A transmissão dos veículos, também conhecida como câmbio ou caixa de mudanças, tem a função de adequar o torque gerado pelo motor ao torque necessário na roda. Assim, ela ajusta o regime de trabalho do motor (torque e rotação) às necessidades de aceleração, capacidade de rampa, velocidade máxima e economia de combustível. A transmissão possui múltiplas relações de velocidade, permitindo que o veículo em baixa velocidade tenha força para acelerar rapidamente e capacidade de vencer grandes aclives e, simultaneamente, possa desenvolver alta velocidade final.
Existem diversos tipos de transmissão: manual (engrenamento contraposto), automática convencional (engrenamento planetário), automatizada (engrenamento contraposto), Continuamente Variável (CVT) e automatizada de dupla embreagem (engrenamento contraposto), esta última também é conhecida como Dual Clutch Transmission (DCT). Neste artigo será abordado o funcionamento da transmissão manual.
A arquitetura da transmissão depende da configuração do powertrain do veículo. As configurações mais comuns são:
• Motor dianteiro transversal e tração dianteira (Fig. 1);
• Motor dianteiro longitudinal e tração dianteira (Fig. 2);
• Motor dianteiro longitudinal e tração traseira (Fig. 3).
Embora para cada configuração tenha uma arquitetura de transmissão diferente, o princípio de funcionamento é o mesmo em todas as configurações. A Fig. 4 mostra dois exemplos de diferentes configurações do trem de potência e as respectivas arquiteturas da transmissão.:
A transmissão manual possui engrenamento contraposto, ou seja, suas engrenagens estão contrapostas umas às outras. As relações de velocidade são obtidas combinando os diferentes pares engrenados, como as relações são fixas essa transmissão pode ser chamada de escalonada.
Em geral, todos os pares de engrenagens das marchas à frente de uma transmissão automotiva estão em contato. Em cada par engrenado há uma engrenagem fixa na árvore enquanto a sua contraposta pode girar livre em relação a sua árvore. Essa montagem é fundamental para o funcionamento da transmissão.
O sistema de engate das marchas é o que permite a escolha da relação a ser utilizada. Existem diversos tipos de sistema de engate, os principais são: sincronizado, de garras constantes e de engrenagem deslizante. Nas transmissões atuais o sistema sincronizado é o mais utilizado.
A Fig. 5 mostra o esquema transmissão de 4 marchas de veículo com motor dianteiro longitudinal e tração traseira e será usada para explicar como as marchas são engatadas. Nessa transmissão há 3 árvores, na árvore de entrada há apenas uma engrenagem que está fixa na árvore, na árvore intermediária todas as engrenagens estão fixas na árvore e na árvore de saída as engrenagens dos pares de 1°, 2° e 3° estão livres em relação à árvore.
Quando o veículo está parado com motor em funcionamento, embreagem acoplada e transmissão em “ponto morto” (nenhuma marcha engatada), a árvore de entrada gira e consequentemente a engrenagem que está fixa nessa árvore (motora) também gira, a engrenagem da árvore intermediária que está contraposta (par constante) também gira e consequentemente todas as engrenagens que estão fixas na árvore intermediária giram. As engrenagens dos pares de 1°, 2° e 3 que estão na árvore de saída também giram livres na árvore de saída acionadas pelas suas contrapostas da árvore intermediária, assim a árvore de saída fica parada.
Para engatar uma marcha é necessário bloquear o movimento relativo entre a engrenagem que gira livre e a árvore por intermédio do uso do sistema de engate. O sistema de engate está fixo na árvore e quando o motorista movimenta a alavanca da transmissão, a luva de engate movimenta-se axialmente até fazer com que a engrenagem “livre” fique solidária à árvore de saída. A Fig. 6 mostra o esquema com cada uma das marchas engatada.
