Transmissão transversal MQ: mecanismo de troca das marchas

A transmissão MQ foi utilizada pela primeira vez no Brasil trazendo a novidade do mecanismo de cabos para seleção e trocas das marchas. Hoje, evoluções desta transmissão equipam modelos como Golf, Polo e Fox, já na versão 02T, com entrada de torque que pode ser de 200 ou 250 Nm, dependendo da motorização

Por: Redação

Garfos equipados com rolamentos de esferas, permitem suavidade e precisão nas mudanças de marchas

Desde o início do desenvolvimento dos primeiros veículos equipados com conjuntos moto-propulsores transversais, criar mecanismos de seleção e troca de marchas se transformou numa complicada equação para os engenheiros da área. Isto aconteceu porque nos conjuntos longitudinais convencionais usados até então, era necessário apenas o movimento longitudinal da alavanca para deslocar os conjuntos sincronizadores na caixa de câmbio e fazer o engate. A situação mais complicada que esses veí­culos apresentavam para o trambulador era transformar o movimento transversal da alavanca em movimento de rotação no garfo seletor para fazer a escolha da marcha.

Nos primeiros transversais, um complexo mecanismo de alavancas e varões foi utilizado para isto, pois havia como experiência apenas as alavancas e varões dos longitudinais. Este mecanismo tinha a difícil missão de transformar o movimento transversal da alavanca em movimento axial no garfo seletor para a escolha da marcha, e o movimento longitudinal da alavanca de mudança, em rotativo no garfo seletor do câmbio para fazer o engate. O Apollo (que antecedeu o Logus) e o Golf importado para o Brasil de 1993 a 1997 (aproximadamente 100 mil veículos), usavam este sistema.

A geração de transmissão Volkswagen transversal chamada de 02, fabricada em Córdoba, na Argentina, foi a resposta a este problema. No Brasil, este sistema começou a ser conhecido no Logus, no final de 1992; no antigo Passat, em 1993, equipando os motores transversais de 2.0 litros, no VR6 e, em 1994, no Pointer.

Trazendo soluções para reduzir a resistência mecânica interna, como garfos de engate com pontos de articulação montados sobre rolamentos, sistema de acionamento da marcha à ré com auxílio de mola, anéis sincronizadores de duplo cone para as marchas de força, entre outras, forma um conjunto que facilitou o uso de cabos para o mecanismo de seleção e engate. Esses cabos ligam a alavanca de mudanças ao garfo de seleção e engate das marchas na transmissão.

Mecanismo de seleção e engate na transmissão 02A

Mecanismo de seleção e engate no câmbio – O garfo seletor ou eixo de comutação é o componente que faz o movimento de seleção e engate das marchas, de acordo com os comandos da alavanca de mudanças. Para isto, o movimento transversal da alavanca é transformado em axial no eixo de comutação para selecionar o plano da marcha a ser engatada (1ª ou 2ª marchas, 3ª ou 4ª marchas, 5ª e ré). Os planos são compostos por hastes deslizantes que movimentam os respectivos garfos de engate. O movimento longitudinal da alavanca de mudanças é transformado em movimento de rotação no eixo de comutação para engatar a marcha. Um retém de esfera trabalha nos canais de seleção do eixo de comutação para garantir a precisão da posição.

As hastes deslizantes são ancoradas aos garfos seletores formando pares de conjuntos. Uma das hastes faz a 1ª e 2ª marchas; outra, a 3ª e 4ª marchas; uma mais longa faz o engate da 5ª marcha e outra, o da marcha à ré.

Esta solução tem especial importância porque como a engrenagem livre da 5ª marcha está montada na árvore primária, ao engatar a marcha à ré, um acionador de esfera solidário ao eixo de comutação realiza um pequeno movimento deslizante na haste da 5ª e da ré, acionando brevemente o anel sincronizador da 5ª marcha. Este pequeno movimento freia a árvore primária para facilitar o engate da marcha à ré, dando ao mecanismo de ré o conforto de uma sincronização – fato inédito nos veículos nacionais.

