estudo de Transmissoes

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Realização: Parceria:
Curso de Especialização em 
Engenharia Automotiva
Módulo: Transmissões
João Dias
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Transmissões
03/2011
Ementa
• Conceitos gerais
• Caixa de Câmbio
– manual
– automática
– automatizada / robotizada
– CVT
– “Dual Clutch”
• Componentes internos (engrenagens , sincronizadores, garfos, 
rolamentos)
• Diferencial
• Embreagem
• Semi-eixos com juntas homocinéticas
João Dias
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Transmissões
03/2011
Ementa
• Eixo traseiro para veículos pesados
• Comando Externo
• Eixo Cardan
• PTO / “Retarder”
• Aplicações
• Durabilidade / Confiabilidade
• Testes & Validação
• Híbridos / Elétricos
• Estudo de casos
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Definições
• Arranque em aclive
• Dirigibilidade
• Tração
• V1000
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais - Introdução
• Os componentes do trem de força têm a função de transmitir a 
potência do motor para as rodas de tração do veículo
• A caixa de câmbio é o componente da transmissão que 
comanda as mudanças de torque do veículo. O torque é alterado 
conforme a marcha selecionada na caixa de câmbio
• Se não houvesse caixa de câmbio no veículo, ou seja, o motor 
fosse conectado diretamente às rodas de tração, a velocidade 
do veículo não ultrapassaria 8 Km/h. Isto porque as variações no 
torque do motor seriam insignificantes.
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais – Definições: Torque
Torque : habilidade de gerar trabalho
Torque em Nm = (Potência Motor (kW) x 9549)) / Rotação Motor (rpm)
Power em kW = (Torque (Nm) x rotação motor (rpm)) / 9549
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Eficiência do sistema de transmissão completo:
• Para automóveis: 90% a 98%
• Para veículos comerciais: 80 a 95%
• Eficiência de Caixas de Câmbio:
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Raio de Rodagem Dinâmico(R) e circunferência do pneu (O):
• Raio do pneu com pressão média
• O = 2 π R
João Dias
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Transmissões
03/2011
v
α
Desempenho do veículo
onde:
α = ângulo de inclinação (rampa) da estrada
Ft
Ft = força trativa (aplicada no ponto de 
contato da roda motora)
Rp
Rp = resistência da rampa
Ra
CP
Ra = resistência aerodinâmica
Rr1
Rr2 Rr = resistência ao rolamento
CG = centro de gravidade
CP = centro de pressão
Considerando que o veículo se desloca a uma velocidade constante v, deve 
existir igualdade entre os esforços de tração e os esforços resistivos.
∑ ++== RrRaRpFrFt
CG
P
P = carga total (veículo + carga)
Função básica da transmissão
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Força de Tração:
• Força F gerada pelo conjunto de transmissão disponível nas rodas 
do veículo 
F = torque motor x relação engren. x relação difer. x eficiência
Raio de rodagem do pneu
Fmax é obtido com a relação mais curta (ex. 1ra marcha)
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Força de tração máxima F max:
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Força de atrito máximo Ffmax (no eixo de tração):
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Exemplo – Esforço de tração máximo:
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço de tração:
• Força de tração F necessária para vencer a soma de todas as 
resistências ao movimento 
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Resistência do ar:
• Resistência oferecida pelo ar durante o movimento.
RA = Coeficiente de arrasto (Cd) x V² (km/h) x área frontal A (m²)
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João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Resistência de rolamento ou rodagem (N):
• Resistência devido a deformação dos pneus e superfície do piso 
no ponto de contato. 
• Fr = Rm (resistência rolamento) (N/ton) x carga (ton)
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Gradiente:
• Resistência devido a inclinação da superfície da estrada. 
• Grad = GCW (ton) x 98 x S
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço tractivo total:
• Balanço de todas as forças envolvidas.
João Dias
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Transmissões
03/2011
Aplicação da transmissão
Capacidade de partida em rampa (‘startability’):
STARTABILITY : “É o valor de 
rampa que o veículo tem 
capacidade de vencer partindo da 
condição de repouso”. Ou seja, a 
máxima rampa na qual o veículo 
estacionado consegue partir. 
Para o cálculo do startability
considera-se o veículo em 1a. 
Marcha e na condição de torque 
próximo da marcha lenta do motor, 
entre 800 a 1000 rpm. (Start or
engagement torque).
α
v = 0
Torque de partida
1a. marcha
João Dias
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Transmissões
03/2011
Aplicação da transmissão
Capacidade de subida em rampa (‘gradeability’):
α
v = constante
Torque máximo
1a. marcha
GRADEABILITY : “É o valor de 
rampa que o veículo tem capacidade 
de vencer mantendo uma velocidade 
constante numa dada marcha”. É
usualmente calculado para condição 
de torque máximo e potência 
máxima do motor.
João Dias
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Transmissões
03/2011
Função básica da transmissão
Forças Resistivas
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
F
o
r
ç
a
 
