Conhecendo os sistemas AWD domésticos de hoje
Afinal, existe diferença entre o sistema de tração AWD e 4WD?
Antes de explicarmos a diferença
entre o sistema de tração AWD e 4WD, primeiro é importante entender o que
significa o sistema 4×4 (lê-se 4 por 4). A maioria dos carros tem tração apenas
nas rodas dianteiras, existindo também alguns com tração apenas nas rodas
traseiras. Os carros com sistema de tração AWD ou 4WD, por sua vez, tracionam
as quatro rodas do veículo.
Quando nos deparamos com um veículo
com esse tipo de tração, quer dizer que as quatro rodas presentes no automóvel
possuem força motriz, ou seja, são capazes de produzir ou transmitir
movimento.
O QUE É O SISTEMA AWD?
O sistema AWD (all wheel drive) é
capaz de tracionar todas as suas rodas de maneira automática,
não importando qual seja a condição de uso do carro. Afinal, para funcionar,
esse sistema não necessita de um comando específico do condutor.
Por esse motivo, a tração
AWD também pode ser chamada de integral e permanente. Para ficar mais fácil
de entender, podemos dizer que essa tecnologia de tração é ativada por meio de
recursos eletrônicos que indicam a potência certa para cada eixo, funcionando
de acordo com a finalidade do condutor.
Basicamente, é possível dizer que
esse tipo de tração possibilita que o veículo se adapte melhor em diferentes
terrenos. Vale destacar, ainda, que a potência presente nos eixos das rodas da
frente e de trás são uniformes nos carros AWD e que esse sistema é parecido com
aquele utilizado nos veículos de alta performance.
Portanto, a diferença básica
entre os carros com tração AWD e 4WD consiste no fato de que, no primeiro
sistema, todas as rodas são tracionadas permanentemente. Já no sistema 4WD, o
tracionamento na maior parte do tempo é apenas em um dos eixos (ou o dianteiro
ou o traseiro), sendo necessário que o motorista ative por algum comando a
tração no outro eixo, quando, então, o carro passa a tracionar as quatro rodas.
Exemplo: O SISTEMA AWD NO Ford
Fusion
O Fusion é um dos exemplos de carro
com alto desempenho (pode ser considerado esportivo e de luxo ao mesmo tempo)
que têm como modo de tração o sistema AWD. Portanto, seu modelo é de tração
integral, o que garante uma distribuição quase que automática das necessidades
do motorista em determinado momento e eixo das rodas.
Em contraponto ao que prega o
sistema 4×4, de acordo com algumas avaliações de usuários, em condições normais
de utilização, a tração do Fusion AWD é completamente voltada às rodas da
frente. No entanto, vale destacar que esse modelo de carro responde de maneira
rápida e eficiente aos comandos solicitados pelos motoristas.
PARA QUE SERVE O 4WD?
No sistema 4WD (4 wheel drive), o
tracionamento na maior parte do tempo é apenas no eixo dianteiro ou traseiro.
Mas no caso de atolamento ou patinagem desse eixo, devido a adversidades como
lama, areia, pedrisco e piso molhado, o condutor pode, por meio de um comando
mecânico ou eletrônico, fazer com que a força do motor seja transmitida também
para o eixo que normalmente não é tracionado. Assim, ocorre o tracionamento no
eixo que não está atolado, podendo-se, assim, movimentar o carro.
Os sistemas domésticos de tração integral (AWD) de hoje são
projetados para operar em conjunto com muitos dos sistemas de bordo dos
veículos atuais, como o sistema de desempenho do motor; sistema de
controle de transmissão; sistema de freio antitravamento, que também pode
incluir os sistemas de controle de estabilidade e passeio de veículo; e
outros sistemas em todo o veículo.
Neste artigo, veremos os diferentes tipos de sistemas
domésticos de AWD disponíveis hoje e forneceremos uma compreensão básica de
como cada um desses sistemas domésticos de AWD opera.
CATEGORIAS
DOMÉSTICAS DO SISTEMA AWD
Geralmente, existem duas categorias de sistemas de AWD
disponíveis nos atuais carros domésticos, vans e veículos crossover. Estes
sistemas são referidos como:
Sistemas
AWD sob demanda
Sistemas
Fulltime AWD
SISTEMAS
AWD ON-DEMAND
Os sistemas AWD sob demanda, ao contrário dos sistemas AWD
de tempo integral, só operam quando a demanda ou as circunstâncias exigem
operação de AWD.
O sistema sob demanda pode usar um dispositivo mecânico,
como um sistema gerotor, como o sistema Versatrak da GM, encontrado em Montana,
Silhouettes, Aztecs e Rendezvous. Ou eles podem usar um sistema de
acoplador eletrônico, encontrado no sistema AWD da Saturn, no sistema AWD
inteligente da Ford e no sistema interativo de gerenciamento de torque da
Chrysler.
