A maioria dos motoristas pensa em escolher um carro como uma escolha entre um ou outro. Você pode usar o pedal da embreagem e a marcha ou deixar a automática fazer o trabalho pesado com um conversor de torque e engrenagem planetária. No entanto, também existe um meio-termo. Isso geralmente é chamado de manual semiautomático, automático ou sem embreagem. O termo técnico é transmissão de dupla embreagem.
As equipes de corrida usam transmissões manuais sequenciais há muitos anos. Com um carro disponível comercialmente? Isto é mais recente. A indústria define este segmento com um modelo específico: Direct Shift Transmission (DCT). Observamos como essas máquinas funcionam, como elas se comparam às máquinas automáticas e manuais tradicionais e por que alguns especialistas dizem que este é o futuro das mudanças.
Faça ou deixe pra lá
O DCT funciona efetivamente como duas transmissões manuais empilhadas na mesma caixa. Para compreender sua importância, precisamos lembrar como funcionam os manuais padrão. Pressione a embreagem. Isso pode fazer com que o motor se desengate da transmissão, reduzindo a potência. Mova a alavanca para deslizar a engrenagem para o próximo tamanho de engrenagem. O sincronizador engata as engrenagens e para de ranger. Solte a embreagem. A energia foi restaurada.
Isso cria uma lacuna. Desligue a energia e ligue-a novamente. Essa confusão pode causar “carga de choque”. Um motorista profissional pode despistar os passageiros durante a troca.
Uma configuração de dupla embreagem usa duas embreagens, mas não requer pedal. Como em um carro normal, a eletrônica e a hidráulica complexas controlam a embreagem, mas a embreagem opera de forma independente. Uma embreagem controla as marchas ímpares (1ª, 3ª, 5ª e ré). O segundo controla as marchas pares: 2ª, 4ª e 6ª.
Esta configuração permite a mudança sem perturbar a transmissão de potência para a transmissão. Acontece em ordem.
Eixo de transmissão de embreagem dupla
Este projeto é baseado em dois eixos concêntricos. O eixo externo usa engrenagens pares. O eixo interno usa um número ímpar de engrenagens. Eles giram de forma independente.
Quando você engata a terceira marcha, a potência do motor flui através da primeira embreagem para o eixo ímpar. Mas a segunda embreagem já seleciona a 4ª marcha. As engrenagens estão no lugar. A sincronização funciona. Tudo que você precisa é de torque.
Quando o carro passa pelo ponto de câmbio, a eletrônica fecha a segunda embreagem e abre a primeira. A potência é imediatamente transferida dos eixos ímpares para os pares. Não há lacunas. Sem choque.
É por isso que o DCT parece mais rápido. Elimina interrupções de torque comuns em manuais tradicionais. Mas não se trata apenas de velocidade. É tudo uma questão de eficiência. Ao contrário do acoplamento hidráulico de um conversor automático de torque, ele possui uma conexão mecânica direta. Aproveite a eficiência da operação manual e a conveniência da automação.
No entanto, não é isento de peculiaridades. O sistema hidráulico pode parecer instável em baixas velocidades. Engatar a embreagem requer tempo preciso. Se o software hesitar, você sentirá isso. Isto é um compromisso. Substitui a conexão puramente mecânica da haste por um complexo circuito hidráulico duplo.
O resultado é uma transmissão que muda de marcha com uma rapidez incrível e uma eficiência quase brutal. É um compromisso entre o envolvimento do condutor e o conforto. Se a complexidade da manutenção vale a pena é uma grande questão para os compradores de hoje.
Descrição da arquitetura de embreagem dupla
O guia padrão é simples. Este é o eixo de entrada. Levante o pedal, retire a marcha, mude e coloque de volta. É linear. Isto é o esperado. Também é muito lento.
Uma transmissão de dupla embreagem (DCT) engana esse processo compartilhando a carga. Ele usa dois eixos concêntricos em vez de um conjunto de engrenagens.
Pense nisso como uma boneca russa Matryoshka. O eixo externo é oco. Há um eixo interno fixo no interior. Estes giram de forma independente e são controlados por embreagens separadas.
A distribuição de funções é especial. O eixo oco externo lida com engrenagens pares, ou seja, 2ª e 4ª marchas. O eixo sólido interno possui engrenagens ímpares (1ª, 3ª e 5ª).
O segredo não é só o equipamento. Controle de embreagem independente.
Esta configuração permite que uma embreagem use um conjunto de marchas enquanto a outra embreagem pré-seleciona a próxima marcha. Quando você muda de marcha, as funções da embreagem trocam quase instantaneamente. Não há perda de energia. Sem atrasos. Ele simplesmente transfere o torque sem problemas.
