Os procedimentos de substituição do conjunto de embreagens multidisco da transmissão DSG 02E

Capítulo 1

Os procedimentos de substituição do conjunto de embreagens multidisco da transmissão DSG 02E

Considerada uma das melhores transmissões desenvolvidas pela Volkswagen, a transmissão automatizada 02E foi a primeira a ser utilizada nos nossos veículos com a tecnologia DSG, cuja sigla é uma abreviatura, em inglês, de Direct Shift Gearbox, que significa Transmissão com Trocas de Marcha Diretas. Porém, ela se popularizou como transmissão de dupla embreagem por conta da sua forma de trabalho de troca de marchas, que depende exatamente de duas embreagens.

Ela foi desenvolvida para atender aos veículos de alta performance da marca, especificamente aos que foram equipados com o motor EA888 2.0 TSI, capaz de produzir um torque de 350 Nm. A transmissão 02E atende a esse pré-requisito, pois o seu torque máximo de entrada é justamente 350 Nm.

Na transmissão DSG, as trocas de marcha são quase imperceptíveis para o condutor, pois há sempre um cruzamento na entrega do torque de uma marcha para a outra. Isso porque a fase de desacoplamento de uma embreagem acontece simultaneamente à fase de acoplamento da outra, não havendo a necessidade de desacelerar o motor toda vez que se troca de marcha.

Conjunto mecânico

A transmissão 02E possui seis marchas à frente e mais a marcha à ré. Ela é composta por duas transmissões parciais montadas em um só conjunto: a transmissão parcial 1, que traz as marchas 1ª, 3ª, 5ª e à ré. Já a transmissão parcial 2 traz as marchas 2ª, 4ª e 6ª. Mas, para que isso seja possível, cada uma dessas transmissões parciais está conectada a uma embreagem:

·       Embreagem K1 à realiza o acoplamento e desacoplamento das marchas que compõem a transmissão parcial 1 (1ª, 3ª, 5ª e marcha à ré);

·       Embreagem K2 à realiza o acoplamento e desacoplamento das marchas que compõem a transmissão parcial 2 (2ª, 4ª e 6ª).

Características construtivas do conjunto mecânico

A transmissão 02E é automatizada, isto é, ela é manual, mas realiza todas as trocas de marcha automaticamente. O seu conjunto mecânico é composto por árvores, engrenagens, corpos sincronizadores e garfos muito similares aos que vemos em transmissões manuais, porém as suas árvores são duplicadas, ou seja, no seu interior encontramos duas árvores primárias e duas árvores secundárias para que seja possível obter as transmissões parciais 1 e 2.

Árvores primárias

As duas árvores primárias são ocas: a árvore primária 1 é introduzida no interior da árvore primária 2, porém cada uma gira livremente entre si e a ponta de cada uma delas se conecta à sua respectiva embreagem. Outro detalhe, que é característico de transmissões DSG, é o compartilhamento de engrenagens motoras. Isso significa que não necessariamente você encontrará todas as marchas contendo pares de engrenagens distintos; algumas das engrenagens motoras trabalham para duas marchas.

Na figura é possível identificar, na cor azul, a árvore primária 1, na qual encontramos a engrenagem motora da 5ª marcha, a engrenagem que desempenha o papel de motora para a 1ª marcha e para a marcha à ré, e a roda geradora de impulsos, que será lida pelo sensor 1 de rotação da árvore primária (G501). Já na cor verde, temos a árvore primária 2, na qual podemos observar que as marchas que compartilham a mesma engrenagem motora são a 4ª e a 6ª; já a 2ª marcha possui engrenagem motora individual. Vemos ainda a roda geradora de impulsos que serve para que o sensor 2 de rotação (G502) possa fazer a leitura do movimento rotacional da árvore primária 2.

Árvores secundárias

A transmissão 02E utiliza duas árvores secundárias. A organização das marchas para essas árvores é diferente daquela das árvores primárias.

Na árvore secundária 1 estão dispostas as engrenagens movidas das marchas 1ª, 2ª, 3ª e 4ª. Todas essas marchas trabalham apoiadas sobre rolamentos-agulha. Ainda nesta árvore secundária encontram-se dois conjuntos de engate de marchas, compostos por cubo, luvas e sincronizadores. Cada um desses conjuntos faz o engate de duas marchas, sendo um para a 1ª e a 3ª marchas e outro para a 2ª e a 4ª. Os sincronizadores das três primeiras marchas são duplos (também chamados de tricônicos), tipo de sincronizador utilizado em marchas que possuem maior quantidade de engate e desengate; com isso aumenta-se a vida útil desses componentes.

Além das engrenagens movidas das marchas, é possível identificar os conjuntos de engate das marchas, representados como luvas de engate, e o pinhão de acionamento, que trabalha conectado à coroa do conjunto diferencial.

