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Tipo de transmissão ideal para tratores

06/04/2020

Na hora de comprar um trator, saber quais as operações serão realizadas por ele é fundamental pois com base nestas informações é possível escolher um modelo com tipo de transmissão ideal para realizar as tarefas.

 Ainda que muitos agricultores, no momento da aquisição, levem em consideração o motor dos tratores agrícolas como referência para comparações, a transmissão de potência é, sem dúvida, o componente que melhor caracteriza a funcionalidade dessas máquinas, variando de um modelo para outro, nas diferentes faixas de potência.

O sistema de transmissão é formado por um conjunto de elementos que têm por função assegurar a transferência de torque, proveniente do funcionamento do motor, aos diferentes pontos em que é requerido, como rodas motrizes, tomada de potência (TDP) e sistema hidráulico. O sistema de transmissão é, simultaneamente, um redutor da rotação do motor e um amplificador de torque. A combinação desses dois fatores compõe a potência.

AS CAIXAS DE CÂMBIOS

A caixa de câmbios, depois da embreagem, constitui a primeira parte da cadeia cinemática entre o motor e as rodas motrizes. É formada por uma série de engrenagens sendo responsável pela troca de marchas, isto é, por conseguir diferentes relações de transmissões (diferentes torques e velocidades de deslocamento). Além disso, dispõe de uma posição de “ponto morto” e, ao menos, uma relação que permita o deslocamento em marcha a ré.

Quanto maior o número de marchas, maiores são as possibilidades de selecionar corretamente a velocidade e o torque, para a realização de uma determinada operação agrícola, o que se traduz em um excelente “ponto de funcionamento” do motor (potência e consumo de combustível).

TIPOS DE CAIXAS DE CÂMBIOS

Fundamentalmente, em função da forma como se realiza a variação da relação de transmissão, existem dois tipos de caixas de câmbios, as mecânicas e as hidráulicas, sendo que, estas últimas podem ser subdivididas em hidrostáticas (alta pressão e baixa velocidade do óleo) e hidrodinâmicas (baixa pressão e alta velocidade do óleo).

A transmissão hidrodinâmica tem o princípio de transferência de potência por meio da energia cinética de um fluído hidráulico; no entanto, atualmente, esse tipo de transmissão não equipa nenhum trator agrícola.

TRANSMISSÕES MECÂNICAS

Nessa transmissão, a caixa de câmbios pode ser classificada, em função do engrenamento, em: engrenagem deslizante e sincronizada.

A transmissão mecânica conhecida como engrenagens deslizantes é a mais simples e tem um elevado grau de eficiência, porém os dentes estão submetidos a um maior desgaste e não é possível a sincronização. Assim, sua utilização fica limitada às transmissões mais simples, pois obriga o operador a parar completamente o trator antes de efetuar a troca de marcha, ou selecioná-la antes do início do trabalho.

O movimento, entre cada dois eixos sucessivos, nessa transmissão, se realiza por pares de engrenagens, que se deslocam em eixos com ranhuras, para encaixarem-se umas às outras. Assim, a velocidade de saída depende do número de pares engrenados e do número de dentes das engrenagens.

Na transmissão mecânica sincronizada existem anéis sincronizadores, que giram continuamente com o eixo, os quais se unem as engrenagens, e giram livres até que se produza o acoplamento. Isso facilita a troca de marchas, pois torna possível a aproximação das velocidades de giro das engrenagens que serão acopladas, dando origem ao que se conhece como sincronização. Essa transmissão permite mudar de velocidade sem que se parem as engrenagens, mas a transmissão de potência entre o motor e as rodas se interrompe, devido à necessidade do acionamento da embreagem.

Detalhes de uma transmissão powershift, que funciona com vários discos que direcionam o movimento da potência graças aos princípios de pressão hidrostática.

Componentes básicos de um trator agrícolas: motor, sistema de transmissão de potência, sistema hidráulico do engate de três pontos e eito dianteiro.

Caixa de câmbio mecânica do tipo sincronizada.

TRANSMISSÕES POWERSHIFT

Conhecidas como câmbio em carga, são embreagens formadas por um conjunto de vários discos, que direcionam o movimento da potência, graças aos princípios de pressão hidrostática. Os discos, de ambos os eixos, se unem quando chega óleo sob pressão, promovendo a troca de marchas com transmissão de torque.

Esse sistema torna possível a redução da velocidade e, consequentemente, ampliação do torque, sem a necessidade de parar o trator ou acionar o pedal da embreagem, para realizar as trocas de marchas. Isso permite realizar trabalhos nas velocidades preconizadas para cada tipo de operação, proporcionando um aumento da eficiência operacional e economia de combustível.

No entanto, há que se ter cuidado para um detalhe. Existem modelos de tratores que para a troca de algumas marchas, não há necessidade de pisar no pedal da embreagem, mas sim de apertar em um botão. Em geral, não são “câmbios em carga”, mas sim marchas sincronizadas independentes do pedal da embreagem. São úteis para trabalhos leves, porque o acionamento da embreagem é eletro-hidráulico, e tão rápido que a velocidade do trator não cai de forma acentuada.