O sistema de marcha à ré é composto pela engrenagem inversora da marcha á ré (1) montada numa pequena árvore com ranhuras que trabalha sobre rolamentos (2). Esta árvore, na extremidade oposta à engrenagem inversora, possui uma engrenagem fixa (3) engatada permanentemente com a engrenagem fixa da 1ª marcha (4) na árvore primária (5). Assim, a rotação da árvore primária é transmitida para esta engrenagem fixa, logicamente na relação de transmissão entre elas. O engate da marcha à ré é feito pela alavanca inversora (6) com o auxílio de uma carga de mola (7).

Ao engatar a marcha à ré, a haste deslizante da 5ª faz um pequeno esforço na alavanca da inversora que, com auxílio da mola, desloca a engrenagem contra a luva sincronizadora da 1ª e 2ª velocidades – local onde está a engrenagem movida da marcha à ré. Esta carga de mola faz com que o acionamento seja suave, evitando o raspar entre os topos dos dentes das engrenagens. O auxílio do sistema de pré-sincronização pelo anel sincronizador da 5ª marcha faz com que este engate fique ainda mais suave. Com isso, o engrenamento da marcha à ré ocorre somente com a engrenagem inversora na luva da 1ª e 2ª e não entre as duas engrenagens. Por isso, o sistema de marcha à ré da transmissão 02 utiliza quatro engrenagens enquanto os sistemas convencionais utilizam três.

Anéis sincronizadores com triplo cone – Atualmente a 1ª e 2ª marchas utilizam um sistema de sincronização de triplo cone, introduzido para diminuir a força de engate necessária ao acoplamento da 1ª e 2ª marchas, já que o sistema de três cones permite ampliar a área de frenagem da engrenagem móvel sem interferir nas dimensões externas do mecanismo.

Nas primeiras versões da transmissão 02A o sistema de triplo cone era exclusivo para a engrenagem de 2ª marcha. visando facilitar a redução de 3ª para 2ª e aumentar a vida útil do sincronizador. O sistema é composto de dois anéis sincronizadores de liga não-ferrosa e um intermediário de aço.

Como decorrência do aumento da área de frenagem, eleva-se 2,5 vezes a força que atua no cone da engrenagem. Isso proporcionou uma redução no esforço de engate das marchas e também no desgaste dos anéis, resultando em ganho de conforto e confiabilidade nas marchas mais difíceis, devido às massas em movimento de inércia.

Mecanismo de seleção e engate na alavanca – Externamente à transmissão, o mecanismo de seleção e engate das marchas possui, na alavanca de mudanças, um sistema de balancim, um cabo seletor, um cabo de engrenamento da marcha, e no eixo de comutação, um sistema de alavancas e balancins. Estes produzem os movimentos axiais e radiais no eixo de comutação.

Se a alavanca de mudanças for movimentada em ponto morto, para a direita ou esquerda (movimento transversal), uma cabeça esférica, montada na base da alavanca de acionamento do cabo seletor, transmite o movimento de puxar e empurrar por meio de um balancim. O cabo seletor leva esse movimento à alavanca de acionamento longitudinal do eixo de comutação que se apóia na caixa de transmissão. A alavanca gira e o eixo de comutação é movimentado axialmente para cima ou para baixo. Este movimento é o de seleção das marchas.

Selecionado o plano das marchas (1ª 2ª; 3ª e 4ª ou 5ª e ré), é necessário engatar aquela desejada. O cabo de mudança das marchas, fixado na base da alavanca de mudanças, leva os movimentos de engate, para frente e para trás, até a alavanca de acionamento transversal, ligada ao eixo de comutação que possui uma lingueta fixa que faz o engate da marcha selecionada.

