A tecnologia do conversor de torque evoluiu ao longo dos anos com avanços feitos internamente na transmissão. Enquanto os fabricantes preservaram as funções básicas de um conversor de torque, uma funcionalidade aumentada foi implementada para ajudar na estratégia de economia de combustível. Os fabricantes de automóveis utilizam técnicas de gerenciamento do trem de força para maximizar a eficiência de combustível enquanto mantém o desempenho do veículo. Contudo, o equilíbrio entre desempenho e economia gera uma cobrança muito alta no conjunto do conversor.
Este artigo dará uma visão geral dos modelos de conversores utilizados atualmente nos veículos FORD e GM, especialmente no sistema de controle da embreagem do conversor (Lockup) e como eles afetam a dirigibilidade. Veremos também vários problemas relativos a novas estratégias e componentes.
A FUNÇÃO DA EMBREAGEM DO CONVERSOR DE TORQUE
Sem parecer básico demais, vamos relembrar qual é a função do conversor de torque. Uma delas é a de permitir ao motor funcionar com a transmissão engrenada enquanto o veículo está parado. Uma outra função é multiplicar o torque recebido do motor e entrega-lo à transmissão. Conforme mencionado antes, estas duas funções contribuem para tornar prazerosa a condução de um veículo automático, porém, nada existe sem algum aspecto negativo por trás. Desde que o conversor de torque utiliza fluido para transmitir força, ele se torna ineficiente quando o veículo está em velocidade de cruzeiro. A transferência de torque perde cerca de 5 a 10% em algumas transmissões, com o fluido transformando esta parcela em calor.
Os modelos mais novos de transmissões automáticas possuem uma embreagem dentro do conversor de torque, que é usada para ligar a saída do motor diretamente à entrada da transmissão, de forma mecânica. O acoplamento direto cria uma transferência de torque mais eficiente, contudo, sempre há um porém. Nesta forma de transmissão de torque (mecânica), quando a embreagem transmite torque do motor (aplicada), ela também transmite todas as vibrações e variações de potência do motor. Muitos fabricantes utilizam estratégia de computador e um sistema de amortecimento similar aos tipos usados aos discos de câmbios manuais para atuar nestas vibrações. Vamos ver como estas estratégias e componentes chegaram ao jogo.
A ESTRATÉGIA DE COMPUTADOR
Nos primeiros anos da embreagem do conversor de torque, os fabricantes frequentemente usavam interruptores de pressão junto com as válvulas de mudança hidráulicas para controlar a aplicação e liberação da embreagem do conversor de torque (TCC ou Lockup).
O objetivo era aplicar a embreagem sempre que o veículo alcançasse uma velocidade ótima de cruzeiro com baixa ou moderada demanda, resultando em economia de combustível. Os fabricantes evitavam aplicar a embreagem em baixas velocidades para evitar reclamações de acelerações medíocres e de vibrações, ruídos e trancos. Os sistemas computadorizados em veículos ganharam um controle mais direto sobre o Lockup à medida que o tempo foi passando. Atualmente, o controle da embreagem do conversor de torque depende de vários parâmetros de funcionamento do veículo, bem como informações dos sistemas de direção e condução. Os veículos atuais não mais “esperam” pela condição ótima e de tempo, mas antecipam e gerenciam a aplicação da embreagem do conversor de torque, permitindo desde uma pequena patinação até uma aplicação completa da embreagem. Os dados de engenharia são utilizados para determinar condições previsíveis de vibrações, ruídos e trancos para evita-las enquanto comandam uma menor condição de patinação possível, maximizando a eficiência do trem de força sem afetar a experiência de condução do motorista.
Os conversores mais novos usam uma estratégia complexa para funcionamento das embreagens do Lockup. Começando com muitas transmissões de 6 velocidades, a estratégia de gerenciamento do Lockup inclui o seguinte:
• Possibilidade de aplicação em todas as marchas à frente.
• Aplicação parcial até completa durante desacelerações.
• Comando de liberação atendendo solicitação do ABS, sistema de estabilidade do veículo e sistema ADAS.
• Comando de aplicação e liberação do sistema de controle de cruzeiro do veículo.
Dado que a embreagem do conversor de torque é aplicada mais frequentemente, os componentes internos do conversor de torque atual estão sujeitos à maiores e mais frequentes tensões do que em conversores mais antigos. Vamos ver como a engenharia cuidou deste assunto.
SISTEMA DE AMORTECIMENTO DA EMBREAGEM DO CONVERSOR
Desde que as aplicações de modelos mais novos utilizam uma estratégia que controlam a aplicação do Lockup à baixas rotações do motor e alto torque, existe uma grande chance de ocorrerem vibrações, ruídos e trancos. A resposta da engenharia para estes problemas é um sistema mais robusto de amortecimento. Observando as transmissões GM e FORD em aplicações de veículos com tração traseira de 8 e 10 velocidades, o sistema de amortecimento é projetado com molas mais resistentes e curso estendido para permitir uma maior absorção de choques. Um dispositivo mecânico adicional foi adicionado nos veículos a diesel GM (chamado de Acumulador centrífugo de pêndulo) conforme mostrado na figura 2.
