Embreagens centrais - o caminho mais fácil para a tração integral 4×4 eficiente

A embreagem que proporciona a troca de marchas não é a única na transmissão do carro. Os acoplamentos também podem ser encontrados em unidades 4x4, onde desempenham um papel ligeiramente diferente.

Ao dirigir em curvas, as rodas do carro superam diferentes distâncias e têm diferentes velocidades de rotação. Se cada um deles girasse independentemente, a diferença de velocidade não importaria. Mas as rodas estão travadas umas às outras de maneiras diferentes, e são necessários mecanismos para compensar a diferença de velocidade. Um diferencial com acionamento em um eixo é usado. Se estamos falando de um acionamento 4 × 4, são necessários dois diferenciais (para cada eixo) e um diferencial central adicional para compensar a diferença de rotação entre os eixos.

É verdade que alguns veículos com tração nas duas rodas não têm diferencial central (como picapes ou SUVs mais simples, como o Suzuki Jimny), mas isso vem com certas limitações. Neste caso, a tração nas quatro rodas só pode ser engatada em superfícies soltas ou estradas completamente cobertas de neve ou gelo. Nas soluções modernas, o diferencial central é “obrigatório” e, em muitos casos, as embreagens multidisco cumprem seu papel. Eles são populares porque de uma maneira relativamente simples e barata permitem conectar rapidamente o acionamento do segundo eixo (nas versões com sistemas de ativação) e controlar com mais ou menos precisão a distribuição do acionamento, dependendo do design.

Acoplamento viscoso

Este é o tipo de embreagem multidisco mais simples e barato, pois não possui elementos de acionamento e controle. Os discos de embreagem, que são elementos de fricção, são montados alternadamente nos eixos primário e secundário e podem deslizar na direção axial. Um conjunto de discos gira com o eixo de entrada (drive), pois é conectado a ele ao longo da circunferência interna através das ranhuras que coincidem com as ranhuras do eixo. Um segundo conjunto de discos de fricção é instalado no eixo secundário, que neste local tem a forma de um grande “copo” com ranhuras para as estrias dos discos de embreagem localizadas ao longo de sua circunferência externa. Um conjunto de discos de fricção é colocado em uma carcaça. É assim que cada embreagem multidisco é organizada, as diferenças estão nos sistemas de acionamento e controle da embreagem, ou seja, nos métodos de aperto e liberação dos discos de embreagem. No caso de um acoplamento viscoso, o corpo é preenchido com um óleo especial de silicone, que aumenta sua densidade com o aumento da temperatura. Ambos os eixos, juntamente com os discos de embreagem montados neles, bem como os eixos do veículo associados a eles, podem girar independentemente um do outro. Quando o carro está rodando em condições normais, sem derrapar, os dois eixos giram na mesma velocidade e nada acontece. A situação é como se os dois eixos estivessem em constante relação um com o outro, e o óleo mantivesse a mesma viscosidade o tempo todo.

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No entanto, se o eixo cardan, que é acionado pelo eixo motor, começar a girar mais rapidamente devido ao deslizamento, a temperatura na embreagem aumenta e o óleo engrossa. A consequência disso é o "colar" dos discos de embreagem, a embreagem de ambos os eixos e a transferência da tração para rodas que não estão rodando em condições normais. Uma embreagem viscosa não precisa de um sistema de ativação porque os discos da embreagem são engatados automaticamente. No entanto, isso acontece com um atraso significativo, que é a maior desvantagem desse tipo de embreagem. Outro ponto fraco é a transmissão de apenas parte do torque. O óleo da embreagem, mesmo engrossando, ainda permanece líquido e sempre há deslizamento entre os discos.

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embreagem hidráulica

Um exemplo de embreagem hidráulica multidisco é a primeira versão da embreagem Haldex, usada principalmente em veículos Volkswagen e Volvo. A diferença de velocidade entre os eixos de entrada e saída leva a um aumento da pressão do óleo na parte hidráulica da embreagem. O aumento da pressão faz com que o pistão se mova, o que pressiona os discos da embreagem através de uma placa de pressão especial. Quanto torque será transmitido ao eixo de saída depende da pressão do óleo. A pressão dos discos de embreagem é controlada por um controlador eletrônico e válvulas de pressão. O sistema de controle consiste em muitos elementos: sensor de embreagem, sensor de temperatura da embreagem, atuador da embreagem, controlador do motor, controlador dos sistemas ABS e ESP, sensor de rotação do motor, sensor de rotação da roda, sensor de posição do pedal do acelerador, sensor de aceleração longitudinal, sinal de parada". sensor, sensor de freio secundário, bomba de óleo adicional e sensor de transmissão automática no caso de versões automáticas. 

Embreagem eletro-hidráulica

Neste tipo de embreagem, não há necessidade de diferença de velocidade entre os eixos de entrada e saída para obter a pressão do óleo necessária para comprimir os discos da embreagem. A pressão é gerada por uma bomba de óleo elétrica, o que simplifica muito todo o sistema hidráulico. O torque ajustado transmitido ao eixo de saída é realizado pela válvula de controle do grau de abertura da embreagem, que é controlada pelo controlador da embreagem. A bomba de óleo elétrica aumenta a velocidade da embreagem, pois pode acumular pressão de óleo suficiente quase que imediatamente. O sistema de controle é baseado no mesmo número de elementos que em acoplamentos de fluido. Este design da embreagem central é encontrado principalmente em carros Volkswagen, Ford e Volvo.