Na árvore secundária 2 encontram-se as engrenagens movidas das marchas 5ª, 6ª e à ré. Nesta árvore também encontramos dois conjuntos de engate das marchas, de sincronização simples: um serve para efetuar os engates das marchas 6ª e à ré, e o segundo trabalha somente no engate da 5ª marcha.

A árvore secundária 2 ainda possui uma roda geradora de impulsos, na qual dois sensores fazem a leitura da rotação de saída da transmissão: G195 e G196. Além disso, a árvore possui um pinhão de saída que também é conectado à coroa do diferencial.

Árvore inversora

A marcha à ré utiliza uma árvore intermediária que se encarrega de inverter o sentido de marcha da árvore secundária 2, na qual está localizada a engrenagem movida da marcha à ré.

Árvore inversora

Óleo da transmissão

A transmissão 02E trabalha com um tipo de óleo para o conjunto de engrenagens, para a embreagem e para a mecatrônica. Por conta disso, a quantidade de óleo dessa transmissão é de 7,2 litros. O circuito possui uma bomba de óleo, que é localizada na parte traseira da transmissão e tem a função de fornecer pressão para todos os circuitos da transmissão, inclusive para o circuito de refrigeração das embreagens. O circuito de óleo possui um filtro que tem o papel de reter as impurezas geradas pelo material de atrito do conjunto de embreagens e pelo conjunto de engrenagens. Esse filtro deve ser substituído, juntamente com o óleo da transmissão, a cada 60 mil quilômetros. Além do filtro, o circuito possui um radiador de óleo, que faz a troca de calor entre o óleo da transmissão e o líquido do sistema de arrefecimento do motor com o intuito de controlar a temperatura para que esse óleo não atinja 135° C.

A bomba é puramente mecânica, trabalha acionada por um eixo introduzido no interior das árvores primárias e está conectada ao volante do motor para receber constantemente a rotação do motor. A pressão de trabalho do circuito de óleo é de 20 bar.

 

Mecatrônica

A mecatrônica é o principal componente de uma transmissão automatizada DSG, pois é ela que realiza os trabalhos de acoplamento e desacoplamento das embreagens e faz todas as trocas de marcha automaticamente. Para um melhor entendimento, vamos dividir a mecatrônica em três partes: unidade de controle J743, corpo de válvulas e conjunto de sensores.

Unidade de controle J743 à é o cérebro da mecatrônica e de toda a transmissão. Analisa todas as condições possíveis de trabalho da transmissão DSG e determina regimes de funcionamento. Ela ainda realiza a intercomunicação com as demais unidades de controle do veículo, através da rede CAN, podendo inclusive intervir no funcionamento do motor, solicitando uma diminuição ou um aumento da entrega do torque. Para casos de substituição da mecatrônica, a nova J743 deverá ser adaptada ao sistema imobilizador do veículo.

Corpo de válvulas à possui quatro válvulas que realizam as trocas de marcha (N88, N89, N90, N91) e mais uma válvula do multiplexor (N92), todas trabalhando sob o princípio “on/off”. Além dessas, o corpo de válvulas possui as válvulas para as embreagens (N215, N216, N217 e N218) e as válvulas reguladoras de pressão para segurança (N233 e N371), que trabalham sob o princípio PWM (Pulso com Largura Modulada). O corpo de válvulas ainda possui uma válvula de segurança, puramente mecânica, para evitar sobrepressão.

Conjunto de sensores à a mecatrônica conta com os sensores de pressão hidráulica G193 e G194, que monitoram as pressões de K1 e K2 respectivamente. Já para medir rotações, a mecatrônica conta com o sensor de rotação de entrada da transmissão (G182) e os sensores G195, G196, G501 e G502, citados anteriormente. Ainda para o controle da temperatura, a mecatrônica possui os sensores G93 (sensor de temperatura do óleo da transmissão), G509 (sensor de temperatura da embreagem) e G510 (sensor de temperatura da unidade de controle).

Conjunto de embreagens multidisco

A transmissão 02E utiliza embreagens úmidas. Isso significa que são embreagens multidisco banhadas a óleo que, quando recebem pressão hidráulica, compactam esses discos, fazendo o acoplamento entre o motor e as árvores da transmissão. O conjunto é composto pelas embreagens K1 e K2:

K1 à trabalha conectada à árvore primária 1 e, com isso, é acoplada sempre que a marcha engatada for a 1ª, a 3ª, a 5ª ou a marcha à ré. A pressão hidráulica do circuito da embreagem K1 é controlada pela mecatrônica por meio da válvula reguladora de pressão 1 (N215).

K2 à está conectada à árvore secundária e, por isso, o seu acoplamento acontece sempre nos engates das marchas 2ª, 4ª e 6ª. Já a pressão hidráulica do circuito da embreagem K2 é controlada pela mecatrônica por meio da válvula reguladora de pressão 2 (N216).