Junto com uma capacidade de amortecimento maior, o fluido ULV (Ultra Baixa Viscosidade) se torna necessário nestas aplicações. Não tente utilizar nenhum outro fluido do que o recomendado pelo fabricante! Também, fique atento à fluidos universais que pregam compatibilidade. Tenha em mente que estas formulações tem sido exaustivamente testadas com os programas dos fabricantes, materiais de fricção das embreagens e superfícies de atrito. Qualquer variação da viscosidade esperada e pacote de aditivos podem produzir vibrações ou outras reclamações não esperadas e indesejadas na aplicação do Lockup.
ABASTECIMENTO DE FLUIDO NO CONVERSOR DE TORQUE
Duas maneiras comuns de se controlar a aplicação e liberação do Lockup são a utilização do fluido de carregamento do conversor de torque ou um circuito especial para este fim. A GM e a FORD utilizam o fluido de carregamento do conversor em suas aplicações de 6 ou mais velocidades. Enquanto isso não, nenhuma novidade, a estratégia difere significativamente das anteriores unidades com 4 e 5 marchas anteriores. Ambos os fabricantes tentam aplicar e desaplicar a embreagem do conversor sob baixas rotações do motor e condições moderadas de torque. Isto pode ser conseguido suavemente e repetidas vezes, mas necessita de um balanceamento delicado que se inicia mantendo-se o fluido passando através do conversor de torque em um fluxo controlado. O enchimento do conversor depende dos seguintes fatores:
• Demanda de pressão de linha, pois alta demanda significa baixa carga do conversor
• Fluxo do trocador de calor
• Condições das buchas e controle de lubrificação, as buchas gastas e retentores e vedações danificadas significa uma baixa carga do conversor de torque
• Condição do circuito do pistão balanceador
• Folgas internas do conversor de torque
A GM e a FORD utilizam uma válvula reguladora com um retentor no eixo do estator para controlar o fluido entre o cubo do conversor e o estator da bomba (figura 3). O retentor do estator ajuda a reter um volume previsível de fluido dentro do conversor de torque para pressão de aplicações e liberação normais, durante a operação da embreagem do conversor precisamente sob condições de baixa RPM do motor. Deve-se tomar cuidado para evitar danos ao retentor do estator quando se instalar o conversor de torque na transmissão.
OS PROBLEMAS
As reclamações mais comuns associadas com o tempo estendido de aplicação do Lockup são relacionadas à dirigibilidade. Os clientes desconhecem o controle de gerenciamento do conjunto motor/transmissão cujo objetivo é diminuir o consumo de combustível e desempenho sob demanda. Assim sendo, as reclamações são associadas sobre o como o veículo “sente” ou responde de maneiras diferentes. As reclamações mais comuns são:
• Vibrações, ruídos e pequenos trancos sob condições de aceleração leve ou moderada
• O veiculo parece responder tardiamente até que se pressione o acelerador com mais força
• Mudanças atrapalhadas (o tacômetro sempre fica subindo e descendo até se alcançar a velocidade de cruzeiro)
• Patinação durante mudanças
Um diagnóstico completo do motor e sistemas relacionados é necessário para determinar se alguma reclamação tem sua origem fora da transmissão, em primeiro lugar. Também, se certificar de que o PCM possui a última atualização instalada nos módulos de controle.
Reclamações relativas a ruídos são provenientes da área da carcaça do conversor de veículos GM equipados com controle de combustível dinâmico e a transmissão 10L90 com o conversor de torque com acumulador centrífugo de pêndulo são os campeões deste tipo de reclamação. Veículos com cerca de 110.000 a 125.000 km podem exibir problemas com os rebites no conjunto do amortecedor se soltando. (figura 4). Às vezes, o resultado pode ser catastrófico. Infelizmente, uma falha do conjunto do amortecedor de vibrações torna a reforma do conversor inviável. Atualmente, no mercado de reposição, não existem peças para atender estas falhas. Não existe remédio para esta falha a não ser substituir o conversor inteiramente. Isto sai caro!
Um outro problema relatado está nas aplicações FORD10R80. Unidades que são encaminhadas à oficina para reparo, possuem diferenças entre elas e o ideal seria ter o conversor original do veículo reparado para evitar identificação errada da unidade.
Uma reclamação comum nas transmissões GM 8 e 10 velocidades em veículos com tração traseira é vibração após a reforma da unidade ou reparo no conversor de torque. Esta reclamação normalmente está associada à substituição do conversor de torque ou aplicações diesel. Conforme mencionado anteriormente, estas aplicações requerem um conversor equipado com acumulador centrífugo de pêndulo (CPA), se for utilizado um conversor sem este dispositivo, vibrações consideráveis ocorrerão e serão transmitidas durante a operação de aplicação da embreagem do conversor.
Uma maneira rápida de identificar unidades equipadas com CPA é observar se existe uma bucha na área entre o estator e o eixo de entrada (figura 5).
As unidades com CPA não possuem bucha no estator. Note que se o estator tiver de ser substituído, o estator e um conversor com CPA e sem possuem dimensões diferentes! Assim, não se pode somente remover a bucha de um estator de utilizá-lo em outra aplicação.
A obtenção de mais economia de combustível será sempre uma busca constante para os fabricantes de veículos. A tecnologia está sempre em constante desenvolvimento para responder aos desafios de aumentar a eficiência dos veículos e mudar mesmo os sistemas mais fundamentais que trabalhamos nas transmissões automáticas. O conhecimento destes sistemas e como repará-los contribuirá para um atendimento melhor de nossos clientes e desenvolvimento profissional dos técnicos. Até a próxima!
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