DUAS RELAÇÕES DE DIFERENCIAL EXPLICADO

Desenho: Audi


No post do Audi A1 Sport eu disse que o câmbio robotizado 7-marchas tinha duas relações de diferencial, isto até está informado na ficha técnica, e alguns leitores, com razão, perguntaram como era o funcionamento. Por isso pedi ao ao diretor de treinamento e consultor técnico da Audi, Lothar Werninghaus, que me conseguisse um esquema pelo qual eu pudesse explicar aos interessados, no que ele nos atendeu prontamente.

No esquema, o de uma caixa robotizada de duas embreagens e 6 marchas, vê-se que as marchas de 1ª a 4ª  estão em uma árvore e as de 5ª, 6ª e ré, em outra. As duas engrenagens de saída, uma de cada árvore (à esquerda), ficam permanentemente engrenadas com aquela indicada pela seta vermelha, que é a coroa do diferencial. Se fossem iguais teríamos uma só relação de diferencial. Como não são, têm-se as duas relações. Um exemplo de relação de diferencial única em câmbio robotizado é no Alfa Romeo MiTo 1,4 turbo MultiAir, de seis marchas.

A escolha de uma ou duas relacões de diferencial depende exclusivamente do dimensionamento físico das engrenagens, visando a menor ocupação de espaço possível. Não há outra razão.

Olhando a fcha técnica do Audi A1 Sport vemos que a quinta marcha é mais curta que a quarta (1,176:1 contra 1,122:1), algo que mais parece uma aberração, mas quando se calcula a relação total (relação da marcha multiplicada pela de diferencial) tudo se acerta. Veja



Rel. marcha
Rel. dif.
Rel. total
3,500
4,438
15,533
2,273
4,438
10,088
1,531
4,438
6,795
1,122
4,438
4,979
1,176
3,277
3,854
0,951
3,277
3,116
0,795
3,277
2,605


Vale lembrar que câmbios de dupla embreagem existem também nos transeixos longitudinais, como no PDK de Porsche 911 e Boxster/Cayman, e até nos câmbios isolados, dianteiros, em carros de tração traseira, como o fabricado pela Getrag, mas não com duas relações de diferencial, ou de saída, pelo menos que seja do meu conhecimento.

Como curiosidade apenas, seria possível duas relações de diferencial num transeixo longitudinal – caso necessário, obviamente – se ele fosse como o do desenho abaixo, do Porsche 908/3, de 1970. A solução aplicada pela fábrica. para levar o motor ainda mais para o centro do carro, visando mais estabilidade em curva, consistiu de um transeixo diferente dos comuns: em vez da tradicional ordem embreagem-diferencial-câmbio, era embreagem-câmbio-diferencial.

Transeixo do Porsche 908/3, vendo-se o diferencial na extremidade traseira (livro "Porsche - Excellence Was Expected"/Karl Ludvigsen)

Olhando o desenho da Audi, bastava que as duas engrenagens das árvores fossem voltadas para trás e da coroa saísse uma curta árvore, em cuja extremidade estaria um pinhão para formar o par cônico helicoidal normal. Mas, repito, mera curiosidade, talvez nem valesse a pena tudo isso.

Mas não importa se transeixo transversal ou longitudinal, o fato é que um carro ter duas relações de diferencial não selecionáveis é surpreendente sob todos os pontos de vista.

BS


42 comentários :

  1. Explicado !

    Impressionante como foi simples e contundente na explicação, Bob.

    ResponderExcluir
  2. Seria a mesma coisa quando o diferencial para cada grupo de marchas não segue a ordem?

    "Final drive 3.895 for gears 1, 2, 5, and 6; 4.353 for gears 3, 4 and R."

    Caixa dupla embreagem do Fiesta americano

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Anônimo 95/9/12 12:04
      Igual, o princípio é o mesnmo.

      Excluir
  3. Incrível... totalmente inteligivel! Nada como alguem que quer explicar contra àqueles que querem aparecer.
    Muito bom. Agora já posso explicar para os filhotes! hehe...
    valeu!

