airbrakecompressorO cilindro de câmbio da transmissão é um atuador pneumático na caixa de câmbio de um caminhão pesado que converte pressão de ar no empurrão em linha reta que movimenta uma barra de câmbio, forquilha e sincronizador. Numa caixa manual ele executa a troca de range e, em transmissões com splitter, a troca de splitter; numa transmissão manual automatizada (AMT), cilindros comandados por solenoide também realizam a seleção de marcha. Um cilindro desgastado raramente falha de forma súbita: ele se manifesta como engate lento ou incompleto, e como um vazamento que mantém o compressor trabalhando.
Como funciona o cilindro de câmbio da transmissão
A maioria dos cilindros de câmbio é de ação dupla: a válvula de controle envia ar para um lado do pistão e alivia o outro, depois inverte para enviá-lo de volta. O pistão aciona uma barra de câmbio e forquilha que deslizam um sincronizador ou embreagem deslizante para o engate. Sua força é a pressão de alimentação multiplicada pela área do pistão, menos o atrito das vedações, de modo que vedações desgastadas custam velocidade e força bem antes de o câmbio parar de funcionar.
O ar vem do compressor e dos reservatórios do sistema de freios, passando por uma válvula de proteção de pressão ou por um circuito auxiliar da válvula de proteção multicircuito, de modo que um vazamento na transmissão não consegue esvaziar os reservatórios de freio. As caixas manuais norte-americanas normalmente regulam a alimentação de câmbio em cerca de 55-65 psi, bem abaixo de um sistema totalmente carregado, em torno de 120 psi. Nunca eleve a alimentação acima do valor indicado pelo fabricante da transmissão para corrigir um câmbio fraco; isso só encurta a vida útil das vedações e do sincronizador.
Seleção de range, splitter e marchas automatizadas
Numa caixa manual, o motorista movimenta as marchas da seção principal e os cilindros cuidam do range e do split. Numa AMT, a unidade de comando energiza válvulas solenoides que colocam ar nos cilindros e verifica por meio de sensores se cada troca foi concluída; alguns projetos movimentam as barras de câmbio da seção principal com motores elétricos, mas mantêm cilindros pneumáticos para range e splitter.
| Cilindro | O que movimenta | Onde geralmente fica | Comandado por |
|---|---|---|---|
| Cilindro de troca de range | Sincronizador de range, entre a faixa baixa e alta | Traseira da transmissão, na seção auxiliar ou planetária de range | Seletor de range e válvula de range (escrava), alternando quando a alavanca passa pelo neutro; válvula solenoide na AMT |
| Cilindro de splitter | Embreagem ou sincronizador de splitter, entre as duas relações de split | Frente da carcaça em projetos com splitter dianteiro; seção auxiliar em projetos com splitter traseiro | Botão de splitter na alavanca de câmbio; válvula solenoide na AMT |
| Cilindros de seleção de trilho e engate de marcha | Trilhos de câmbio da seção principal | Unidade de câmbio na parte superior ou lateral da carcaça principal | Unidade de comando da AMT por meio de válvulas solenoides |
As vedações e o bujão que falham primeiro
O corpo do cilindro e o pistão normalmente duram mais que suas vedações. Os elastômeros falham primeiro, e o local para onde o ar escapa indica qual vedação falhou.
| Peça | Para onde vai o ar | O que você percebe |
|---|---|---|
| Vedação do pistão | Atravessa o pistão até o lado aliviado e sai pelo escape da válvula | Escape constante na válvula com a transmissão numa posição fixa; câmbios lentos e fracos |
| Anel O-ring ou retentor de óleo da barra de câmbio | Ao longo da barra de câmbio, para dentro da carcaça da transmissão | Ar no respiro da transmissão; óleo expelido pelo respiro e pelos retentores da carcaça |
| Anel O-ring ou junta da tampa, vedação do bujão | Direto para a atmosfera | Vazamento audível; bolhas na junta da tampa ou ao redor do bujão |
O cilindro fica numa caixa de câmbio quente, se movimenta a cada troca de range ou split e recebe o que o secador de ar deixar passar. A água corrói o furo e lava a graxa; o óleo arrastado do compressor incha as vedações e prende sujeira formando borra. Um furo corroído ou marcado então desgasta rapidamente vedações novas.
Por que um cilindro desgastado troca de marcha lentamente em vez de falhar de vez
Um sincronizador precisa de força e tempo para igualar as rotações antes de a luva deslizar até o engate final. Uma vedação de pistão com vazamento deixa a pressão de trabalho cair e vedações endurecidas somam atrito, de modo que o pistão empurra com menos força e se move mais devagar. Num caminhão aquecido e totalmente carregado geralmente há folga sobrando; essa folga acaba numa manhã fria, quando a pressão de alimentação está baixa, ou quando uma troca apressada exige mais do sincronizador.
