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Tudo sobre câmbio automatizado

O especialista Carlos Napoletano explica como funciona e dá dicas de diagnósticos e manutenção do câmbio VW I-Motion, Fiat Dualogic e Chevrolet Easytronic 2

Com 36 anos de experiência em manutenção de transmissão automática, o colunista da Revista Reparação Automotiva, Carlos Napoletano, diretor da APTTA Brasil (Associação de Profissionais Técnicos em Transmissão Automática), ministra treinamentos técnicos sobre manutenção do câmbio automático há 12 anos. Nesta reportagem ele explica detalhadamente o funcionamento do câmbio automatizado Free Choice, produzido pela Magneti Marelli para Fiat, Volkswagen e General Motors.

“Depois que o técnico conhece o funcionamento da transmissão automatizada, o processo de diagnóstico e manutenção, não é difícil”, afirma Napoletano. “No entanto, é importante ter conhecimento de multímetro e outros equipamentos eletrônicos”, afirma.

O sistema de câmbio automatizado da Magneti Marelli foi utilizado por diversas montadoras no Brasil, principalmente pela Fiat e Volkswagen, por ser uma opção mais barata para o usuário entrar no mundo dos câmbios com trocas de marchas automáticas. Como operação, o sistema é o mesmo utilizado em um cambio automático, e o motorista pouco sente diferença entre os dois sistemas.

É um carro com câmbio mecânico, porém com controle automatizado, elétrico-hidráulico. É formado por um módulo (computador) e alguns sensores que informam para o módulo as situações de operação do veículo, e um robô (parte hidráulica e eletrônica) que faz o acionamento da embreagem, a seleção da marcha a ser utilizada e as mudanças de marcha propriamente dita. Assim, existe um programa que o módulo utiliza para fazer as mudanças de marchas no tempo certo.

O sistema da Marelli conta com um câmbio manual, praticamente igual ao utilizado nos carros com alavanca do câmbio, com algumas modificações, como o rolamento de embreagem utilizado no acionamento da embreagem. Vale lembrar que a embreagem é normal, praticamente a mesma do carro manual, porém conta com um sensor interno para informar ao módulo o curso da embreagem.

O módulo precisa saber quando ele aciona a embreagem e quando está liberando a embreagem para o carro se movimentar. E esse sensor de curso é integrado com o rolamento da embreagem. O chicote dele passa para fora e o conector do sensor da embreagem vai direto para o módulo, e assim informa a posição da embreagem. Esta é uma das informações principais que o módulo precisa para determinar a aplicação da embreagem, quando ele deve liberar o carro e quando deve aplicar a embreagem.

Funcionamento

O Free Choice possui uma unidade hidráulica, o robô, que faz o trabalho de seleção e mudança de marcha.  Conta também com um reservatório de fluido, que é especial. A Marelli indica a utilização do Tutela Cs Speed, que é vendido nos concessionários. Esse fluido é diferente do fluido de freio. 

No passado muitos técnicos utilizavam fluido de freio nesse sistema, e isso gerava (e ainda gera) muitos problemas, um deles é químico no interior do robô, travando todos os solenóides, eletroválvulas e atuadores. O correto é utilizar o fluido recomendado, que é bem diferente do fluido de freio.

O reservatório de baixa pressão conta com indicação de nível e uma tampa, que cobre o sistema, evita vazamentos e protege o reservatório. O sistema hidráulico conta também com uma bomba de drenagem, um motor elétrico, com engrenagens bem pequenas, que gera pressão através do motor elétrico. Essa pressão é armazenada no acumulador hidráulico, reservatório com paredes bem grossas, pois a pressão nele chega a 80 bar, o que equivale a aproximadamente 1200 PSI. 

O líquido, porém, não é compressível, e para acumular esse líquido sob pressão, o acumulador tem uma área cheia de gás nitrogênio, que é inerte. Assim, a pressão entra no reservatório, o diafragma comprime o gás com isso se obtém o fluido sob alta pressão. 

Um dos problemas que ocorre com freqüência é que o diafragma não aceita fluido errado, como o de freio, que deteriora a borracha. Isso resulta na anulação do sistema, pois quando a borracha fura, o gás sai e isso causa problemas de armazenamento de pressão. 

