Como funcionam as caixas de câmbio automáticas?

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A maioria das caixas de câmbio automáticas modernas possui um conjunto de engrenagens denominado trem de engrenagens planetárias ou epicicloidais.

Um conjunto de engrenagens planetárias consiste em uma engrenagem central chamada de engrenagem solar, um anel externo com dentes de engrenagem interna (também conhecido como anel ou coroa) e duas ou três engrenagens conhecidas como engrenagens planetárias que giram entre o sol e as engrenagens .

O trem de acionamento é acoplado a um mecanismo conhecido como conversor de torque, que atua como um acionamento de fluido entre o motor e a transmissão.

Se a engrenagem solar estiver travada e os planetas movidos pelo portador de planetas, a saída é obtida da engrenagem anelar, alcançando um aumento de velocidade.

Se a engrenagem coroa estiver travada e a engrenagem solar for acionada, as engrenagens planetárias transmitem acionamento através do transportador planetário e a velocidade é reduzida.

Com a entrada de energia indo para a engrenagem solar e com o suporte planetário travado, a engrenagem anelar é acionada, mas transmite o acionamento ao contrário.

Para alcançar o acionamento direto sem mudança de velocidade ou direção de rotação, o sol é travado na coroa e toda a unidade gira como uma.

Como funciona um conversor de torque 

Um conversor de torque é um acoplamento de fluido que atua como uma embreagem, exceto que o acionamento é por pressão hidráulica.

O conversor possui três componentes principais – o impulsor, aparafusado ao volante; a turbina, conectada ao eixo de entrada da caixa de engrenagens; e o reator central entre os dois, que tem uma embreagem unidirecional chamada de roda livre.

À medida que a velocidade do motor é aumentada, a força centrífuga que atua no fluido hidráulico através das palhetas do impulsor transmite o torque, ou esforço de giro, para a turbina.

O reator central converte esse esforço de giro redirecionando o fluxo de fluido de volta para o impulsor para dar maior torque em baixas velocidades.

Assim que o motor acelera e desenvolve mais potência, a necessidade dessa amplificação de torque diminui e o reator gira. O conversor de torque então atua como um volante fluido, conectando o motor à caixa de câmbio.

Os principais componentes de um conversor de torque são mostrados no diagrama – o impulsor, o reator (ou estator) e a turbina.

Os diagramas menores mostram a direção tomada pelo fluido hidráulico sob forças centrífugas.

O mesmo efeito também pode ser obtido travando as engrenagens planetárias ao portador planetário.

A maioria das caixas de câmbio automáticas tem três velocidades de avanço e usa dois conjuntos de engrenagens epicicloidais.

As sequências de travamento do trem de engrenagens epicicloidais são obtidas por faixas de freio de operação de pressão hidráulica ou embreagens multi-placa.

As faixas são apertadas ao redor da coroa para evitar que ela gire, e as embreagens são usadas para travar a engrenagem solar e os planetas.

A sequência correta de aumento e liberação de pressão é controlada por um complexo arranjo de válvulas hidráulicas em conjunto com sensores que respondem à carga do motor, velocidade da estrada e abertura do acelerador.

Um mecanismo ligado ao acelerador – conhecido como kickdown – é usado para efetuar uma redução para aceleração rápida. Quando você pressiona o acelerador repentinamente em toda a sua extensão, uma marcha mais baixa é selecionada quase que instantaneamente.

A maioria das caixas de câmbio automáticas tem um sistema de override para que o motorista possa manter uma marcha baixa conforme necessário.

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