Atualmente no Brasil, está aumentando a oferta de tratores com câmbio do tipo Powershift, em relação aos sincronizados. Com este tipo de câmbio, sem pisar no pedal da embreagem, é possível realizar a troca de todas as marchas (Full Powershift) ou apenas as marchas de cada grupo (Semi Powershift), isto é, a troca de cada grupo é sincronizada (tem que pisar no pedal da embreagem), sendo que o das marchas se realiza movendo apenas uma alavanca. Em alguns casos são três ou quatro marchas, e em outros apenas duas (Hi e Lo: Alta e Baixa), o que permite, dentro de uma mesma marcha passar de uma mais lenta a outra mais rápida, e vice-versa.

TRANSMISSÕES CONTINUAMENTE VARIÁVEIS (CVT)

Diferentemente do que se pensa, as transmissões CVT já haviam sido estudadas em 1968, quando James H. Kress, um engenheiro da John Deere, publicou um trabalho sobre as bases teóricas das transmissões CVT ramificadas aplicáveis aos tratores. Neste trabalho, descreveu os tipos de transmissões ramificadas e calculou a distribuição da potência e a eficiência em cada uma delas.

Transmissão Powershift Hexashift. 1. Módulo de câmbio em carga com seis níveis (Hexashift); 2. Inversor hidráulico (Revershift); 3. Câmbio de grupos de quatro níveis de acionamento eletro-hidráulico e 4. Marchas lentas (opcionais).

O aumento incessante do número de marchas dos tratores chegou até o infinito, com a oferta das transmissões CVT. Isso aconteceu em 1995, quando a Fendt, do Grupo AGCO, lançou ao mercado o trator Fendt Favorit 926, primeiro trator standard produzido em série, a partir de 1996, equipado com a transmissão Vario.

As transmissões CVT, nos tratores agrícolas, possuem dois ramos, pelos quais circula a potência gerada pelo motor até as rodas motrizes. Isso implica em dois nós, um na chegada da unidade CVT e outro na saída. Em um dos ramos se introduz um variador (ramo hidrostático) e o outro, possui uma relação de transmissão fixa (ramo mecânico). Dos dois nós, um se converte em um sistema planetário.

Fendt Favorit 926, equipado com a transmissão Vario, do tipo CVT, com ramificação mecânica-hidrostática da potência.

A partir do esquema da unidade CVT, foram desenvolvidos dois tipos de transmissão CVT. O primeiro trator com transmissão CVT foi o Fendt Vario, que emprega o sistema de planetário divisor, no qual o nó de entrada é o sistema planetário. Depois apareceram as transmissões S-MATIC da Case IH, AUTOPOWR de John Deere, TTV de Deutz-Fahr e a TVT de New Holland, que são do tipo planetário somador, já que o sistema planetário encontra-se no nó de saída da unidade CVT. Mais recentemente, a Massey Ferguson adaptou a transmissão Vario em alguns de seus tratores, conhecida como Dyna-VT, também do tipo planetário divisor.

A presença do variador na unidade CVT é a característica principal dessa transmissão. O variador faz com que existam infinitas relações de transmissão, isto é, infinitas trocas de marchas e, consequentemente, infinitas velocidades de deslocamento. Para isso, ao menos uma das unidades hidráulicas, que podem atuar como motor ou bomba deve ser de cilindrada variável, por onde se consegue a variação contínua.

Transmissão continuamente variável, que equipa os tratores Deutz-Fahr das séries 5,6 e 7 TTV Agrotron.

Transmissão continuamente variável, que equipa os tratores Deutz-Fahr das séries 5,6 e 7 TTV Agrotron.

A fim de se obter a gama de velocidades necessária para o trabalho e deslocamento do trator, depois da unidade CVT dispõe-se de uma caixa de câmbios, que pode funcionar de duas maneiras: em série ou em paralelo com a unidade CVT. Em paralelo, como a da Fendt, em cada um dos dois grupos se consegue a variação contínua entre a velocidade mínima e máxima de deslocamento. A disposição em série, não contradiz a continuidade da transmissão, pois seu projeto faz com que a velocidade máxima de cada grupo coincida exatamente com a mínima do grupo seguinte, de forma que a troca entre um grupo e outro ocorra sem escalonamentos.

As transmissões CVT fazem com que o motor e a transmissão atuem de forma independente um do outro. Para isso, existe um sistema de gestão conjunta do motor e da transmissão, que, em função da versatilidade do trator, dispõe de várias possibilidades de trabalho. Essas possibilidades se conhecem como estratégias de condução. Além disso, essa gestão conjunta, motor e transmissão, permite que o motor trabalhe em um ponto de maior eficiência e menor consumo de combustível.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Selecionar entre um tipo e outro de caixas de câmbios, no momento da aquisição de um trator agrícola, não é uma tarefa fácil. Essa escolha, como qualquer outra, depende das necessidades de cada usuário, da fiabilidade do produto e, principalmente, do custo da tecnologia empregada.

Atualmente, o aparecimento das transmissões CVT nos tratores agrícolas, foi provocado pelo aumento incessante do número de marchas do trator; pela versatilidade de operações que este realiza; pela constante busca de melhorias em sua eficiência e comodidade; e suavidade de manejo durante a jornada de trabalho.

Nenhuma transmissão é “melhor” ou “pior” que outra, mas irá depender das circunstâncias em que será utilizada, de forma que as vantagens oferecidas superem seus inconvenientes.


Marcelo Silveira de Farias, José Fernando Schlosser, NEMA – UFSM; Pilar Linares, Escuela Técnica Superior de Ingenieros Agrónomos, Universidad Politécnica de Madrid


Artigo publicado na edição 149 da Cultivar Máquinas. 

Revista Cultivar

 

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