Durante qualquer trecho percorrido por um veículo, o condutor sentirá a necessidade de administrar velocidades distintas, às vezes, aumentá-la para ir mais rápido, às vezes, desacelerar, ir devagar. Para que o veículo possa ser capaz de se deslocar em diversas escalas de velocidades foi criado o sistema de câmbio, ou transmissão.
A transmissão (ou câmbio), em síntese, é o sistema formado por um conjunto de engrenagens que permite ao condutor regular a velocidade e o torque apropriados às condições de locomoção do veículo.
Vale relembrar que o torque de um motor é, no universo automobilístico, a medida da capacidade de um veículo para desenvolver força.
Princípios básicos
É o câmbio que comunica às rodas do veículo a potência do motor transformada em energia mecânica. Em veículos convencionais (com motor dianteiro), a transmissão se inicia no volante, passando pela embreagem, caixa de câmbio, eixo de transmissão e pelo diferencial, até alcançar as rodas traseiras.
Nos veículos com motor frontal e tração nas rodas dianteiras ou veículos com o motor e tração traseiros, o câmbio é feito através de eixos curtos, dispensando o eixo transmissão.
O diferencial permite que as rodas girem em diferentes velocidades. Trata-se de um dispositivo mecânico que tem a função de dividir o torque do motor, de modo igual, entre dois semieixos possibilitando o giro das rodas em rotação diferentes.
As engrenagens do diferencial transferem as rotações da esquerda para direita da transmissão, transformando em movimento para frente, ou transferem as rotações da direita para esquerda (no caso da marcha ré, que muda o sentido de rotação do eixo cardan).
Função da caixa de marchas
A caixa de câmbio (ou de marchas) funciona como um multiplicador de força e/ou velocidade do motor, permitindo que o motor forneça às rodas a força adequada para o deslocamento do veículo a cada nova situação (acelerar, desacelerar, deslocar em aclives ou declives etc).
À cada marcha ou velocidade do câmbio, a proporção de rotação do motor e a rotação do eixo varia de modo concomitante. Quanto maior a rotação do motor em relação à rotação do eixo, maior será a força e menor a velocidade.
No caso contrário - de menor rotação - maior será a velocidade e menor percentual de força.
Sabemos que a escala de possibilidades de velocidades que um veículo é capaz de desenvolver pode ser infinita, portanto, delimita-se, muito mais por questões de praticidade e de dirigibilidade, que uma caixa de velocidades pode possuir 5 marchas (velocidades), em média, dependendo do tipo de veículo. A marcha ré, note-se, não entra na contagem, por se tratar de uma marcha invertida.
Nos veículos pesados, como caminhões e veículos off road, pode-se chegar a 18 ou 36 marchas.
Importante entender que a quantidade de marchas de um veículo não significa a potência do seu motor. Em realidade, quanto mais torque tiver o motor, menor será o número de marchas necessárias para realização o deslocamento. Logo, veículos com motores mais potentes possuirão menor quantidade de marchas na caixa de câmbio.
O padrão "H" de troca de marcha
O câmbio manual adota o padrão "H" para a realização das trocas de marchas para frente, para a ré e para ponto-morto - na barra transversal do desenho da letra H.
O sistema atual é inspirado na pioneira configuração de marchas no padrão "H", patenteado em 1902, por James Packard (da Packard Motor Car Company) e o engenheiro William Hatcher.
Os tipos de câmbio
Existem dois tipos básicos de câmbio para proporcionar a marcha adequada ao deslocamento de um veículo. O sistema de câmbio mecânico, que é um conjunto de engrenagens e alavanca engatadas individualmente, e o sistema de câmbio automático, que detecta e realiza de modo autônomo a troca de marcha (velocidade).
De acordo com modo de funcionamento da caixa de câmbio, existem três variações mais comuns de transmissão manual: a manual propriamente dita, a robotizada (ou pilotada) e a robotizada (ou pilotada) com dupla embreagem.
Câmbio Mecânico ou manual
No sistema de Câmbio mecânico, a marcha adequada para o deslocamento veicular é selecionada através do posicionamento da alavanca do câmbio, instalada na cabine do motorista. Dependendo do modelo do veículo, ela pode ser auxiliada por válvulas pneumáticas ou hidráulicas.
