CVT - Características e diferenças em relação as outras transmissões

INTRODUÇÃO

Sua história, características e principais diferenças entre ela e o câmbio manual ou automático simples.

Ao contrário do que pensamos, a Transmissão Continuamente Variável é um projeto mais antigo do que podemos imaginar.

Esta foi pensada pela primeira vez por Leonardo Da Vinci há mais de 500 anos atrás.

Essa transmissão vem sendo cada vez mais usada em substituição às caixas automáticas de engrenagens planetárias em alguns automóveis.

A primeira patente sobre um câmbio CVT Toroidal foi registrado em 1886 e, de lá pra cá, a tecnologia passou por diversas modificações e aprimoramentos práticos.

Hoje em dia, diversos fabricantes no mundo utilizam essa tecnologia como General Motors, Nissan, Audi e Honda (Fit antigo no Brasil).

Como a grande maioria de nós já dirigiu um veículo com câmbio automático, a grande curiosidade deve ser: “Qual a diferença dele para um CVT?”.

Bom, na verdade, podemos citar diversas diferenças entre eles, tanto na manutenção como na diferença de conforto e dirigibilidade e, nessa matéria abortaremos sobre o assunto.

FUNÇÃO DA TRANSMISSÃO

Sabemos que a função das transmissões é mudar a relação da rotação do motor com a rotação das rodas do veículo, afim de, aproveitarmos o torque e velocidade, nas devidas proporções, nas condições mais ideais de utilização do veículo.

Em um cambio manual, ao acionarmos o pedal de embreagem, todo um conjunto mecânico ou hidráulico é responsável por parar momentaneamente a rotação do cambio, alterar a relação de engrenagens da caixa e fornecer as rodas do veículo a rotação e torque devidos. No cambio automático planetário, ocorre o mesmo, porém, não há mais a seleção manual de marchas. Há sensores no cambio que hidraulicamente, alteram a relação de marchas de acordo com a aceleração que o motorista impõe ao veiculo e a carga que este necessita para continuar em movimento ou até mesmo aumentar sua velocidade.

Isso ocorre geralmente de maneira relativamente incomoda, pois, sempre percebemos que o veiculo trabalha em rotações mais altas do que de costume no veículo manual, o qual temos a liberdade de equacionarmos essa condição. Assim, há um aumento no consumo de combustível em torno de 20% em geral.

Devido às rotações mais altas, o desgaste de componentes do motor e do próprio cambio também se acentuam. Assim, o custo de manutenção destes veículos também sofre um acréscimo.

DIRIGINDO UM CVT

Quando dirigimos um veiculo com cambio CVT, a primeira sensação que temos é de: “quando esse carro troca de marchas mesmo?!”.

Bom realmente essa pergunta não é muito fácil de responder, porque, teoricamente, o cambio CVT possui uma relação de marchas infinita.

O tipo mais tradicional do CVT a nível Mundial é o de sistema de polias.

Assim, devemos nos lembrar que o conceito de “marcha” refere-se a uma relação de rotação entre o virabrequim e árvore de transmissão. No caso dos CVTs isso ainda existe, pois, sempre haverá diferença de rotação entre o motor e as rodas e convencionamos essa teoria em marchas altas e baixas.

CVTs BASEADAS EM POLIAS

Quando se comparado a uma caixa automática planetária, onde há um conjunto complexo de componentes, como: engrenagens, cintas, embreagens e governadores; quando abrimos uma caixa CVT, basicamente encontramos três componentes:

• uma correia de metal ou borracha para alta potência;
• uma polia de entrada "condutora" variável;
• uma polia de saída "conduzida" também variável.

Além destes, possuem vários microprocessadores e sensores responsáveis para realizar a leitura e transmiti-las para execução no conjunto para que a tecnologia funcione adequadamente.

As polias com diâmetro variável são a peça chave para o funcionamento do CVT. Cada uma é composta de cones de 20º um de frente para o outro e são capazes de se aproximarem ou se afastarem entre si. Uma correia passa no canal existente entre os dois cones. É recomendado que estas sejam construídas em “V” caso sejam compostas de borracha, assim aumentando a aderência devido ao melhor atrito.