Os manuais tradicionais não conseguem reproduzir isso. Existe apenas um disco de embreagem. Você tem que remover tudo para mudar de marcha. O DCT mantém metade da transmissão funcionando enquanto a outra metade se prepara para a próxima fase. É por isso que a mudança parece relâmpago. Fonte de alimentação contínua. Zero interrupções.
O mecanismo por trás da mudança
Como as transmissões de dupla embreagem (DCTs) compartilham o mesmo DNA das transmissões automáticas tradicionais, você pode pensar que é necessário um conversor de torque para preencher a lacuna entre o motor e a transmissão. Isto não é verdade. Longe vão os grandes conectores hidráulicos.
Em vez disso, as modernas transmissões de dupla embreagem contam com embreagens multidisco úmidas.
Pense em uma embreagem “molhada” como um sanduíche embebido em óleo. As placas de fricção são embebidas em lubrificante e têm duas funções importantes: reduzir o atrito e, mais importante, controlar o calor intenso gerado durante as mudanças. Este gerenciamento térmico permite que essas unidades lidem com o torque brutal de motores de alto desempenho sem se transformarem em escória.
Embora alguns engenheiros tenham mexido em configurações de embreagem seca para sistemas DCT (imitando a simples placa exposta de uma transmissão manual), todos os carros de produção atuais que seguem a arquitetura DCT usam embreagens úmidas.
Esta é uma fórmula comprovada. Você já deve ter visto essa técnica antes com apenas duas rodas. Muitas motocicletas de alto desempenho usam embreagens de disco único pelos mesmos motivos: estanqueidade e dissipação de calor. A diferença está na escala. A versão automática foi projetada para suportar uso extremo, trocando de marcha em milissegundos e mantendo o sistema de transmissão bem resfriado durante deslocamentos diários ou rotas de fim de semana.
Esta seleção de modelo não é apenas para resfriamento. É uma questão de precisão. A embreagem úmida proporciona engate suave em baixas velocidades e reduz a vibração que atormentou as primeiras tentativas de DCT. Para os motoristas, isso significa que o carro parece mais um dispositivo ajustado do que um robô tentando imitar um humano.
Por que está molhado? Problema de calor
A principal razão para o design molhado é a física simples. Uma transmissão de dupla embreagem muda de marcha engatando e desengatando a embreagem enquanto o motor está conectado às rodas. Isso cria atrito.
Uma embreagem seca dissipa o calor no ar, semelhante a um manual normal do Honda Civic. É muito leve. eles são muito eficazes. Mas ele não consegue lidar com direção contínua e tráfego intenso sem superaquecimento.
As embreagens úmidas resolvem esse problema usando fluido de transmissão como refrigerante. O líquido circula pelas placas, absorve o calor e o transporta para o refrigerador. Isso permite que o DCT:
- Suporta cargas de torque mais altas
- Durar mais sem se desgastar
- Alcança um estado estacionário a partir de uma parada.
Esta é uma troca. Você perde um pouco de eficiência devido à resistência a líquidos, mas ganha durabilidade e requinte. Para um carro potente, este é um acordo que você pode aceitar sem hesitação.
Impacto no mundo real
Então, por que isso é importante para você?
Isso ocorre porque uma embreagem multidisco úmida é o segredo de uma transmissão de dupla embreagem adequada para a condução diária. Os primeiros sistemas de dupla embreagem, como o Ford Powershift de primeira geração e os primeiros motores DSG de embreagem seca da Volkswagen, eram notórios por falhas. Parece barato. Quebra frequentemente.
Com a embreagem molhada, a história é diferente. Isto permite que fabricantes como Porsche, Audi e BMW equipem suas máquinas de alta potência e tração traseira com DCT. Por exemplo, Porsche PDK é definitivamente o padrão ouro. Ele usa uma embreagem úmida para lidar com o enorme torque do 911 flat-six e muda tão rapidamente que é quase imperceptível. isso
Mecanismos de adesão e saída
Assim como a força vital de um conversor de torque, a força vital de uma embreagem multidisco úmida é a pressão hidráulica. Mas dentro do pistão da embreagem, esse fluido desempenha um papel especial. Quando o sistema é ativado, a pressão aumenta dentro do pistão. Essa força pressiona a mola helicoidal e a comprime. A mola dobra e força a pilha de placas de embreagem e placas de fricção contra a placa de pressão estacionária.
É aqui que os metais e a matemática se encontram. As placas de fricção não são apenas placas planas. Os dentes internos são projetados para atingir as ranhuras do tambor da embreagem. Se a geometria estiver errada, a transmissão irá parar. O tambor fica na outra extremidade do conjunto e é conectado diretamente à caixa de engrenagens. Sua função é simples: transferir energia para girar as engrenagens. A Audi não incluiu apenas molas em seu modelo de dupla embreagem. Usei uma combinação de uma mola helicoidal pequena e uma mola de diafragma grande. Por que? Pode suportar altos torques sem derreter ou escorregar.