A alavanca da caixa de câmbio funciona com um mecanismo de seleção de marcha e engate simultâneo à embreagem. Na operação de mudança de marcha, a função do uso da embreagem é a de interromper o torque do motor. Ou seja, o motor e a transmissão são desconectados, durante a troca de marcha (de modo que o motor pode seguir funcionando, mesmo se o veículo estiver parado), e reconectado, progressivamente, por meio da embreagem.
O movimento da alavanca de marchas para o lado seleciona as hastes (escolha das marchas). Se a alavanca é movida para frente, faz engatar uma determinada marcha para o veículo avançar. Se ela é movida para traz, aciona a marcha ré.
História e Tendência
Dede 1791 - quando o inventor russo Ivan Kulibin criou um veiculo equipado com freios, volante do motor, rolamentos e caixa de marchas - até 1936 (com o surgimento da transmissão automática), o câmbio mecânico reinou sozinho como único sistema veicular para possibilitar mudanças de velocidades.
Os especialistas do mercado automobilístico avaliam que o sistema de câmbio mecânico proporciona menor segurança e maior desgaste dos componentes dos veículos e a tendência é de sua extinção progressiva no setor.
O risco de “extinção” do câmbio manual aumenta ainda mais com o surgimento de novas tecnologias que representem a substituição dos atuais motores à combustão por motores elétricos com tecnologias de chaveamento elétrico. O chaveamento elétrico garante ao motor condições de torque mais constante em quase todo o movimento veicular. Com tal tecnologia, o próprio motor funciona em uma única marcha independemente de qual seja a velocidade, dispensando-se assim a caixa de transmissão.
Vantagem e desvantagem
Contudo, embora o fato do câmbio automático mostrar toda a sua força de domínio mercadológico - e que isso seja um importante dado a se levar em consideração no momento de eleger entre um tipo ou outro, é verdade que também é recomendável avaliar com bastante atenção as vantagens e desvantagens de sistema ou outro.
Desvantagem do câmbio manual
Em geral, as desvantagens deste tipo de câmbio listadas pelo setor condensam-se praticamente na inevitável necessidade de troca de marchas de modo manual, o que requer habilidade e atenção.
Isto é de significativo valor para aqueles que dirigem intensamente na cidade ou aqueles que enfrentam longas viagens nas estradas, pelo fato de ter que pisar na embreagem a cada troca de marcha.
O Câmbio mecânico requer uma manutenção mais constante do que os automáticos, significando que o proprietário terá maiores custos na garantia de seu pleno funcionamento.
No sistema mecânico, as peças da engrenagem sofrem maior desgaste, diminuindo-se sua vida útil, em comparação com o sistema automático.
Vantagens do câmbio manual
- Veículos com câmbio mecânico são mais econômicos e mais barato do que os automáticos.
- A caixa de câmbio mecânico permite o maior numero da marcha que o automático.
- A manutenção do sistema de transmissão mecânica é mais barata, não exigindo mão de obra especializada.
- Em veículos equipados com câmbio manual, o consumo de combustível é inferior ao automático, principalmente em perímetros que obrigam o uso frenquente da embreagem, como as cidades.
- Em comparação com os veículos com transmissão automática de marchas, o desempenho do câmbio mecânico é melhor.
Possíveis problemas na transmissão
Manual ou automático, o sistema de transmissão do veículo também requer constante manutenção e observação para detectar possíveis problemas em seu funcionamento.
A seguir listamos alguns dos problemas mais comuns no sistema de câmbio mecânico.
A marcha não entra
Este problema é muito comum em transmissões manuais. Quando o pedal da embreagem é pressionado, a marcha não entra, não muda. Pode acontecer com o veículo parado ou quando o condutor precisa fazer a mudança de marcha.
As causas possíveis para que isso aconteça podem ser:
- O fluido de transmissão (óleo lubrificante da caixa de marcha) esteja em um nível muito baixo;
- O fluido de transmissão não tenha a viscosidade adequada;
- Ou ainda que os cabos de marcha ou sua conexão com a embreagem necessitem de ajustes.
