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17 de maio de 2011

DOG CLUTCH

Foro: softgroup.com.pl
Em esquema, a luva sincrônica e o sistema dog clutch

Em complementto ao que falei sobre troca de marchas "no tempo", devido ao interesse de vários leitores no assunto, achei conveniente ir um pouco além e falar de sincronziadores e luvas de engate.

Antes, o signficado de dog clutch. Nesse contexto, 'dog' é qualquer dispositivo mecânico que retém alguma coisa e 'clutch' é engate, conexão. Por exemplo, o bloqueio do conversor de torque dos câmbios automáticos é chamado, em inglês, de torque converter clutch.

As prmeiras caixas de câmbio eram de engrenagens deslizantes, uma ia ao encontro da correspondente ao movimentar a alavanca de câmbio. É assim até hoje na maioria das marchas à re.

Câmbio antigo, de engrenagens deslizantes (tntweb.development.com)

Hoje é diferente. Os pares de engrenagens ficam permanente engatados, mas um do par fica solta, girando na árvore. Que conecta ela à árvore é uma luva, que pode ser tipo dog clutch ou, como nos nossos carros, uma luva sincrônica, que possui um sistema sincronizador.

Câmbio atual, de engate permanente com sincronizador (ls.forum.net)

No câmbio acima, de 3 marchas, a ré é sincronizada. Note que a terceira marcha é direta, a força entra por um lado e sai diretamente para o cardã. As outras marchas, primeira e segunda, a força faz um caminho. Logo na entrada a força desce para a contra-árvore e depois sobe, passa para a marcha engatada. No esquema, é  ré que está engatada.

Sabendo como é feita a ligação da luva com a engrenagem, veja o esquema do sincronizador:

Sincronizador: imagem de cima, desengatado, imagem de baixo, engatado (auto.howstuffworks.com)
O sincronizador primeiro freia ou acelera a engrenagem, dependendo se é troca ascendente ou redução, e depois engata-se à engrenagem. É por isso que ao efetuar uma troca "no tempo" aumenta bastante o desgaste do anel sincronizador se nào for muito bem feita. Veja um sincronizador real e seu anel na foto abaixo. Em geral são dois anéis e um sincronizador.

A luva sincrônica e seus dois anéis sincronizadores (lbcunited.com)
 Um câmbio de carro de corrida ou de motocicleta é bem mais simples, devido aos dog clutches:

Trem de engrenages de um câmbio de motocicleta (bibcracing.com)
Com esse tipo de arranjo é muito mais fácil passar marchas sem uso da embreagem, porém ao custo de mais ruído.

BS







29 comentários:

  1. O ruído maior no dog clutch vem do desenho reto dos dentes das engrenagens, Bob?

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  2. Raphael Hagi
    Ruído de funcionamento, sim, não o de engate.

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  3. Bem bacana esta "pequena coleção" de posts sobre o sistema de transmissão, Bob!

    Vocês poderiam dar uma rápida explanada na questão do escalonamento do câmbio? Questões como quais são os critérios para a decisão de se utilizar determinada relação em um veículo, outras mais "bobas" como pq não usar um conjunto 20/10 e não 10/5 (dentes) em uma fictícia relação 2:1, etc.

    Posso estar enganado mas, minha percepção é de que caixas em que as engrenagens possuem mais dentes parecem ser mais resistentes ao "abusos" e aumento de torque do motor (principalmente nos motores com preparação sobrealientada).

    Sempre recordo da tua história com o Santana branco da frota da VW com a relação "Made by Bob" toda vez que me vejo em meio a estas discussões.

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  4. Devido a estes posts, estou acessando o blog umas 4 vezes ao dia, só esperando uma próxima aula sobre a parte técnica dos automóveis.
    Quando é sobre transmissão e suspensão, que são áreas que não domino quase nada, acho melhor ainda, tô aprendendo demais com estes posts.

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  5. Bob,

    Os posts técnicos desta semana estão sensacionais, parabéns!

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  6. Bob;

    A linha de tratores Massey Ferguson série 200 até pelo menos o ano de 2008 ainda tinha como conjunto de série o sistema de engrenagem deslizante e não o engrenamento constante.

    Aliás esse sempre foi o grande alvo da critica e ao mesmo tempo da reputação da Massey: Se o sistema é jurassico, amplamente desconfortável e antiquado (isso sem falar no sistema de alavanca "central", no meio das pernas do operador), ao m,esmo tempo ee robusto o suficiente para trasnformar engrenagens de cambio de Massey artigo raro de se encontrar em revendas, pois dificilmente quebra.