 
[
k
g
f
]
40%
(22O)
30%
20%
10%
 0%
João Dias
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Transmissões
03/2011
0
1000
2000
3000
0 120Velocidade do veículo (km/h)
F
o
r
ç
a
 
t
r
a
t
i
v
a
 
(
k
g
f
)
 
“ ideal ”
Função básica da transmissão
• Idealmente, deseja-se força em toda a faixa de velocidades do veículo.
João Dias
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Transmissões
03/2011
Função básica da transmissão
Requisitos de desempenho
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
F
o
r
ç
a
 
 
[
k
g
f
]
40%
(22O)
30%
20%
10%
 0%
Rampa máxima
Velocidade máxima
João Dias
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Transmissões
03/2011
Função básica da transmissão
• Considera-se satisfatória a condição de potência constante.
0
1000
2000
3000
0 120Velocidade do veículo (km/h)
F
o
r
ç
a
 
t
r
a
t
i
v
a
 
(
k
g
f
)
 
“ ideal ”
“ Satisfatória”
João Dias
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Transmissões
03/2011
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
0 ,8 1 ,0 1 ,2 1 ,4 1 ,6 1 ,8 2 ,0 2 ,2 2 ,4 2 ,6 2 ,8 3 ,0
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
n 
m i
n .
T T máx.
n T m
á x
.
N N máx.
n
Ne máx.
Função básica da transmissão
• Motores à combustão interna trabalham em uma faixa restrita de 
rotações e possuem curva característica de torque.
D12D380
João Dias
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Transmissões
03/2011
Função básica da transmissão
• Conseqüentemente, caso uma transmissão não fosse usada, o veículo 
estaria muito limitado quanto à sua velocidade e força. 
0
1000
2000
3000
0 120Velocidade do veículo (km/h)
F
o
r
ç
a
 
t
r
a
t
i
v
a
 
(
k
g
f
)
 
“ sem transmissão ”
João Dias
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Transmissões
03/2011
0
1000
2000
3000
0 120Velocidade do veículo (km/h)
F
o
r
ç
a
 
t
r
a
t
i
v
a
 
(
k
g
f
)
 
1a. velocidade
5a. velocidade
2a.velocidade
3a. velocidade
4a. velocidade
Função básica da transmissão
• A transmissão “amplia” a faixa de trabalho do motor e permite que o 
motor opere em condições adequadas (consumo, emissões, ruído). 
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço de tração - gráfico:
• O gráfico de esforço de tração mostra uma função da velocidade ao 
trocar uma marcha. As engrenagens podem ser especificadas 
individualmente. No gráfico, certas inclinações podem ser também 
impressas. Elas mostram qual o esforço de tração exigido para mover o 
veículo a uma velocidade constante. 
• As curvas vermelhas são as curvas de força de tração para as várias 
velocidades de engrenagem da caixa de câmbio. Cada curva representa 
a curva de torque multiplicada pela razão da engrenagem de caixa de 
câmbio correspondente, razão de redução de diferencial e o raio dos 
pneus. 
• As linhas azuis mostram a inclinação (em porcentagem) que o veículo 
pode vencer em cada marcha. Em uma estrada plana (0% inclinação), as 
curvas de resistência representam só a soma do arrasto aerodinâmico e 
resistência ao rolamento
João Dias
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Transmissões
03/2011
Conceitos Gerais
• Esforço de tração - gráfico:
João Dias
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Transmissões
03/2011
2A
. M
a r
c h
a
1A
. M
a r
c h
a
5A .
 M a
r c h
a
3A
. M
a r c
h a
4A .
 M
a r c
h a
Aplicação da transmissão
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
João Dias
31
Transmissões
03/2011
Aplicação da transmissão
Gráfico de força trativa:
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150
Velocidade [km/h]
F
o
r
ç
a
 