 

A transmissão MQ do Golf, Polo e Fox

O atual estágio de projeto da transmissão transversal MQ (geração 02T) representa muito bem as várias evoluções a partir de 02A utilizada no Logus, Pointer e Polo Classic nos anos 90. A essência do projeto, que reduz significativamente perdas mecânicas, por exemplo, aparece com o uso de árvores ocas, sem que isso comprometa a resistência mecânica do conjunto.

A geração 02T da transmissão MQ, começou a ser utilizada no Brasil com o Golf 1.6 litro, equipado com motor EA 111, em janeiro de 2001. A versão utilizada até hoje em modelos Volkswagen com esse motor, é a MQ 200 (M de mecânica; Q de Querr, que significa transversal, em alemão, e 200 que representa o valor máximo de torque de entrada da transmissão em Nm).

A transmissão MQ 02T tem como principais características suas pequenas dimensões, reduzido peso (apenas 29,5 kg sem óleo – por ser compacta, utiliza somente 1,9 litro de óleo). Sem dúvida, uma grande diferença em relação a que era utilizada anteriormente no Golf de 1.6 litros com motor EA 113 (bloco de alumínio) que pesava 40,5 kg, o que significa que a nova transmissão é 11 kg mais leve.

Destacando-se pela elevada precisão de engates e durabilidade, a transmissão MQ 200 possui árvores de transmissão ocas, o que reduz sensivelmente as massas em movimentação, sem comprometer sua resistência mecânica. As engrenagens são de aço temperado e revenido para dar boa dureza superficial e tenacidade ao núcleo. recebem ainda um tratamento mecânico chamado shot peening, no qual a peça é jateada visando eliminar tensões superficiais para aumentar sua vida útil, reduzindo a possibilidade de fadiga.

Outro destaque desta nova transmissão é a utilização de uma liga a base de magnésio com cerca de 9% de alumínio e 1% de zinco na carcaça. Essas características fazem com que, na comparação com outra carcaça fundida de alumínio, para a mesma resistência estrutural, haja uma economia de massa da ordem de 22%. Segundo o pessoal da Engenharia da Volkswagen, deve-se ressaltar ainda a vantagem acústica do magnésio frente ao alumínio, pois, devido a sua característica de amortecimento mais elevado, consegue-se menor nível de emissão acústica, reduzindo expressivamente os ruídos de engrenagens.

Mais uma dica interessante sobre a transmissão MQ 02T é a possibilidade de remover e instalar as árvores primária e do pinhão conjuntamente, sem malabarismos manuais ou auxílio de dispositivos. A construção modular é garantida por uma flange de alojamento de rolamentos que recebe as duas árvores de transmissão.

Isto faz com que os rolamentos radiais das árvores não sejam montados diretamente na carcaça da transmissão, mas numa flange de alojamento, evitando montagens e desmontagens diretamente sobre as carcaças de liga mais mole, mais sujeitas a danificações mecânicas durante as prensagens. O conjunto de alojamento de rolamentos só é fornecido completo, dispensando a substituição em separado, o que facilita os reparos. Seis parafusos fixam essa flange à carcaça.

O mecanismo de seleção e engate – O princípio do sistema de cabos para seleção e engate das marchas foi mantido nesta versão da transmissão MQ. Como as anteriores, conta com um sistema de seleção interno de marchas de garfos oscilantes e externamente por cabos, sendo um de escolha de marchas que desloca o garfo seletor no sentido vertical, e outro, de engate, que gira o garfo seletor para engatar a marcha selecionada.

O princípio do sistema de seleção e engate das marchas pelo garfo seletor também continua o mesmo: recebe os movimentos dos cabos na transmissão e os transforma em movimentos de seleção dos planos de marchas para, em seguida, através do giro do garfo seletor, transformá-los em movimentos de engate das marchas.

 

Regulagem da alavanca de mudanças Golf, Polo e Fox

Nessas três linhas de veículos Volkswagen, o mecanismo de conexão das extremidades dos cabos de seleção e engate, que eram de porca e parafuso, foram substituídos por uma conexão de engate rápido com mola. Este sistema, além de muito simples para o procedimento de regulagem, também funciona como um amortecedor de vibrações entre a transmissão e os cabos.