    Por outro lado, alguns modelos de tratores Valmet vende-se até o kit de engrenagens e sincronizadores para completa substituição do conjunto.

    Um grande abraco e parabens pelo artigo!

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  7. Realmente, essa semana tá dando gosto mesmo! Posts técnicos sempre são mais legais de ler, na minha opinião! E claro que ver um carro de corrida famoso aqui, um Corvette lá, um Maverick quadrijet acolá é sempre gostoso também!

    Parabéns e obrigado pela explicação, Bob!!

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  8. Bob, excelente série sobre câmbios.
    Sendo entusiasta do assunto, mas sem formação técnica (sou médico), aproveito pra pedir algumas dicas sobre o uso dos automáticos, em especial os AG6 que equipam os VW (Jetta Variant):

    1) Uso muito o tiptronic para exercer freio-motor em trânsito, na tentativa de evitar o desgaste dos freios. Isso é coreto?

    2) Em cambios automáticos, corre-se o risco de estragar o conjunto com as citadas reduções? O software consegue entender e atuar com o mínimo de desgaste nessas situações ou é melhor deixar em Drive?

    3) Por último, o "kick down" em Drive ocasiona maior desgaste ou é melhor reduzir uma marcha com leve pressão no acelerador usando o Tiptronic? Ou então usar o cambio permanentemente em modo Sport?

    Muito obrigado antecipadamente.

    Abraços,

    Jorge

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  9. Mestre Bob, no meu 1300L, a segunda marcha fica desengrenando, a alavanca "pula" violentamente para o ponto morto sozinha quando atuando em freio motor médio-acentuado. Ou quando acelera-se tudo em segunda marcha e não se troca para terceira, deixando o motor girando alto e a marcha engrenada sem acelerar nada. Mas acelerando ela não desengrena.

    Lembra disso ?

    O senhor a um tempo atrás havia me explicado direitinho a causa e solução. Pode repetir por favor ?

    Abraço

    Leo

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  10. Os dentes retos provocam aquele barulho típico de ré, algo que se vê bastante nas pistas de arrancada pelo Brasil, já que há companhias especializadas nesse tipo de câmbio, como Sapinho, Matoscar e Bertolotti.
    A minha dúvida é em relação aos câmbios de pista onde não escutava esse som característico. Eram engrenagens helicoidais mesmo? Se for elas também aguentam? Outra coisa é se é possível transformar um câmbio normal com sincronizadores em um de engate rápido mudando apenas o sistema de acoplamento ou seria necessário trocar também as engrenagens? Essa última é porque estou com idéias para uma velha caixa Volks de quatro marchas...

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  11. Leo
    Com o sincronizador e a segunda desmontados, usinar com lima ou esmerilhadeira os dentes de encaixe na luva e na engrenagem. Dá um bom trabalho, pois são inúmeros dentes. Mas é reparo temporário, não dura muito. O melhor é comprar as duas peças novas.

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  12. Shimomoto,
    Informações interessantes. Eu não sabia dessa possibiidade de atualização dos câmbios para engrenamento permanente.

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  13. Dr. Jorge Jr
    Incrível, muitos médicos e também dentistas são autoentusiastas. Em resposta:
    1) Problema nenhum para o veículo como um todo.
    2)Como acima, problema nenhum.
    3)Qualquer dessas maneiras de usar o câmbio é permitida e não acarreta nada de anormal.

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  14. Marcos
    As engrenagens de dentes retos sempre provocam algum ruído, mas isso varia de câmbio para câmbio, do mesmo modo que há engrenagens de ré mais ruidosas do que outras. Nas pistas se vê tanto câmbios com engrenagens de dentes helicoidais quanto de dentes retos. Os câmbios Hewland, por exemplo, são todoso de dentes retos. Sobre a sua pretendida modificação, há que trocar as engrenagens também. Sugiro entrar em contato com a Hewland (www.hewland.com), pois um dos câmbios que produziam usava carcaça do transeixo VW dos modelos arrefecidos a ar. Eles devem ter a solução pronta.

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  15. Eu acho o máximo o "clack" do câmbio das Harleys. Quando quebrou o clip do cabo da embreagem do meu carro também tive que trocar no "tempo" (do anel), mas é tranquilo da até pra reduzir...

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  16. Mas que bela série de posts!!! Sempre tive minha dúvida em porquê o "dog clutch", excelente mesmo! Parabéns.

    GiovanniF

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  17. Bob,

    Resumindo:
    dog clutch = estalar no engate
    dente reto = barulho no movimento

    Quais os benefícios de um carro de corrida (ou normal mesmo) usar câmbio de dentes retos (esquecendo o barulho e independente do tipo de sincronizador usado)?

