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Como funcionam os câmbios manuais

Para você entender o funcionamento e seus componentes.

Os motores de combustão interna operam em altas velocidades, portanto, uma redução na engrenagem é necessária para transmitir energia para as rodas motrizes, que giram muito mais lentamente.

A caixa de câmbio fornece uma seleção de engrenagens para diferentes condições de direção: partida em pé, subida de uma encosta ou cruzeiro em superfícies niveladas. Quanto mais baixa a engrenagem, mais lentas as rodas rodam em relação à velocidade do motor.


Caixa de engrenagens de malha constante

A caixa de velocidades é o segundo estágio no sistema de transmissão, após a embreagem. Geralmente é aparafusado à parte traseira do motor, com a embreagem entre eles. A alavanca de câmbio , operada pelo motorista, é conectada a uma série de hastes de seleção na parte superior ou lateral da caixa de câmbio. As hastes do seletor ficam paralelas aos eixos que transportam as engrenagens.
O design mais popular é a caixa de engrenagens de malha constante. Tem três eixos: o eixo de entrada , o eixo secundário e o eixo principal, que correm nos mancais da caixa de engrenagens.
Há também um eixo no qual o pinhão intermediário da engrenagem de reversão gira.
O motor aciona o eixo de entrada, que aciona o eixo secundário. O eixo de suspensão gira as engrenagens no eixo principal, mas elas giram livremente até serem travadas por meio do dispositivo sincronizado, que é estriado no eixo.

É o dispositivo sincronizado que é, na verdade, operado pelo motorista, através de uma haste seletora com um garfo que move o sincronizador para engatar a engrenagem.
O anel de bloqueio, um dispositivo de atraso no sincronizador, é o refinamento final na caixa de velocidades moderna. Evita o engate de uma engrenagem até que as velocidades do eixo sejam sincronizadas.

Em alguns carros, uma engrenagem adicional, chamada overdrive , é montada. É maior do que a marcha mais alta e, portanto, proporciona uma condução econômica em velocidades de cruzeiro.


Como funcionam as relações de transmissão

Neutro
Todas as engrenagens, exceto as necessárias para reversão, estão constantemente em malha. As engrenagens no eixo de saída giram livremente em torno dele, enquanto as do eixo estão fixas. Nenhuma unidade está sendo transmitida.

Primeira marcha
Na primeira marcha, a menor engrenagem no eixo (com o menor número de dentes) é travada, passando pela maior engrenagem no eixo principal, proporcionando alto torque e baixa velocidade para uma partida em pé.

Segunda marcha
Na segunda marcha, a diferença de diâmetro das engrenagens nos dois eixos é reduzida, resultando em maior velocidade na estrada e menor aumento de torque. A relação é ideal para escalar montanhas muito íngremes.

Terceira marcha
Na terceira marcha, uma engrenagem ainda maior no chassi aumenta ainda mais a velocidade de avanço, mas reduz o aumento de torque. A terceira marcha é adequada para escalar baixos gradientes e proporciona agilidade na direção da cidade.

Quarta marcha
Na quarta marcha, o eixo de entrada e o eixo principal são travados juntos, fornecendo “acionamento direto”: uma revolução do eixo da hélice para cada revolução do virabrequim. Não há aumento no torque.

Marcha ré
Para a inversão, uma engrenagem intermediária é interposta entre as engrenagens nos dois eixos, fazendo com que o eixo principal inverta a direção. A marcha à ré geralmente não é sincronizada.

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Sincronizando as engrenagens

O dispositivo synchromesh é um anel com dentes no interior que é montado em um cubo dentado que é estriado no eixo.

Quando o motorista seleciona uma engrenagem, as superfícies de atrito em forma de cone correspondentes no cubo e o comando de transmissão da engrenagem, da engrenagem girando através do cubo para o eixo, sincronizando as velocidades dos dois eixos.

Com o movimento adicional da alavanca de velocidades, o anel se move ao longo do cubo por uma curta distância, até que seus dentes se engrenem com os dentes chanfrados na lateral da engrenagem, de modo que o cubo e a engrenagem ranhurados sejam travados juntos.

Projetos modernos também incluem um anel de apoio, interposto entre as superfícies de atrito. O anel baulk também tem dentes de cão; é feito de metal mais macio e é um ajuste mais solto no eixo que o cubo.

O anel de apoio deve estar localizado precisamente no lado do cubo, por meio de orelhas ou "dedos", antes que seus dentes se alinhem com os do anel.

No tempo que leva para se localizar, as velocidades dos eixos foram sincronizadas, de modo que o motorista não pode fazer nenhum dente colidir, e o synchromesh é considerado "imbatível".

A maioria dos carros modernos tem sincronização em todas as marchas à frente, mas nos carros anteriores não é fornecida na primeira marcha.