 
[
k
g
f
]
40%
30%
20%
10%
 0%5a marcha
4a marcha
3a marcha
2a marcha
1a marcha
João Dias
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Transmissões
03/2011
Dados:
it = 1a. 3.86
2a. 2.29
3a. 1.45
4a. 1.00
5a. 0.80
idif = 4.10
n max = 3600 rpm
n Tmax = 1800 rpm
rd = 0.350 m
tdift
máx
iii
rdnv 856,115377,0max =⋅⋅
⋅=
Veloc. Máx.
30 km/h
50 km/h
80 km/h
115 km/h
145 km/h
Aplicação da transmissão
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
João Dias
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Transmissões
03/2011
Rotação de troca de marchas:
1−
⋅=
t
t
máxtroca i
inn
t
2136 rpm
2280 rpm
2483 rpm
2880 rpm
it
2.29
1.45
1.00
0.80
Rotação
Troca
1a.
2a.
3a.
4a.
5a.
3.86
Aplicação da transmissão
Gráfico dente de serra (ou ‘split chart’):
João Dias
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Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio
• Manual
• Automática
• CVT
• Automatizada / Robotizada
• Dual Clutch
João Dias
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Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
• Longitudinal
• Tração
• Propulsão
• Transversal
• 2 árvores
• 3 árvores
• 4 árvores
João Dias
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Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Escolha entre 2 ou 3 árvores
Benchmarking
Disposição dos Pinhões
Escolha dos mancais
Entre-eixos primário x secundário
Comprimento da caixa de câmbio
Entre-eixos primário x diferencial
Entre-eixos secundário x diferencial
Implantação do diferencial
Cadeia de cotas - arquitetura
Lubrificação
Tipo de comando interno
Tipo do comando de embreagem
Tipo de juntas de semi-eixo
Pré disposição para 4x4
João Dias
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Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
2 eixos
João Dias
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Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
Mais compacta em 
comprimento porque os 
sincronizadores estão 
repartidos sobre 2 árvores 
secundários
Árvore primário
3 eixos
João Dias
39
Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Manual
4 eixos
Arquitetura muito 
compacta em 
comprimento devido ao 
fato de haver 3 árvores 
secundários
Os 3 pinhões de ataque 
engrenam na coroa
Ex. Volvo para motores 6 
cilindros
João Dias
40
Transmissões
03/2011
Impacto da posição do motor de partidaImpacto da posição do motor de partida
Comando de embreagemComando de embreagem Comando da caixaComando da caixa
Distância do soloDistância do solo
A posição do motor de 
partida é um dos 
primeiros pontos a 
serem definidos no 
projeto da caixa.
Esta posição orienta a 
escolha da configuração 
interna da caixa. 
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
41
Transmissões
03/2011
Com performance equivalente, 
a escolha da caixa de câmbio com 
2 ou 3 árvores é orientada por :
CUSTO COMPACTAÇÃO
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
42
Transmissões
03/2011
2 árvores2 árvores
Pontos + :
• Massa (1 só árvore secundário)
• Custo
• Acústica
• Escalonamento
Pontos - :
• Comprimento (todas as marchas 
em um só eixo)
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
43
Transmissões
03/2011
3 árvores3 árvores
Pontos + :
• comprimento (sincronizadores 
repartidos em 2 árvores)
Pontos - :
• Custo
• Massa
• Acústica
• proximidade dos sincronizadores 
sobre a linha secundária
• escalonamento mais difícil
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
44
Transmissões
03/2011
Proximidade dos 
sincronizadores sobre 
a linha secundária
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
45
Transmissões
03/2011
Arquitetura clássica e 
interessante do ponto 
de vista de integração
no veículo
Caixa de Câmbio – Manual (pinhão 1ra.)
João Dias
46
Transmissões
03/2011
Pinhão de 1ra marcha na 
extremidade do carter de 
mecanismo
Pinhão de 1ra marcha na 