SISTEMAS
AWD FULLTIME
A Fulltime AWD Systems, ao contrário dos sistemas AWD sob
demanda, opera o tempo todo em tração nas quatro rodas, não exigindo nenhuma
entrada do motorista. Esses sistemas AWD são geralmente estritamente
mecânicos.
Esses sistemas AWD de tempo integral aparecem em veículos
da GM, como os furgões Chevrolet Express ou GMC Savana, GMC Yukon e Cadillac
Escalades.
A Chrysler usa um sistema AWD fulltime semelhante em sua
linha de produtos Jeep. O Pontiac Vibe usa um sistema de acoplamento
viscoso, conhecido como o sistema de acoplamento viscoso síncrono, para
alcançar o AWD.
COMPONENTES
COMUNS
Os sistemas AWD on-demand e fulltime possuem vários
componentes em comum. Esses componentes incluem:
Caixa de transferência ou unidade de decolagem (PTU)
Eixo do motor para distribuir o torque nos diferenciais
dianteiro ou traseiro
Diferencial dianteiro ou traseiro (ou ambos, dependendo da
aplicação)
Agora vamos ver esses sistemas de AWD, para que você possa
entender melhor como cada sistema opera.
TIPOS
DOMÉSTICOS DO SISTEMA AWD
Existem quatro tipos de sistemas de AWD disponíveis no
mercado automotivo doméstico hoje. Eles são:
Sistema
Versatrak AWD
Acoplador
Controlado Eletronicamente AWD System
Sistema
Fulltime AWD
Acoplador
Viscoso Síncrono AWD System
Agora vamos dar uma olhada em cada um desses sistemas.
SISTEMA
VERSATRAK AWD
O sistema Versatrak AWD é um sistema AWD de uma velocidade
encontrado no Montana, Silhouette, Aztec e Rendezvous da GM. Embora seja
um sistema hidromecânico, ele usa componentes eletrônicos para proteção do
sistema.
O PCM não engata o sistema AWD; Ele controla apenas a
válvula de retenção da bomba da embreagem durante situações abusivas para
evitar danos, ou ela entra em ação enquanto você está dirigindo um pneu
sobressalente. O sistema é freqüentemente chamado de sistema Steyr.
O sistema Versatrak consiste em três componentes
principais:
Caixa de transferência
Conjunto do eixo / transmissão da hélice
Montagem diferencial traseira
Conjunto da Caixa de Transferência – A caixa de
transferência corresponde ao lado direito da transmissão 4T65E (figura
1). Esse conjunto consiste em um alojamento de alumínio de quatro peças,
um conjunto de engrenagens helicoidais de entrada, uma engrenagem helicoidal
intermediária e um conjunto de engrenagens cônicas hipóides que consiste em
dois conjuntos de eixo suportados por rolamentos de rolos cônicos.
O design deste componente altera a saída de potência de
transversal para longitudinal e posiciona o conjunto do eixo da hélice próximo
à linha central do veículo.
Conjunto eixo / transmissão da hélice – O conjunto do
eixo da hélice consiste em um tubo de alumínio de peça única com juntas de
velocidade constante dianteira e traseira (figura 2). A junta de
velocidade constante traseira é um projeto de mergulho e se moverá para frente
e para trás conforme necessário.
O conjunto do eixo da hélice conecta-se ao flange de saída
da caixa de transferência e ao flange de entrada do diferencial traseiro,
retendo os parafusos.
Conjunto
Diferencial Traseiro – O conjunto do diferencial traseiro consiste em um
conjunto de tubo de torque, um alojamento de diferencial de três peças, um anel
e pinhão e um conjunto de suporte do diferencial (figura 3).
O alojamento do tubo de torque de alumínio contém um eixo
de acionamento interno que é suportado pelos rolamentos de rolos em cada
extremidade do tubo.
O eixo de transmissão interno é preso ao conjunto do eixo
da hélice dianteira por parafusos e é estriado ao eixo do pinhão diferencial.
O eixo do pinhão é posicionado em um alojamento de pinhão
de alumínio e é suportado por rolamentos cônicos. Um calço entre o pinhão
e o alojamento do diferencial fornece a folga adequada para o anel e as
engrenagens do pinhão.
A coroa dentada se conecta externamente ao conjunto do
transportador diferencial.
O conjunto do diferencial traseiro usa o mesmo tipo de óleo
de engrenagem sintético que as engrenagens hipóides usam. O conjunto do
suporte do diferencial traseiro consiste de tambores de embreagem do lado
esquerdo e direito, separadores de eixo esquerdo e direito separados,
componentes da bomba gerotriz esquerda e direita, embreagens esquerda e
direita, pistões direito e esquerdo e as válvulas internas.
OPERAÇÃO
DO SISTEMA VERSATRAK
O eixo da hélice ou o conjunto da transmissão, está
constantemente girando e girando na mesma velocidade das rodas
dianteiras. Sob condições normais de condução antideflagrantes, em linha
reta, as engrenagens externas e internas das bombas gerotoras diferenciais
giram a uma velocidade igual. Nessas condições, as bombas não criam pressão,
nenhum pacote de embreagem é ativado e não ocorre transferência de torque.
