O automóvel atual é o resultado de uma longa evolução. Ao longo de mais de um século, a indústria automóvel conseguiu responder a vários desafios. Num post anterior do REPXPERT, o Blog da Oficina Mecânica, explicamos pormenorizadamente as tecnologias de embraiagem que utilizaram os primeiros automóveis. Desta vez, vamos conhecer de perto as tecnologias que levaram ao desenvolvimento da embraiagem atual, desde o desenvolvimento dos revestimentos de embraiagem ao desenho atual da embraiagem de diafragma.
Um fator essencial, a fricção
O avanço do conceito de embraiagem monodisco dependia em grande medida do desenvolvimento da tecnologia de fricção. A partir de 1920, a Ferodo introduziu o seu revestimento de embraiagem de amianto, material que apresentava propriedades tão adequadas, que foram utilizadas até ao final do século XX, quando foi proibido devido ao risco que representa para a saúde.
As vantagens da embraiagem monodisco a seco eram evidentes: graças à reduzida massa do disco de arrasto, esta parava mais rápido ao desengatar, sendo que se facilitava bastante a troca das relações de velocidades.
O primeiro tipo de construção da embraiagem monodisco a seco foi relativamente dispendioso. A caixa da embraiagem, na qual se aparafusou a tampa da embraiagem, foi fixada ao disco volante. Esta tampa alojava alavancas pressionadas para dentro por molas, que transmitiam a pressão e, desta forma, a aderência do volante, a partir de um disco intermédio através do disco de fricção.
O disco de fricção estava ligado à árvore de união ou ao veio da caixa de velocidades através de um excêntrico de arrasto. A embraiagem engatava-se e desengatava-se através de um disco de anéis coletores, que movia um cone para a frente e para trás. As extremidades do cone acionavam as alavancas sob pressão elástica, através das quais se pressionava e aliviava o disco intermédio, isto é, engatava-se e desengatava-se. Como o cone girava em torno do disco de anéis coletores estático, tinha de ser lubrificado de forma regular.
Molas, são melhor solução?
No entanto, a embraiagem em que a pressão de aperto era gerada por molas helicoidais (ver imagem) foi a que se impôs até aos anos 60 do século XX. O desenho que aparece na imagem superior inclui várias molas distribuídas na borda exterior da carcaça da embraiagem, embora noutras configurações as molas se encontrassem na campânula da embraiagem ou sobre a tampa da embraiagem, como era habitual nos carros europeus (ver imagem inferior).
De acordo com a sua configuração, as embraiagens de molas apresentavam diversos inconvenientes derivados do comportamento das molas pela força centrífuga, com um acionamento mais duro a altas rotações. Além disso, com um uso intensivo, havia um desgaste muito acentuado de elementos como os rolamentos das alavancas de desengate ou as invólucros das molas.
Chega a embraiagem de diafragma
A solução que terminou com estes inconvenientes foi a embraiagem de diafragma. Lançada pela General Motors em 1936, este conceito chegou à Europa ao equipar os populares camiões militares americanos GMC. Os pioneiros desta tecnologia na Europa foram o Porsche 356, o Goggomovil ou o BMW 700, embora o primeiro de todos a levar a mesma para a produção em série foi o Opel Rekord, em 1965.
Uma vez que a embraiagem de mola de diafragma é rotacionalmente simétrica e, portanto, insensível às rotações, a sua grande oportunidade chegou nos anos 60, quando os motores de altas rotações com árvore de cames à cabeça (Glas, BMW, Alfa-Romeo) começaram a substituir os desenhos com árvore de cames ao bloco. No final dos anos 60, praticamente todos os fabricantes tinham mudado para as embraiagens de mola de diafragma. Em relação a isto, o facto de a embraiagem de mola de diafragma começar a ser fabricada em série foi um mérito determinante da LuK.
A substituição de todo o sistema alavanca-mola helicoidal por uma mola de diafragma, que assume ambas as funções, proporcionou muitas vantagens. A estrutura mecânica simples, a força de aperto constante, o menor espaço requerido com uma alta pressão de aperto (essencial em motores montados de forma transversal) e a resistência às rotações contribuíram para que atualmente seja utilizada quase em exclusivo e também tenha acabado por ser instalada nos veículos comerciais, que equiparam durante mais tempo embraiagens de molas helicoidais.
Ao mesmo tempo deste desenvolvimento, o disco de embraiagem também foi otimizado, o que devia mitigar os efeitos das flutuações de rotações e binário, geradoras de ruídos e de um maior desgaste dos estriados. Por este motivo, os discos de embraiagem foram equipados com amortecedores de torção e amortecimentos das forras. O próximo grande desafio da embraiagem para um maior conforto e eficácia passou pela automatização, uma solução que culminou com o desenvolvimento das caixas de velocidades de dupla embraiagem, sobre as quais falamos neste post do REPXPERT, o Blog da Oficina Mecânica.