    ResponderExcluir
  4. Marcelo Junji05/09/12 00:09

    E como funciona a de alguns caminhões, que tem primeira curta, primeira longa e assim por diante? Se não fosse pelo custo, ou viabilidade técnica, acredito que seria a solução para o dilema das preferências entre câmbio curto e longo.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Os motoristas de FNM sabem.

      Excluir
    2. Caminhões usam caixa de redução acoplada ao cambio.

      Excluir
    3. Este comentário foi removido pelo autor.

      Excluir
    4. Não necessariamente.

      Depende do modelo do caminhão.

      As caixas ZF/EATON de 16/18 marchas tem uma engrenagem que reduz todas as marchas. E a propria caixa de marchas são duas em uma. Então você engata no H de primeira a quarta, puxa uma alavanca e volta o cambio no luigar da primeira para engatar a 5 até a oitava. Como tem a engrenagem que reduz todas as marchas, tem um botão na manopla do cambio que divide cada marcha em duas, assim as 8 marchas se tornam 16. Estão presentes no VW Titan Tractor 18-310, Constellation 19-320 e 19-370 (motor International 9,3L de 367cv). São tão complexas que tem até radiador de óleo do cambio!

      Esse sistema é empregado por esses modelos exatamente por eles serem relativamente fracos para o PBT transportado (os Titans tinham 303cv para puxarem 43.500kg de PBT), dessa maneira, praticamente em toda velocidade projetada do caminhão (de zero até os 95km/h) haverá uma marcha adequada para que o motor trabalhe entre as 1800 até as 2200rpms que são as faixas onde o Cummins 6CT8.3 (no caso dos Ford´s 4430 e Titan 18-310) apresenta quase que a totalidade da potencia disponível (ou seja proximo dos 300cv).

      Tem também (nos mais leves) diferenciais de dupla redução, acionado também por meio de botão e ai multiplica as marchas por dois também. E tem que passar as marchas cruzado (1 baixa/1 alta, 2 baixa/2 alta...). Começou no Brasil nos F-600 da década de 50, posteriormente Chevrolet´s D-60/70 (Perkins e Detroit 4.53) e se esparramaram até hoje nos caminhões médios e semi pesados como os VW 17-220 por exemplo, sendo essa a razão das enormes "bolas" de diferencial que esses caminhões possuem.

      A Ford muitos anos atrás fez o cavalo FT-7000/8500 com 5 overdrive. Como o diferencial tinha dupla redução a sequencia da ultima marcha era estranha: 4 baixa -> 5 baixa -> 4 alta -> 5 alta. Se fizer o calculo da transmissão com as devidas relações de redução (como o Bob fez) fica facil compreender. A relação final obriga essa sequencia estranha.

      Excluir
  5. Como vai Bob, realmente tinha notado essa diferença na relação de diferencias em um A3 Sport que tive, mas como o que interessa é sempre a relação final, está explicado.

    ResponderExcluir
  6. Ter duas relações de diferencial não seria interessante em um 4x4 de todo terreno? Uma relação mais curta pra enfrentar obstáculos e uma mais longa pra alta velocidade.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. A reduzida que existe em alguns 4x4 faz essa função, dando mais força a todas as marchas para situações difíceis do fora-de-estrada.

      Excluir
    2. Alta velocidade em um 4x4 todo terreno?!?!?!?!?

      Excluir
    3. Anônimo08/09/12 15:04
      Alta velocidade é um conceito bem realtivo: os mesmos 120km/h que seriam adequados a uma estrada seriam pouco no fim de uma reta de autódromo e temeraraiamente rápidos na frente de uma escola. Nesse sentido, o 4X4 que chegasse a oitentinha para voltar pra casa já estaria em "alta velocidade", comparado com o que ele anda nas trilhas...

      Excluir
    4. Alta velocidade eu estava querendo dizer algo em torno de 120km/h mesmo.

      Excluir
    5. Para um trator, 60 km/h é relativamente alto...

      Excluir
  7. Bela explicação, como já disseram. E o arranjo das duas relações de diferencial é bem simples, imaginava algo mais complexo. Boa sacada da Audi.

