Por que um carro empurra quando você dirigi-lo na engrenagem errada?

Uma transmissão é um arranjo mecânico / eletromecânico que amplifica ou diminui a potência do motor antes de enviá-lo para as rodas.

Quando criança, cujo primeiro conjunto de brinquedos consistia em modelos em escala de carros e caminhões, eu estava atento ao comportamento do pai que praticava. O ato de freqüentemente mudar a alavanca de câmbio fazia pouco sentido naquela época. Foi apenas até muitos anos depois que entendi o seu significado, ou seja, uma vez que eu fiquei atrás do volante de um carro pela primeira vez.

Transmissão de caixa de câmbio vs 

Uma caixa de câmbio é precisamente o que parece: uma caixa de engrenagens. Uma transmissão, por outro lado, é um termo mais abrangente que se refere a todos os dispositivos que aumentam ou diminuem a potência de giro fornecida por um motor para as rodas. Essencialmente, é um intermediário entre o motor e as rodas.

Uma transmissão é composta de dois conjuntos integrais: um conjunto de acoplamento e uma caixa de engrenagens.

Como funcionam as transmissões?

Um motor tem várias partes que executam movimentos lineares (em linha reta) ou rotativos quando o combustível é queimado. Uma dessas partes é o virabrequim. Está ligado a várias partes do motor e é responsável pela transmissão da energia de combustão ao movimento. Quando o combustível queima em um motor, o virabrequim gira para produzir força de rotação ou torque, que é então transferido para as rodas. No entanto, o torque produzido por um motor raramente é suficiente, por exemplo, para fazer com que um carro se mova de uma parada ou em um declive.

Portanto, a  modulação de torque é necessária. A transmissão, como dito anteriormente, é um dispositivo intermediário entre o motor e as rodas, e serve efetivamente a essa função. A modulação de torque é obtida pela seleção de engrenagens de tamanho apropriado daquelas disponíveis na caixa de engrenagens. Além da modulação de torque, as caixas de câmbio também permitem a reversão do inversor; em outras palavras, a engrenagem apropriada permite que as rodas se movam em sentido inverso, em vez de apenas avançar.

A seleção de marchas não é possível quando o motor está conectado às rodas, razão pela qual é necessário um dispositivo de acoplamento / desacoplamento. Um dispositivo de acoplamento pode ser mecânico (uma embreagem em caixas de câmbio manuais) ou hidráulico (um conversor de torque em caixas de câmbio automáticas) na natureza. Quando desengatado, ele desconecta o motor e as rodas, permitindo que uma engrenagem apropriada seja selecionada. Após a seleção da marcha, o pedal da embreagem é liberado para engatar a embreagem, transmitindo assim o torque necessário para as rodas.

O que é modulação de torque?

Se você já subiu uma ladeira, sabe o quão difícil pode ser uma tarefa. Se você gastasse toda a sua energia na busca de chegar ao topo o mais rápido possível, as chances seriam de ficar sem fôlego no meio do caminho e ser forçado a parar. No entanto, se você fosse gastar sua energia em superar a força que a gravidade exerce sobre você, você acabaria por chegar ao topo, embora não tão rápido quanto você poderia ter desejado. A situação exige resistência sobre a velocidade; Correndo devagar e de forma constante é a única opção sensata.

Agora, considere um cenário menos cansativo. Se lhe pedissem para descer, você ficaria feliz em concordar. Com a gravidade do seu lado, você alcançaria a base da ladeira mais rápido do que seria necessário para ler essa frase.

No entanto, enquanto corremos ladeira abaixo, muitas vezes tendemos a perder o controle de nós mesmos e ativamente tentamos desacelerar diante do risco de desmoronar como uma pedra rolando. Isto é uma questão de resistência então? Não. Na verdade, estamos mais preparados para essa tarefa. No entanto, o excesso de velocidade pode nos levar a perder o controle e acabar como uma bagunça de humilhação pública e ossos quebrados.

Compare isso com a corrida na praia. É preciso menos resistência, pois não é preciso se preocupar em superar as forças gravitacionais ou exercitar a contenção para evitar rolar e escorregar. À medida que você ganha ritmo, seu ímpeto absoluto o leva adiante e você não precisa gastar tanta energia para continuar se movendo rapidamente.

A transmissão de um carro faz exatamente o que nosso bom senso faz por nós durante a corrida: consegue um equilíbrio entre o torque (resistência) e a velocidade (a causa da humilhação pública no caso de uma descida descontrolada durante a corrida) por uma troca de marchas .

As caixas de engrenagens permitem a geração de mais torque nas marchas mais baixas e mais velocidade nas marchas superiores, e é preciso mudar as marchas, dependendo da necessidade de velocidade ou torque.

Um carro que se move para cima ou para baixo deve idealmente estar em uma marcha mais baixa para mais torque e mais controle de velocidade, respectivamente. No entanto, ao atingir velocidades de cruzeiro, usar a mesma quantidade de energia que se usaria em situações mais orientadas para a resistência não é apenas um desperdício, mas também prejudicial à integridade do motor. É por isso que é necessário mudar para uma marcha mais alta para alcançar velocidades mais altas.

O ato de mexer com uma alavanca continuamente, enquanto alguém percorre a auto-estrada de repente, não é tão sem sentido quanto parece. Embora certamente não seja sem sentido, é definitivamente irritante e cansativo, levando-nos à próxima pergunta:

Quais são os diferentes tipos de transmissão?

Os automóveis são equipados com transmissão manual ou automática.

Uma transmissão manual depende do motorista para engatar / desengatar a embreagem e mudar as marchas por meio de uma alavanca. Pilotos de carros de corrida ainda juram por uma transmissão manual, pois permite que eles extraiam a aceleração máxima de cada marcha e lhes proporciona mais controle sobre o carro.

No entanto, para a condução diária, eles são simplesmente instrumentos de fadiga. Essa irritação levou ao desenvolvimento de transmissões automáticas, onde o trabalho de troca de marchas é delegado a sistemas eletromecânicos.

As transmissões automáticas comumente encontradas incluem transmissões baseadas em conversor de torque, Transmissões manuais automatizadas (AMTs), Transmissões de dupla embreagem (DCTs) e Transmissões continuamente variáveis ​​(CVTs).

No entanto, um segmento da nossa sociedade global que permanece fiel à transmissão manual criou algum caos, e é por isso que as transmissões manu- máticas foram desenvolvidas. Eles permitem que o motorista mude as marchas à vontade com o clique de um botão, sem ter que engatar e desengatar a embreagem fisicamente.

O futuro da transmissão

Caixas de câmbio têm uma desvantagem inerente: a disponibilidade de torque. Ele está disponível apenas até certos RPMs, além do qual a ativação do motor irá resultar em falha mecânica.

Digite motores elétricos.

Tendo levado o motor de combustão interna à beira da extinção, a morte da transmissão também é iminente. Os motores elétricos são capazes de fornecer valores de pico de torque de forma consistente.

Com o advento dos veículos elétricos no reino dos automóveis, é apenas uma questão de tempo até que os carros se tornem sofás eficientes sobre rodas!

Referências:

1. Engenharia Automotiva Vol I (Chassis e Corpo de Automóveis) por Kirpal Singh
2. Teoria das Máquinas e Mecanismos por PL Ballaney
3. Autotreinamento