Ruídos no câmbio em ponto morto
Um nível de fluído muito baixo – ou uso de lubrificantes não adequados - também pode gerar ruídos, mesmo quando a transmissão está em ponto morto. Em sistema de câmbio mecânico, é ainda um sinal de que algumas peças podem estar desgastadas e precisam ser substituídas.
Rangidos, tremidos e chiados em geral
Um problema corriqueiro que pode aparecer na caixa de transmissão manual é o chiado ou rangido (chamado de “rasgando a marcha”) com tremido forte que o condutor sente na alavanca, quando vai passar a marcha. Se o condutor engata a marcha completamente e em seguida escuta o rangido forte da marcha, pode ser que a embreagem esteja danificada ou desajustada.
Outra razão para o ruído na hora de passar a marcha pode ser problema em uma ou mais da sincronização do câmbio.
Nos veículos com transmissões manuais problemáticas, os sons de alerta são geralmente mais abruptos ou mecânico. Quando no momento da mudança de marcha, se ouve um clique isso pode significar um sério problema, e o melhor a fazer é revisão com um profissional.
Transmissão não responde bem
O sistema de transmissão de um veículo deve gerar corretamente as mudanças de marcha que foram projetadas para ele. Quando a marcha não entra, pode ser um aviso de que algo está errado.
Se a transmissão é manual, é possível notar que depois de fazer a mudança de velocidade (marcha), o carro acelera, mas não se desloca tão rápido quanto o motor está empurrando. Neste caso, o problema pode ser apenas uma embreagem danificada ou pode ser outro motivo mais grave.
Embreagem arrasta ou fica presa
A embreagem se arrasta quando a alavanca não consegue liberar o opressor da bandeja do disco, no momento em que o condutor pressiona o pedal de embreagem. Neste caso, não é possível fazer a mudança de marcha porque a embreagem está engatada e girando junto com o motor. Consequentemente, o câmbio de marcha “rangerá” ao movimentá-lo.
Este problema é frequentemente associado a um pedal da embreagem muito solto, demasiado jogo de cabos ou ainda quando a união entre o pedal e o disco de embreagem não tem espaço suficiente para desenganchar o disco.
Cheiro de óleo queimado
A presença de cheiro de óleo queimado pode significar superaquecimento da transmissão. Em condições normais, o fluido de transmissão não só garante a lubrificação, como faz a manutenção da temperatura adequada, impedindo que os componentes se queimem.
Em alguns veículos, a caixa de marcha tem seu próprio radiador refrigerando e movendo o fluído para transportar o calor para longe da unidade de disco.
A principal razão para o superaquecimento na caixa de câmbio é o nível de óleo inadequado para a transmissão. Outro motivo pode ser a existência de sujeira no fluído e é precisa substituí-lo.
Mau estado do Fluído na Transmissão
Como já vimos, uma das funções do óleo na caixa de câmbio é também de lubrificação, garantindo a proteção dos componentes internos da caixa contra o desgaste prematuro e oxidação.
Com o tempo de uso, as engrenagens da caixa de mudança de marchas sofrem desgaste e o óleo perde a viscosidade e suas propriedades aditivas, deixando de cumprir a função lubrificante. O período indicado para a troca do óleo varia entre 45 mil e 50 mil km rodados ou um período de três anos.
Mas se o lubrificante estiver em mau estado, escuro e cheirando a queimado, exige troca imediata.
Vazamento de líquido
Uma das maneiras mais fáceis de identificar que a caixa de marcha precisa de atenção é o derramamento de fluído de transmissão. O fluído é vital para o seu funcionamento. É preciso ficar alerta às manchas de óleo no solo, debaixo do veículo. Na suspeita de vazamentos, é aconselhável fazer revisão com pessoas profissionalizadas.
Curiosidade
Via de regra, a transformação do câmbio mecânico em automático é desaconselhada, devido ao alto custo da mão de obra e da substituição de uma grande quantidade de peças. Por tanto, se a intenção do proprietário é abandonar o câmbio mecânico para adotar o automático, o melhor a fazer é adquirir um veículo que já venha com o equipamento de fábrica.