extremidade do carter de 
mecanismo
Em princípio limitado ao
conceito com 3 árvores
Caixa de Câmbio – Manual (pinhão 1ra)
João Dias
47
Transmissões
03/2011
sincronizada
Sobre árvore
intermediário
sincronizada
Sobre árvore
intermediário
Sincronizada
Sobre árvore
secundário
Sincronizada
Sobre árvore
secundário
Sem sincroSem sincro Com freioCom freio
Caixa de Câmbio – Manual (marcha a ré)
João Dias
48
Transmissões
03/2011
Entre eixos P / SEntre eixos P / S
+ :
• Otimização do diâmetro dos eixos
• Permite sincronizadores de diâmetro maiores
• Permite otimizar a largura do dente e minimizar a 
fecha dos eixos
• Permite implantar rolamento de diâmetro maiores
- :
• desvantagem de consumo de material, com custo 
maior
• Pinhões maiores, caixa menos compacta
• Massa e inércia de sincronização maiores
Escolha de um entre eixos grande
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
49
Transmissões
03/2011
Rolamento de esferasRolamento de esferas
+ :
• Pouco arrasto e tensões
- :
• Volume radial importante
• custo (a ISO capacidade, o rolamento de 
esferas é mais caro que o rolamento cônico)
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
50
Transmissões
03/2011
Rolamento de rolos cônicosRolamento de rolos cônicos
+
• Rolamento compacto
• Montagem simplificada
• custo a ISO capacidade -25% que 
rolamento de esferas
-
• arrasto
• necessidade de pré-tensão
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
51
Transmissões
03/2011
A escolha do rolamento
pode impactar o entre eixos
da caixa de câmbio
Ex. :
• mancal muito fraco
• proximidade com o colar de 
embreagem
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
52
Transmissões
03/2011
Escolha dos rolamentos – P e SEscolha dos rolamentos – P e S
Caixa de Câmbio - Manual
Para caixas com torque a transmitir <150 Nm utiliza-se 
geralmente rolamentos de esfera ou rolos cilíndricos para 
as duas linhas de eixos
João Dias
53
Transmissões
03/2011
Escolha dos rolamentos – P e SEscolha dos rolamentos – P e S
Para caixas com torque entre 150 et 300 Nm, utiliza-se geralmente
rolamentos de esfera - rolos cilíndricos ou esfera-esferasobre o 
primário associado a rolamentos cônicos sobre o secundário
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
54
Transmissões
03/2011
Escolha de rolamentos – P e SEscolha de rolamentos – P e S
Para caixas com capacidade de torque > 300 Nm, 
utiliza-se tão somente rolamentos de rolos cônicos 
sobre todos os eixos devido ao volume radial. 
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
55
Transmissões
03/2011
Rolamentos – linha do diferencialRolamentos – linha do diferencial
Para caixas com
torque < 120 Nm é
possível montar
rolamentos de esfera
– rolos cilíndricos
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
56
Transmissões
03/2011
Rolamentos – linha do diferencialRolamentos – linha do diferencial
Para caixos com até 150 
Nm utiliza-se montagem
com rolamentos de 
esfera - esfera
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
57
Transmissões
03/2011
Rolamentos – linha do diferencialRolamentos – linha do diferencial
Para caixas com torque 
>150 Nm é montado
somente rolamento de 
rolos cônicos
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
58
Transmissões
03/2011
Grandes impactos pelo 
volume destinado à
embreagem
Entre eixos primário
- diferencial
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
59
Transmissões
03/2011
Primário - DiferencialPrimário - Diferencial
Volume embreagem
Posição da carcaça
do diferencial
Diâmetro do rolamento
direito do diferencial
Caixa de Câmbio - Manual
Proximidade da junta
semi-eixo com o 
carter
João Dias
60
Transmissões
03/2011
Definição do comprimento da caixa segundo o 
empilhamento axial dos pinhões
Definição do comprimento da caixa segundo o 
empilhamento axial dos pinhões
Proximidade de 2 pinhões ou 
pinhão – garra sobre 2 linhas
diferentes: 1.5