    ResponderExcluir
  8. Bob e amigos achei este video sobre turbos, é simples mas já ajuda melhorar o entendimento. Qualquer coisa o bob complementa

    http://www.youtube.com/watch?v=05Bs-jJTPFU

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Coisa interessante nos turbos (e citado no começo do video) é que a variável carga tem muito mais influência na potência que num carro aspirado. Li a avaliação da 4Rodas e do BCWS sobre o Punto T-Jet e ambos disseram que a menos de 2000 rpm o motor não "enche", obviamente por estarem com acelerador "na casquinha" do solado...

      Excluir
  9. Ando lendo ultimamente testes de carros com câmbio automatizado de duas embreagens. Neles quando se está numa marcha a próxima também já está engatada, isso torna o avanço das marchas mais rápido. Gostaria de saber como funciona nas reduções, elas portanto "demoram" mais que as trocas para cima? Muito mais?
    Obrigado

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Demoram mais, por causa da aceleração interina para casar a velocidade do motor com as rodas.

      Excluir
  10. Lorenzo Frigerio08/09/12 18:13

    Eu digo por que foram fazer duas relações de diferencial não selecionáveis, Bob. É que alemães são portugueses que passaram em matemática. E a maioria trabalha na VW/Audi. Pois não ouço falar de soluções de engenharia exóticas por parte da Mercedes e BMW.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Essa é fácil de responder: Do mesmo modo que no Brasil uma grande parte da população compra carro irracionalmente, isso ocorre em todo o resto do mundo. A diferença está na razão irracional para fazer a compra: Aqui é só para reduzir o degrau entre o carro atual e um mais novo, nos EUA, por algum tempo foi pela diferença de desenho paulatina, e agora por força de marketing ecoterrorista (também chamado "verde"), na alemanha, o comprador irracional compra carro novo para sentir-se mais moderno, daí adição de traquitanas, ano após ano, mesmo que o mesmo resultado prático pudesse ser atingido sem tantos malabarismos tecnológicos.

      Excluir
  11. Falando em A1 Sport , a QR testou separadamente esse Mês o Audi de 185 cv e testaram o DS3 de 165.

    O DS3 rendeu mais até no 0-100. Foi mais rápido que o A1 e gastou muito pouco combustível também, aliás o consumo do DS3 foi quase igual ao que o Arnaldo Keller conseguiu no ' No Uso ' dele.

    SNME 0-100 DS3 foi 7.6 e do Audi 7.8 contra 6.8s anunciados.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Sai mais barato comprar um T-Jet se for só por questão de desempenho

      Excluir
  12. Uma observação: não seria possível se usar dois pinhões cônicos do mesmo lado da mesma coroa no diferencial se os dentes das engrenagens forem retos ou helicoidais, pois então o pinhão precisa estar no eixo central da coroa.

    Por certo, engrenagens com dentes hipóides permitiriam que o pinhão esteja fora do eixo central da coroa, e imagino que então se poderia haver mais de um pinhão. No entanto, não se fazem mais diferenciais com este tipo de dente porque há deslizamento entre os dentes das engrenagens e o atrito é elevado.

    Mas, claro, com dentes retos ou helicoidais poderia haver mais de um pinhão em lados diferentes do diferencial: um na frente e outro atrás. Mas seria complicação demais que poderia ser resolvida com um menor custo e peso se acertando as relações entre as engrenagens do câmbio.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. "bastava que as duas engrenagens das árvores fossem voltadas para trás e da coroa saísse uma curta árvore, em cuja extremidade estaria um pinhão para formar o par cônico helicoidal normal."
      Não precisa ter dois pinhões cônicos, um só.

      Excluir
  13. Este post já não tinha saido antes?

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Anônimo 09/09/12 00:41
      Tinha, durante 10 segundos, se tanto: engano meu no comando do blogger. Mas ainda não era versão completa, como a ora publicada.

      Excluir
  14. Muito complicado toda essa história!
    Eu ainda fico com um automático normal..
    Viva as delícias do velho e bom conversor de torque!

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. Anônimo 09/09/12 10:40
      Já dirigiu um duas-embreagens?

      Excluir
  15. Bob, alguns câmbios manuais também usam/usaram duas relações de diferencial, como o do antigo Focus SVT (EUA) e o do Golf VR6 que era fabricado no Brasil. No Golf, as relações eram: 1) 3,36; 2) 2,09; 3) 1,47; 4) 1,15; 5) 1,19; 6) 0,98; diferencial, 3,944 e 3,087. O mais longo atendia quinta e sexta. Relações finais: 1) 13,23; 2) 8,23; 3) 5,79; 4) 4,53; 5) 3,67; 6) 3,02.