Outro problema observado em relação à manutenção é que, embora a Marelli não recomende a troca de fluido, nenhum sistema funciona com o mesmo fluido a vida inteira. Durante o período de garantia do veículo, a Marelli se responsabiliza. “Mas a recomendação que passamos para os técnicos é trocar o fluido do sistema a cada 50 mil km para manter o sistema sempre limpo, livre de partículas, de contaminação, e deixar as eletroválvulas e o sistema hidráulico funcionando corretamente”, explica ele.

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Como o sistema funciona? 

Uma vez que a bomba tenha puxado o fluido do reservatório de baixa pressão, ele é armazenado no acumulador e fica disponível por meio de uma mangueira de alta pressão para alimentar o sistema hidráulico. A unidade hidráulica conta com três pistões internos, cada um com uma função definida. 

Quais ações o motorista faz na troca de marcha? 

Primeiro ele pisa no pedal do freio e coloca a alavanca na posição D e na sequencia acelera. O sistema possui um pistão hidráulico que utiliza a alta pressão do reservatório para acionar a embreagem, localizado no rolamento central. O módulo, quando aciona a embreagem, movimenta o pistão com rolamento e mede o curso através do sensor. 

O robô faz a aplicação e seleciona o garfo da embreagem através de outro pistão vertical. Para isso, utiliza duas eletroválvulas, que jogam o garfo para cima ou para baixo, fazendo a seleção de primeira ou segunda, terceira ou quarta, quinta ou marcha à ré. O sistema conta com três garfos de embreagem para esse pistão que vai ser acionado, e é controlado pelas duas eletroválvulas e pelo módulo. 

O trabalho das eletroválvulas na lateral, que são menores, é fazer a seleção de marchas. 

O sistema possui também um sensor de pressão na unidade hidráulica, que registra a pressão do sistema. Toda vez que a pressão cai abaixo de um certo valor, o modulo liga a bomba elétrica. Ela não fica ligada o tempo todo para preservar seu funcionamento. Porém, o sistema trabalha dentro de um valor de pressão mínimo e máximo para manter o sistema regular e trabalhar corretamente. 

Para registrar o curso, o funcionamento do garfo de seleção, há um potenciômetro que informa ao modulo se o garfo da primeira e segunda está acionado, se o garfo da terceira e quarta está acionado ou se o garfo da quinta e ré está acionado. Esse potenciômetro é que vai informar a posição do garfo para que o módulo saiba exatamente qual marcha vai engatar.

Existem ainda mais duas eletroválvulas que controlam o engate das marchas. Enquanto o eixo central faz a seleção das marchas, as duas eletroválvulas laterais, que são moduladas por pulso (PWM), e o modulo acionam sempre que houver uma seleção, e depois ocorre o engate da marcha. Essas duas eletroválvulas movimentam o pistão para a esquerda e direita. Por exemplo, o lado da primeira ou segunda, lado da terceira ou quarta, lado da quinta ou ré. Assim, uma haste faz a seleção das marchas e o pistão na lateral, acionado por duas eletroválvulas faz o engate das marchas. 

Assim temos as três funções do robô. Acionamento da embreagem, que seria feito normalmente pelo pé do motorista, a seleção das marchas, feito pelo eixo vertical, e pelo pistão horizontal, o engate das marchas. O conjunto também possui um potenciômetro que faz a medição do curso para que o módulo possa saber se está engatada as marchas impares ou pares. 

Todo trabalho que o motorista teria para fazer a condução do veículo está conjugada na unidade hidráulica. É muito bem elaborado.

Em resumo: são três sensores (posição da embreagem, posição de engate e posição da seleção) para mostrar para o módulo quais são as condições de utilização e quando deve ser feito a mudança de marcha. Além disso, o sistema conta com sensor de velocidade, que pode ser pego do ABS ou da própria transmissão, e através do sensor de velocidade e dos sensores de posição de aceleração, interruptor do freio, o módulo consegue saber exatamente quais são os momentos de mudança de marchas tanto para cima quanto para baixo.

Dicas

1. Um dos problemas identificados no dia a dia da oficina é a passagem do fluido pelo retentor da bomba para dentro do motor elétrico. Quando o retentor da tampa estraga, o fluido acaba passando para dentro do motor elétrico. 

Como o fluido altera a resistência do rolamento do motor, ele começa a consumir mais corrente e aquecer, pois a resistência da bobina do motor se altera. Isso causa queima do fusível que protege o motor elétrico da bomba. O técnico troca o fusível e o carro volta a funcionar. Depois de uma semana queima o fusível de novo, e troca novamente. Depois de dois ou três dias queima outra vez. 

