Um século de Transmissão Automática
Friday, 29 August 2014 04:46
A coluna do mês passado fez tanto sucesso que nosso gerente, Fernando Paiva, enviou os mais de 100 emails pedindo que eu falasse mais sobre embreagem, e eu decidi que seria melhor falar, ou melhor, contar uma estória centenária e que está cada vez mais presente na vida dos motoristas atuais.
O primeiro sistema de transmissão, conhecido semi-automático, apareceu em 1901 como a invenção de Amede Bollée em LeMans, na França. Bollée desenvolveu um sistema de pás de deslocamento precoce elaborado consistindo de um círculo de alumínio, que era essencialmente uma pequena roda de direção, no meio de uma grande roda de direção. A roda interna permitia que o motorista pudesse trocar as quatro marchas sem embreagem. O tipo "Bollée F" o carro Torpédo de 1912 utilizou este sistema. Em 1931, Reo introduziu o Prazo de Shifter semi-automática no Reo Royale. O sistema consistia de duas transmissões:. Um manual de duas velocidades com embreagem e segundo automático operado por um "T-handle" no painel de instrumentos que quase necessário um diploma de engenharia mecânica para descobrir como usar.
A General Motors teve um pouco de uma relação de amor e ódio com a transmissão semi-automática. Manny Buick, por exemplo, importunado suas equipes de engenharia para chegar a alguma coisa, mas nunca pareceu satisfeito com opções semi-automáticas oferecidas nos anos pré-guerra. Em 1937, os inventores Oscar Banker e Earl Thompson desenvolveram separadamente seus sistemas semi-automáticos. Thompson trabalhou para a GM e Banker para a "New Gear Process". Thompson havia patenteado suas transmissões "preseletor" antes de ingressar na GM em 1932. Uma versão utilizou um conjunto de engrenagens e um overdrive automático. Outra unidade utilizada "gear sets" planetários gêmeos, um dos quais foi operado manualmente, enquanto o outro usou um sistema hidráulico para controlar automaticamente as mudanças de velocidade. Banker utilizou um sistema de embreagem "sprag" que desengatado uma embreagem ao mesmo tempo em contratar um segundo. GM rejeitou invenção do banqueiro, mas o sistema semi-automático de Thompson evoluiu para a transmissão Automática de Segurança Oldsmobile, ou AST. No entanto, a AST não era confiável.
Acima, um diagrama com as partes do sistema e, abaixo, como funcionavam os primeiros sistemas hidramáticos.
A AST tinha quatro marchas para frente, usando uma engrenagem planetária definida e uma embreagem de fricção. Cadillac e Oldsmobile usaram a AST em alguns modelos de 1937 à 1939. A Buick utilizou o sistema em 1938, no "Buick Special" por tempo limitado. Em suma, a Transmissão Automática de Segurança foi praticamente considerada como um fracasso desde o início. Além de ser pouco confiável, a AST foi uma opção que variou de 80 a 140 dólares nos modelos Oldsmobile para os compradores do veículo.
Embora mal sucedida com a Transmissão Automática de Segurança, uma versão seguinte da AST pela General Motors chamado Hydra-Matic se tornaria lendária. Esta transmissão totalmente automática (a primeira transmissão sem necessidade de pedal de embreagem) estreou-se como um "opcional" do Oldsmobile de 1940, onde o interessado pagaria 57 dólares pelo requinte. A Hydra-Matic foi o primeiro transmissão totalmente automática do mundo produzido em massa e utilizados comercialmente.
Assim como a publicidade da Oldsmobile tinha exagerado as capacidades e confiabilidade da Transmissão Automática de Segurança, anúncios que promovem a nova transmissão Hydra-Matic foram igualmente ousados. Um anúncio alegou que a transmissão Hydra-Matic representou o avanço tecnológico mais significativo desde o arranque eléctrico. Outro anúncio alegou que a transmissão Hydra-Matic permitia uma economia de combustível entre 10 a 15% em relação a uma caixa padrão. Mas, desta vez, foi tudo verdade. A transmissão totalmente automática foi verdadeiramente inovador e estabeleceu os princípios das futuras transmissões automáticas a serem projetadas e construídas.
