Transmissão Semiautomática – AMT Automated Manual Transmission

Basicamente, uma transmissão semiautomática é uma transmissão manual de uma (fig.1) ou duas (fig.2) embreagens com controle eletrônico que permite eliminar a conexão mecânica entre a alavanca e a caixa. São conhecidas também como transmissões AMT (do inglês: Automated Manual Transmission ou Transmissão Manual Automatizada) ou transmissões robotizadas.

Principais Características

- A unidade eletrônica de controle, com base na solicitação do condutor, comanda a unidade eletro-hidráulica ou eletromecânica, que por sua vez, aciona os mecanismos internos de seleção e engate de marchas e sincroniza o acoplamento/desacoplamento da embreagem.

Nas transmissões de embreagem única, esta é passiva, ou seja, em repouso está acoplada.

Nas de dupla embreagem, pelo contrário, as duas são ativas, ou seja, em repouso estão desacopladas.

- Nas transmissões de embreagem única, esta é do tipo seco. Já nas de dupla embreagem, estas podem ser secas ou úmidas.

- A transmissão AMT (robotizada, semiautomática ou automatizada) pode ser operada tanto de forma manual como automática combinando assim, a alta eficiência da transmissão manual com a facilidade de operação da transmissão automática.

- Uma característica relevante da transmissão AMT de dupla embreagem é que as mudanças de marcha são feitas sem interrupção do torque, de forma similar à de uma transmissão automática.

  Pelo contrário, nas transmissões AMT de embreagem única, como no caso de uma transmissão manual, a transferência de torque às rodas deve ser interrompida durante a troca de marcha. No entanto, a duração da interrupção é significativamente menor.

- O controle da mudança de marchas, assim como o da(s) embreagem(s) pode ser tanto eletro-hidráulico como eletromecânico.

- Nos veículos com a opção Start/Stop (Partida/Parada) a bomba de óleo que alimenta a transmissão é elétrica e funciona assim que é aberta a porta do lado do motorista.

- Outra característica importante das AMT de dupla embreagem é que permitem obter até 7 ou 8 marchas, o que as equipara com as transmissões automáticas de conjuntos planetários.

A seguir, e a título de exemplo, será analisada a funcionalidade da transmissão AMT de embreagem dupla.

Este tipo de transmissão é constituído por duas sub-transmissões independentes, cada uma funcionando como uma transmissão manual convencional (fig.3). A cada sub-transmissão (eixo motriz) é associada uma embreagem seca ou úmida.

Como exemplo, dentre os muitos existentes no mercado, a figura 4 apresenta o esquemático de uma transmissão de 7 marchas de dupla embreagem utilizada em veículos BMW.

As embreagens são aplicadas em função da marcha selecionada. As marchas ímpares são engatadas através da embreagem E1 e as pares, através da embreagem E2.

Desde o ponto de vista mecânico, a todo o momento, 2 marchas estão selecionadas, mas somente uma delas tem a embreagem correspondente engatada, transferindo potência do motor às rodas. Como resultado, com o veículo em movimento só uma das transmissões está ativa.

Na outra sub-transmissão, em função da situação de condução, a marcha superior ou inferior permanece selecionada, mas com a embreagem correspondente desengatada.

- A embreagem E1 conecta o motor ao eixo motriz 1 que aciona assim, as engrenagens correspondentes às marchas ímpares (1,3, 5, 7).

- A embreagem E2 conecta o motor ao eixo motriz 2 que aciona assim, as engrenagens correspondentes às marchas pares (2, 4, 6 e Ré).

- O anel seletor S1/3 conecta o conjunto de engrenagens da 1ra. ou da 3ra. marcha ao eixo secundário.

- O anel seletor S2/R conecta o conjunto de engrenagens da 2da. marcha ou da Ré ao eixo secundário.

- O anel seletor S4/6 conecta o conjunto de engrenagens da 4ta. ou da 6ta. marcha ao eixo motriz 2.

- O anel seletor S5/7 conecta o conjunto de engrenagens da 5ta. ou da 7ma. marcha ao eixo motriz 1.

- O eixo motriz 1 é solidário ao conjunto de engrenagens da 1ra. e 3ra. marchas e da Ré.

- O eixo motriz 2 é solidário ao conjunto de engrenagens da 2da. Marcha.