Quando acontecer isso, a recomendação é trocar a bomba elétrica, pois mesmo que troque somente o retentor, há um kit específico para isso, o motor já está contaminado com fluido o que gera problema constante. Assim, a dica é: se começar a queimar muito fusível, verifique se está passando óleo da bomba para o motor. Se for este o caso, troque o conjunto bomba e motor. 

2. Outra dica é o diafragma do acumulador de pressão. Quando se utiliza fluido errado ou quando ele está contaminado por não ter sido trocado por um longo período, a borracha do diafragma do acumulador corrói e isso faz com que a bomba trabalhe continuamente, pois quando não há uma reserva de pressão aqui, toda vez que se faz uma troca de marcha ela é obrigada a trabalhar. A pressão cai a zero, o módulo não consegue pressurizar o sistema porque não tem mais o gás dentro do acumulador. 

Se a bomba começar a trabalhar direto, acaba queimando e isso é causado pelo diafragma estragado. A recomendação é a troca do acumulador. E sempre que for intervir em um sistema pressurizado, a recomendação é despressurizar o sistema antes. Isso pode ser feito por meio do scanner, ou por meio do desligamento da bomba. Basta desconectar o chicote, ligar a chave e fazer as trocas de marchas manualmente até que a pressão caia a zero. 

3. Atenção às diferenças das eletroválvulas. O sistema conta com dois tipos de eletroválvulas diferentes. A que faz o acionamento do cilindro da embreagem é proporcional de pressão. Ela pega a pressão do sistema e o módulo a pulsa para acionar ou liberar a embreagem. Embora seja PWM, modulada por pulso, a ponta dela é diferente das outras duas que trabalham o engate das marchas. Essa válvula tem as pontas brancas. As outras duas são proporcional de pressão e tem a ponta cinza. Como essas eletrovalvulas servem em qualquer lugar, um erro muito comum é o técnico não observar essa diferença e montar invertido, e quando isso ocorre, gera problema de funcionamento. Depois fica difícil para o técnico identificar o problema. 

4. Outro problema é a haste de seleção. Existe um pino elástico que faz a ligação ente a haste superior do robô e a haste de engate do câmbio. Esse pino elástico costuma criar folga ou quebrar e com isso, mesmo que o pistão trabalhe, o engate não vai ocorrer de maneira correta. Quando o cambio não consegue engatar mecanicamente, o sensor informa ao módulo essa condição, o que faz com que o sistema entre em emergência, no neutro, e informa que existe problema mecânico dentro da transmissão. Muitas vezes o problema é só a folga desse pino elástico. 

5. Para remover o robô, basta desparafusar os três parafusos que prende ele na transmissão, soltar a mangueira de alta pressão e internamente tem de girar o eixo do pistão 90 graus para direita ou esquerda para liberar o encaixe do eixo na castanha.

6. Unidade hidráulica: o cuidado mais óbvio é a troca do fluido a cada 50 mil km, pois isso mantém as eletroválvulas limpas, os pistões limpos, o que preserva a qualidade das borrachas das gaxetas, dos anéis dos pistões. A preocupação maior do sistema é fazer uma limpeza com troca do fluido, que é de aproximadamente 800 ml. 

7. O rolamento desse sistema é provido de um sensor de curso. Toda vez que o rolamento se desloca, faz com que um imã corra por cima desse sensor indicando ao módulo qual é a posição real da embreagem. Assim, o módulo sabe qual é o curso que ele tem de percorrer para acionar ou liberar a embreagem e, ao mesmo tempo, o módulo consegue armazenar a informação do desgaste da embreagem. 

Com o correr do tempo, o módulo faz a correção e consegue medir quando a embreagem vai tracionar o veículo; o motor começa a pesar, aumentar o torque. O sensor consegue medir isso e vai corrigindo o desgaste da embreagem com o tempo. Essa informação fica armazenada na memória do módulo e o técnico consegue saber com precisão se o sistema já está desgastado, qual é o curso da embreagem. Quanto maior o curso, maior o desgaste do disco da embreagem. 

Como esse rolamento com sensor tem custo elevado, um erro que o técnico comete com frequência: ele só troca o platô e o disco. E não troca esse rolamento. O que ocorre? Como o rolamento gira em um único sentido, esse batente desgasta somente um lado, onde está o trilho do rolamento. E com o tempo, o batente fica tão fino que acaba quebrando e o rolamento sai da posição do sensor, e o módulo perde a referencia da embreagem e joga o carro em emergência. 

