Transmissão CVT

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Solução contínua

Idéia antiga mas sempre aperfeiçoada, o

Idéia antiga mas sempre aperfeiçoada, o câmbio decâmbio de variação contínua chega aos nacionais com o

variação contínua chega aos nacionais com o FitFit

Texto: Fabrício Samahá - Colaboração: Bob Sharp

O motor de combustão interna gosta de O motor de combustão interna gosta de

funcionar em rotação constante. Isso porque as funcionar em rotação constante. Isso porque as variações de vazão de ar, determinadas pelo variações de vazão de ar, determinadas pelo abre-e-fecha da borboleta de aceleração, não abre-e-fecha da borboleta de aceleração, não são acompanhadas prontamente pelo

são acompanhadas prontamente pelo

combustível, embora o perverso efeito tenha combustível, embora o perverso efeito tenha sido contornado com êxito pelo gerenciamento sido contornado com êxito pelo gerenciamento eletrônico de injeção, incluindo-se aí o

eletrônico de injeção, incluindo-se aí o acelerador de comando elétrico. acelerador de comando elétrico.

Mesmo assim, quanto mais constante for a Mesmo assim, quanto mais constante for a rotação, melhor. É por isso que nas aplicações rotação, melhor. É por isso que nas aplicações aeronáuticas, marítimas e estacionárias o aeronáuticas, marítimas e estacionárias o motor de combustão interna está mais à motor de combustão interna está mais à vontade, funciona com mais eficiência e vontade, funciona com mais eficiência e

Embora seja uma velha idéia na Europa, pois Embora seja uma velha idéia na Europa, pois

depois do DAF vieram outros com câmbio depois do DAF vieram outros com câmbio desse tipo na década de 1980,

desse tipo na década de 1980, o CVT só agorao CVT só agora chega a um automóvel brasileiro com o Honda chega a um automóvel brasileiro com o Honda

Fit. Fit.

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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 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.

O funcionamento do CVT: o movimento das laterais das polias equivale a alterar seu diâmetro, produzindo a variação de relação

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

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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

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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

freio-motor para declives e facilita acelerações e retomadas.

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infinito, algo impossível de ser obtido nas caixas conhecidas.

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

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 freio-motor, 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 Próxima parte

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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).

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 bem-sucedidos 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.

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 chamadokick-down), sobem com rapidez para favorecer as retomadas. Mas há uma condição em que esse câmbio não se parece

com nenhum outro.

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

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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

Próxima parte

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

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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).

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.

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

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

VTECem 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.

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.

> É possível dar partida com uma marcha engatada?

Não. Como nos automáticos comuns de hoje, o motor de partida só é acionado se a alavanca estiver em P ou N.

> As relações de marcha variam também em marcha à ré?

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.

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

Em baixa velocidade, até por volta de 10 km/h, a marcha à ré é engatada. Mas o carro só interrompe o movimento, passando a rodar para trás, ao ser acelerado. Continua

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Em velocidade superior, embora a alavanca passe para a posição de ré, o câmbio fica em ponto-morto até que se caia para a faixa de 10 km/h.

> A seleção entre as posições D, S e L pode ser feita a qualquer velocidade?

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.

> O CVT permite partida com o carro sendo empurrado ("tranco")?

Não. Se o motorista tenta passar a qualquer marcha com o veículo em movimento, o comando é i gnorado e o câmbio permanece em ponto-morto. Vale observar que em câmbios automáticos comuns o “tranco” também não é possível há muito tempo.

> O CVT possui avanço lento?

Sim. Este efeito, chamado em inglês decreeping(do

verbo tocreep, rastejar), indica que o carro se move

sozinho com uma marcha engatada e o freio liberado, mesmo sem se usar o acelerador. É um fator de conveniência no tráfego lento, pára-e-anda, embora exija o uso constante dos freios para o manter parado. 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 ponto-morto. 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 que pode vir a se tornar problema mesmo é que o motorista, ao descobrir que pode manter o carro parado “no acelerador” mesmo em subidas mais acentuadas, passe a utilizar esse recurso e a provocar rápido desgaste da embreagem, que não é coberto pela garantia.

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 jamais, 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 automáticos. O indicado é liberar o freio e então acelerar totalmente, o que logo leva o motor a seu regime de potência máxima.

> O câmbio CVT permite usar o motor pelo método carga, para poupar combustível? Não. Pressionar a fundo o acelerador, mesmo que gradualmente, provoca encurtamento de relação pelo câmbio, eliminando a vantagem. Por isso, o motorista habituado a este método obterá menor consumo com o Fit de caixa manual. Mas o CVT traz mais economia do que o automático tradicional, que perde energia devido ao conversor de torque.

> 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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