Câmbio CVT: a criação de Da Vinci que quase matou troca de marchas na F1

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Em 1989, a Ferrari revolucionou o universo da F1 ao acoplar o motor da famosa 640 a uma transmissão automatizada de dupla embreagem, capaz de fazer trocas ultrarrápidas gerenciadas eletronicamente, através de aletas, sem que o piloto precisasse tirar as mãos do volante. Aperfeiçoado pela Williams em 91, o sistema, comumente conhecido como “semiautomático”, é usado até hoje na categoria, com leves avanços técnicos. O Projeto Motor já explicou como ele funciona neste artigo aqui.

Desenho da caixa CVT usada pela Williams nos testes em 93
Desenho da caixa CVT usada pela Williams nos testes em 93; ela possui somente uma marcha, com relações quase infinitas de velocidade entre as árvores motora e transmissora

Para muita gente, o advento dessa tecnologia acabou com parte da magia da pilotagem: a troca manual na alavanca em H, os diferentes estilos de uso do freio-motor, o punta taco… Um pouco de tudo isso se perdeu. a essência, contudo, perdurou: apesar de toda a interferência eletrônica no processo, a caixa atual mantém arquitetura similar à de um câmbio manual (daí o nome “automatizado”, não “automático”), o que significa que a troca convencional de marchas foi preservada.

Se você é um desses que reclamam de como as coisas são hoje, acredite: se dependesse da pragmática mente de Patrick Head, ex-diretor técnico da Williams, a situação poderia estar muito, muito pior. Em 1993, auge do domínio da esquadra britânica na categoria, o cerne de tamanha hegemonia estava na aplicação de diversas assistências computadorizadas, tais quais suspensão ativa, controles de tração e de largada, acelerador drive-by-wire etc. A transmissão semiautomática estava entre os itens.

Não satisfeito, Head acatou sugestão do colega Emery Hendriks, da empresa especializada Van Doorne Transmissions, e resolveu colocar para testar o FW15C munido de uma transmissão conhecida como CVT (sigla em inglês para “continuamente variável”). Antes de falar do teste e das consequências que a tecnologia poderia trazer à F1, vamos conhecer um pouco do sistema.

Muito antes da F1, no fim dos anos 60, a Van Doorne, em um projeto conhecido como DAF (Doorne's Automobiel Fabrieken), tentou implantar câmbio CVT em chassis Alexis, Brabham e Tecnos para disputar campeonatos de F3
Muito antes da F1, no fim dos anos 60, a Van Doorne, em um projeto conhecido como DAF (Doorne’s Automobiel Fabrieken), tentou implantar o câmbio CVT (chamado pela fabricante de “Variomatic”) em chassis Alexis, Brabham e Tecnos, para disputar campeonatos de F3; sistema de polias e correias era tão grande que tinha de ficar exposto na traseira do chassi

O CVT substitui marchas, embreagens e engrenagens de um câmbio convencional por duas árvores munidas de polias giratórias – uma ligada ao propulsor, outra responsável por transferir potência e torque ao eixo traseiro, no caso de um F1 -, que são interligadas por uma correia disposta em ‘V”. A transmissão da força ocorre pelo atrito entre correia e polias, de maneira que a relação entre a velocidade de giro de cada árvore varia de acordo com a largura da base de cada polia.

Na hora de arrancar, a polia da árvore motora se encontra em sua espessura mais fina no miolo, enquanto a árvore transmissora se encontra em patamar contrário. Conforme a aceleração aumenta, a primeira “alarga” e a segunda “espicha”, criando uma relação de giros que muda gradual e constantemente (diferente do câmbio convencional, cujas relações são fixas para cada marcha selecionada). Daí o nome “continuamente variável”: ele indica que as relações entre as velocidades são múltiplas e praticamente infinitas. Confira no vídeo abaixo (em inglês) uma explicação bem detalhada sobre o modus operandi do CVT:

Antes de chegarmos ao ponto mais interessante deste artigo, vale ressaltar que o CVT é um câmbio muito mais antigo e comum do que as pessoas imaginam. O conceito nasceu em 1490, com Leonardo da Vinci, que já naquela época pensava em métodos alternativos de transmissão para suas invenções de engenharia e mobilidade. Obviamente, o motor a combustão não existia, mas já era possível pensar em veículos que, movidos pela força humana, poderiam facilitar o deslocamento.

É como imaginar uma bicicleta com marchas, tão comum nos dias de hoje: você é a unidade motriz, mas a presença de um sistema mais aprimorado para transmitir a energia aplicada por seu corpo aos pedais permite que o ciclista se desgaste menos ao pedalar. Veja, no rápido vídeo abaixo, como funcionava o CVT criado pelo gênio italiano:

Em teoria, esse tipo de transmissão possui inúmeras vantagens, pois permite que a usina trabalhe sempre no regime ideal de rotações, seja para veículos de rua voltados ao consumo de combustível ou para carros de corrida que precisam entregar o máximo de rendimento. É aí que entra a F1. Por isso, desde o fim do século XIX engenheiros tentam aplicar a tecnologia a automóveis e motocicletas de produção. Hoje, ela se encontra presente em diversos carros, em especial os japoneses, como Toyota Corolla, Honda Fit, City e HR-V, e Nissan Sentra. Mais do que isso, é comum vê-la equipando snowmobiles e… karts.