A resignação é o oposto. Reduza a pressão do fluido. A primavera é relaxante. O conjunto de embreagem perde sua força de fixação. A energia para. É muito bonito. É muito rápido. Mas pode ser confiável? Descobriremos em breve.
Está ficando cada vez mais claro por que o DCT é tecnicamente um manual automatizado. É basicamente um shifter normal. Possui eixo piloto, contraeixo, engrenagem, sincronizador e embreagem. A única coisa que falta é um pedal. Computadores, válvulas solenóides e sistemas hidráulicos cuidam do trabalho pesado. No entanto, você pode dar as ordens. A própria pá, botão ou alavanca informa ao computador quando mudar de marcha.
A verdadeira vitória aqui é a sensação de dirigir.
Velocidade da marcha e controle do motorista
A mudança de marcha leva cerca de 8 milissegundos. É cedo. Muitos motoristas juram que ele tem a aceleração mais dinâmica do momento. Também correu muito bem. Você não experimentará a aceleração brusca habitual ou o choque de mudança das transmissões manuais tradicionais e de algumas transmissões automáticas com conversor de torque.
Sua escolha? Você escolhe.
O DCT dá ao motorista a liberdade de escolher entre controlar as marchas ou deixar o computador fazer todo o trabalho.
Por que não tentar você mesmo pesquisar dispositivos? Boa sorte. Você quer um computador que tome decisões por você? Pode fazer isso melhor e mais rápido do que a maioria das mãos humanas.
Eficiência de combustível e realidades do mercado
A economia de combustível apresenta números interessantes. O fluxo de potência do motor para as rodas é desimpedido durante as mudanças de marcha, o que aumenta bastante a eficiência. Os especialistas sugerem que o DCT de 6 velocidades oferece um aumento relativo de 10% na eficiência de combustível em relação a uma transmissão automática convencional de 5 velocidades. Para um carro de alto desempenho, esta é uma enorme vantagem.
Os fabricantes estão trabalhando na tecnologia DCT, mas nem todos estão trabalhando ativamente nela. Mudar as linhas de produção para lidar com esses dispositivos complexos é caro. Taxas adicionais podem aumentar o preço de tabela, o que pode assustar os compradores preocupados com o orçamento que desejam apenas transporte confiável.
Opções de CVT
Outros fabricantes de automóveis também estão investindo pesadamente em diversas tecnologias. As transmissões continuamente variáveis (CVTs) são os principais concorrentes. Ajuste continuamente as relações de transmissão com um sistema de polias e correia ou corrente. Não há etapas claras. Aceleração muito suave.
O CVT reduz o choque nas mudanças e melhora significativamente a eficiência de combustível. No entanto, há uma grande desvantagem. Eles não conseguem lidar com as demandas de alto torque de máquinas de desempenho real.
DCT não tem essa limitação. Eles são projetados para ambientes de alto torque e alta potência. Na Europa, as transmissões manuais continuam a dominar em termos de dirigibilidade e economia, com previsões de que as transmissões de dupla embraiagem poderão capturar 25% do mercado. Em contraste, até 2012, espera-se que apenas cerca de um por cento dos automóveis fabricados na Europa Ocidental tenham CVT.
As coisas estão mudando. Examinamos os mecanismos e as forças de mercado. A seguir, relembramos a história do DCT e olhamos para o futuro.
Adolphe Kégresse é mais do que apenas mexer em engrenagens. Ele foi o engenheiro que realmente inventou a transmissão de dupla embreagem. Talvez você o conheça melhor pelo Halftrack, um estranho carro híbrido com infinitas superfícies de borracha. Parece um tanque, mas se move como um navio. Kégresse usa esses caminhões para conquistar terrenos off-road. Em 1939 ele teve uma nova ideia. Ele queria criar uma transmissão de dupla embreagem para os lendários carros Citroën “Traction”. A política empresarial atrapalhou. O projeto morreu ali.
Décadas depois, o conceito não desapareceu. Audi e Porsche viram o potencial. Eles começaram a usá-lo em carros de corrida.
Os benefícios do Porsche PDK
Porsche Dual Clutch (ou PDK) representa o nome no folheto. Originalmente era um paddle shifter semiautomático. Projetado para velocidade, não conforto. Os carros de corrida 956 e 962C estão equipados com esta tecnologia.
