 1.30 1.00 6.74 
7.2 – O Gráfico “DENTE DE SERRA” (cont.)7.27.2 –– O GrO Grááfico fico ““DENTE DE SERRADENTE DE SERRA”” (cont.)(cont.)