Folga entre 2 pinhões loucos sobre 
a mesma linha com um peça
intermediária: 1
Folga entre 2 pinhões loucos
apoiados: 0.5
Recobrimento puro : 1.5
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
61
Transmissões
03/2011
Lubrificação por centrifugaçãoLubrificação por centrifugação
Formas naturais defletor
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
62
Transmissões
03/2011
Boîte J
Trajeto de óleo
Canal de alimentação
defletor
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
63
Transmissões
03/2011
Comando externo a barra – saída inferiorComando externo a barra – saída inferior
+
• comando externo simples 
(monobarra)
• Custo reduzido
-
• Performance limitada do 
comando interno e externo
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
64
Transmissões
03/2011
Comando a cabo – saída superiorComando a cabo – saída superior
2 tipos : vertical e horizontal
Arquitetura
veículo Legislação
Passagem de barra sob
o painel não autorizada
Adaptação saída superior
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
65
Transmissões
03/2011
Comando a cabo – saída alta verticalComando a cabo – saída alta vertical
+ :
• Confiabilidade, sem estanqueidade na 
parte baixa
• Custo (difícil em versão a barra)
• Rigidez (comando externo a cabo)
• Instalação do comando a cabo
- :
• Custo (comando externo a cabo)
• NVH média e alta frequência
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
66
Transmissões
03/2011
Comando a cabo – saída alta horizontalComando a cabo – saída alta horizontal
+ :
• Confiabilidade, sem estanqueidade na 
parte baixa
• Custo
• NVH alta frequência
• Fluidez
- :
• Instalação
? Proximidade da alavanca de 
câmbio com o suporte do GMP
? Orientação dos cabos – raios de 
curvatura dos cabos
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
67
Transmissões
03/2011
Comandos internos modularesComandos internos modulares
+ :
• Facilidade de montagem na fábrica da 
caixa
• Facilidade no pós-venda
• Facilidade para eventual robotização
- :
• Custo
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
68
Transmissões
03/2011
Comandos internos montados na caixaComandos internos montados na caixa
+ :
• Custo
- :
• Montagem na fábrica da caixa de 
câmbio mais delicada
• Intervenção complicada no pós-venda
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
69
Transmissões
03/2011
Comando de embreagem a caboComando de embreagem a cabo
+ :
• conceito econômico
- :
• rendimento medíocre
• instalação ( garfo em chapa)
?Tamanho do cárter de 
embreagem é função do 
deslocamento do garfo
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
70
Transmissões
03/2011
Comando hidráulico – pistão fixo no carterComando hidráulico – pistão fixo no carter
+ :
• permite instalar o conjunto colar/garfo do 
comando a cabo
• melhor performance comparando-se com o 
comando a cabo
- :
• custo elevado
• Instalação
? volume importante necessário para fixar
o acionamento no cárter
O pistão de acionamento é
fixo no cárter de embreagem e 
age diretamente sobre o garfo
O pistão de acionamento é
fixo no cárter de embreagem e 
age diretamente sobre o garfo
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
71
Transmissões
03/2011
Comando hidráulico com pistão concêntricoComando hidráulico com pistão concêntrico
+ :
• Rendimento de bom nível
• Custo menor com relação ao
exemplo anterior
• compacto, permite otimizar o 
cárter de embreagem
• instalação: possível na versão
2 ou 3 eixos
O acionamento está incorporado na função « colar »O acionamento está incorporado na função « colar »
- :
• Fragilidade do sistema
• Implantação delicada
Caixa de Câmbio - Manual
João Dias
72
Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio – Manual - Pesados
João Dias
73
Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio Volvo – Principais 
partes
• Alojamento da embreagem
(C) - Este alojamento liga a 