Além dessas duas válvulas, o circuito de pressão para o acionamento das embreagens conta com a válvula reguladora de pressão 3 (N217), que atua como válvula principal, trabalhando sempre no acoplamento das duas embreagens, e a válvula reguladora de pressão 4 (N218), que libera a pressão de óleo para o circuito de refrigeração das embreagens sempre que o sistema identifica a necessidade de controlar a temperatura das embreagens.

Substituição do conjunto de embreagens multidisco

O conjunto de embreagens multidisco da transmissão 02E sempre terá de ser substituído por completo, pois K1 e K2 fazem parte de uma única peça. Além disso, os discos de K1 e de K2 não devem ser retirados de suas posições iniciais, pois foram montados sob critérios de balanceamento do conjunto durante a fabricação.

Conjunto de embreagens multidisco

 

Para a remoção do conjunto de embreagens, você terá de, primeiramente, remover a tampa do conjunto (3), mas para isso você terá que retirar o anel-trava (4). Em seguida, com o auxílio de uma chave de fenda, efetue uma força nas paredes da tampa do conjunto com o intuito de que esta se desloque da parte central do conjunto de embreagem. Na sequência, remova o anel-trava da tampa da embreagem K1 (5), que liberará essa tampa, que também deverá ser retirada. A partir deste ponto, você poderá visualizar os discos de K1 e a tampa de K2. Retire a trava (2) que impede a retirada do conjunto. Então, o conjunto já estará liberado para ser removido e você poderá inserir o novo. Utilize todas as peças do conjunto novo, porém o kit disponibiliza um número maior de anéis-trava (2) de diferentes espessuras, pois essa peça determina a folga axial do conjunto. Você terá de efetuar os procedimentos de medição da folga axial para então identificar qual será a espessura adequada para o anel-trava, conforme veremos na sequência.

 

Determinando a folga axial do conjunto

Para determinar a folga axial do conjunto, você precisará das ferramentas:

·       Haste de retenção (T10303);

·       Relógio comparador com precisão de 0,01 mm (VAS 6079);

·       Base fixa para o relógio comparador (VW 387).

Haste de retenção T10303

 

Peça que outro mecânico mantenha posicionada a haste de retenção T10303 na lateral do alojamento. Em seguida, instale o conjunto de embreagens novo, apoiando-o na haste de retenção. Nesse momento, o conjunto de embreagens não deve ser girado. Retire o anel-trava (5) da tampa de K1 para poder instalar o anel-trava (2) com a espessura de 2,00 mm. Para um melhor procedimento, retire o eixo de acionamento da bomba de óleo.

Instale a base e o relógio comparador para realizar duas medições:

1° à Posicione o relógio comparador de modo que a sua ponta toque o eixo primário. Zere o relógio, aplicando uma pré-carga de 1,00 mm. Agora, movimente o conjunto para cima e anote o valor do deslocamento apresentado pelo ponteiro do relógio.

2° à Desloque levemente a ponta do relógio até que seja possível tocar a borda interior da tampa da embreagem K2, porém a ponta do relógio não poderá tocar o anel-trava (2). Zere novamente o relógio, com a mesma pré-carga (1,00 mm). Desloque novamente o conjunto ao máximo para cima e anote o valor do deslocamento.

A figura ilustra os pontos que devem ser utilizados para apoiar a ponta do relógio comparador em cada uma das medições.

 

Com os dois valores anotados, utilize a fórmula seguinte:

2° valor medido - 1° valor medido + 1,85 mm = espessura do anel-trava

Ou seja, com o valor que você encontrar no seu cálculo, basta medir com um micrômetro centesimal os demais anéis sobressalentes no kit e instalar o anel-trava adequado. Vale ainda lembrar que esses anéis variam a sua espessura em 0,10 mm. Assim, obedeça às regras de arredondamento, tal como os exemplos abaixo:

·       Se o valor calculado for 2,24 mm, instale um anel de 2,20 mm;

·       Se o valor calculado for 2,27 mm, instale um anel de 2,30 mm.

 

Capítulo 2

Remoção da mecatrônica

Para efetuar os trabalhos de remoção da mecatrônica, é necessário remover o conector de ligação, drenar o óleo da transmissão, retirar o cárter da mecatrônica, deixar a quantidade de óleo desse local escoar (cerca de 3 litros) e, depois, remover a tampa do alojamento da bomba de óleo. Em seguida, remova os dez parafusos de fixação da mecatrônica, na sequência de soltura de fora para dentro. Já com os parafusos removidos, desloque as travas da haste dos sensores G195 e G196, cuidadosamente, para que não haja quebra desta haste. Agora, remova a mecatrônica cuidadosamente, evitando usar a haste dos sensores como suporte de sustentação do conjunto.

