“Um variador continuamente variável é instalado no carro” – muitos de nós já nos deparamos com essa frase ao folhear catálogos de carros. Ou você pode ver essa combinação de palavras em uma tabela de características técnicas. Todo mundo sabe o que é uma transmissão manual (exceto os americanos), todo mundo também está acostumado com uma caixa de câmbio automática (especialmente os americanos). Mas um variador é relativamente desconhecido. Mas não é uma novidade.
Você ficará surpreso ao saber que essa invenção não pertence à Honda ou mesmo à Mercedes. A patente do variador foi emitida no final do século XIX! Além disso, o primeiro variador foi inventado em 1490. O barbudo bondoso Leonardo da Vinci foi seu autor.
No entanto, o primeiro carro viável com esse tipo de transmissão não apareceu na Renascença, mas depois – cerca de quinhentos anos depois, na década de 1950. O variador foi instalado comercialmente em carros da DAF (naquela época, não apenas caminhões, mas também carros de passageiros eram produzidos sob essa marca). Então a Volvo começou a produzir algo semelhante, mas os variadores só se tornaram realmente difundidos agora.
Na verdade, o variador (também transmissão continuamente variável) é, desculpe a tautologia, uma variação de uma transmissão automática. E à primeira vista, o carro equipado com ele não se trai de forma alguma – existem apenas dois pedais e uma alavanca de câmbio do modo de transmissão – P, R, N, D – a mesma de um carro com transmissão automática convencional. Tudo é familiar. Mas o variador funciona de uma maneira completamente diferente. Não há primeira, segunda e décima marchas fixas nela. Tente imaginar quantas estrelas existem em nosso universo ou quantos grãos de areia existem em todas as praias da Terra juntas – o variador ainda tem muito mais engrenagens. E a “mudança de marchas” é suave e imperceptível.
É por isso que não há idiotas ao iniciar e “mudar”. E não é à toa que escrevemos essa palavra entre aspas: não há mudanças como tais. O variador muda de forma contínua e suave a relação de transmissão à medida que o carro acelera ou desacelera.
Existem vários tipos de variadores: correia em V com polias ajustáveis, corrente, toroidal… O primeiro tipo é o mais comum. Vamos ver como isso funciona. Aqui está um bom exemplo: vamos pegar dois lápis (cilindros) paralelos a alguma distância um do outro. Nós os juntamos com um elástico e começamos a girar um deles. O segundo começa a girar imediatamente – na mesma velocidade. Mas se os lápis tiverem diâmetros diferentes, a história é bem diferente, enquanto um deles, que é maior, fará uma volta, o segundo, digamos, duas.
O variador tem essa aparência, mas o diâmetro dos “lápis” muda constantemente. Tem duas polias, cada uma das quais é feita na forma de um par de cones voltados um para o outro com pontas pontiagudas. E uma correia em V é presa entre as polias.
Agora, se cada um dos pares de cones puder se mover um para o outro e para trás, obteremos polias com diâmetro variável. Afinal, quando os cones são separados, a correia que está em contato com eles com suas nervuras meio que cai no centro da polia e a contorna por um pequeno raio. E quando os cones se aproximam – ao longo de um grande raio.
Resta apenas fornecer às duas polias um sistema (via de regra, é hidráulico, mas também pode haver algum outro servo), que deslocará estritamente sincronicamente as metades da primeira polia e empurrará as metades da segunda. E se uma polia estiver no eixo de acionamento (que sai do motor) e a segunda no eixo acionado (que vai para as rodas), é possível organizar uma mudança na relação de transmissão em uma faixa muito ampla.
Tudo o que resta é adicionar uma unidade responsável por mudar a direção rotacional do eixo de saída (para marcha à ré), e isso pode ser, digamos, uma engrenagem planetária comum. E a caixa de câmbio do variador está pronta.
A propósito, há uma pergunta interessante: que tipo de cinto é usado aqui? É claro que um cinto comum feito de borracha e tecido, como aqueles que giram geradores e outros acessórios, não duraria nem mil quilômetros aqui. A correia nos variadores de correia em V tem um arranjo complexo.
Pode ser uma fita de aço com um determinado revestimento ou um conjunto de cabos de aço (fitas) com uma seção composta, sobre a qual um grande número de finas placas de aço transversais de formato trapezoidal, cujas bordas engatam as polias, são amarradas. De fato, foi dessa maneira que foi possível criar uma correia de pressão que transmite potência não apenas para a metade que vai da polia acionada até a polia motriz, mas também para a oposta. Uma correia comum, ao tentar transmitir uma força de compressão, simplesmente se dobraria e uma de aço em gancho adquire rigidez.
A propósito, uma corrente larga de chapa de aço também pode ser usada como correia em V, tocando os cones com suas bordas. É esse “cinto” que funciona nos variadores dos carros da Audi.