caixa de câmbio ao motor e 
protege a embreagem.
• Grupo Desmultiplicador (S) -
O grupo desmultiplicador divide 
as marchas possibilitando o uso
de marchas altas e baixas
(Split).
• Caixa Básica (B) - A caixa
básica possui engrenagens de 
marchas básicas, engrenagem
das marchas reduzidas e 
engrenagens das marchas à ré.
• Grupo Redutor (R) - O grupo
redutor é composto por um 
conjunto de engrenagens
planetárias que dobram o 
número de marchas da caixa
básica (B).
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74
Transmissões
03/2011
Caixa Básica
• Eixo de entrada (1)
• Eixo principal (2)
• Eixo intermediário (3)
• Eixo da ré (4)
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75
Transmissões
03/2011
Grupo Redutor
• Grupo redutor de duas velocidades.
– Grupo Redutor Alto
– Grupo Redutor Baixo
• Com o grupo redutor, as engrenagens
básicas da caixa de câmbio são duplicadas, 
atendendo as exigências de um caminhão
moderno.
• O grupo redutor é constituído por um 
sistema planetário que transmite a potência
do eixo principal diretamente para as 
engrenagens de acionamento:
1. Engrenagem Satélite
2. Engrenagem Anelar
3. Anel de Engate
4. Engrenagem Solar
5. Suporte de Planetários
As mudanças no grupo redutor são feitas
através de um cilindro pneumático (6)
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76
Transmissões
03/2011
Caixa Volvo – VT2214B
vídeo
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77
Transmissões
03/2011
MECÂNICA
HIDRÁULICA
ELETRÔNICA
Caixa de Câmbio - Automática
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78
Transmissões
03/2011
Funções
Assegurar várias relações de velocidade incluindo marcha a ré
Transmistir o torque de acordo com a marcha engatada
Compatibilidade com as faixas de regime motor
Vantagens
Capacidade de torque elevada
Cinemática compatível com a lógica da demultiplicação
Inércia com relação às marchas
Torque ininterrupto
Caixa de Câmbio - Automática
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79
Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
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80
Transmissões
03/2011
Conversor de TorqueConversor de Torque
Conversor turbina reator impulsor= + +
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81
Transmissões
03/2011
Caixa de Câmbio - Automática
João Dias
82
Transmissões
03/2011
Princípo de funcionamento: impulsor e turbinaPrincípo de funcionamento: impulsor e turbina
Caixa de Câmbio - Automática
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83
Transmissões
03/2011
Impulsor e turbinaImpulsor e turbina
impulsor turbina
Caixa de Câmbio - Automática
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84
Transmissões
03/2011
Forte diferença de 
velocidade
Média diferença de 
velocidade
Pequena diferença
de velocidade
Caixa de Câmbio - Automática
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85
Transmissões
03/2011
ReatorReator
Reator = defletor posicionado entre o impulsor e a turbina
1ra. função: 
reorientar os filetes
de óleo para não
parar o impulsor
2da. função: 
aumentar o torque 
do motor. De fato, na 
saída do reator há
ainda energia e esta
ajuda também na 
rotação do impulsor
Caixa de Câmbio - Automática
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86
Transmissões
03/2011
ReatorReator
Reator = defletor posicionado entre o impulsor e a turbina
Caixa de Câmbio - Automática
O estator fica no centro do 
conversor de torque e sua função é
redirecionar o fluido hidráulico 
retornando da turbina antes de 
encontrar o impulsor novamente. 
Isto aumenta substancialmente a 
eficiência do conversor de torque.
Note o estriado que é conectado a 
um sistema de embreagem 
unidirecional no interior do estator
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87
Transmissões
03/2011
Conversor de torque: cálculosConversor de torque: cálculos
 
