Como funciona a caixa de velocidades

Por muito estranho que te possa parecer, ainda não há muito tempo as caixas de velocidades  automáticas eram uma raridade em automóveis em Portugal. Eram opcionais que encareciam o carro, por isso, também não estavam disponíveis numa grande quantidade de modelos das gamas mais acessíveis. Por outro lado, ninguém achava muita piada ao seu funcionamento, pouco sofisticado e com algumas questões de fiabilidade à mistura…

Engatar estava definitivamente na moda. A esmagadora maioria dos condutores preferia uma caixa manual, pois era mais associada ao prazer de condução e uma ferramenta indispensável para “sentir” o carro e apurar o regime do motor, como nos ensinam na escola.

Porém, tudo mudou na última década. As transmissões automáticas tornaram-se cada vez mais evoluídas, robustas e tão ou mais eficientes do que as congéneres manuais. Os seletores tradicionais em posição destacada entre os bancos dianteiros começam a ser substituídos por pequenos comandos ou simples botões na consola central, um para andar para a frente e outro para andar para trás.

Mas, afinal, para que serve e como funciona a caixa de velocidades?

Já paraste para pensar o que aconteceria se o teu carro não tivesse uma caixa de velocidades? O motor era responsável por transmitir diretamente o binário às rodas, o que iria significar que só poderias conduzir a direito, em percurso plano, porque nas subidas a resistência aumenta e o motor não ia ter força suficiente para manter a velocidade.

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É o sistema de transmissão, através das diferentes relações das suas engrenagens, que permite que a mesma velocidade de rotação seja convertida em diferentes velocidades de rotação das rodas que fazem mover o teu carro.

As caixas de velocidades manuais são as de uso mais generalizado em Portugal e recorrem a um pedal de embraiagem que tem de ser pressionado para engrenar cada velocidade. Isto é feito com recurso a uma alavanca de velocidades, identificada com o esquema de engrenamento de todas as velocidades existentes no nosso automóvel. O conjunto mecânico é concebido para converter e transferir binário do motor para o acionamento ou veios de transmissão assegurando, assim, a rotação das rodas para colocar o veículo em movimento. Ou seja, basicamente, a caixa de velocidades serve para transformar a potência do motor em força ou velocidade

Como funciona?

Uma caixa de velocidades típica possui duas séries principais de carretos, a do veio principal, que recebe do volante do motor a rotação deste, por intermédio da embraiagem, e a do veio secundário, com a função de transmitir um submúltiplo dessa rotação ao eixo.

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No veio principal os carretos estão em rotação livre, o que significa que quando colocamos a caixa em ponto morto (neutro) não ocorre a transferência da rotação. Ao contrário, os carretos do veio secundário (exceto o da marcha-atrás) estão ligados. A cada carreto do veio primário corresponde um outro carreto, devidamente engatado, do veio secundário e são as dimensões dos carretos que especificam a proporção da desmultiplicação.

Quando selecionamos uma mudança através da alavanca da caixa estamos a engatar um carreto ao veio principal por meio de um bloqueador, que desempenha a função de sincronizador. Depois, com o funcionamento semelhante ao da embraiagem, a força do veio principal transmite-se do carreto bloqueado para o carreto correspondente do veio secundário.

Na marcha-atrás, um carreto suplementar do bloco secundário é o responsável pela mudança de direção da rotação do eixo e da marcha do veículo. Este carreto tens as dimensões aproximadas às do carreto da primeira velocidade, o que explica que seja uma mudança de força, capaz de enfrentar subidas íngremes e na transposição de obstáculos. 

Cada relação de caixa tem aplicações e objetivos diferentes para cada situação da condução: arrancar numa subida, descer, subir, acelerar ou estabelecer uma velocidade de cruzeiro.

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Com a primeira velocidade engatada fazemos com que as rodas girem a um terço da velocidade gerada pelo motor, mas com três vezes mais força. É a velocidade de arranque. Daí para cima, as mudanças aumentam a velocidade do automóvel até onde o motor permite.

Tipos de caixas de velocidades

A principal diferença em relação às restantes caixas é que a caixa manual não é capaz por si própria de alterar a transmissão. Ao contrário das automáticas que escolhem sozinhas o momento de colocar uma mudança abaixo ou acima, de acordo com o estilo de condução ou um programa previamente selecionado.

Caixa de velocidades pilotada ou robotizada

Este tipo de caixas automáticas apresenta um controlo eletrónico para a embraiagem e caixa de velocidades. O conceito mais frequente é o de duas embraiagens, uma que serve para as relações ímpares e outra para as relações pares. Face a outras transmissões automáticas, destaca-se pelo baixo custo de produção.

Caixa de velocidades automática com conversor de binário

É uma caixa automática que incorpora um conversor responsável por fazer a comunicação da caixa de velocidades com a transmissão. Entre as vantagens mais comummente apontadas ao sistema estão a operação suave em trânsito urbano, robustez acima da média e fiabilidade.

Caixa de velocidades de dupla embraiagem

Com uma caixa automática de dupla embraiagem, em termos práticos, numa mudança de velocidade, a próxima velocidade já está pré-selecionada, mas ainda não está engatada. Mas, em três a quatro centésimos de segundo, uma embraiagem abre enquanto a outra fecha. E, desta forma, as passagens de caixa fazem-se de forma quase impercetível para o condutor.

Caixa de velocidades de variação contínua

Uma caixa CVT possui um controlador eletrónico e uma caixa automática.

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