A caixa de velocidades automatizada não é uma caixa de velocidades automática da moda, mas sim uma ampliação da caixa de velocidades manual tradicional. Permite aplicar as mudanças de forma automática com um conforto equivalente ao da caixa de velocidades manual e, com uma adaptação correspondente, reduzir também o consumo de combustível.

Estas características fazem com que esta tecnologia seja interessante para veículos de classe pequena e média, uma vez que os seus custos também são claramente inferiores aos de um sistema totalmente automático. Além disso, são bastante leves e ocupam menos espaço, sendo por isso a escolha de vários fabricantes para uma parte importante da sua gama.

Outras vantagens importantes que se escondem por trás desta tecnologia são a sua elevada eficácia graças à aplicação de pontos de mudança ótimos, a sua capacidade para funcionar no modo automático ou manual ou a facilidade para realizar manobras sem que o motor pare.

Como se utilizam?

De forma similar às caixas de velocidades automáticas, a alavanca seletora deste tipo de caixa de velocidades possui as posições de ponto morto (N), marcha-atrás (R), automática (A) e manual (M). A alavanca seletora é totalmente eletrónica e não está mecanicamente unida à transmissão. Uma vez que a caixa de velocidades automatizada se baseia na caixa de velocidades manual, ao contrário do que ocorre na caixa de velocidades automática, não existe uma posição de estacionamento (P). Tal como nas caixas de velocidades manuais, quando desliga a ignição é aplicada a velocidade atual e a embraiagem fecha-se automaticamente. O motor pode ser arrancado de forma similar ao que ocorre no caso das caixas de velocidades automáticas se a alavanca de velocidades estiver coloca na posição “N” ou se a caixa de velocidades indicar a posição de ponto-morto e estiver a acionar o pedal do travão.

A tecnologia

A caixa de velocidades possui motores elétricos adicionais equipados que se encarregam de realizar os movimentos da embraiagem e aplicação de mudanças em vez do condutor, motivo pelo qual também são chamadas de caixas de velocidades robotizadas. Uma unidade de controlo da caixa de velocidades assume a função de coordenação e tratamento dos sinais ou ordens. A maioria são recebidos e emitidos através do bus CAN, ao qual se encontram ligadas a unidade de controlo do motor, a unidade de controlo ABS ou ESP e a unidade de controlo do painel de instrumentos, que mostra informação sobre a velocidade atual e o estado da caixa e velocidades. Na caixa de velocidades automatizada LuK, esta unidade de controlo está colocada numa caixa comum com o motor elétrico e o sistema mecânico que trata do acionamento da embraiagem.

Convém ter em consideração que quando se substitui a unidade de controlo, deve ser instalado o software específico do veículo e deve ser realizada uma colocação em funcionamento. As restantes unidades de controlo também estão adaptadas à unidade de controlo da caixa de velocidades, não sendo por isso útil, técnica e economicamente, equipar a posteriori uma caixa de velocidades automatizada. Na imagem, é possível visualizar de forma detalhada os acionadores da caixa de velocidades e da embraiagem.

Tecnologia SAC

Os motores elétricos responsáveis por este tipo de caixas devem ser pequenos e ligeiros. Caso contrário, não seria possível cumprir as especificações dos fabricantes. Além disso, devem ser capazes de reagir de forma rápida.

Por tudo isso, é necessário que a embraiagem ofereça uma força mínima de acionamento, para a qual recorremos a uma embraiagem autoajustável (SAC), como se pode ver na imagem em anexo (49). Para a aplicação de mudanças, é substituída a esfera de velocidades manuais da caixa de velocidades manual por um módulo com dois motores elétricos.

Um motor elétrico encarrega-se de realizar o movimento transversal da mão direita ao aplicar uma mudança e o segundo motor elétrico encarrega-se da aplicação das mudanças.

Funções especiais

A automatização da caixa de velocidades deve responder a diversas situações que ocorrem durante a condução sem que sofra uma degradação ou avaria prematura. Para isso, possui diversos modos de funcionamento especiais.

Função ultralenta

Uma delas é a denominada função ultralenta, que permite que, quando se solte o travão, a embraiagem seja colocada ligeiramente para que o veículo circule de forma suave sobre o terreno sem ser necessário pisar o acelerador. Neste modo, o binário está limitado para proteger a embraiagem e o binário diminui quando a temperatura da embraiagem aumenta.

Determinação do ponto de contacto da embraiagem

Devido às oscilações de temperatura e outras influências extremas, o ponto em que a embraiagem começa a transmitir o binário do motor para as rodas varia. Este ponto denomina-se ponto de contacto. A caixa de velocidades automatizada adapta este ponto de contacto sempre que o veículo permanece durante um longo intervalo de tempo com o motor a funcionar e sem travão, por exemplo, num semáforo.

Neste caso, a embraiagem fecha-se sempre brevemente até ser provocada uma reação do motor pelo leve contacto da placa de pressão com o disco da embraiagem. Depois, a embraiagem volta a abrir-se imediatamente. Normalmente, o condutor não se apercebe deste processo e pressupõe um ralenti estável do motor. Um ponto de contacto correto garante um funcionamento suave sem longos tempos de deslizamento.

Proteção da embraiagem

Uma das funções da caixa de velocidades automatizada é detetar quando a embraiagem se sobreaquece. Isto pode ocorrer depois de vários arranques num declive ou depois de uma circulação com uma aderência muito reduzida. Para reduzir este aumento da temperatura, a função ultralenta é desativada e, aquando do arranque, a embraiagem fecha-se mais rápido ao reduzir os intervalos de tempo com a embraiagem deslizante.

Apoio do travão ABS

Se a unidade de controlo ABS comunicar uma operação de travagem com acionamento do ABS, o sistema pode abrir a embraiagem para melhorar a eficácia da regulação ABS graças ao desacoplamento do motor.

Controlo de segurança ISM

O sistema de controlo de segurança inteligente ISM (Intelligent Safety Monitoring) controla o processador principal através de um segundo processador. Desta forma, e no caso de haver uma avaria, a unidade de controlo pode reagir de duas formas diferentes: ao desligar as fases finais dos acionadores para evitar o funcionamento incorreto do sistema, ou ao reiniciar a unidade de controlo para que, após alguns segundos, esta recupere o seu funcionamento normal. Graças a este sistema, os efeitos negativos devido a falhas da unidade de controlo são controlados.