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Como funciona a CVT da Jatco usada pela Nissan e Renault?

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Técnica

Como funciona a CVT da Jatco usada pela Nissan e Renault?

Não é de hoje que se usa o conceito de transmissão CVT em veículos. Há muito tempo já se utilizava em veículos, os quais não deram muito certo mercadologicamente principalmente por reclamações de consumidores referentes ao ruído constante e durabilidade. Contudo, é o tipo de transmissão amplamente utilizada em Scooters, motonetas e afins.

Se voltarmos ao que sempre dizemos, motores de combustão interna na verdade não “gostam” de variar rotação. Tanto do ponto de vista de eficiência como de durabilidade. Contudo, devido às transmissões por pares de engrenagens, nos acostumamos a ter o motor sempre variando rotação ao se variar a velocidade, tornando a condução do veículo menos eficiente.

E neste caso que que entra a CVT: Uma transmissão que entre dois extremos possui infinitas variações. Temos uma correia apoiada em polias cônicas que variam a distância para que a correia se apoie em diferentes diâmetros das polias. Semelhante ao raciocínio das marchas da bicicleta, se tivermos a correia apoiada no menor diâmetro da polia motriz (entrada do motor) e ao mesmo tempo apoiada no maior diâmetro da polia motora (saída para as rodas), teremos o que seria a primeira marcha. Já pelo oposto, caso a polia esteja no maior diâmetro da motriz e no menor da motora, teremos a última marcha. Sendo assim, temos infinitas marchas entre as duas variações.

Uma vez que se possui infinitas variações, o motor pode trabalhar na condição que melhor atende o veículo. Em Scooters como no passado dos veículos, esse sistema é controlado mecanicamente por sistemas de molas e contrapesos que são responsáveis por variar a posição da polia em função da rotação de saída – rodas. Com isso, limita-se de certa forma as vantagens de uma CVT pois geralmente se fixa a rotação de maior torque do motor para que o mesmo sempre trabalhe na condição de maior eficiência –  quando em plena carga pois carga parcial vale a regra da menor rotação possível, além de garantir maior aceleração na saída de um farol, por exemplo. Aliás, nota-se  o quão rápida as Scooters aceleram em relação a motos de transmissão manual de mesma cilindrada, a aceleração vigorosa é garantida nesta condição por dois motivos: Primeiro, não se “desperdiça” torque do motor para acelerar ao mesmo, ou outras palavras, desperdiçar o torque para vencer suas próprias inércias. Segundo, por não haver interrupção de torque nas trocas de marchas.

Contudo, com a ajuda de eletrônica pode-se utilizar uma CVT de infinitas maneiras, até mesmo eliminar sua vantagem e criar marchas virtuais para agradar ouvidos dos consumidores. Pode-se por exemplo, na busca de desempenho máximo, partir com a rotação de máximo torque e depois gerenciar as polias de tal forma que mantenha a rotação de potência máxima, algo que numa transmissão de marchas não se consegue e acaba-se utilizando uma potência média resultante das rotações utilizadas durante aquela manobra. Por outro lado, pode-se impor que a CVT trabalhe em rotações baixas e constantes quando o motorista conduz o veículo de forma tranquila, economizando combustível. Neste caso, o segredo está em deixar o pé parado numa posição do acelerador, pois variações no pedal fazem com que as estratégias das calibrações entendam que o motorista quer condução mais agressiva e com maiores acelerações, impondo variação nas relações – em outras palavras, reduzindo “marchas” e aumentando a rotação do motor. Exemplos práticos destes conceitos foram filmados e estão no vídeo postado no nosso canal do Youtube – link no final da matéria.

Mas nem tudo é maravilha: Os pontos fracos das CVTs são a pequena amplitude entre a marcha mais reduzida e a marcha mais longa. Se optarmos por uma relação de “primeira marcha” reduzida para boa saída em rampas, limitamos a marcha mais longa para rotações baixas em altas velocidades em estradas. E vice-versa. Poderíamos então, utilizar um conversor de torque para multiplicar o torque do motor durante a saída em aproximada 2 vezes ao invés de utilizar uma embreagem para conectar motor à transmissão. Porém se esbarra em outra limitação das CVTs, a capacidade de torque que ela resiste devido a resistência da correia. Ou seja, a aplicação durante muito tempo foi limitada a veículos pequenos e de baixo torque.

Porém, empresas especializadas na área, como a japonesa Jatco e a alemão Luk, conseguiram eliminar o problema relacionado a resistência a tração das correias, sendo alguns modelos feitas de metal – isso mesmo, correia metálica em contato com polias metálicas – um viva aos engenheiros de óleos que eliminam o contato de metal com metal mas sem ficar escorregadio. Com isso, o emprego de conversor de torque auxiliou a aceleração da saída do veículo não só em rampas mas também em saídas com acelerações maiores.

Além disso, a JAtco também adotou uma sistema que permite duas marchas + marcha ré na saída da transmissão para o diferencial através de engrenagens planetárias  tipo Ravigneaux responsáveis por criar marcha ré de 1,714:1, “duas marchas” uma reduzida para velocidades baixas de 1,821:1  e uma longa para velocidades altas, 1,00:1. O acionamento dessas duas marchas + marcha ré é através de pacotes de embreagens semelhantes ao sistemas utilizados em transmissão automática escalonada que também usa sistemas planetários.  Ou seja, conforme o veículo chega a determinada velocidade e carga, o sistema muda a marcha de reduzida para a longa ao mesmo tempo que se altera a posição da CVT para que não haja diferença de rotação durante esta transição. Com isso, se aumentou a diferença entre o que seria a primeira marcha e a última, permitindo que se utilize o conversor de torque apenas na saída e logo após, próximo de 20km/h, bloqueia-se a embreagem do conversor eliminando suas perdas já citadas. E também se garante baixas rotações em estrada, reduzindo ainda mais o consumo.

Além é claro do ponto morto que por ser selecionado por sistemas de embreagens – semelhante a transmissão automática escalonada – numa velocidade bem rápida. Com isso, na calibração da transmissão, selecionar ponto morto mesmo com a alavanca em D, portanto, economizando combustível uma vez que o motor não esta “brigando” com os freios do veículo. Uma vez que se tira o pé do freio a embreagem é rapidamente acoplada e o veículo começa a se movimentar como um automático convencional.

 

Com incentivos para que os veículos se tornem cada vez mais econômicos, começa-se a utilizar cada vez mais a CVT, o tipo mais eficiente de transmissão para motores de combustão interna. O problema maior é aceitação do consumidor e até algumas revistas “especializadas” que reclamam do ruído constante do motor – oriundo da rotação constante – como se fosse um ponto negativo sendo que é a melhor forma de se notar que não há trancos “nas trocas de marchas”. Por outro lado, esses mesmos consumidores e revistas reclamam se uma transmissão de dupla embreagem ou automática escalonada faz trocas de marchas abruptas causando trancos. Ou seja, como agradar todo mundo?

E não esqueça de assistir o vídeo explicativo desta matéria no nosso cana do Youtube:

https://youtu.be/n3lGqyCGmto

 

 

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