Se uma roda dianteira começar a escorregar, as engrenagens
externas das bombas gerotoras giram a uma taxa mais rápida do que as
engrenagens internas acionadas pela roda traseira. As bombas do gerotor
puxam o óleo do cárter através da válvula de retenção da bomba da embreagem,
enviando óleo pressurizado para cada pistão individual para ativar os conjuntos
de embreagem separados. O sistema, então, fornece torque para cada uma das
rodas traseiras, conforme necessário.
Uma válvula interna para cada carcaça do pistão controla a
pressão máxima da embreagem. Válvulas secundárias, localizadas em cada uma
das caixas, são compensadoras de temperatura e controlam o fluxo do fluido com
base na temperatura ambiente.
O sistema opera em frente e verso. Agora que você tem
um melhor entendimento de como o sistema Versatrak AWD opera, vamos ver o
acoplador controlado eletronicamente e os sistemas que o controlam.
SISTEMA
AWD COUPLER CONTROLADO ELETRONICAMENTE
O sistema AWD de engate controlado eletronicamente foi
incorporado à maioria das linhas atuais de montadoras nacionais. Esses
sistemas de AWD estão sempre ativos e são chamados de sistemas
inteligentes de AWD .
Esses sistemas combinam a operação transparente em todas as
superfícies e são capazes de lidar com praticamente qualquer condição da
estrada, incluindo a condução em ruas e estradas, além de dirigir fora de
estrada e de inverno. Dependendo do fabricante, alguns desses sistemas
inteligentes AWD permitem que o motorista selecione modos específicos de
operação AWD.
Esses
sistemas inteligentes de AWD monitoram continuamente as condições do veículo e
ajustam automaticamente a distribuição de torque entre as rodas dianteiras e
traseiras.
Durante a operação normal, o sistema envia a maior parte do
torque da transmissão para as rodas dianteiras. Se o sistema detectar
deslizamento entre as rodas dianteiras e traseiras, ou se você estiver operando
o veículo sob condições de aceleração, o sistema inteligente AWD aumentará o
torque para as rodas traseiras para evitar ou controlar o deslizamento das
rodas.
O sistema inteligente de AWD consiste de uma caixa de
transferência ou unidade de tomada de força (dependendo da aplicação do
veículo); um eixo traseiro; um dispositivo acoplador eletrônico sob
demanda; um eixo traseiro; um módulo de controle do dispositivo
acoplador, conhecido como módulo de controle 4WD (4WDCM); e um módulo
eletrônico diferencial (DEM) ou um módulo inteligente acoplador de controle de
torque (ITCC), dependendo da aplicação.
ACOPLADOR
CONTROLADO ELETRONICAMENTE
O acoplador controlado eletronicamente é acoplado ao
diferencial traseiro (figura 4). O objetivo do acoplador controlado
eletronicamente é transmitir torque às rodas traseiras por meio de um sistema
de embreagem de dois estágios.
A embreagem de baixo torque e acionada por eletroímã é
controlada pelo módulo de controle AWD. Um mecanismo de came e esfera
amplifica a força da embreagem de baixo torque, aplicando a embreagem principal
multidisc úmida que transmite torque às rodas traseiras. A embreagem úmida
é semelhante aos pacotes de embreagem em uma transmissão automática.
Agora vamos ver o que controla o sistema de controle de
tração nas quatro rodas acoplado eletronicamente.
CONTROLE
DO SISTEMA AWD DE ACOPLAMENTO CONTROLADO ELETRONICAMENTE
O sistema AWD do acoplador controlado eletronicamente é
controlado por qualquer um desses módulos, dependendo da aplicação:
Módulo de controle AWD, também conhecido como módulo de
controle 4WD (4WDCM)
Módulo acoplador de controle de torque inteligente (ITCCM)
Módulo eletrônico diferencial (DEM)
Módulo de controle de transmissão (DTCM)
O módulo de controle AWD usa entradas de vários sistemas
on-board para controlar a operação do sistema de tração nas quatro rodas
(figura 5). Estes incluem o:
Módulo de Controle do Trem de Força (PCM)
Sistema de freio antibloqueio (ABS)
Sistema de Controle de Tração (TCS)
Módulo de Estabilidade do Veículo (VSC)
Problemas em qualquer computador de bordo ou sistemas de
comunicação interferirão no sistema AWD do acoplador controlado
eletronicamente, portanto, você deverá corrigir esses problemas antes de tentar
diagnosticar qualquer problema com o sistema AWD.
Agora que analisamos os sistemas AWD sob demanda, vamos
analisar os sistemas AWD de tempo integral disponíveis nas montadoras
nacionais.
SISTEMAS
AWD FULLTIME
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