Entre o volante do motor diesel de um caminhão e a borracha desgastada espalhada pela superfície da estrada, existe uma longa linha de componentes para transferir, redirecionar, distribuir e multiplicar o torque que dá vida a um caminhão.

Central neste processo é a transmissão. Dada a gama de rotações relativamente limitada de um motor diesel de grande porte e a ampla gama de velocidades contrastantes que a maioria das aplicações exige, a principal função de uma transmissão é manter o motor funcionando com eficiência máxima pelo maior tempo possível.

Mas a tecnologia subjacente às transmissões varia muito, com diferentes tecnologias apelando a diferentes segmentos do mercado.

Como sempre, a tradição e a experiência desempenham papéis fundamentais na escolha do cliente e agora, mais do que nunca, as considerações do condutor têm um forte impacto na especificação escolhida. Por exemplo, um operador que esteja tendo problemas para encontrar motoristas experientes e competentes no manuseio da venerável e geralmente à prova de balas Eaton Roadranger de 18 velocidades, caixa de câmbio de malha constante, optará por algo que não exija pedal de embreagem.

A próxima decisão será escolher entre uma transmissão manual automatizada, que ainda possui embreagem e placa de pressão e, portanto, superfícies de fricção vestíveis, ou uma transmissão totalmente automática que utiliza acoplamento hidráulico ou conversor de torque.

Aqui está uma rápida olhada nos tipos de transmissões disponíveis atualmente…

>> MANUAL DE SINCROMESE
A maioria dos fabricantes constrói suas próprias transmissões nesta categoria. A tecnologia é comprovada, facilmente exportável através de fronteiras corporativas e geográficas e requer o mínimo de treinamento de motorista pelo menor custo. Contudo, não é fácil ajustar ou modificar proporções para se adequar à tarefa. O fabricante tende a corrigir isso com uma série de suposições sobre como o modelo específico de caminhão será usado. O uso de sincronizador para fazer a caixa de câmbio engrenar as engrenagens reduz a capacidade de torque dessas caixas de câmbio, de modo que a faixa de peso de uma caixa sincronizada geralmente não ultrapassa o serviço médio.

>> MANUAL DE MALHA CONSTANTE
De todas as transmissões, esta é a mais difícil de dominar. Ele foi projetado tendo em mente condições extremas e de alto torque e ainda é o produto básico na Austrália para trens rodoviários e outras aplicações multicombinadas de longa distância. A Eaton é o fornecedor preferido nesta categoria, e a alavanca de câmbio estendida de padrão H de 18 velocidades com botões diretos/overdrive e mudança de marcha está marcada na consciência de milhares de motoristas de caminhão em todo o país. Um bom operador pode manter o torque tão bem quanto qualquer manual automatizado, mas é uma habilidade que pode exigir muita prática (às vezes cara).

>> MANUAL AUTOMATIZADO (COM OU SEM PEDAL DE EMBREAGEM)
A Scania costumava oferecer seu manual automatizado em configurações de dois ou três pedais. Eu não tenho ideia do porquê. Se você pretende adquirir um computador para gerenciar a embreagem, por que não deixá-lo fazer seu trabalho do início ao fim? Mas me disseram que algumas frotas gostam que seus motoristas usem a embreagem para dar partida e parece que ela é mais popular em plataformas vocacionais.

O próprio AMT é agora um sistema comprovado, mas há uma grande diferença na velocidade da mudança. Um AMT japonês que a fábrica insiste em construir é tão lento entre as marchas que você provavelmente pode fazer um café enquanto espera. Um dos suecos é muito bom nisso e as mudanças rápidas mantêm as interrupções de torque ao mínimo.

Fuso tem uma variação no tema – seu Duonic AMT tem embreagens duplas, então a caixa pré-seleciona a próxima marcha conforme você acelera. Na minha primeira viagem, fui fisgado a 100 metros. Houve alguns problemas de confiabilidade com os quais a fábrica lidou, mas é principalmente uma caixa para serviços leves para o Canter. Você ainda não pode obtê-lo nos modelos de serviço médio ou pesado.

