Explorando Tipos de Embreagem e Seus Princípios de Funcionamento em Veículos

Devido ao fato de a embreagem ser um dos componentes mais importantes em um carro, ela é feita em tipos para atender diferentes requisitos. Em lição anterior, a embreagem foi explicada como dispositivo mecânico que engata e desengata a transmissão de potência do eixo motriz ao eixo movido. Também revelamos que possui dois eixos: um conectado ao motor ou unidade de potência (membro motriz) enquanto o outro eixo fornece a potência de saída que realiza o trabalho.

Hoje veremos os diferentes tipos de embreagem e seu princípio de funcionamento.

Leia: O que é Soldagem por Atrito? Suas Aplicações, Vantagens e Desvantagens

Diversos tipos de embreagem:

Abaixo estão os diferentes tipos de embreagem e como funcionam:

• Embreagem de atrito
• Embreagem hidráulica
• Embreagem centrífuga
• Embreagem semi-centrífuga
• Embreagem cônica
• Embreagem de diafragma
• Embreagem eletromagnética
• Embreagem de dentes e estrias (Dog and spline)
• Embreagem a vácuo
• Embreagem de roda livre (Freewheel unit)

Vamos mergulhar em suas explicações!

Embreagem de Atrito:

Embreagem de atrito tem dois tipos diferentes: embreagem de disco único e embreagem de múltiplos discos.

Embreagem de disco único: a embreagem única é a mais comum e usada em veículos leves modernos. Ajuda a transmitir torque/potência do motor ao eixo de entrada da transmissão. Tem apenas um disco como o nome indica. Este disco é fixado nas estrias do disco de embreagem. O disco é um disco metálico fino que contém superfície de atrito em ambos os lados.

Embreagem de múltiplos discos: como o nome indica, usa múltiplas embreagens para fazer contato de atrito com o volante do motor. Transmite potência entre o eixo do motor e o eixo da transmissão do veículo. O número de superfícies de atrito determina a capacidade da embreagem de transmitir torque. Este disco de embreagem é fixado ao eixo do motor e eixo da caixa de câmbio. A embreagem múltipla funciona da mesma forma que a de disco único. É acionada quando o pedal da embreagem é pressionado. É usada em carros de corrida, veículos comerciais pesados e motocicletas para transmitir alto torque.

A embreagem múltipla é de dois tipos: seca e úmida; diz-se que é embreagem úmida se opera em banho de óleo. É seca se opera sem óleo. Embreagens úmidas são comumente usadas em conjunto com ou como parte da transmissão automática.

Embreagem Hidráulica:

O princípio de funcionamento da embreagem hidráulica é o mesmo da embreagem a vácuo. Sua principal diferença é que a hidráulica trabalha com pressão de óleo, enquanto a vácuo trabalha com vácuo. As principais partes deste sistema incluem acumulador, válvula de controle, bomba, cilindro com pistão e reservatório.

No princípio de funcionamento, o reservatório de óleo bombeia óleo para o acumulador com ajuda da bomba. Esta bomba trabalha junto com o motor e o acumulador conecta-se ao cilindro através da válvula de controle. A válvula de controle é operada pelo interruptor montado na alavanca de câmbio. O pistão conecta-se à embreagem pelo mecanismo de ligação.

Leia: Tudo que você precisa saber sobre prensa hidráulica

O interruptor abre a válvula de controle quando o motorista segura a alavanca de câmbio para trocar marchas, permitindo óleo sob pressão ao cilindro. A pressão do óleo move o pistão para frente e para trás, fazendo a embreagem desengatar.

E se o motorista solta a alavanca de câmbio, o interruptor abre, fechando a válvula de controle e a embreagem será engatada.

Embreagem Centrífuga:

Tipos de embreagem centrífuga usam força centrífuga para engatar a embreagem, diferente de outras que trabalham com força de mola. A embreagem é operada automaticamente dependendo da velocidade do motor, eliminando o pedal de embreagem.

O benefício desta embreagem é que o motorista para facilmente o veículo em qualquer marcha sem calar o motor. O veículo pode ser facilmente iniciado em qualquer marcha pressionando o pedal do acelerador.

O funcionamento da embreagem centrífuga é diferente: consiste em pesos A pivotados em B. Os pesos voam para fora devido à força centrífuga quando a velocidade do motor aumenta. A força centrífuga aplicada opera os níveis de manivela que pressionam a placa C. O movimento da placa C pressiona a mola E que pressiona fortemente o disco de embreagem D no volante contra a mola G. Isso engata a embreagem.

A mola G ajuda a desengatar a embreagem em baixas velocidades, cerca de 500 rpm, e o batente H limita o movimento dos pesos.

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Embreagem Semi-Centrífuga:

A embreagem semi-centrífuga também usa força centrífuga junto com força de mola que a mantém em posição engatada. Consiste em alavancas, molas da embreagem, placa de pressão, revestimento de atrito, volante e disco de embreagem. Alavancas e molas são dispostas igualmente na placa de pressão. Estas molas são projetadas para transmitir torque em velocidade normal do motor enquanto a força centrífuga ajuda a transmitir torque em alta velocidade.

