Mecanismo de mudança de marchas

http://graduacao.mecanica.ufrj.br/pdf/Elementos_de_Transmissao_Flexiveis_2009-4.pdfhttp://graduacao.mecanica.ufrj.br/pdf/Elementos_de_Transmissao_Flexiveis_2009-4.pdfhttp://graduacao.mecanica.ufrj.br/pdf/Elementos_de_Transmissao_Flexiveis_2009-4.pdfMecanismo de troca de marcha

Desde o início do desenvolvimento dos primeiros veículos equipados com conjuntos moto-propulsores transversais, criar mecanismos de seleção e troca de marchas se transformou numa complicada equação para os engenheiros da área. Isto aconteceu porque nos conjuntos longitudinais convencionais usados até então, era necessário apenas o movimento longitudinal da alavanca para deslocar os conjuntos sincronizadores na caixa de câmbio e fazer o engate. A situação mais complicada que esses veí­culos apresentavam para o trambulador era transformar o movimento transversal da alavanca em movimento de rotação no garfo seletor para fazer a escolha da marcha.

Nos primeiros transversais, um complexo mecanismo de alavancas e varões foi utilizado para isto, pois havia como experiência apenas as alavancas e varões dos longitudinais. Este mecanismo tinha a difícil missão de transformar o movimento transversal da alavanca em movimento axial no garfo seletor para a escolha da marcha, e o movimento longitudinal da alavanca de mudança, em rotativo no garfo seletor do câmbio para fazer o engate. O Apollo (que antecedeu o Logus) e o Golf importado para o Brasil de 1993 a 1997 (aproximadamente 100 mil veículos), usavam este sistema.

A geração de transmissão Volkswagen transversal chamada de 02, fabricada em Córdoba, na Argentina, foi a resposta a este problema. No Brasil, este sistema começou a ser conhecido no Logus, no final de 1992; no antigo Passat, em 1993, equipando os motores transversais de 2.0 litros, no VR6 e, em 1994, no Pointer.

Trazendo soluções para reduzir a resistência mecânica interna, como garfos de engate com pontos de articulação montados sobre rolamentos, sistema de acionamento da marcha à ré com auxílio de mola, anéis sincronizadores de duplo cone para as marchas de força, entre outras, forma um conjunto que facilitou o uso de cabos para o mecanismo de seleção e engate. Esses cabos ligam a alavanca de mudanças ao garfo de seleção e engate das marchas na transmissão.

Mecanismo de seleção e engate no câmbio – O garfo seletor ou eixo de comutação é o componente que faz o movimento de seleção e engate das marchas, de acordo com os comandos da alavanca de mudanças. Para isto, o movimento transversal da alavanca é transformado em axial no eixo de comutação para selecionar o plano da marcha a ser engatada (1ª ou 2ª marchas, 3ª ou 4ª marchas, 5ª e ré). Os planos são compostos por hastes deslizantes que movimentam os respectivos garfos de engate. O movimento longitudinal da alavanca de mudanças é transformado em movimento de rotação no eixo de comutação para engatar a marcha. Um retém de esfera trabalha nos canais de seleção do eixo de comutação para garantir a precisão da posição.

As hastes deslizantes são ancoradas aos garfos seletores formando pares de conjuntos. Uma das hastes faz a 1ª e 2ª marchas; outra, a 3ª e 4ª marchas; uma mais longa faz o engate da 5ª marcha e outra, o da marcha à ré.

Esta solução tem especial importância porque como a engrenagem livre da 5ª marcha está montada na árvore primária, ao engatar a marcha à ré, um acionador de esfera solidário ao eixo de comutação realiza um pequeno movimento deslizante na haste da 5ª e da ré, acionando brevemente o anel sincronizador da 5ª marcha. Este pequeno movimento freia a árvore primária para facilitar o engate da marcha à ré, dando ao mecanismo de ré o conforto de uma sincronização – fato inédito nos veículos nacionais.

O sistema de marcha à ré é composto pela engrenagem inversora da marcha á ré (1) montada numa pequena árvore com ranhuras que trabalha sobre rolamentos (2). Esta árvore, na extremidade oposta à engrenagem inversora, possui uma engrenagem fixa (3) engatada permanentemente com a engrenagem fixa da 1ª marcha (4) na árvore primária (5). Assim, a rotação da árvore primária é transmitida para esta engrenagem fixa, logicamente na relação de transmissão entre elas. O engate da marcha à ré é feito pela alavanca inversora (6) com o auxílio de uma carga de mola (7).

Ao engatar a marcha à ré, a haste deslizante da 5ª faz um pequeno esforço na alavanca da inversora que, com auxílio da mola, desloca a engrenagem contra a luva sincronizadora da 1ª e 2ª velocidades – local onde está a engrenagem movida da marcha à ré. Esta carga de mola faz com que o acionamento seja suave, evitando o raspar entre os topos dos dentes das engrenagens. O auxílio do sistema de pré-sincronização pelo anel sincronizador da 5ª marcha faz com que este engate fique ainda mais suave. Com isso, o engrenamento da marcha à ré ocorre somente com a engrenagem inversora na luva da 1ª e 2ª e não entre as duas engrenagens. Por isso, o sistema de marcha à ré da transmissão 02 utiliza quatro engrenagens enquanto os sistemas convencionais utilizam três.

Anéis sincronizadores com triplo cone – Atualmente a 1ª e 2ª marchas utilizam um sistema de sincronização de triplo cone, introduzido para diminuir a força de engate necessária ao acoplamento da 1ª e 2ª marchas, já que o sistema de três cones permite ampliar a área de frenagem da engrenagem móvel sem interferir nas dimensões externas do mecanismo.

Nas primeiras versões da transmissão 02A o sistema de triplo cone era exclusivo para a engrenagem de 2ª marcha. visando facilitar a redução de 3ª para 2ª e aumentar a vida útil do sincronizador. O sistema é composto de dois anéis sincronizadores de liga não-ferrosa e um intermediário de aço.

Como decorrência do aumento da área de frenagem, eleva-se 2,5 vezes a força que atua no cone da engrenagem. Isso proporcionou uma redução no esforço de engate das marchas e também no desgaste dos anéis, resultando em ganho de conforto e confiabilidade nas marchas mais difíceis, devido às massas em movimento de inércia.

Mecanismo de seleção e engate na alavanca – Externamente à transmissão, o mecanismo de seleção e engate das marchas possui, na alavanca de mudanças, um sistema de balancim, um cabo seletor, um cabo de engrenamento da marcha, e no eixo de comutação, um sistema de alavancas e balancins.