A recomendação é sempre trocar o rolamento junto. Custa caro, mas o cliente vai se beneficiar com o serviço. E também o técnico, pois pode acontecer de algumas semanas depois ter de abrir novamente para trocar o rolamento, e o dono do carro vai gastar do mesmo jeito. 

8. Lembre-se sempre que o câmbio é mecânico apesar de haver o robô, eletrônica e hidráulica. Esse câmbio dá problema de desgaste de anel sincronizador, engrenamento das engrenagens, luva, haste de garfo, tem um desgaste de um câmbio mecânico normal. Além da necessidade de troca do fluido câmbio, que é diferente do fluido do robô, pode ser que aconteça de um anel sincronizador apresentar problema e o câmbio não fazer o engate correto. Com isso, o sistema dá código de falha da transmissão, e informa que tem um problema mecânico dentro da transmissão.

9. A grande vantagem desse sistema é que toda vez que tem uma falha mecânica, eletrônica ou hidráulica, é possível, através do scanner, saber qual caminho a ser percorrido para fazer o diagnostico. O sistema registra a falha com certa precisão, e isso ajuda o técnico. Falha mecânica pode ser problema do pino elástico, desgaste interno da caixa, quebra de um garfo, problema com algum rolamento. Se for falha hidráulica ou elétrica também há informação: falha de pressão, falta de curso de engate da embreagem. 

Recomendações de manutenção

Troca da embreagem, porque é como em um câmbio mecânico comum, que desgasta, e troca do fluido do sistema do robô, que tem de ser a cada 50 mil km. Esse fluido pode contaminar, ele é higroscópico, ele absorve umidade do ar, como um sistema de freio normal. Se não trocar o fluido, depois vai trocar componentes. Aqui é igual. 

10. A Marelli criou o sistema chamado Free Choice. O motorista pode dirigir da forma que quiser, em modo automático ou com trocas manuais. A Volkswagen chama esse mesmo câmbio de I-Motion e a Fiat de Dualogic. O sistema é praticamente o mesmo. A única diferença é que o Dualogic, da Fiat, tem cinco eletroválvulas. O sistema da Fiat utiliza três garfos para a troca de marchas: primeira, segunda, terceira, quarta, quinta e ré. São 6 marchas. 

No da Volkswagen, que também são 6 marchas, utiliza um garfo separado para a ré e outro para a quinta. São garfos em quatro posições e nesse caso, a Volkswagen utiliza uma mola para retorno do garfo para uma posição mais acima. Ela empurra o garfo e a pressão gerada é aproveitada por uma outra eletroválvula de vazão, ao invés de ter duas eletroválvulas on-off (como no Dualogic), tem só uma eletroválvula de vazão para jogar o garfo para baixo. 

Nos modelos VW temos quatro eletroválvulas, sendo duas proporcionais de pressão e duas proporcionais de vazão.  E no Dualogic temos cinco eletroválvulas: duas on-off, para jogar o garfo de seleção para cima ou para baixo, já que não tem a mola de retorno, e duas eletroválvulas de engate e mais uma para a embreagem.

A GM também utilizou esse mesmo sistema, no Agile, onde foi chamado de Easytronic 2, com quatro eletroválvulas, igual ao da VW.

 11. Última dica. Muitas vezes o sistema para de aceitar as mudanças automáticas, ele só aceita as mudanças manuais. Tanto redução quanto ascendente. E não existe código de falha para isso. Qual é a causa? Como o sistema é projetado para segurança, a queima das duas lâmpadas do freio causa esse tipo de falha. Quando uma só lâmpada do freio queima, ele ainda considera o carro seguro, pois alerta o motorista de trás que o carro está sendo freado. Mas quando as duas lâmpadas queimam, mesmo que o break light continue aceso, as duas lâmpadas queimadas indicam para o módulo que o carro está inseguro, e ai o módulo para de mudar automaticamente por segurança. A solução é simples: verificação e troca das lâmpadas de freios e reprogramar o sistema. 

A reprogramação é simples: só andar com o carro que o sistema automaticamente reconhece ou usar o scanner para avisar ao módulo que as lâmpadas foram trocadas e estão funcionando e o sistema voltou a operar normalmente.

Assista ao vídeo desta dica técnica no canal TV Reparação no Youtube

Mais informações:
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