Por isso a reclamação é intermitente: uma troca de range que fica presa no neutro, engrena com dificuldade ou completa tarde, ou um range ou split que salta sob carga porque a luva nunca engatou totalmente. Esse engate parcial desgasta os anéis do sincronizador e os dentes de engate, e um sincronizador novo instalado atrás de um cilindro fraco desgasta da mesma forma. Numa AMT isso aparece como um range ou marcha que não engatou a tempo, com códigos de falha registrados, tentativas repetidas ou retorno ao neutro. Verifique a alimentação primeiro, porque uma troca de range que não completa pode facilmente ter origem numa alimentação de ar insuficiente.
Por que um cilindro com vazamento esvazia o reservatório e faz o compressor ciclar
Um cilindro com vazamento também perde ar entre as trocas: em muitos projetos, a válvula mantém ar de um lado do pistão enquanto aquele range ou split permanecer selecionado, de modo que uma vedação com vazamento perde ar continuamente, seja parado ou rodando.
A pressão cai do corte de saída do regulador, em torno de 120-135 psi, para o corte de entrada, em torno de 100-110 psi, mais rápido do que deveria, fazendo o compressor entrar em carga com mais frequência. Isso eleva o ciclo de trabalho do compressor, a temperatura de descarga, o arraste de óleo e a carga sobre o secador de ar, enviando mais água e óleo em direção às vedações da transmissão. Com o motor desligado, o vazamento consome os reservatórios até a válvula de proteção fechar e depois esvazia o circuito da transmissão. Na próxima partida, a caixa de câmbio não recebe ar até o lado dos freios atingir a pressão de abertura da válvula, de modo que a transmissão pode recusar range, split ou engate de marcha por mais tempo que o normal.
Nunca tampe nem faça bypass da válvula de proteção para conseguir trocar marcha numa transmissão com vazamento. Ela impede que uma vedação de cilindro falha arraste os reservatórios de freio até o alarme de ar baixo, por volta de 60 psi e, mais adiante, até o ponto em que os freios de mola aplicam, aproximadamente entre 20-45 psi.
Como confirmar um cilindro com vazamento ou fraco
- Carregue e escute. Calce as rodas, carregue até o corte de saída, desligue o motor e escute junto à transmissão: um leve escape durante uma troca de range ou split é normal, um chiado constante depois não é. Aplique espuma na junta da tampa, no bujão, nas conexões e nas linhas.
- Verifique o respiro. Ele não deve deixar passar ar mensurável. Se o fluxo muda com a seleção de range, isso indica qual vedação da barra de câmbio inspecionar.
- Limpe as portas de escape. Lama, sal da estrada ou gelo numa porta de escape prendem ar no lado aliviado e retardam a troca quase como um pistão fraco.
- Separe a válvula do cilindro. Usando proteção ocular, selecione uma posição e desconecte a linha na porta do cilindro que deveria estar aliviada. Fluxo constante nessa porta indica vedação de pistão com vazamento; ausência de fluxo ali enquanto a válvula ainda alivia aponta para a válvula.
- Numa AMT, leia a unidade de comando. Códigos armazenados e o teste de atuador do fabricante apontam para o cilindro lento, mas confirme a pressão de alimentação e a qualidade do ar antes de condenar a unidade de câmbio.
Kit de reparo ou cilindro completo
Se o furo estiver liso, o pistão e a barra de câmbio estiverem intactos e o vazamento estiver numa vedação, um kit de reparo é a solução correta; os kits renovam a vedação do pistão, os O-rings e o retentor de óleo, e alguns incluem uma bucha guia ou pistão. Um bujão com vazamento recebe um bujão ou vedação nova, apertado no valor indicado pelo manual de serviço. Um furo marcado, corroído ou com pites, um pistão ou barra de câmbio danificados, ou uma carcaça trincada exigem um cilindro completo; numa AMT, verifique se ele é fornecido separadamente ou apenas junto com a unidade de câmbio, e execute qualquer calibração exigida. A VADEN oferece cilindros de câmbio e kits de reparo de cilindro no padrão OE, cruzados com os números de peça originais Mercedes-Benz, MAN, DAF e WABCO. De qualquer forma, drene os reservatórios e verifique o cartucho do secador de ar primeiro, ou as vedações novas encontrarão a mesma água e óleo que arruinaram as antigas.
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