Tecnicamente, um AMT é uma caixa de câmbio de malha constante de variedade comum com um sistema de embreagem automatizado aparafusado e conectado. Isso traz confiabilidade estabelecida e facilidade de manutenção, desde que você tenha o diagnóstico plug-in para o gerenciamento de mudanças. Mas também significa que com as melhores versões (isto é, da Europa e dos EUA), você pode personalizar o padrão de mudança, a faixa de rotação e o tempo de engate para se adequar à aplicação.

Por exemplo, na minha primeira viagem com um Hino 700 com o ZF AMT, ficou imediatamente claro que ninguém havia observado atentamente as características do motor. Ele acelerou, então mudei para o modo manual, reduzi o grande motor Hino para 1.050 rpm antes de trocar, usei muito menos combustível e desfrutei de uma direção mais silenciosa. Subindo o Monte Ousley, ao norte de Wollongong, não fui mais lento do que os caminhões que dependiam do computador.

>> TOTALMENTE AUTOMÁTICO
Meu teste de caminhão favorito foi realizado nos EUA há vários anos. Em uma pista de testes fechada, dois caminhões idênticos foram atrelados a reboques com os mesmos pesos. Um tinha uma caixa automática Allison e o outro um manual Eaton Roadranger de 18 velocidades.

O caminhão automotivo era dirigido por um estudante universitário e o manual por um motorista profissional. A corrida de arrancada subindo uma colina íngreme fez com que o aluno vencesse generosamente. Então, após a corrida, foi revelado que o aluno tinha 75 cavalos a menos!

Foi uma ilustração perfeita da diferença que o torque ininterrupto faz, e você só pode conseguir isso com uma transmissão totalmente automática. A caixa de Allison usa a velocidade da estrada, o torque usado, a taxa de aceleração e o ângulo de inclinação para calcular o peso bruto da plataforma. Em seguida, ele gerencia o mapeamento de turnos de acordo.

A 'caixa também significa tração ideal em condições off-road. No momento, a automação completa não é vista em aplicações de trens rodoviários interestaduais ou rodoviários. Existem alguns desenvolvimentos em andamento, mas não prenda a respiração.

Basculantes, agitadores e bombeadores de concreto, caminhões de lixo e unidades de entrega metropolitana são onde você encontrará o uso mais difundido de automóveis completos, em alguns casos devido à alta taxa de rotatividade de motoristas e à oportunidade de eliminar substituições de embreagem caras e regulares.

>> MANUAL HÍBRIDO AUTOMATIZADO COM CONVERSOR DE TORQUE
A Mercedes-Benz tem uma corda única em seu arco na área de transmissão. O Actros SLT é um caminhão ultrapesado com perfil Actros e interior Actros, mas com novo conjunto de roupas íntimas. A transmissão no SLT passa pelo Powershift AMT, mas somente depois de passar primeiro por um conversor de torque.

Os benefícios são mais relevantes para a função de transporte pesado do que qualquer outra, onde a posição de peso extremo começa a testar até mesmo o melhor sistema de transmissão. Em AMTs convencionais, quando você seleciona a direção, a marcha de partida é acionada e, mesmo sem qualquer aceleração, você avança lentamente à medida que o sistema aciona a embreagem. Mas aperte o botão D no SLT e você ainda não chegará a lugar nenhum. A marcha está engatada, mas o conversor de torque não está convertendo nenhum torque.

Somente quando você pressiona o acelerador o conversor de torque processa a potência na transmissão. Assim, a embreagem fica totalmente engatada e o acoplamento hidráulico controla todo o deslizamento. É uma solução pesada porque você efetivamente tem duas transmissões em linha, mas para uma tarefa pesada, a tara não é o critério principal. Os SLT são utilizados em todo o mundo nas frotas de transporte pesado dos maiores grupos de transporte.

Transmissão de Veículos Comerciais

FABRICANTES ESPECIALISTAS
Além das fábricas que projetam e constroem suas próprias transmissões, existem fabricantes especializados de caixas de câmbio que fornecem seus produtos na fábrica e após a venda inicial.