Cartaz da propaganda da Oldsmobile sobre seus carros com o revolucionário sistema de transmissão hidramática.
O sucesso comercial doi estrondoso. Em 1941, cerca de 40% de todos os automóveis de passageiros Oldsmobile e 30% de todos os automóveis de passageiros Cadillac vendidos em os EUA foram ordenados com transmissões Hydra-Matic. Em 1942, quando as plantas de fabricação de automóveis pararam veículos para construir máquinas de guerra de fabricação, mais de 200.000 carros com sistema Hydra-Matic transmissões automáticas tinham sido vendidos. Até os tanques de guerra que foram para o front usaram o sistema!
Depois do final da II Guerra Mundial, o mercado americano para carros com transmissão automática continuou crescendo. No final de 1948, 86% dos veículos de passageiros novos vendidos Oldsmobile foram equipados com o opcional (e mais caro) de transmissão Hydra-Matic. Durante esse mesmo ano, as vendas de veículos de passageiros Cadillac Hydra-Matic equipados havia atingido 95%.
Foi neste ano que a primeira transmissão totalmente automática, utilizando um conversor de torque foi introduzido pela Buick. Buick chamado a sua transmissão a "Dynaflow". Packard e Chevrolet prontamente seguido Buick com os seus próprios projetos de transmissão, os quais incorporaram o uso de um conversor de torque. Packard introduziu o Ultramatic, de transmissão totalmente automática em 1949 e Chevrolet introduziu o Powerglide, transmissão totalmente automática em 1950 Enquanto estas transmissões teve apenas duas velocidades para a frente, o uso de um conversor de torque habilitado multiplicadores de torque adicionais, aumentando efetivamente as relações de marchas para a frente e velocidades para a frente.
Acima, o sistema Jetaway da Buick. Abaixo, um sistema diferenciado, usado no Eldorado Toronado nas décadas de 60 e 70.
Os primeiros sistemas de transmissões automáticas usando conversores de torque foram desenvolvidos por Borg Warner no início de 1950 para uma série de montadoras, incluindo Ford e Studebaker. Em 1953, a Chrysler apresentou um conversor de torque de duas velocidades "Power Flite", impulsionando o mercado de transmissões automáticas. Outros fabricantes de veículos, incluindo Rolls Royce, Hudson, Bentley e até mesmo Lincoln (uma divisão da Ford Motor Company) comprado transmissões Hydra-Matic da General Motors para preencher as suas necessidades.
Ao longo da década de 50, a General Motors produziu várias sistemas de conversor de torque. O "Dynaflow" e "Turboglide" são dois exemplos do sistema que usou turbinas nas transmissões com conversor de torque. Nessas transmissões, a mudança ocorreu no conversor em vez de usar válvulas de pressão para mudar as velocidades usou conexões de engrenagens planetárias torque. Com estas transmissões de conversor de binário, cada turbina foi ligada ao eixo de acionamento por meio de um eixo de engrenagens diferentes. Em vez de mudanças de velocidades, as diferentes relações de transmissão passaram a mudar gradualmente de acordo com a velocidade, o que permitia transições muito suaves de uma relação de transmissão para a seguinte.
Já nas décadas de 60 e 70, os sistemas que competiam entre si no mercado, de duas e quatro velocidades de projeto de acoplamento fluido transmissões automáticas tinham sido substituídos pelas transmissões de três velocidades, que utilizam conversores de torque. Um detalhe interessante deste sistema e que eu não mencionei antes foi que o fluido utilizado na transmissão automática continha óleo de baleia, o que foi interrompido em torno deste tempo. Contudo, os conversores de torque ainda são usados ​​em câmbios automaticos modernos de hoje em dia.
O sistema do Corvair, usado na década de 60, foi considerado revolucionário.
