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Nova Transmissão Ford de 10 velocidades

Em 2020, a Ford Motor Company introduziu a transmissão automática de 10 velocidades 10R140 para a série de picapes Super Duty até a F600. Esta unidade é aplicada em veículos com motores 6,2L 16V gasolina, 7,3L 12V gasolina e 6,7L diesel. Nesta matéria, vamos apresentar esta transmissão aos técnicos reparadores e o que esperar dela nos próximos anos.

DESCRIÇÃO

A transmissão 10R140 é uma transmissão automática de 10 velocidades, tração traseira, controlada por um PCM para aplicações a gasolina ou um TCM para aplicações a diesel. Ela possui 10 marchas à frente, uma marcha à Ré, 4 conjuntos de engrenagens planetárias, uma roda livre mecânica ou OWC, seis conjuntos de embreagens/freios, um corpo de válvulas superior, um corpo de válvulas inferior com 8 solenoides, e é controlada totalmente por módulos eletrônicos.

A 10R140 utiliza seis solenóides lineares de mudança (de A a F). Diferentemente de solenoides de mudança anteriores, eles são mecânicos por natureza, devido ao fato que nenhum fluido de transmissão ATF passa através deles. Esta nova modalidade de válvulas eletrônicas são chamadas de CIDAS (Casting Integrated DirectActing Solenoids) e utilizam um conjunto composto de uma armadura e um pino que movimenta uma válvula de controle no corpo de válvulas para controlar e aplicar pressão hidráulica a um determinado circuito. 

Cada embreagem/freio (A-F) é controlada por um solenoide de mudança correspondente de mudança (A-F). Estes solenóides são diretamente proporcionais no sentido que corrente zero é igual a zero pressão. Já a máxima corrente é igual à máxima pressão aplicada. Se o circuito de alimentação dos solenoides falhar aberto, então todos os solenoides são automaticamente DESLIGADOS (OFF), nenhum dos pacotes de embreagens/freios serão capazes de aplicar seu elemento, e portanto não haverá operação do modo segurança. Isto significa que quando não houver alimentação da unidade a transmissão cairá em Neutro. Consulte a tabela de aplicação das embreagens (Figura 1) e a tabela de aplicação dos solenóides (Figura 2).

SEQUENCIA DE MUDANÇAS ASCENDENTES

A transmissão 10R140 pode pular marchas quando o veículo inicia seu movimento a partir de uma total imobilidade. Este comportamento é normal e desejável. Com aceleração parcial quando o acelerador está levemente pressionado, as mudanças de marchas serão mais frequentes (tempo muito curto em uma marcha, já passando para outra). Quando um tempo muito grande se passa em uma determinada marcha, poderá haver troca de duas marchas seguidas. Quando a carga no acelerador for muito baixa, como, por exemplo na estrada, pode ocorrer mudanças marcha a marcha. 

A relação muito próxima de marchas na transmissão 10R140 permite à rotação do motor cair para valores que somente ocorreriam em transmissões de 6 marchas; pensando na economia de combustível. Em contraste, quando a transmissão está sob carga pesada ou aceleração máxima, as relações próximas mantém o motor próximo ao pico de potência para melhor desempenho. 

SEQUÊNCIA DE REDUÇÕES

A transmissão 10R140 às vezes poderá pular várias marchas quando o veículo está em fase de redução das marchas, até a parada completa. Este é um comportamento normal e desejável da transmissão. A mesma estratégia de pular marchas utilizada para mudanças ascendentes é também utilizada nas mudanças descendentes.

MODOS DE CONDUÇÃO

A qualidade das mudanças otimizadas é fornecida em Drive (D) quando o modo de condução normal é selecionado. Na posição Manual (M) ou quando um modo de condução diferente é utilizado, a estratégia fornecerá mudanças mais agressivas a velocidades mais altas do veículo. Este comportamento é normal e desejável.

O CONVERSOR DE TORQUE

Este componente é realmente grande! O conversor de torque sozinho pesa em torno de 35 kg! (figura 3). Outro componente de grande tamanho é o cubo (figura 4). O diâmetro do cubo é de cerca de 76,2 mm.

Figura 3 – Conversor de Torque 10R140
Figura 4 – Conversor de torque 
Diâmetro do Cubo = 3,0 polegadas = 76,0 cm

Por ser pesado, a fábrica recomenda a remoção e instalação do conversor de torque na transmissão com o auxilio de um guincho. 


