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Caixa manual. Desenvolvimento é mais complicado do que parece!

Texto: Carlos Moura
Data: 15 de Março, 2024

Pode não parecer mas desenvolver uma caixa de velocidades manual de um automóvel moderno é um desafio mais complicado do que parece porque existem algumas variáveis em jogo. Uma delas é o ser humano, já que o seu comportamento tem influência em factores como o ruído e as emissões.

Um dos poucos componentes de automóvel moderno que ainda não tem a sua própria unidade eletrónica de controlo é a caixa de velocidades manual. Apesar de ser um componente simples e conhecido, o processo de desenvolvimento de um automóvel com uma transmissão manual e três pedais é bastante complexo porque exige uma elevada dose de engenharia.

A seleção das relações de transmissão é diretamente influenciada pelas normas em vigor relativamente ao nível de ruído. Se um automóvel tiver de circular com um limite máximo de ruído a 50 km/h é possível programar um automóvel automático para usar uma mudança mais alta; num carro manual, não.

“A unidade de controlo eletrónica está no lugar do condutor”, afirma Michael Rosler, diretor  da linha de produto 911 da Porsche. Por isso é necessário escolher as relações de transmissão que mantenham o motor num baixo regime de rotação para uma dada velocidade e assim cumprir os requisitos do ruído.

Emissões de partículas

Se as normas do ruído são um problema, o mesmo sucede com as emissões de partículas. Um estudo da Universidade de Nantes veio confirmar que nos automóveis com caixa manual, o comportamento do condutor tem uma grande influência nas emissões.

“Os resultados sugerem a importância de minimizar a duração da mudança de velocidade para o reduzir o consumo de combustível e as emissões”, adianta o estudo. Isso é simples num automático, mas mais complicado num manual onde existe o fator humano.

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Michael Rosler afirma que é necessário muito trabalho no lado do desenvolvimento da linha cinemática, para se ter a certeza que o motor tem os comandos certos para lidar com estas questões. A Porsche tem de cumprir os limites de emissões sem prejudicar a agradabilidade de condução dos seus veículos.

Rev hang”

Muitos automóveis modernos com caixa manual têm o “rev hang”, situação em que o motor mantém a rotação, apesar do condutor ter pisado no pedal da embraiagem. Geralmente, este combustível não queimado deveria entrar na câmara de combustão, enriquecendo a mistura de ar e combustível, aumentando as emissões. Ao manter aberto o acelerador consome o combustível e reduz as emissões. 

Para um fabricante constitui um desafio fazer um carro moderno que não tenha esse comportamento e que cumpre os limites de emissões. Michael Rosler refere que exige muito trabalho de desenvolvimento na calibração para o alcançar. 

O hardware básico de uma transmissão manual não terá mudado muito ao longo dos tempos, mas tem obrigado a um trabalho cuidado nos detalhes do desenho de uma caixa manual. “Para cada aplicação que recebemos dos clientes é o caderno do design, que é muito extenso e alguns têm mais de 200 páginas de requisitos”, afirma Raul Rayas, diretor de engenharia da Tremec. 

Raul Rayas explica que os fabricantes querem performance – qualidade na mudança, capacidade de binário – fiabilidade, durabilidade e eficiência. Construir uma caixa de velocidades fiável, durável e eficiente que seja agradável de usar exige um forte investimento. “Desenhamos as engrenagens com uma inércia muito baixa”, afirma. “Isso ajuda a melhorar a eficiência e ajuda a ter uma melhor qualidade na mudança porque existe menos massa a ser sincronizada as mudanças acima e abaixo”.