No final dos anos 70 as transmissões automáticas de três velocidades foram rapidamente sendo substituídas por transmissões automáticas com sobremarcha, que possuiam quatro ou mais marchas para frente. Até o início dos anos 80, a maioria das montadora ofereceu transmissões automáticas com "overdrive". As transmissões com sobremarcha eram mais eficientes e proporcionam maior economia de combustível do que as transmissões de três velocidades. Outra melhoria na eficiência e economia de combustível veio com a introdução do conversor de torque de "lock-up", por volta dessa mesma época. Como o nome implica, o conversor de torque de "lock-up" bloqueia o conversor de torque da bomba para a turbina do conversor de torque quando o veículo atinge a velocidade de cruzeiro. Ao bloquear estes dois componentes juntos em velocidade de cruzeiro o deslizamento é eliminado permitindo que toda a potência do motor para ser passado através da transmissão às rodas motrizes sem o motor girar em falso.
Foi a partir dos anos 80 que os avanços se deram mais rapidamente com a chegada da eletrônica aos veículos. As alterações mais significativas (melhorias) em design de transmissão automática, desde a década de 1980 até o momento são o número de engrenagens da frente transmissões têm agora eo interruptor de controle mecânico controlado eletronicamente para operações de transmissão.
As transmissões automáticas de quatro velocidades da década de 1980 permaneceram disponíveis na década seguinte, mas foram sendo aos poucos substituídas pela próxima geração de caixas de velocidades automáticas com cinco e seis velocidades para a frente. Em meados do final dos anos 2000, os primeiros sistemas de sete e oito velocidades começaram a ser oferecidos em determinados veículos top de linha.
Motor atual montado com sistema de transmissão automática.
Mais recentes, as transmissões automáticas controladas eletronicamente evoluiram ao ponto de coletar os dados recebidos de vários sensores eletrônicos e usar uma unidade de controle eletrônico (ou um módulo dedicado controle de transmissão (TCM) ou Módulo de Controle do Motor (ECM) para operar solenóides no corpo das válvulas para mudar de marcha.
Este processo permite que mudanças mais precisas do que as mudanças produzidas em uma transmissão automática controlada mecanicamente mais rápidas do que as dependentes de um cabo ou de vácuo operado por modulador para determinar os turnos nas engrenagem turnos. O tempo que uma transmissão mecânica controlada leva para mudar de marcha também é mais lenta, o que provoca deslizamento e aumenta o calor na transmissão. mudanças mais lentas também aumentam o consumo de combustível.
Além dos benefícios e vantagens acima, as transmissões controladas eletronicamente também são mais confiáveis ​​do que as unidades controladas mecanicamente.
A capacidade da transmissões automáticas controladas eletronicamente de reunir e processar grandes quantidades de informação em poucos milissegundos, combinadas com os sistemas de controle avançado baseado em lógica "Fuzzy" (um método de sistemas de controle de programação), dá ao equipamento uma capacidade praticamente ilimitada. Algumas dessas transmissões já são capazes de aprender e ajustar a forma como eles mudam com base nas condições de viagem.
Acima, a transmissão do Cadilac, de 1948. Abaixo, um dos sistemas mais modernos da ZF. No fundo, não mudou muito.
Por exemplo, ao dirigir através de um terreno montanhoso, algumas transmissões automáticas controladas eletronicamente vai aprender a fazer um "downshift" automaticamente a fim de controlar a velocidade, o que acrescenta uma medida de segurança e reduz o desgaste no sistema de freios. Outro exemplo ocorre quando a condução nas curvas onde a transmissão aprende a permanecer numa determinada condição nas curvas, em vez de fazer continuamente "upshifting" e "downshifting" de marchas cada vez que o carro fica mais lento quando entrar em uma curva e acelera depois de sair do turno.
Aonde a evolução eletrônica ainda vai nos levar no futuro é um horizonte de possibilidades ilimitadas. Quem sabe, no futuro, volte a escrever sobre este assunto com grandes novidades para nossos leitores que acompanham minha coluna e quem sabe marido larga dessa teimosia de continuar pisando errado na embreagem e "raspando marchas" nas ladeiras de Salvador.