    Estranha (mesmo que esteja certa) a concordância do título!

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. FS
      Verdade, essa solução não é novidade. Só me toquei que devia uma explicação leitor ao compilar a ficha técnica no A1 Sport. Lembre-se ficha técnica completa é relativamente recente aqui no AE. Título: pensei bastante num que dissesse tudo e esse me pareceu adequado. Melhor do que o velho clichê "Saiba como funciona...". Em inglês seria igual, "Two final drive ratios explained"...

      Excluir
  16. Muito interessante, Bob.
    A idéia que eu tinha era de uma caixa normal de 7 marchas e de um diferencial com 2 relações, selecionadas automaticamente conforme a marcha selecionada, daí a minha indignação. Agora, diante da configuração acima, com dois eixos diretos na coroa do diferencial, a coisa se torna lógica e justificável (redução de espaço).
    Jamais imaginaria uma configuração dessas, mas com certeza abre-se um precedente para uma integração maior da caixa com o diferencial, com múltiplos eixos e uma resposta mais direta talvez. Valeu Bob, um abraço!

    ResponderExcluir
  17. Bob,

    A Caixa de marchas do Audi A3 Sport é de 7 maschas como a do Jetta TSI mas , como você já havia escrito no post do lançamento do A1 normal aqui, nela os conjuntos de embreagem são a " seco ' , ao contrário da caixa do 2 litros, que é imersa em óleo.

    Sucede que em teste na Revista Quatro Rodas eles notaram um barulho na frente do carro quando em pisos como paralelepípedos.

    Segundo a revista ( nas bancas), a Audi foi inquerida sobre o barulho e o responsável pela área relatou que : como uma embreagem ficará sempre desacoplada, ela é a fonte dos ruídos. !!!!!!!!!!

    Isso procede? Se for assim, será que os mesmos barulhos, que vem sendo relatados pelos donos de Jetta TSI( solucionáveis na susp. traseira, mas problemáticos na dianteira), são da embreagem multidiscos inativa, mesmo a imersa em óleo, como no DSG do 2.0 ?

    Obrigado pela atenção, a dúvida é importante pois pode definir uma compra.

    ResponderExcluir
    Respostas
    1. O Jetta TSi tem 6 marchas, não? Do resto, sua dúvida também me interessa, penso num TSi mais pro futuro.

      Excluir
    2. Alexei
      Muito estranha essa história toda de barulho. Se fosse assim, num carro de câmbio manual normal a embreagem faria barulho ao deixar o carro correr solto engrenado porém com embreagem desacoplada (pedal apertado). Já andei em diveros carros com câmbio robotizado de duas embreagens e jamais ouvi nada parecido. Inclusive no Audi A1 Sport. Acho que você, conhecedor como é da técnica automobilística, não precisa ter menor receio de comprar um carro com esse tipo de câmbio.

      Excluir
    3. Thales,
      Sem dúvida, seis marchas no Jetta.

      Excluir
    4. Bob

      Também achei estranho.Esse carro tem um monte de coisas pra bater caso desapertadas, mas o motivo do som de pandeiro que a Revista se refere foi explicado pela Audi entre aspas na revista pelo mesmo consultor que conseguiu para você o esquema desse post.

      Mas se você diz que nada percebeu e em nenhum Dsg, então é tranquilo.

      E , Bob, disco de lona realmente não faz barulhos, pode passar debreado em " costela de vaca " que nada consta, mas experimente passar levemente debreado em piso irregular com um disco pastilhado ( de cerâmica, como normalmente o denominam) , dá barulho sim.
      E o DSG não usa lonas nas embreagens , correto? Deve ser algo como Kevlar .

      Excluir
  18. A1 Sport, corrigindo...

    ResponderExcluir

Pedimos desculpas mas os comentários deste site estão desativados.
Por favor consulte www.autoentusiastas.com.br ou clique na aba contato da barra superior deste site.
Atenciosamente, Autoentusiastas.

Observação: somente um membro deste blog pode postar um comentário.