>> EATON
A resistente transmissão manual Roadranger ainda é conhecida como a transmissão preferida de muitas frotas. Mas a Eaton não podia ignorar a tendência geral da indústria no sentido de dispensar o condutor do uso da embraiagem, e assim foram introduzidos o Ultrashift e o UltraShift Plus. É basicamente um Roadranger com embreagem hidráulica gerenciada eletronicamente, então o custo de desenvolvimento foi principalmente a inteligência. Mesmo assim, depois de partir, os figurões passarão de um rastejamento para um cruzeiro na estrada sem tocar na embreagem de qualquer maneira.

>> ZF
Esta empresa alemã fabrica a maioria dos tipos e configurações de caixas de velocidades e eixos e é mais popular entre os construtores europeus. Actualmente comercializa uma máquina totalmente automática para competir com a Allison e também goza de amplo apoio das forças militares da OTAN nas suas necessidades de abastecimento e transporte de tropas ligeiras.

Seu design modular TraXon é pioneiro. É basicamente um conjunto de engrenagens com módulos de embreagem, dupla embreagem, híbrido ou conversor de torque na frente. A aplicação determinará qual sistema é mais adequado, mas com o núcleo comum os custos são reduzidos.

>> AISIN
Propriedade do grupo Toyota, a empresa fabrica transmissões manuais e automáticas para empresas do grupo e não pertencentes ao grupo, e também fornece algumas montadoras europeias. Curiosamente, você ainda pode comprar um caminhão Hino com transmissão Allison, então o Aisin ainda não cobre todos os usos potenciais da linha de caminhões do construtor.

>> ALISON
Foram os militares que deram início ao desenvolvimento da transmissão Allison, embora a empresa também tenha projetado e construído motores aeronáuticos. Na verdade, minha primeira apresentação a Allison exigiu protetores de ouvido. O grito de quatro turboélices Allison uivando em torno do porão de carga de um Hércules C130 da RAAF é um som permanentemente gravado na minha memória do Despacho Aéreo do Exército.

A Boral tem um motivo de duas palavras para marcar a caixa de opções da Allison ao encomendar novos caminhões de concreto ou cascalho – “tempo de inatividade zero”. A empresa fornece automóveis pesados ​​para empresas de equipamentos de construção e militares dos EUA, fornecendo também unidades de acionamento para algumas aplicações marítimas.

O chefe de vendas de Allison para a Austrália é Robert Cavagnino, chefe da equipe Top Fuel dragster em seu tempo livre. Entre o barulho ensurdecedor dos motores nitro no último encontro da WA, ele me contou sobre o aumento na aceitação de automóveis entre os fabricantes, impulsionado em grande parte pela demanda dos clientes.

Um ponto-chave é que a tendência evoluiu agora de uma necessidade devido às limitações do condutor, para uma tendência de eficiência devido à forma como a caixa automática maximiza as características de desempenho do motor.

“É por isso que há um problema crescente com os AMTs”, disse ele.

“Os motores europeus, em particular, são seis cilindros de baixa rotação e alto torque, que realmente exigem um conversor de torque para produzir o melhor desempenho”.

NA ESTRADA
Há coisas no horizonte que irão expandir a diversificação da tecnologia de transmissão nos caminhões nas estradas australianas. Tanto a Allison quanto a ZF visam operadoras de longa distância com recursos que irão agradar a essas aplicações.

A transmissão automática de 10 velocidades com contraeixo duplo TC10 da Allison é flexível o suficiente para os ciclos de serviço do motor principal urbano e rodoviário e fornece arquitetura combinada com mudanças de potência total, um conversor de torque e um design de caixa de câmbio com contraeixo duplo.

A empresa operou uma frota de usuários de teste que alcançaram uma melhoria média de cinco por cento na economia de combustível com o TC10 em comparação com seus atuais modelos manuais e manuais automatizados.