O funcionamento ocorre em velocidades normais do motor: quando a transmissão de potência é baixa, as molas mantêm a embreagem engatada. As alavancas pesadas não exercem pressão na placa de pressão. Em alta velocidade do motor, quando a transmissão de potência é alta, os pesos voam permitindo que as alavancas exerçam pressão na placa. Isso mantém a embreagem firmemente engatada. As molas nestes tipos consistem de molas menos rígidas, permitindo que o motorista não sinta esforço ao operar a embreagem.

Embreagem Cônica:

Na embreagem cônica, as superfícies de atrito são cônicas com duas superfícies para transmitir torque. O eixo do motor consiste de um cone fêmea e um cone macho. O cone macho é montado no eixo de embreagem estriado que desliza sobre ele. Esta porção cônica tem superfície de atrito.

As superfícies de atrito do cone macho entram em contato com o cone fêmea devido à força da mola quando a embreagem é engatada. No entanto, quando o pedal da embreagem é pressionado, o cone macho desliza contra a força da mola, desengatando a embreagem.

Um dos grandes benefícios da embreagem cônica é que a força normal atuando na superfície de atrito é maior que a força axial. Algumas limitações também ocorrem: o cone macho tende a prender no cone fêmea, dificultando o desengate. Pequena quantidade de desgaste afeta o movimento axial dos cones machos, dificultando o engate.

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Embreagem de Diafragma:

A embreagem de diafragma contém um diafragma em mola cônica que produz pressão na placa de pressão para engatar a embreagem. A mola usada é tipo coroa ou dedo, fixada na placa de pressão.

Neste tipo, a potência do motor é transmitida do virabrequim ao volante que contém revestimento de atrito. A placa de pressão fica atrás do disco de embreagem porque aplica pressão a ele.

No funcionamento, o diafragma é uma mola de formato cônico que permite o mancal externo mover-se em direção ao volante quando pressionado. O volante pressionando a mola do diafragma empurra a placa de pressão para trás. Isso restringe a pressão no disco e a embreagem desengata. E se o pedal da embreagem é solto, a placa de pressão e mola do diafragma retornam à posição normal e a embreagem engata.

As vantagens são: não há alavancas de liberação porque a mola já ocupa a posição. Motoristas não precisam aplicar tanta pressão no pedal para manter a embreagem desengatada. Isso porque a pressão da mola helicoidal aumenta mais quando o pedal é pressionado para desengatar.

Embreagem Eletromagnética:

O tipo eletromagnético é operado eletricamente mas a embreagem é transmitida mecanicamente. Não tem ligação mecânica para controlar seu engate, por isso operação rápida e suave ocorre. Usa controle remoto para operação, permitindo operar à distância.

A energia elétrica é suprida pela bateria e o volante da embreagem contém um enrolamento. O enrolamento permite passagem de eletricidade e produz campo eletromagnético, fazendo a placa de pressão engatar. Desengata quando o fornecimento de energia é cortado.

Em uma embreagem eletromagnética, há um interruptor de liberação na alavanca de marcha que permite ao motorista operar a alavanca ao trocar marchas. Este interruptor opera cortando a corrente ao enrolamento, causando desengate.

Embreagem de Dentes e Estrias (Dog and Spline):

Os tipos de embreagem dog and spline são usados para conectar engrenagem e eixo ou travar eixos juntos. As partes principais são o dog clutch com dentes externos e manga deslizante com dentes internos. Os eixos são projetados para girar um ao outro na mesma velocidade e nunca patinar. A embreagem está engatada quando os dois eixos estão conectados. Desengata quando a manga deslizante move-se para trás no eixo estriado sem contato com o eixo motriz. Estes tipos são usados principalmente em veículos de transmissão manual, ajudando a travar diferentes marchas.

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Embreagem a Vácuo:

Esta embreagem usa o vácuo existente no coletor de admissão do motor para seu funcionamento. Consiste em reservatório, válvula de retenção, cilindro de vácuo com pistão e válvula solenoide. O reservatório conecta-se ao coletor de admissão através de válvula de retenção. Um cilindro de vácuo conecta-se a um reservatório através de válvula operada por solenoide. Este solenoide recebe energia da bateria para funcionar e o circuito tem interruptor fixado na alavanca de marcha. O interruptor opera quando o motorista muda a marcha segurando a alavanca.

O solenoide energiza e puxa a válvula para cima, conectando um lado do cilindro de vácuo e o reservatório. Este mecanismo abre passagem entre o vácuo e o reservatório. Diferentes níveis de pressão permitem o pistão do cilindro de vácuo mover-se para frente e para trás. O movimento do pistão é transferido à embreagem por uma ligação, fazendo-a desengatar. Se a alavanca de marcha não é operada, o interruptor está aberto e a embreagem permanece engatada devido à força das molas.

Unidade de Roda Livre (Freewheel unit):

A embreagem de unidade de roda livre também é conhecida como embreagem de mola, embreagem unidirecional ou embreagem de roda livre (overrunning). Sua transmissão de potência é em uma direção, assim como transmissão de bicicleta. A roda livre fica localizada atrás da caixa de câmbio. O eixo principal transmite potência do eixo principal ao eixo de saída que aciona o eixo de saída quando as engrenagens planetárias estão em overdrive. Existe um cubo e uma pista externa na unidade de roda livre. Este cubo tem estrias internas para conectar-se ao eixo principal da transmissão. A superfície externa do cubo tem 12 cames projetados para segurar 12 roletes em uma gaiola entre eles e a pista externa. A pista externa é estriada ao eixo externo do overdrive.

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