Transmissão continuamente variável é comumente usada em karts
Transmissão continuamente variável é comumente usada em karts

Quem andou em qualquer  desses veículos já deve ter estranhado o fato de que não há troca de marchas, nem automática. O propulsor apresenta mudanças constantes de giro e, consequentemente, de ruído, gritando quase como em uníssono. A estranheza é tanta que algumas fabricantes camuflam o funcionamento do CVT com a chamada “simulação de marchas”, emulando pequenos “trancos” em determinadas mudanças de giro.

Imagine agora esse mesmo processo ocorrendo em um Renault V10 da F1. Ficou bizarramente estranho. David Coulthard, então piloto de testes em Grove, foi responsável por testar a novidade no circuito de Pembrey, País de Gales, em julho de 93. O vídeo abaixo (também em inglês) conta um pouco do que foi o treino. Veja e, principalmente, ouça o ruído (e você reclamando dos atuais V6 turbo):

Parece que o carro está travado em um marcha e não atinge tanta velocidade, não? Isso à parte, o fato é que Coulthard elogiou muito o comportamento do monoposto após a sessão, especialmente porque, sem os trancos provocados pela troca de marchas (sentidos de forma ainda mais abrupta em pista molhada, condição sob a qual o escocês treinou), as tomadas de curva ficaram muito mais “suaves”. Seria o prenúncio de um domínio ainda maior da Williams, usando um conjunto que, além de todos os refinamentos, conseguiria entregar toda a força do motor de maneira plena e constante?

A FIA não quis pagar para ver. Após tomar conhecimento dos testes (um segundo foi conduzido pelo francês Alain Menu, dois meses depois, em Silverstone), a entidade se mobilizou e acrescentou no regulamento técnico para 94, já muito mais restritivo, que o sistema de transmissão precisava ser formado por relação mínima de duas e máxima de sete velocidades, com trocas efetuadas manualmente pelos competidores. Estava morta, portanto, a ideia de implantar o CVT.

Entre 1979 e 1980, Ferrari chegou a iniciar um projeto com a Van Doorne para equipar a 312T4 com transmissão CVT; quando projeto ainda estava em fase incipiente, equipe mudou de ideia e decidiu destinar o dinheiro para desenvolver outra tecnologia: o motor turbo
Entre 1979 e 1980, Ferrari chegou a iniciar um projeto com a Van Doorne para equipar a 312T4 com transmissão CVT; quando projeto ainda estava em fase incipiente, equipe mudou de ideia e decidiu destinar o dinheiro para desenvolver outra tecnologia: o motor turbo

A grande dúvida é: daria certo? Embora muitos teorizem que a Williams ampliaria sua vantagem frente às rivais, é preciso lembrar que a transmissão continuamente variável também possui muitos problemas; por ter relações quase infinitas, o câmbio às vezes se perde e demora em chegar ao regime certo; andar sempre próximo ao limite de potência significaria aumentar exponencialmente o índice de desgaste, comprometendo a confiabilidade; a durabilidade do próprio câmbio costuma ser menor, especialmente quando falamos de um motor de mais de 700 cv (não é à toa que, hoje, o CVT é usado basicamente em veículos de baixa cilindrada e potência); o peso do sistema também era muito maior, o que poderia comprometer o equilíbrio do chassi.

Como se vê, o sucesso do CVT na F1 não era algo garantido, embora possível e até plausível. Saber o que poderia ser conquistado com ele virou exercício de imaginação, e é melhor que seja assim: ao ouvir como soariam os carros com essa tecnologia, dá até um certo alívio constatar que, apesar dos pesares, o barulho de um F1 atual continua “normal” aos nossos ouvidos. Tudo graças à tão criticada transmissão automatizada.

Projeto Motor entrevista a lenda do jornalismo esportivo Claudio Carsughi. Assista:

 Comunicar Erro

Modesto Gonçalves

Começou a acompanhar automobilismo de forma assídua em 1994, curioso com a comoção gerada pela morte de Ayrton Senna. Naquela época, tomou a errada decisão de torcer por Damon Hill em vez de Michael Schumacher, por achar mais legal a combinação da pintura da Williams com o capacete do britânico. Até hoje tem que responder a indagações constrangedoras sobre a estranha preferência. Cursou jornalismo pensando em atuar especificamente com automóveis e corridas, e vem cumprindo o objetivo: formado em 2010, foi consultor do site especializado Tazio de meados de 2011 até o fim de 2013; desde maio de 2015 compõe o comitê editorial do Projeto Motor.