Curiosamente, um líquido especial, que muda seu estado de fase sob forte pressão que surge no ponto de contato com a polia, é usado para lubrificar a corrente. Graças a isso, a corrente pode transmitir uma força significativa, quase sem escorregar, apesar de uma área de contato muito pequena.
A forma como o variador alterará a relação de transmissão durante a aceleração depende do programa de controle selecionado. Ao acelerar em um carro convencional, acionamos o motor até a velocidade em cada marcha, depois passamos para a próxima marcha e assim por diante. Quando um carro com um variador acelera, o motor permanece na mesma rotação (digamos, na rotação correspondente a um torque máximo), mas a relação de transmissão muda suavemente.
Isso cria uma sensação um tanto estranha. Você pressiona o pedal do acelerador no chão, o motor atinge altas rotações e permanece sobre elas durante toda a aceleração, uivando como um aspirador de pó. Mas a taxa de aceleração é alta e não se gasta tempo ao alternar entre as marchas.
No entanto, em alguns casos, o variador é ajustado para que a aceleração com ele se assemelhe mais a um aumento na velocidade com uma caixa de câmbio convencional, com um aumento gradual na rotação do motor.
Obviamente, quando você tenta subir uma colina ou desacelerar o carro, o variador inteligente não deixa a marcha alta ligada, apesar do pedal do acelerador pressionar. As polias recuarão rapidamente para um ataque seguro em altura – para aumentar o torque na saída da caixa de câmbio.
E em alguns carros, você também pode escolher um modo com várias marchas “virtuais” (com 6 ou até 8) ajustadas pela eletrônica. Engrenagens, entre as quais o variador saltará bruscamente, como uma transmissão automática clássica. Nesse caso, você também pode trocar “marchas” à vontade. Como em uma caixa de câmbio automática com um modo sequencial manual.
Assim, o variador tem muitas vantagens. Mas também há inconvenientes. Por exemplo, uma potência de motor relativamente pequena, de acordo com os padrões modernos, “digerida”. Não é à toa que essas caixas de câmbio começaram sua marcha ao redor do mundo em carros de pequena classe. E mesmo agora, os carros potentes são todos frequentemente equipados com caixas de câmbio mecânicas, automáticas clássicas ou semiautomáticas.
Em todo lugar, há progresso. E aqui, é impossível não lembrar os recordistas. Por exemplo, o variador de correia em V Multitronic (com uma corrente) no Audi A4 2.0 TFSI lida com um fluxo de 200 “cavalos” sem problemas.
Pode-se argumentar que a Classe D não é tudo. 200 cv não podem mais ser considerados uma quantidade tão grande para carros de classe executiva e executiva, especialmente para um SUV grande. Mas as conquistas dos variadores mais modernos não se limitam a isso. Portanto, o crossover Nissan Murano com um V6 de 3,5 litros com capacidade de 234 cv está equipado com o variador de correia em V X-Tronic. Este é um dos maiores e mais pesados modelos equipados com um variador. E o que acontecerá amanhã?
A segunda desvantagem dos variadores é a manutenção e o reparo relativamente caros, um fluido de transmissão especial e, portanto, não barato. Os variadores de correia podem exigir a substituição da correia a cada 100-150 mil quilômetros. Ao mesmo tempo, o óleo custa um pouco mais do que um para uma transmissão automática, mas pode ser substituído com menos frequência – aproximadamente após 40 a 50 mil quilômetros para diferentes modelos de carros.
No entanto, os variadores estão se tornando cada vez mais comuns em carros de várias classes, além disso, geralmente são mais baratos do que boas caixas de câmbio automáticas do tipo clássico.
Como os variadores têm um número infinito de marchas, eles permitem que o motor opere nos modos mais favoráveis – quer precisemos de potência máxima (em corridas de semáforos) ou, ao contrário, de suavidade e menor consumo de combustível (ao dirigir com calma). Portanto, os modelos com variadores se distinguem, outras coisas sendo iguais, pela alta eficiência combinada com uma dinâmica não menos decente.
A propósito, recentemente houve uma tendência de aumento no número de marchas nas caixas de câmbio automáticas clássicas. Nos modelos mais recentes, já existem 8 marchas (notemos, em um carro de passeio). E isso é feito justamente pela combinação de alta dinâmica e eficiência. Em breve veremos caixas de câmbio automáticas com dez ou até doze marchas? Mas os variadores já estão lá, onde as transmissões automáticas comuns com seus conjuntos de engrenagens planetárias comutáveis nunca chegarão. Afinal, o número de marchas no variador é infinito.
Esta é uma tradução. Você pode ler o original aqui: https://www.drive.ru/technic/4efb330200f11713001e32e2.html