AL4054D 
0,0 
0,5 
1,0 
1,5 
2,0 
2,5 
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 
0% 
5% 
10% 
15% 
20% 
25% 
30% 
35% 
40% 
45% 
50% 
55% 
60% 
65% 
70% 
75% 
80% 
85% 
90% 
95% 
100% 
200 
300 
400 
500 
600 
700 
800 
900 
1000 
1100 
1200 
1300 
1400 
1500 
1600 
1700 
1800 
1900 
2000 
2100 
2200 
Point de 
couplage 
Rapport de vitesse (i) 
Rapport 
de 
couple 
(K) 
Glissement 100% 0% 
K R Y 
ΔV entre T et I 
ηT/ηI 
rendement 
(R) 
Invariant 
(Y) 
g e s
e
 x 100= −ω ωω
Ce
CsK =
R Csx s
Cex e
= ωω
Y = e
Ce
ω
C o
u p l
e u r
c o n
v e r
s s o
r
Ganho do reator
Ponto de parada
Ponto de 
torque
Coeficiente multiplicador
de torque: 
Deslizamento:
Rendimento:
Invariante :
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Transmissões
03/2011
3
4
5
2
1
a
b
AL4012D
Função Lock Up : melhoria do rendimento global da caixa automática
eliminando as perdas devido ao patinamanto do converssor (embreamento
mecânico do motor com o eixo de entrada da caixa)
Função Lock Up : melhoria do rendimento global da caixa automática
eliminando as perdas devido ao patinamanto do converssor (embreamento
mecânico do motor com o eixo de entrada da caixa)
Conversor desacoplado
AL4013D
Conversor acoplado
acionamento
hidráulico
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Transmissões
03/2011
Lock Up : vista detalhadaLock Up : vista detalhada
componentes
estanqueidade
Disco / 
guarnição
com
ranhuras
Conjunto embreagem
(lock-up)
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Transmissões
03/2011
O trem planetário:O trem planetário:
Caixa de Câmbio - Automática
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Transmissões
03/2011
Do trem simples ao com várias relaçõesDo trem simples ao com várias relações
Caixa de Câmbio - Automática
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Transmissões
03/2011
Do trem simples ao com várias relaçõesDo trem simples ao com várias relações
DP0 : 4 marchas, trem Simpson II
Caixa de Câmbio - Automática
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93
Transmissões
03/2011
Condições: 
Exemplo : condições de engrenamento para o 1ro. satélite
Condições: 
Exemplo : condições de engrenamento para o 1ro. satélite
1
2
3
1 : planetário
2 : Satélite
3 : coroa
D3 = D1 + 2.D2
Z3 = Z1 + 2.Z2
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03/2011
Trem simplesTrem simples
satélite
planetário
coroa
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03/2011
Trem duploTrem duplo
Caixa de Câmbio - Automática
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03/2011
Trem epicicloidal duploTrem epicicloidal duplo
Satélite
planetário
Coroa
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Transmissões
03/2011
Os receptores se dividem em 3 famílias :
as embreagens para tornar o elemento do trem planetário
solidário ao motor
os freios para tornar os elementos do trem planetário
solidários aos cárter
rodas livres (função de freio unidirecional)
Os receptores tem por função liberar ou bloquear os 
elementos do trem planetário
S e m p r e e s t a r ã o a c i o n a d o
s 2 
r e c e p t o r e s
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03/2011
Receptores DP0 
4 marchas 
(Renault)
E1 E2 F1 F2 F3
1
2
3
4
3ème hydraulique 
refuge
D
1ème imposée
2ème imposée
3ème imposée bouton
P
R
N
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03/2011
Embreagens
Ex : E1 et E2 de TA96
Embreagens
Ex : E1 et E2 de TA96
AL4062P
Etanchéité
E1
Plateau d'appui
Equilibrage
Joint
Jonc
P1
E2
Ressorts
de rappel
Contre
piston
Chambre de
compensation
Cloche
MAV-MAR
Contre
piston
Jonc
Chambre de
compensation
Denture externe
moteur
Arbre
d'entrée
Liaison
avec PS1
Rondelle
plate
Rondelle
ondulée
JoncAlimentationE1
Alimentation
E2Jointtorique
Piston
Butée
Jonc
Cloche MAV
Cloche d'entrée
de mouvement
Denture interne
moteur
Plateau
d'appui
Butées à aiguilles
