Transmissão CVT

Solução contínua

Idéia antiga mas sempre aperfeiçoada, o câmbio de variação contínua chega aos nacionais com o Fit Texto: Fabrício Samahá - Colaboração: Bob Sharp

O motor de combustão interna gosta de funcionar em rotação constante. Isso porque as variações de vazão de ar, determinadas pelo abre-e-fecha da borboleta de aceleração, não são acompanhadas prontamente pelo combustível, embora o perverso efeito tenha sido contornado com êxito pelo gerenciamento eletrônico de injeção, incluindo-se aí o acelerador de comando elétrico. Mesmo assim, quanto mais constante for a rotação, melhor. É por isso que nas aplicações aeronáuticas, marítimas e estacionárias o motor de combustão interna está mais à vontade, funciona com mais eficiência e

Embora seja uma velha idéia na Europa, pois depois do DAF vieram outros com câmbio desse tipo na década de 1980, o CVT só agora chega a um automóvel brasileiro com o Honda Fit.

apresenta maior durabilidade. Foi pensando nessa questão que os irmãos holandeses Hubert e Vim Van Doorne puseram em produção em 1958, no automóvel DAF, o sistema Variomatic de câmbio automático de variação contínua.

O funcionamento do CVT: o movimento das laterais das polias equivale a alterar seu diâmetro, produzindo a variação de relação O eixo traseiro do DAF 55 e seu câmbio de variação contínua, com uma correia por lado

Além da facilidade de dirigir ao dispensar a troca manual de marchas, já conhecida com as caixas com conjuntos de engrenagens epicicloidais e conversor de torque de muitos carros americanos e alguns europeus na época, o sistema de variação contínua permitia ao motor funcionar em rotação constante. O novo câmbio, chamado de CVT

(continuously variable transmission, câmbio de variação contínua em inglês), trabalhava com infinitas relações de marcha dentro de uma ampla faixa, podendo selecionar a mais adequada a cada momento e variá-la de modo contínuo, sem os "degraus" habituais das caixas manuais e automáticas convencionais.

Seu princípio básico de funcionamento é similar ao do sistema de variação de relações do motor Lavalette, usado em ciclomotores Caloi e Monark. Uma correia (metálica no caso dos automóveis) liga duas polias com sulco em forma de “V” e largura variável. À medida em que as laterais de cada uma das polias se afastam, por um sistema hidráulico, a correia afunda em seu sulco, como se a polia tivesse menor diâmetro. Com as laterais mais próximas, ela corre mais na periferia da polia, simulando um diâmetro maior. A cada variação de diâmetro de uma polia corresponde uma variação inversa da outra, uma vez que a correia tem comprimento fixo. Nos ciclomotores, porém, apenas uma polia provocava a variação. Isso exigia que o pequeno motor de 50 cm³, montado com articulação no quadro, se deslocasse para trás à medida em que a relação era alongada.

Ajuda a entender esse afastamento e aproximação das laterais das polias o sistema usado nos motores Volkswagen arrefecidos a ar (de ventoinha elevada) para ajustar a tensão da correia trapezoidal de acionamento da ventoinha e do dínamo (depois alternador). Continua Próxima parte Técnica & Preparação - Página principal - e-mail Fotos: Fabrício Samahá e divulgação - Data de publicação: 8/7/03 © Copyright - Best Cars Web Site - Todos os direitos reservados

Colocando ou tirando arruelas entre as laterais modificava-se o diâmetro efetivo da polia, o que permitia o ajuste da tensão da correia.

A animação demonstra como a correia se desloca pelas polias variáveis

Variação de 5,8 vezes Com movimentos contínuos e opostos (uma se abrindo, a outra se fechando), as polias alteram a relação de transmissão, no caso do Fit, em 5,8 vezes  de 2,367:1 a 0,407:1 , variação normalmente mais ampla que em um câmbio manual (que em geral não chega a 5 vezes). Nos automáticos convencionais já existe variação semelhante nas modernas caixas de seis marchas. Mas o mais importante  e nisso a CVT é imbatível  é a variação ser contínua, como se o número de relações entre os limites fosse

São elas: P (parking , estacionamento, que mantém a caixa travada), R (reverse, ré), N (neutral , ponto-morto), D (drive, marcha normal à frente), S (sport , modo esportivo, gama de relações mais curtas) e L (low , modo de relações ainda mais curtas). As três primeiras são iguais quanto à função em caixas automáticas tradicionais, mas não as três últimas. Em D o câmbio escolhe entre três padrões de variação de relações, do mais econômico ao mais favorável ao desempenho, de acordo com a pressão no acelerador, graças ao controle eletrônico. Trata-se de uma adaptação ao modo de dirigir similar à que ocorre nos automáticos comuns mais modernos. No modo S também há seleção, mas entre dois outros padrões. Neste modo as relações são mais curtas que em D, o que amplia o efeito de freiomotor para declives e facilita acelerações e retomadas.

infinito, algo impossível de ser obtido nas caixas conhecidas.