A caixa de câmbio tem potência nominal de até 600 cv e 2.305 Nm de torque com 10 velocidades de avanço e duas de ré. Ele vem equipado com a mais nova geração de controles eletrônicos da Allison, que fornecem prognósticos para eliminar trocas desnecessárias de óleo e filtro, além de funcionalidade aprimorada do seletor de mudança.

O impulso para a inovação está a levar o desenvolvimento da transmissão a novos campos. Por exemplo, a ZF desenvolveu um pacote Innovation Truck que apresenta um motor elétrico de 120 kW integrado diretamente na caixa da campainha da transmissão de 12 velocidades.

Ele não funciona apenas como um retardador que recupera energia, mas também tem um truque elegante na manga quando combinado com servos de direção, um programa de software altamente complexo e um tablet de computador. Resumindo, o motorista chega ao depósito e para perto do cais de carga, salta do caminhão, entrega o tablet ao pessoal do cais de carga e entra em casa para tirar uma soneca.

O pessoal do depósito então usa o tablet para dar ré no caminhão sem usar o motor. O motor elétrico faz a manobra enquanto o motor diesel também tira uma soneca e o software gerencia a direção.

O sistema é demonstrado num DAF XF puxando um semi-reboque com um reboque de porcos atrás (ver imagem principal). A dupla articulação parece não ser problema para o operador, que dirige o caminhão com um dedo arrastando o gráfico do reboque no tablet para a posição desejada. Posso pensar em alguns drivers B-double que precisam de um sistema como esse...

A GRANDE PERGUNTA: AUTO OU MANUAL?
A maior questão só pode ser respondida por um exame minucioso do uso de aplicativos e drivers. Um manual, seja a embreagem operada pelo motorista ou por um computador, tem limitações que estão sendo ampliadas pela tendência imparável no design e nas características do motor.

Em termos leigos, parece que as ondas de torque, que são mais parecidas com pulsos quando você reduz o número de cilindros e reduz as rotações, podem criar surtos nas transmissões que são ampliados ao longo da linha de transmissão quando ela está conectada por um acoplamento rígido, como uma embreagem. Isso pode fazer com que o ECM interprete esses pulsos como uma entrada do acelerador do motorista, fazendo com que o motor funcione, mesmo no modo cruzeiro.

Um dos principais fabricantes, provavelmente com o melhor AMT do mercado no que diz respeito à usabilidade, está considerando seriamente a automação completa neste momento por causa das enormes cargas de torque que passam por seus próprios AMTs.

Outro caso em questão é um grande sueco, cujo motor V8 de 3.500 Nm tem o torque limitado em 200 Nm da primeira à nona marcha. Desenvolver a caixa AMT para lidar com esse tipo de torque nas marchas mais baixas seria um enorme esforço de engenharia. Portanto, embora você pague a mais pelo grande valor de torque, você só o obtém a partir da 10ª marcha. Isso significa que um operador de transporte pesado não obtém a classificação máxima quando mais precisa dela – ao manobrar o estranho Manly Ferry em torno de uma área industrial, por exemplo.

Em última análise, a multiplicação do torque é feita por um conjunto de engrenagens nos AMTs, mas por um acoplamento hidráulico no automóvel, reduzindo drasticamente o desgaste do trem de engrenagens.

A eletrônica em um AMT não pode fazer muito, pois quando a marcha está engatada é um acoplamento rígido. Portanto, é o ponto de mudança que é o foco do ECM. Mas um automóvel pode controlar a passagem de torque enquanto uma marcha está funcionando, aumentando o torque quando necessário – às vezes sem mudar de marcha – bem como mantendo o torque constante, mesmo durante uma mudança de marcha.

O trabalho interestadual provavelmente será o último bastião das transmissões manuais ou AMT. Com uma frequência relativamente baixa de mudanças, o acoplamento rígido não perde nada em eficiência para o automóvel. A economia de combustível resultante do torque constante na aceleração é minúscula quando um caminhão finalmente chega à rodovia e viaja com cerca de 30% do torque disponível sendo usado por um ou dois dias.

Como sempre, faça suas contas e compre com base no custo de toda a vida. Pode significar a diferença entre um lucro saudável ou uma perda devastadora.