Em 1986, o 962 levou a bandeira quadriculada no Campeonato Mundial de Protótipos Esportivos de Monza 1000km. Esta foi a primeira vitória de um carro equipado com PDK. É mais do que apenas um troféu. Isso mostra que o conceito de dupla embreagem também funciona sob pressão.
Audi Pikes Pico Vitória
A Audi também tem seus momentos. Em 1985, o carro de rali Sport Quattro S1 escalou Pikes Peak. A altura da montanha é de 4.300 metros. Este é um teste difícil para qualquer motor. Este carro usa uma transmissão de dupla embreagem para vencer.
Existem dois fabricantes. Duas épocas diferentes. No entanto, a tecnologia central permanece a mesma.
Do caminhão para a rua
A comercialização desta tecnologia tem sido difícil. Até recentemente, isso não era possível nos carros comuns. A Volkswagen tornou suas operações mais eficientes. Eles licenciaram a tecnologia DualTronic da BorgWarner. Isso torna o equipamento acessível e confiável o suficiente para uso nas ruas.
Se você olhar os carros europeus com DCT, verá que a lista é bastante longa. O Fusca tem isso. O mesmo vale para o golfe. Também usa Touran e Jetta. A Audi os instala em seus modelos TT e A3. Skoda equipa o Octavia. A Seat não esqueceu o Altea, o Toledo e o Leon.
A mudança aconteceu silenciosamente. Você não precisa ser um mecânico para perceber isso. A conversão é mais rápida. Mais suave. A lacuna entre a tecnologia de corrida e o deslocamento diário está diminuindo. Mas qual é o design por trás disso? Ainda é muito complicado. Ainda é fascinante. E ainda está evoluindo.
Ford entra no campo da dupla embreagem
Ford não recuou. O fabricante está oficialmente a trabalhar no desenvolvimento da tecnologia de dupla embraiagem, alavancando as suas operações europeias e uma joint venture 50-50 com o especialista em transmissões GETRAG-Ford. Eles apresentaram o protótipo no Salão Internacional do Automóvel de Frankfurt de 2005. Esta é uma caixa de câmbio de 6 velocidades.
A realidade da produção fica atrás do hype. A primeira geração de veículos equipados com Powershift apareceu no mercado cerca de dois anos após a sua estreia. A tecnologia é real. Isso apenas amplia a linha do tempo.
Como funciona uma transmissão de dupla embreagem
O mecanismo é mais simples do que o marketing sugere. Uma configuração de embreagem dupla usa duas embreagens separadas. Um controla engrenagens estranhas. O segundo trata de engrenagens pares.
Essas unidades operam de forma independente. Isso significa que não há necessidade de pedal de embreagem. Turnos coordenados por computador. Resultado? A mudança leva alguns milissegundos.
Para o motorista, a experiência é perfeita. A aceleração é mais suave. O torque não é interrompido ao mudar de marcha.
Vantagens em comparação com dispositivos automáticos tradicionais
Por que um sistema de dupla embreagem? O principal atrativo é a eficiência. Geralmente são mais eficientes em termos de combustível do que as transmissões automáticas tradicionais. A ausência de perdas de acoplamento de fluido ajuda.
A experiência de condução também foi melhorada. As mudanças são mais rápidas e precisas. Ele imita a operação manual e não requer intervenção manual.
É melhor do que uma transmissão automática padrão? Para muitas pessoas, sim. A eficiência do combustível melhora. Ele pode mudar mais rápido. É uma espécie de híbrido.
Automático ou manual?
Tecnicamente, é uma transmissão manual controlada por computador. No entanto, é funcionalmente automático. Não há pedais. Quase nenhuma entrada do controlador é necessária.
Então, uma transmissão de dupla embreagem é uma transmissão automática ou manual? Tem um meio termo. Ele usa lógica de seleção manual de marcha, mas acontece automaticamente.
Dinâmica de condução
Pode ser tratado como uma transmissão automática tradicional? Não exatamente. A caixa de câmbio exige certos hábitos de direção, mas o computador cuida das marchas.
Podem ocorrer problemas se você pressioná-lo com muita força ou deixá-lo no trânsito por muito tempo sem o resfriamento adequado. Para manter o sistema saudável, devemos continuar a participar no processo de mudança. Não é do tipo “configure e esqueça”, como um conversor automático de torque.
“Você ainda precisa mudar de marcha para que a transmissão funcione corretamente.”
Essa nuance é importante. É mais do que apenas uma caixa de velocidades. Este sistema requer alguma entrada do driver.
Informações detalhadas sobre DCT
Para uma compreensão mais profunda das transmissões e da tecnologia automotiva relacionada, confira os recursos listados abaixo. A paisagem está evoluindo. A tecnologia está amadurecendo. A aposta inicial da Ford os coloca na disputa.