A posição L, reduzida, encurta ainda mais as relações, mas sem limitar a velocidade

O CVT do Fit: na posição S as relações ficam mais curtas, para ampliar o freio-motor 

Isso habilita o fabricante a definir, sem complicação ou alto custo, através da relação do diferencial, um baixo regime de rotação em velocidades de viagem, sem prejuízo da capacidade de saída em rampa no que seria a primeira marcha (saiba mais sobre o escalonamento de um câmbio). Outro recurso possível, e que a Honda adotou no Fit, é o uso de relações um pouco mais curtas durante o período de aquecimento do motor, independente de intervenção do motorista. O seletor do CVT do Fit possui seis posições, em seqüência longitudinal e repetidas em mostrador no painel.

A posição L, indicada para subir ou descer  serras íngremes, faz o CVT produzir  relações ainda mais curtas que as das posições anteriores, gerando elevado freiomotor, o que permite poupar os freios e torna mais seguro o transporte de reboque. Mas, ao contrário do que poderiam pensar  os donos de Civic (que podem usar a mesma posição para manter o câmbio automático apenas entre primeira e segunda marchas), não limita o alongamento das relações. Se o motorista continua acelerando além do que corresponderia à rotação média de 5.000 rpm, este regime é mantido e a velocidade cresce  até a máxima se desejado. Trata-se de uma medida favorável à segurança, pois não impede o uso normal do veículo caso o motorista a selecione indevidamente ou se esqueça de retirar dessa posição  imagine-se perceber que está em L a 100 km/h, com o motor "cortando" durante uma ultrapassagem apertada. Continua

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Nisso não difere, aliás, da maioria das caixas automáticas com operação manual (como a Tiptronic).

Resistência do sistema Substituir um conjunto de engrenagens por um par de polias e uma correia parece simples, mas não é: uma correia especial, de alta resistência, é necessária. Na maioria dos CVTs é metálica, composta por centenas de anéis transversais (para a aderência às faces internas da polia) e fitas metálicas longitudinais (que tracionam os anéis e respondem pela resistência da correia).

A exceção é a M6 Hyper-CVT, desenvolvida pela Nissan para o sedã Primera do mercado japonês. Ao adotar um conversor de torque, como nos automáticos comuns, a marca eliminou o desgaste da embreagem na condição de câmbio engatado com veículo imóvel (saiba mais). Com isso, pôde usá-la com um motor de 2,0 litros, 190 cv e 20,7 m.kgf  de torque. Posterior evolução foi realizada pela Audi, que substituiu a correia por uma corrente de grande resistência, habilitando seu CVT  o Multitronic  a lidar com um V6 de 3,0 litros, 220 cv e 30,5 m.kgf nos modelos A4 e A6.

Rotação constante Na maior parte das situações, o comportamento do Honda Fit com caixa CVT assemelha-se ao de um automóvel com câmbio automático comum. As rotações sobem gradualmente com o aumento da pressão no acelerador, caem quando se alivia o pé e, no caso de uma pisada rápida até o fim (o chamado kick-down), sobem com rapidez para favorecer as retomadas. Mas há uma condição em que esse câmbio não se parece com nenhum outro. No painel do Fit, o indicador de marcha apontando o uso do modo esporte, S 

A falta de resistência foi a razão de alguns desses câmbios não terem sido bemsucedidos no passado. Na década de 80, apenas motores pequenos, de até 1,3 litro, utilizavam CVTs em modelos como Uno Selecta, Fiesta CTX e Subaru Justy. Nos anos 90 chegou-se a um grau de confiabilidade que permitiu seu emprego em modelos de 1,6 litro, como o Civic. No Fit, além do 1,35-litro disponível no Brasil, o CVT equipa a versão 1,5 de 108 cv vendida em mercados como o australiano.