Quando estes cones se afastam (diâmetro pequeno), a correia passa na região do canal que ficou mais baixa, fazendo com que o raio da correia em torno da polia diminua.

Agora quando estes estão juntos (diâmetro maior), a correia passa pela parte do canal que ficou mais alta e o raio fica maior. Essa força necessária para conduzir as polias para o ajuste necessário pode ser feito por intermédio de pressão hidráulica, força centrífuga ou tensão por meio de molas.

Essas polias de diâmetro variável vêm em pares. Uma delas é conhecida como polia condutora e é ligada ao virabrequim do motor (também conhecida como polia de entrada), além de ser responsável por transmitir a força do motor que entra no cambio.

A outra polia, denominada conduzida ou de saída é acionada pela condutora e transfere a potencia para a árvore de transmissão ou eixo de saída.

Assim, resumindo o funcionamento, podemos dizer: “A distância existente entre o centro das polias até onde a correia entra em contato com o canal é chamado de passo de raio de distância. Quando estas polias se encontram separadas, a correia passa mais baixo e o raio diminui. Quando estas estão próximas, a correia passa mais alto e o raio aumenta. A relação dos passos de raios entre as polias condutoras e as conduzidas é o que determina a relação de uma marcha.”

Quando uma polia aumenta seu raio, a outra diminui para manter a correia tensionada. Quando ambas mudam seus raios entre si, criam uma infinita relação de marchas desde a mais baixa até a mais alta.

Assim, quando o passo do raio é menor na polia condutora e maior na polia conduzida, a rotação da conduzida diminui, assim resulta-se em uma marcha mais curta. Quando o raio da distância é maior na polia condutora e menor na conduzida, a rotação da conduzida aumenta, assim teremos uma marcha mais longa.

Devemos nos lembrar que nesse sistema com correias de borracha, há um desgaste desta com o uso e pode começar a apresentar afrouxamento, o que leva a patinação e perda de eficiência deste.

Com a introdução de novos materiais mais confiáveis e duráveis, a tecnologia avançou e hoje temos o uso de correias metálicas para unir as polias. Essas são compostas de diversas bandas de aço que mantém juntas finas e resistentes peças de metal em forma de laço.

A utilização desta, por ser mais resistente e durável, pode ser aplicada em veículos de maior torque.

CVT TOROIDAL

A principal diferença entre esse sistema e o anterior é a substituição das correias e polias pelos discos de contato direto.

Seu funcionamento resume-se:

• Um disco é conectado a saída do motor (igual polia condutora);
• Outro conecta-se à arvore de transmissão (igual polia conduzida);
• Roletes ou rodas, localizados entre os discos e agem como a correia, transmitindo rotação de um disco para outro.

Essas rodas giram em torno de um eixo horizontal e se inclinam para dentro e para fora em torno de outro eixo vertical, permitindo que essas rodam toquem os discos em áreas diferentes. Quando as rodas em contato com o disco conduzido próximo a borda, resultam numa redução de rotação e um aumento do torque (marcha mais curta). Quando as rodas encostam no disco condutor próximo ao centro, resultando em um aumento da rotação e diminuição do torque (uma marcha bem longa).

Assim podemos dizer que uma simples inclinação das rodas muda de maneira infinita a relação das marchas além de proporcionar mudanças instantâneas e suaves.

BENEFÍCIOS DA CVT

Resumidamente, podemos dizer que as vantagens do CVT são:

CURIOSIDADE:

• A Nissan levou 21 anos e sete meses para conseguir desenvolver um lubrificante que suportasse a altíssima pressão existente no sistema Toroidal, onde anteriormente, ocorria um acentuadíssimo desgaste nas rodas de contato com os discos, fazendo com que o CVT não fosse um sistema confiável.

• O primeiro esboço de um câmbio CVT foi feito por Leonardo da Vinci em 1490. O sistema só tornou-se confiável e compreendido como eficiente em meados da década de 90.