Transmissão (caixa de velocidades)

A transmissão, vulgarmente designada por caixa de velocidades, é o conjunto que converte a rotação do motor na velocidade e no binário de que as rodas efetivamente necessitam em cada momento. Um motor de combustão interna só produz potência útil num intervalo de rotações relativamente estreito, muitas vezes situado grosso modo entre as 1500 e as 6000 rpm, ao passo que um veículo tem de passar suavemente da imobilidade às velocidades de autoestrada. A caixa de velocidades resolve este desfasamento oferecendo uma gama de relações que mantêm o motor a trabalhar dentro do seu regime útil enquanto a velocidade de circulação varia amplamente.

O seu princípio fundamental é o da vantagem mecânica obtida por desmultiplicação. Uma primeira velocidade curta multiplica fortemente o binário do motor, para que o veículo possa arrancar ou subir, ao passo que as relações mais altas trocam esse binário por velocidade, permitindo uma circulação descontraída e económica a baixas rotações. Cada relação é definida pelas dimensões relativas das engrenagens que engrenam entre si, e a relação de transmissão final, no diferencial, aplica uma redução adicional. A marcha-atrás, conseguida através da intercalação de uma engrenagem intermédia que inverte o sentido de rotação, faz igualmente parte do mesmo conjunto.

Para o condutor, a transmissão molda boa parte do caráter do automóvel. Determina a resposta na aceleração, a facilidade e suavidade do arranque, o consumo, o refinamento e a própria sensação de condução. Um conjunto de relações bem escalonado permite ao motor entregar a sua potência sem esforço nem zumbidos, e uma caixa que muda com limpeza contribui tanto para a qualidade percebida como o próprio motor.

Existem várias formas distintas. A caixa manual recorre a uma embraiagem e a uma alavanca acionadas pelo condutor para selecionar as relações à mão. As automáticas tradicionais empregam um conversor de binário como acoplamento hidráulico e mudam de trens epicicloidais por via hidráulica ou eletrónica. A caixa de dupla embraiagem, ou DCT, utiliza duas embraiagens para pré-selecionar a relação seguinte e obter mudanças muito rápidas, enquanto a transmissão continuamente variável, ou CVT, prescinde por completo de escalões fixos, recorrendo a uma correia que corre entre polias de diâmetro variável para proporcionar uma gama de relações praticamente infinita.

A tecnologia continua a evoluir a par do grupo motopropulsor que serve. As automáticas modernas podem oferecer oito, nove ou dez relações para extrair simultaneamente economia e desempenho, e uma eletrónica cada vez mais sofisticada gere o momento das mudanças e o bloqueio do conversor. Os veículos elétricos alteram completamente este quadro: como os motores elétricos entregam um binário elevado desde a rotação nula e giram livremente até velocidades muito altas, a maioria necessita apenas de uma redução de relação única, em vez de uma caixa de várias relações. Independentemente do tipo, a transmissão mantém-se um elemento central do grupo motopropulsor, situando-se entre o motor e os veios, o veio de transmissão ou o diferencial que conduzem a força até às rodas motrizes.