O compacto câmbio do Honda Insight, modelo híbrido que também utiliza CVT 

Em uma aceleração com pressão constante no acelerador, não existe o sobe-e-desce de rotações das mudanças de marcha de caixas

No extremo de desempenho, a equipe Williams-Renault de Fórmula 1  a última de Ayrton Senna  já tinha pronto um carro com câmbio CVT para a temporada de 1994. Mas a Federação Internacional do Automóvel (FIA) determinou então que os câmbios teriam de ser exclusivamente manuais, com número de marchas entre quatro e sete, embora tenha liberado o comando eletromecânico que é utilizado até hoje, por meio de alavancas por trás do volante. Ao contrário dos câmbios automáticos comuns, o de variação contínua possui embreagem automática, similar àquela para caixas manuais (que no Brasil equipa, como opção, o novo Corsa 1,0 e o Mercedes Classe A).

manuais e automáticas comuns: o motor  sobe com relativa rapidez até determinada rotação e ali permanece, enquanto a velocidade vai aumentando. Esse regime pode ser baixo, como 2.000 rpm, ou chegar  ao de potência máxima, no caso do Fit 5.700 rpm, de acordo com o que o motorista exige pelo acelerador. Trata-se da melhor forma de aproveitar a potência disponível, mas no começo a sensação é desconcertante, pois os ouvidos parecem não perceber que a velocidade está aumentando. Continua

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Cientes de que isso não agradava a muitos motoristas, alguns fabricantes desenvolveram CVTs que imitam câmbios manuais  como já ocorrera com os automáticos comuns desde que a Porsche lançou o 911 com Tiptronic, em 1989. A primeira foi a citada M6 Hyper-CVT da Nissan, que estabelecia seis marchas “virtuais".

O recurso das relações “virtuais" abre possibilidades interessantes: uma, haver um escalonamento de câmbio adequado a cada perfil de uso, no mesmo automóvel. Suponhamos que dois motoristas, ambos adeptos das trocas de marcha manuais, compartilhem um carro mas tenham modos de dirigir diferentes. Um roda em baixas rotações e de modo mais suave; outro gosta de mudanças freqüentes, utiliza rotações mais altas e aprecia a sonoridade da pequena queda de giros do motor a cada troca de marcha. Eles poderiam obter, de um carro só, dois tipos

diferentes de escalonamento: um mais aberto, para o primeiro usuário, outro mais fechado para o segundo.

O M6 Hyper-CVT da Nissan: mudanças manuais seqüenciais ao estilo do Tiptronic 

Rodando no modo manual, a caixa simulava as seis relações, trocadas ao comando do motorista, porém sem a variação contínua. Em teoria seria possível estabelecer quantas marchas se quisesse, mas seis são mais que suficientes para qualquer carro atual (veja também no artigo sobre escalonamento).

Outra seria estabelecer escalonamentos distintos, permutados automaticamente, de acordo com o temperamento do motor de características variáveis  campo em que a própria Honda surpreendeu com o sistema VTEC em 1990, que no esportivo Civic VTi resultava em dois motores num só. Como as relações das marchas eram fixas, foi preciso encontrar um escalonamento que atendesse aos “dois” motores. Ocorreu que com o motor dócil (a fase em que o comando de válvulas mais manso atuava) as marchas ficaram próximas demais e, com o bravo, muito distantes. É apenas uma questão de tempo.

Já a Honda preferiu sete na versão do CVT com esse recurso oferecida para o Fit em muitos mercados  não no brasileiro, ao menos por enquanto , cujas mudanças se operam por botões no volante. Tire as dúvidas sobre o CVT O câmbio oferecido no Honda Fit traz tantas peculiaridades de funcionamento, em relação aos manuais e automáticos que conhecemos, que o BCWS preparou um guia no formato de perguntas e respostas para esclarecer as principais dúvidas que o leitor possa ter.

Sim, mas em menor proporção: vai de 1,326 a 2,367 apenas. Contudo, nessa marcha funciona um limitador antecipado de rotações, a cerca de 4.800 rpm, que também atua nas posições P e N. Em função dele, a velocidade em ré não supera 40 km/h, a média dos carros de câmbio manual.

> É possível dar partida com uma marcha engatada?

> O que acontece ao engatar a ré ainda rodando para a frente?