Antes da regulagem deste mecanismo, verifique se o sistema de embreagem funciona normalmente e, também, se o mecanismo do eixo de comutação e as hastes deslizantes estão em perfeita ordem. Caso haja alguma suspeita de irregularidade, remova a tampa seletora das marchas com o garfo seletor (eixo de comutação) e verifique se o engate das marchas acontece normalmente. Para isso, use uma simples chave de fenda, forçando nas hastes deslizantes.

A regulagem não exige ferramentas especiais: use um pino de aproximadamente 5,0 mm de diâ­metro para travar a alavanca de mudanças na posição de 2ª marcha.

 

Para regular o engate das marchas, proceda da seguinte maneira:

1. Posicione a alavanca de mudanças em ponto morto;

2. Solte os cabos, travando os elementos de fixação dos cabos de comando;

3. Para isto, proceda assim: comprima o apoio plástico de uma das molas, o máximo possível, no sentido da seta 1. Gire a rótula no sentido da seta 2 até o batente. Nesta condição, os apoios das molas ficarão travados abertos e as pinças de travamento do cabo livrarão o deslocamento axial dos cabos. Faça a mesma operação para os dois cabos.

4. Agora, trave o garfo seletor na posição de regulagem. Para isto, existe na tampa de seleção e engate das marchas, um pino giratório em “L” (indicação “A” da ilustração).

Pressione o garfo seletor no sentido da seta 1, até que este atinja o plano de engate da 1ª e 2ª marchas. Nesta posição, gire o próprio pino em “L” cerca de 90º, até que o próprio pino se desloque para a posição de travamento.

Atenção: após estes procedimentos, devemos manter o garfo seletor na posição do plano de engate da 1ª e 2ª marchas. Fique atento porque o garfo seletor, nesta condição, está bloqueado e não pode ser forçado. Caso isto aconteça, corremos o risco de danificar seriamente o sistema de seleção e engate.

5. Remova a coifa de couro da alavanca de mudanças;

6. Com o pino de cerca de 5 mm, trave a alavanca de mudanças na posição do plano de 1ª e 2ª marchas. Para isto, movimente a alavanca de mudanças lentamente para a esquerda, até atingir o plano de engate da 1ª e 2ª marchas. Você notará que dois furos, um na alavanca (A) e outro, no suporte da alavanca de mudanças (B), se aproximarão. O pino deve ser introduzido alinhando os dois furos.

7. Com a alavanca de mudanças na posição do plano de engate da 1ª e 2ª marchas, garfo seletor também na posição de engate de 1ª e 2ª marchas, pode-se regular os cursos de seleção e engate dos cabos. Para isto, basta soltar os apoios plásticos e deixá-los na posição de travamento dos cabos, o que se faz girando os apoios no sentido das setas.

Agora reposicione o pino em “L” na tampa seletora, de modo que este volte à sua posição inicial (90º) na vertical.

8. Remova o pino de 5 mm de diâ­metro e confira a regulagem da alavanca de mudanças.

Atenção: a alavanca de mudanças deve ficar posicionada no plano de 3ª e 4ª marchas.

 

Conferência da regulagem

Acione totalmente a embreagem e verifique se todas as marchas engrenam satisfatoriamente, dando especial atenção ao engate da marcha à ré.

Se, ao engatar repetidamente uma marcha, ainda houver algum problema, verifique a folga (o curso) da alavanca seletora da transmissão da seguinte maneira:

1. Engrene a 1ª marcha;

2. Movimente a alavanca de mudanças para a esquerda, até o batente, e libere-a.

Ao mesmo tempo, outro mecânico deve observar o garfo seletor da transmissão, pois, ao movimentar a alavanca de mudanças, esse deve ter um curso de, aproximadamente, 1 mm na direção da seta.

Caso o curso do garfo seletor não tenha, aproximadamente, 1 mm, refaça a regulagem da alavanca de mudanças.