    Então os Masseys utilizam câmbio de engrenagem deslizantes. Porque esse tipo de cambio encavala, e o que exatamente é encavalar, porque acontece? Me lembro dos tratores da fazendo, algumas vezes encavalavam marcha, dai o tratorista parava e desligava, entao desrosqueava uma tampa (devia existir exatamente para esse fim) perto da alavanca e enfiava um cano de ferro, que já ficava no trator pra isso, lá dentro e fazia um movimento de alavanca, pronto, estava desencavalado. Lembro me também como era difícil fazer um engate sem arranhar mesmo com embreagem até o fim, os tratoristas diziam que eu acostumaria, mas o fato é que tem que esperar um bocado com embreagem desacoplada para então fazer o engate (totalizando algo como 2 segundos ou um pouco mais para a troca). Porque isso? Será que o desacoplar da embreagem não signicava por o conjunto de árvores e engrenagens serem muito pesados e então demorarem para atingir velocidade adequada de engate?

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  18. Em motos realmente é manha trocar de marcha no tempo, principalmente nas marchas ascendentes. Basta uma aliviada no acelerador e puxar a alavanca.

    Inclusive as marcas que fabricam esportivas costumam ter como opcional, um sensor que trabalha em conjunto com a central eletrônica da moto que corta momentaneamente a aceleração quando o piloto aciona a alavanca. Com isso, o piloto consegue trocar de marcha ascendente sem aliviar o acelerador.

    Para reduções também dá pra se fazer isso, mas eu particularmente não gosto por conta do risco de travar a roda traseira. Prefiro queimar um pouco de embreagem e executar uma aceleração interina. Em casos de moto com embreagens do tipo "slippery", que alivia o excesso de tensão para evitar este travamento, é bem mais tranquilo de fazer isso.

    Bob, mais uma sugestão, mantendo o tema: como você é motociclista, e também já sabendo que houveram carros com embreagem banhada a óleo, vai a sugestão e o pedido de explicar o funcionamento deste sistema e comparações com embreagens "secas". Não sei se em um post no AE ou por aqui mesmo, nos comentários.

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  19. Bob,

    Mais um post esclarecedor, Parabéns.

    Aproveitando o gancho do Carlos Eduardo a respeito das embreagens banhadas em óleo, gostaria de tirar uma dúvida com relação às transmissões automáticas. Estas tem uma série de acoplamentos hidráulicos que, acionados individuamente ou combinados entre si, fazem o escalonamento das marchas.

    Como funciona este tipo de acionamtento? Dá para se dizer que os mesmos funcionam como pequenas embreagens dentro do câmbio, suavizando as trocas de marcha? Por último, o acoplamento destes dispositivos também ocorre imerso em óleo, tal como as embreagens de moto?

    Fica a sugestão destes dois temas para um novo post.

    Abraços.

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  20. Embreagens de dentes retos são mais resistentes, mais robustas, por isso são utilizadas em competições, onde se extrai tudo que o carro pode dar e mais um pouco.

    Tem um tempo, vi um japa com uma cara de louco, com um golzim com "câmbio reto" passeando na Av. Bandeirantes, não tive dúvida, foi andar emparelhado alguns segundos, que na sequência, ele já mostrou o que tinha no bólido. Olha deu até saudade do barulhinho de uma blow-off... hehehe

    Sds

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  21. Bob,
    No meu caso é uma caixa Volks de quatro machas dos modelos arrefecidos a água, das antigas. Minha idéia seria utilizar o diferencial de 3,89:1 com as engrenagens originais e trocar os sincronizadores por engate rápido, algo para se utilizar em pista. Já me foi dito ser possível, mas pelo jeito só trocando as engrenagens junto.

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  22. Finalmente consegui entender o funcionamento do câmbio,obrigado pelas explicações Bob...

    Hoje de manhã,estava em uma reta bem vazia,aproveitei para treinar as trocas de marcha sem embreagem no Gol.De 1ª para 2ª a marcha encaixou,mais mácia que usando a embreagem.De 2ª para 3ª raspou,preciso ver a relação entre elas primeiro,e depois treinar mais..

    Essa interação homem/maquina é incrível,vou treinar bastante essas trocas de marcha sem a embreagem,ajuda a aumentar a sintonia com o carro..

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  23. Não é no bolso do Bob que vai doer rapage!