Piston
Etanchéité
Bagues lisses en régul.
Ressorts
de rappel
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100
Transmissões
03/2011
realização das embreagens (discos)realização das embreagens (discos)
Caixa de Câmbio - Automática
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101
Transmissões
03/2011
sino Colar do diafragma
Caixa de Câmbio - Automática
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102
Transmissões
03/2011
EmbreagensEmbreagens
Caixa de Câmbio - Automática
discos pistão
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103
Transmissões
03/2011
EmbreagensEmbreagens
Linha de árvores (conjunto)
Caixa de Câmbio - Automática
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104
Transmissões
03/2011
EmbreagensEmbreagens
Linha trem duplo sub-
conjunto
Linha trem simples sub-
conjunto
Caixa de Câmbio - Automática
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105
Transmissões
03/2011
Réalisation des embrayagesRéalisation des embrayages
Árvore planetário curto
Árvore de entrada
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106
Transmissões
03/2011
Freios multidiscos:
Ex : F1 da DP0 (Renault)
Freios multidiscos:
Ex : F1 da DP0 (Renault)
AL4068P
P1
Piston
Carter BVA
Denture
interne
Plateau
d'appui
Ressorts
de rappel
Denture
externe
Funcionamento
semelhante às embreagens
Caixa de Câmbio - Automática
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107
Transmissões
03/2011
Receptores: 
Freios de banda
- Simples ou duplos para dobrar a 
capacidade de torque 
transmitido do mesmo volume. 
Ex : F2 et F3 de DP0
Receptores: 
Freios de banda
- Simples ou duplos para dobrar a 
capacidade de torque 
transmitido do mesmo volume. 
Ex : F2 et F3 de DP0
A banda é uma guarnição que age diretamente sobre uma parte 
móvel ligada ao elemento que se quer bloquear: um tambor
AL4069P
Couvercle
Piston
Cale de
réglage
Jonc
d'arrêt
Joint
torique
Tige mobile
d'actionnement
Ressorts
de rappel
Vis "point fixe"
de réaction
(non réglable)
Caixa de Câmbio - Automática
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108
Transmissões
03/2011Caixa de Câmbio - Automática
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109
Transmissões
03/2011
Freio de banda
Caixa de Câmbio - Automática
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110
Transmissões
03/2011
Função do freio de parking
Permitir a imobilização do veículo pelo bloqueio mecânico da transmissão quando
a alavanca de seleção está na posição P pois não há ligação mecãnica entre o 
motor e a BV (ligação « hidráulica ») 
Função do freio de parking
Permitir a imobilização do veículo pelo bloqueio mecânico da transmissão quando
a alavanca de seleção está na posição P pois não há ligação mecãnica entre o 
motor e a BV (ligação « hidráulica ») 
AL4039D
Etrier à galets
Levier de parc
Bouchon M16x1,5
Vis RLX M16x1-16 (2 fois)
Biellette
Roue de parc
Ressort
de rappel
Doigt
de parc
Palier axe
secteur billage
M16x1,5
Levier de
sélection
Axe de
commande
Contacteur
multifonctionF r e i o d
e p a r k
i n g = 
e l e m e
n t o d e
 
s e g u r a
n ç a : o
 f r e i o d
e v e
s e r i r r
e v e r s í
v e l .
Caixa de Câmbio - Automática
João Dias
111
Transmissões
03/2011
freio de parkingfreio de parking
Ressort R
Came
Secteur cranté
Lame de
billage
Vis RLX épaulée
M16x1-23 CDQ 6,8
AL4040D
Caixa de Câmbio - Automática
	Curso de Especialização em �Engenharia Automotiva��Módulo: Transmissões
	Ementa
	Ementa
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais - Introdução
	Conceitos Gerais – Definições: Torque
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Função básica da transmissão
	Conceitos Gerais
	Conceitos Gerais
	Aplicação da transmissão
	Caixa de Câmbio
	Caixa de Câmbio - Manual
	 
	Caixa de Câmbio Volvo – Principais partes
	Caixa Básica
	Grupo Redutor
	Caixa Volvo – VT2214B