A figura apresenta a mecatrônica (1), a tampa do cárter da mecatrônica (2), a junta de vedação (3), a bomba de óleo (4), a tampa de alojamento da bomba (5), o tubo nivelador de óleo (6), o anel de vedação (7) e o bujão de escoamento (8).

Instalação da mecatrônica

Para a instalação da mecatrônica, primeiramente você deverá se preocupar com o perfeito encaixe do conjunto, principalmente alinhando a haste dos sensores de rotação G195 e G196 no seu devido alojamento para que não haja danos. Depois, instale novos parafusos de fixação da mecatrônica, usando a força da mão até que não haja mais condição de continuar, e inicie o aperto com a sequência correta.

A figura apresenta a numeração de 1 a 10 nos parafusos de fixação da mecatrônica; deverá ser obedecida a ordem crescente para cumprir a sequência de aperto (de dentro para fora). O torque deverá ser aplicado nesses parafusos em duas fases, sendo a primeira de 5 Nm em cada parafuso (cumprindo a sequência de aperto) e a segunda, aplicando um torque angular de 90° (um quarto de volta).

Reinstale o cárter da mecatrônica com uma nova junta de vedação e aplique um torque de 16 Nm nos seus parafusos. Reinstale também a tampa da bomba de óleo, aplicando 8 Nm de torque nos seus parafusos.

Reabasteça o óleo da transmissão mantendo o bujão retirado, mas com o tubo nivelador instalado. Dessa forma, quando o nível do óleo da transmissão for atingido, haverá o início de um transbordamento, o que indicará que o bujão pode ser reinstalado.

Ajuste básico da mecatrônica

Com o uso do equipamento de diagnóstico, é hora de realizar os trabalhos de ajuste básico da mecatrônica. Se tiver sido instalada uma peça nova, a adaptação do imobilizador deverá ser realizada, em “funções especiais”, na opção “adaptar o imobilizador”. Com a mecatrônica adaptada ao veículo, ative em “funções assistidas” a opção “efetuar o ajuste básico”. Essa função parametriza as condições de uso, realizando o ajuste básico no modo estático (com o veículo parado) e no modo dinâmico (com o veículo em viagem de teste).

Diagnóstico de falhas na transmissão

Utilizando um equipamento de diagnóstico, é possível identificar as falhas na transmissão 02E, pois todos os sinais provenientes dos sensores e atuadores são monitorados pela unidade de controle da transmissão (J743). As falhas registradas na memória de eventos da J743 dão um direcionamento para o seu diagnóstico. Caso não haja falhas registradas, você terá então que analisar os sintomas apresentados. Um dos equívocos mais comuns ocorre quando há uma falha de funcionamento do motor, porém os sintomas são apresentados como falha na transmissão. Para que você elimine essa possibilidade de equívoco, é necessário realizar uma verificação de funcionamento do motor, efetuando a leitura dos valores de medição da unidade de controle do motor e certificando-se de que o motor está em perfeito funcionamento.

Na mesma linha de raciocínio, realize a leitura dos valores de medição dos sensores e atuadores da transmissão. De uma forma geral, o equipamento de diagnóstico costuma apresentar os valores real e nominal de cada dado analisado.

A figura apresenta a leitura de valores de medição dos principais sensores da transmissão 02E e os principais atuadores de regulação das marchas. Os valores apresentam-se reais na coluna “Valor” e nominais na coluna “Valor de destino”.

Após a definição da medida e a instalação do anel trava do conjunto de embreagens, a transmissão deverá ser fechada pela colocação da tampa de fechamento da embreagem.

Instalação da tampa de fechamento da embreagem

A tampa de fechamento da embreagem tem um importante papel no conjunto de embreagens, isto porque ela precisa garantir a vedação da embreagem e de toda a transmissão. O manual de reparação recomenda que a tampa de fechamento da embreagem deve ser substituída sempre que for removida, juntamente com o seu anel trava.

A tampa de fechamento da embreagem possui dois anéis de retenção, sendo um no seu diâmetro externo e outro no furo central, o qual é construído por um material especial e, por isso não convém manusear a tampa sustentando-a pelo orifício interno, para que não ocorra deformações neste retentor e, por consequência, vazamento de óleo da transmissão.

Para a instalação você terá de usar a luva de montagem T10302, que servirá como guia para a passagem do anel de retenção pelo eixo primário, sem que este seja danificado. Primeiramente, atravesse a luva de montagem pelo orifício central da tampa de fechamento, porém no sentido contrário ao que a luva irá passar no momento da instalação da tampa, pois isto servirá para alargar levemente o anel de retenção, o que contribuirá para a melhor instalação. Agora que que os preparos já foram feitos, posicione a luva T10302 no eixo primário e instale a tampa, pressione-a bem e instale o anel trava de fixação da tampa. Por fim, retire a luva T10302.