    Treinem a dupla embreada, como já dito pelo amigo AE acima, é legal trocar de marcha como se a alavanca não estivesse conectada a nada e preserva os sincronizadores... Agora ficar "tentando" passar no tempo com estes câmbios cada vez mais frágeis... huuuuuuuuum

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  24. Mestre Bob Sharp,
    eu é que devo chamá-lo de Doutor.
    Muito obrigado pelas respostas.
    Um grande abraço!

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  25. Alguem já usou aqueles aditivos de bissulfato de molibdénio para colocar na caixa de câmbio?

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  26. Leonardo Contesini08/09/13 13:42

    Bob, dog clutch tem alguma tradução para o português, ou se fala "dog clutch" mesmo?

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  27. Leonardo
    Pode-se chamar dog clutch de conexão dentada ou engate dentado.

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  28. Olá amigos,

    Trabalho desde meus 14 anos na área de transmissão de movimento por engrenagens, hoje com meus 34 para 35 anos aprendi um pouco sobre esta área. Até o meio deste ano produzia engrenagens para máquinas de uso geral, mas como meus funcionários davam muito trabalho fechei minha empresa, mas nada tirou da minha cabeça de continuar no ramo de engrenagens. Estou indo pra Bahia e vou trabalhar só com esta área de câmbios esportivos. Na empresa que trabalhei adequei uma relação de marchas para um amigo que corre na força livre e deu super certo, o mesmo me incentivou para que além de redimensioná-la a confeccionasse. Mas meu ex patrão não deixou que eu desenvolve-se. Sai da empresa e montei a minha empresa só que como não ganharia o suficiente só tendo este amigo como cliente, parti pra outro segmento. Hoje como não aguento mais empregados, resolvi fazer câmbios esportivos pois requerem mais qualidade e menos quantidade.
    Os problemas de barulho realmente há uma grande diferença entre os dentes retos e os helicoidais, só que os meios de produção destes dentes também são muito influenciados. Este meu amigo que tem uns 40 anos de força livre me disse que só um aqui no Brasil (RS) acerta fazer as engrenagens mas mesmo assim deixa a desejar, eu sei que isto é fato, porque eu mesmo vendi uma máquina que melhoraria o engrenamento dele, mas até hoje (já se passaram uns 10 anos) e ele ainda não colocou ela pra funcionar.
    O que eu tenho reparado é que no pensamento destes fabricantes (1 do sul e 1 de SP) como está vendendo, continuamos a fabricar assim.
    Pra melhorar dá mais trabalho no processo de fabricação e estes dois fabricantes são na minha opinião muito da época das cavernas.
    Outro dia conheci um rapaz, numa fábrica onde fornecia engrenagens, que veio me perguntar se eu fazia as engrenagens pra ele, falei que já havia redimensionado para um amigo e ele me disse que gostava de do câmbio forjado que era desse fornecedor de SP... eu perguntei porque e sabe o que ele me respondeu?! Que era porque elas faziam um barulho diferente e causavam uma vibração! Mal sabia ele que era porque são mal confeccionadas e a vibração era por causa da excentricidade dos dentes em relação ao furo, o que causa um desgaste prematuro dos dentes e logo vão pro lixo.
    Então podemos perceber que até por falta de conhecimento dos usuários, os fabricantes usam e abusam vendendo gato, por lebre.
    Meu amigo da força livre disse pra mim que um câmbio destes feito pelo pessoal do sul ( que é o que fabrica com a relação que eu ajustei) durou uma corrida, ele então ao desmontar o câmbio notou que um lado das engrenagens estavam comida e o outro não, então ele ligou pra reclamar do desgaste e ele disse que deveria ser sujeira no óleo, kkkkkkk na oficina dele não tem nem poeira no chão quanto mais sujeira no óleo. Logo constatei que era a excentricidade de novo.
    O que acontece é que os funcionários põe a peça e fazem os dentes, centram sem se importar com a precisão, aí já sai ruim e quando vão para o tratamento térmico voltam muito piores.
    Mas quanto menos durarem, mais eles vendem, então esse pensamento nos levam a produtos sem qualidade nenhuma.
    Por se tratar de um câmbio onde o trabalho máximo é exigido, a qualidade é fundamental para se obter um bom produto, então resolvi me dedicar só a esta área,estou pretendendo montar uma fábrica enxuta mas completa, para obter o melhor produto.

    Desculpem pela extensão da conversa!!

    Prazer em conhecê-los!

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    Respostas
    1. Triste saber que só umas 3 empresas fazem isso no Brasil e todas de forma no máximo amadora. Parabéns pelo seu bom trabalho! Faz engrenagens de máquinas?

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