Figura 5  Removendo o Conversor

CONJUNTOS DE ENGRENAGENS PLANETÁRIAS

Os conjuntos planetários nesta unidade, assim como o conversor de torque, são grandes e construídos para suportar muitos cavalos e torque. A Ford informa que esta unidade suporta 475 hp e 1.450 Nm de torque. Esta unidade também possui uma relação de marchas expressiva que vai de 4,61:1 em 1ª marcha até 0,63:1 em 10ª marcha. Nota-se que a 8ª, 9ª e 10ª marchas são todas Overdrive (figura 6)

Figura 6 – Tabela de relação de marchas

Lembra-se do conjunto Lepelletier aplicado nas transmissões 6R80 e 6L90? O principio básico é que quando em um conjunto planetário simples de dois elementos estão recebendo movimento, ele cria uma outra relação de marchas. Esta relação de marcha será diferente de um conjunto planetário que recebe entrada de movimento por um só elemento! 

Para simplificar, se a engrenagem solar é o elemento de entrada, o carregador planetário terá certa relação de marcha. Se a engrenagem solar e a engrenagem anelar, ambas receberem rotação de entrada, o carregador planetário terá uma relação de marcha completamente diferente. A transmissão 10R140 utiliza 1 e 2 entradas para todos os 4 conjuntos planetários da unidade para conseguir 10 marchas à frente.

SISTEMA DE ARREFECIMENTO DA TRANSMISSÃO

O sistema de arrefecimento da transmissão 10R140 é ligeiramente diferente daqueles que estamos acostumados. Muitos dos produtos Ford atualmente utilizam uma válvula de desvio termostática ou no corpo de válvulas ou na própria bomba de óleo. Estas válvulas ajudam a acelerar o processo de aquecimento do fluido ATF, e então permanecem abertas para manter a temperatura do fluido dentro de um valor apropriado no sistema de arrefecimento.

O sistema de arrefecimento da transmissão 10R140 utiliza uma válvula de controle do fluido do sistema de arrefecimento do motor. Ela está instalada na mangueira de retorno do liquido refrigerante a qual restringe o fluxo de liquido refrigerante através do aquecedor. Isso ocorre quando o fluido da transmissão está frio. Assim, aquecerá o fluido mais rapidamente. A uma temperatura pré-determinada, o PCM sinaliza para que a válvula abra, isso permiti que o liquido refrigerante flua para o aquecedor e resfriará o fluido quente. (figura 7)

Figura 7- Sistema de controle de arrefecimento/aquecimento da transmissão.

Item Descrição
1 Aquecedor/Resfriador do fluido da transmissão
2 Mangueira de retorno
Do liquido refrigerante
3 Mangueira de alimentação do liquido refrigerante
4 Válvula de controle do liquido refrigerante

O ciclo de aprendizado adaptativo deve ser realizado após quaisquer dos procedimentos abaixo terem sido realizados:

• Reforma ou substituição da transmissão

• Substituição ou reprogramação do módulo de controle TCM

• Reforma do motor

• Reset dos valores adaptativos ar/combustível.

Execute o ciclo de aprendizado adaptativo em uma superfície nivelada de estrada.

1. Utilizando o escâner, limpe todos os DTCs e tabelas de adaptação da transmissão.

2. Dirija o veículo até que o motor e a transmissão atinjam a temperatura normal de funcionamento.

3. Acelere o veículo partindo da imobilidade total com leve aceleração (15%) se certificando que as mudanças de 1ª marcha até 8ª marcha ocorram a rotações do motor entre 1.300 a 1.500 rpm.

4. Continue acelerando (aplicando ligeiramente mais acelerador) após a mudança 7-8 em velocidades entre 51-61 km/h até atingir 88 km/h e as mudanças 8-9 e 9-10 se completem.

5. Freie o veículo gentilmente até a parada completa e mantenha o pé no freio por pelo menos 5 segundos.

6. Mude a transmissão para Neutro, espere 1 segundo.

7. Mude a transmissão para Ré, aguarde 2 segundos.

8. Mude a transmissão para Neutro, aguarde 1 segundo.

9. Mude a transmissão para Drive, espere 2 segundos.

10. Repita os passos 3 até 9 mais seis vezes pelo menos.

A nova transmissão serviço pesado de 10 velocidades é um monstro para conduzir grandes picapes com grande quantidade de cavalos e muito torque. 

Merece consideração e constante atenção sobre como se comporta, e como realizar serviços de qualidade nestas transmissões. 

Vamos aguardar o que o futuro reserva em termos de transmissões multi-marchas. 

Até a próxima edição!!!

Carlos Napoletano 
Diretor Técnico da Aptta Brasil
www.apttabrasil.com

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