- O eixo secundário é solidário ao conjunto de engrenagens da 4ta., 5ta. e 6ta. marchas.

- O conjunto da 7ma. marcha (saída da transmissão) é solidário ao eixo secundário e suas engrenagens giram constantemente quando o veículo se movimenta.

Para ilustrar a funcionalidade, são apresentadas duas condições de operação. A figura 5a apresenta a situação em que o veículo se movimenta em 3ra. marcha em aceleração.

- A embreagem E1 está engatada e aciona o eixo motriz 1, o que por sua vez, aciona o conjunto de engrenagens da 3ra. marcha.

- O anel sincronizador S1/3 conecta o conjunto de engrenagens da 3ra. marcha ao eixo secundário, que assim transmite a potência ao conjunto de saída (7ma. marcha).

- A 4ta. marcha está já selecionada através do anel sincronizador S4/6 que conecta o conjunto de engrenagens da 4ta. marcha ao eixo motriz 2 que, nesta situação, não transmite potência em função da embreagem E2 estar desengatada.

A figura 5b apresenta o caso em que o veículo se movimenta em 7ma. marcha estabilizada.

- O anel sincronizador S5/7 conecta o eixo motriz 1 ao conjunto de engrenagens da 7ma. marcha.

- A embreagem E1 está engatada e aciona o eixo motriz 1, o que por sua vez aciona o conjunto da 7ma. marcha (saída). O veículo se movimenta em direta (relação de transmissão 1:1).

- A 6ta. marcha está já selecionada através do anel sincronizador S4/6 que conecta o conjunto de engrenagens da 6ta. marcha ao eixo motriz 2 que, nesta situação, não transmite potência em função da embreagem E2 estar desengatada.

A mudança de marcha se processa em duas fases:

1. Seleção de engrenagens nas sub-transmissões através dos garfos de engate (acionados hidraulicamente), os que, por sua vez, movimentam os anéis sincronizadores.

2. Transição do fluxo de potência entre as sub-transmissões por meio do engate/desengate da embreagem correspondente.

A característica relevante desta transmissão é que permite garantir mudanças de marchas sem interrupção da força de tração (torque).

A transição sem interrupção do fluxo de potência, durante uma troca de marchas, é implementada por meio de sobreposição no engate/desengate das embreagens. Com isto, durante a transição, a embreagem que está engatada permanece transferindo torque com pressão reduzida até que o torque seja plenamente transmitido pela embreagem que será engatada. A seguir, em função da situação de condução, é selecionada a próxima marcha ascendente ou descendente. Esta transição é acompanhada por uma temporária redução do torque do motor, durante uma mudança ascendente e por um aumento, durante uma mudança de marcha descendente.

O gráfico da figura 6a mostra como varia o torque transmitido pelas embreagens durante uma mudança de marcha. No caso da figura, a embreagem E2 engata e a E1 desengata. A variação é conseguida controlando a pressão exercida pelo atuador da embreagem correspondente.

O torque é transferido gradualmente, da embreagem que desengata para a que engata. Durante o intervalo de sobreposição a pressão hidráulica na embreagem que desengata é reduzida na mesma proporção em que a da embreagem que engata é aumentada (curva de linha cheia). Em ambas as embreagens verifica-se escorregamento controlado. O resultado é uma transferência gradual de torque entre marchas.

As curvas de linha tracejada correspondem aos casos em que há sobreposição positiva (P) ou sobreposição negativa (N).

1. Sobreposição negativa (N) ocorre quando a embreagem que engata assume totalmente o torque com atraso ou a embreagem que desengata reduz a pressão antecipadamente. O resultado é uma interrupção momentânea de torque, o que pode provocar um aumento da rotação do motor no caso deste estar operando sob carga.

2. Sobreposição positiva (P) ocorre quando a embreagem que engata assume o torque antecipadamente ou a que desengata libera o torque (diminui a sua pressão) com atraso. Esta situação deve ser evitada, já que momentaneamente a transmissão permanece bloqueada.

O gráfico da figura 6b mostra o comparativo de variação de torque em função do tempo que leva uma mudança de marcha. Observar a momentânea interrupção de torque que se verifica durante a mudança, tanto para a transmissão manual como para a robotizada de embreagem única.