Não. Como nos automáticos comuns de hoje, o motor Em baixa velocidade, até por volta de 10 km/h, a de partida só é acionado se a alavanca estiver em P ou marcha à ré é engatada. Mas o carro só interrompe o N. movimento, passando a rodar para trás, ao ser acelerado. Continua > As relações de marcha variam também em marcha à ré?

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Em velocidade superior, embora a alavanca passe para O que pode vir a se tornar problema mesmo é que o a posição de ré, o câmbio fica em ponto-morto até que motorista, ao descobrir que pode manter o carro se caia para a faixa de 10 km/h. parado “no acelerador” mesmo em subidas mais acentuadas, passe a utilizar esse recurso e a provocar > A seleção entre as posições D, S e L pode ser rápido desgaste da embreagem, que não é coberto pela feita a qualquer velocidade? garantia. Sim. De acordo com a velocidade e o modo como o acelerador vinha sendo movimentado, pode ocorrer ou não um aumento de rotação ao passar para uma posição com relações mais curtas (de D para S, ou de S para L, ou mesmo de D para L diretamente). Caso o motor já esteja no regime de potência máxima no momento da mudança, seu efeito só será sentido quando o motorista aliviar o pé, através do maior freio-motor.

Como em todo câmbio automático, é importante lembrar que a ausência de pedal de embreagem permite usar o pé esquerdo para frear, o que facilita a saída. > Para arrancadas vigorosas pode-se segurar o carro no freio até o motor atingir a melhor rotação?

É possível, mas não deve ser usado j amais, pois a embreagem pode inutilizar-se rapidamente. O motor só atinge cerca de 2.500 rpm enquanto o freio é acionado, rotação comparável à de estol de alguns câmbios Não. Se o motorista tenta passar a qualquer marcha automáticos. O indicado é liberar o freio e então com o veículo em movimento, o comando é i gnorado e acelerar totalmente, o que logo leva o motor a seu o câmbio permanece em ponto-morto. Vale observar regime de potência máxima. que em câmbios automáticos comuns o “tranco”  também não é possível há muito t empo. > O câmbio CVT permite usar o motor pelo método carga, para poupar combustível? > O CVT possui avanço lento? Não. Pressionar a fundo o acelerador, mesmo que Sim. Este efeito, chamado em inglês de creeping (do gradualmente, provoca encurtamento de relação pelo verbo to creep, rastejar), indica que o carro se move câmbio, eliminando a vantagem. Por isso, o motorista sozinho com uma marcha engatada e o freio liberado, habituado a este método obterá menor consumo com o mesmo sem se usar o acelerador. É um fator de Fit de caixa manual. Mas o CVT traz mais economia do conveniência no tráfego lento, pára-e-anda, embora que o automático tradicional, que perde energia devido exija o uso constante dos freios para o manter parado. ao conversor de torque. > O CVT permite partida com o carro sendo empurrado ("tranco")?

É importante salientar que o efeito de avanço sempre impõe desgaste de embreagem, mesmo com o carro no plano mantido imóvel com o freio. O ideal é procurar não usá-lo, colocando o câmbio em pontomorto. Embora a fábrica tenha previsto o avanço lento e o efeito sobre o revestimento do disco de embreagem, todo atrito provoca desgaste. O que o fabricante quis fazer  dar ao câmbio um “jeito” de automático  pode sair caro para o bolso do consumidor. > O Fit mantém-se parado em aclives, sem uso dos freios? Ele recua ao arrancar nessas condições? Mantém-se parado, mas só em aclives suaves. Nos mais pronunciados recua, como ocorre com os câmbios automáticos (só que o motor não morre, ao contrário de alguns destes) e também dos manuais com embreagem automática.

> O câmbio tem alguma rotina de manutenção prevista? Sim: apenas a troca do fluido (ATF, mesmo tipo usado nos automáticos comuns) aos 80.000 km ou 4 anos, e depois a cada 60.000 km ou 3 anos. A capacidade total é de 6 litros, mas na troca só saem 2,7 litros. > Há no câmbio alguma previsão para uso em caso de defeito no sistema eletrônico, de maneira que o veículo possa chegar a uma oficina pelos próprios meios? Sim. O manual do Fit orienta o motorista a levar o carro a uma concessionária, sem acelerações rápidas, caso a luz da posição D no indicador de marchas do painel pisque com o veículo em movimento, em qualquer marcha.

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