Como funciona o complexo sistema de câmbio automatizado da F1

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A grande novidade da F1 em seu retorno das férias de verão europeu, no GP da Bélgica, será a adoção de um novo procedimento de largadas, já esmiuçado há mais de um mês pela revista britânica Autosport. A partir da etapa do próximo domingo (23), os pilotos deixam de contar com o auxílio do popular controle de largada ligado ao câmbio, um auxílio eletrônico que, por meio de ajustes no ponto de embreagem, limita a entrega de torque a um patamar ideal enquanto for identificado que as rodas correm risco de patinar.

Para entender como funcionava o procedimento até então, nada melhor do que vê-lo sendo explicado e executado por um piloto. Ex-piloto, melhor dizendo. David Coulthard, vice-campeão mundial de 2001 e atual comentarista da BBC, participou de uma reportagem, há alguns anos, em que testou um simulador da Red Bull. Confira no vídeo abaixo (em inglês):

O que nos interessa neste material ocorre entre 2min10s e 2min50s: primeiro, o engenheiro determina que Coulthard pressione o tal botão do ponto de embreagem, que configura o dispositivo de modo ideal para o arranque. Depois, ordena que ele deixe a embreagem no “modo quatro” e o motor no “modo dois”, completando os ajustes de câmbio e mapeamento de propulsão.

Por fim, o escocês pressiona duas borboletas na parte de trás do volante, ambas abaixo das aletas de troca de marchas. A do lado direito mantém o carro em neutro mesmo com a primeira marcha engatada, e é ela que o piloto solta no momento em que as luzes vermelhas apagam para partir. A segunda é responsável pelo controle da entrega de torque já citado anteriormente. Neste outro vídeo para a BBC (também em inglês), Couthard comenta um pouco mais acerca desta última função. Veja:

O que muda, a partir da prova belga, é que os competidores, tão logo deixem o box de sua esquadra, não poderão mais ajustar o ponto de embreagem, receber auxílio para controlar a tração ou mesmo ser instruído via rádio a respeito de procedimentos de largada. Em teoria, a nova regra vai inutilizar o botão amarelo apertado por Couthard no primeiro vídeo, bem como a tecla que ele deixa acionada até a frenagem para a Sainte Dévote.

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Mais uma vez, o público que acompanha o certame fica aliviado com o fim de um interferência eletrônica tão grande sobre a ação dos ases do grid. Tudo isso está diretamente ligado à modernidade da transmissão usada atualmente na F1. Em sua essência, o sistema continua muito mais parecido com o do carro que está aí em sua garagem do que você imagina. Contudo, uma série de aprimoramentos eletrônicos transformam-no em um conjunto capaz de transmitir, da forma mais eficiente possível, os cerca de 800 cv e 45 kgfm gerados pelo propulsor V6 turbo híbrido de 1,6 litro.

Conhecido no seio popular como “semiautomático”, o sistema pode ser melhor descrito como um câmbio automatizado (ou seja, que possui os mesmos mecanismos da caixa manual, porém controlado por módulos eletrônicos) com seletor sequencial de alta precisão.

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Esta ilustração mostra o sistema de transmissão da F1 moderna em uma caixa de seis velocidades: em azul, a árvore primária que “puxa” torque e potência do virabrequim do motor; em vermelho, as engrenagens das marchas, que envolvem a árvore secundária (esta liga a transmissão ao diferencial); em amarelo, as hastes do seletor de marchas, item que diferencia este sistema de um câmbio comum

Ele usa embreagem multidisco, uma tecnologia voltada especificamente para veículos de alto desempenho: ao usar mais de um disco, formados por placas de fibra de carbono, bronze sinterizado ou aço, consegue suportar a transmissão de toda a força do motor sem gerar as famosas “patinadas” que uma embreagem de disco único proporcionaria. Molas helicoidais pressionam os discos e são responsáveis por desengrenar a árvore de transmissão do virabrequim.

Entretanto, seu uso só se dá na largada, dentro dos boxes ou quando os fiscais de pista precisam colocar o bólido em “ponto morto” para rolá-lo com facilidade, mesmo desligado. As trocas sequenciais durante as voltas são gerenciadas por um seletor de marchas, comandado eletronicamente. É aí que mora a grande diferença do câmbio da F1 para qualquer outro: o seletor tem como função possibilitar as trocas sem desacoplar a embreagem principal. Quando o volante dá o comando para subir ou reduzir marcha através das borboletas, o seletor engrena a árvore na escala selecionada. Diferentemente do primeiro câmbio automatizado criado pela Ferrari, em 1989, não é possível escalar da primeira para a quarta marcha ou da quinta para a segunda de uma só vez: as trocas são sempre escalonadas de forma sequencial, daí o uso do termo para denominar o sistema.

Nos últimos anos, um outro elemento de engenharia surgiu para modernizar ainda mais o processo: as transmissões atuais permitem que o bólido mantenha duas velocidades engrenadas simultaneamente (primeira e segunda, segunda e terceira, terceira e quarta e assim sucessivamente) em um período de milésimos de segundo, o que elimina aquele espaço entre as trocas em que não há transferência de torque e potência ao diferencial e às rodas. Quem explica esse conceito é o ex-diretor técnico da Mercedes, Ross Brawn (o vídeo é de 2011, portanto antes da última mudança de sete para oito marchas, mas a filosofia é a mesma). Confira:

Vale lembrar que o sistema é todo gerenciado eletronicamente: se o piloto indicar uma troca no momento errado, como ao apertar por engano a borboleta de redução enquanto acelera, o câmbio não vai permitir. Tal prerrogativa extinguiu incidentes como o que vitimou Ayrton Senna no GP da Inglaterra de 89: o brasileiro engatou por engano a segunda marcha ao invés da quarta na entrada da Becketts, durante a 11ª volta, gerando uma sobrecarga que o fez rodar e quebrar a caixa de transmissão.

Outros exemplos de interferência são o próprio controle de largada e o antistall, módulo que joga automaticamente o câmbio em neutro quando percebe que o motor está para “morrer”. Este último ficou famoso entre os fãs brasileiros em 2009, por gerar problemas em algumas largadas de Rubens Barrichello na Brawn GP. De todo modo, a troca deve ser realizada sempre de maneira manual: câmbios inteiramente automatizados, automáticos com conversor de torque ou  CVT (continuamente variáveis) são banidos pelo regulamento.

O conjunto é montado entre o propulsor e o diferencial, de forma longitudinal, e pesa pouco mais de 30 quilos. As regras atuais preveem a obrigatoriedade de se usar oito velocidades mais ré, com relação de marchas fixa para a temporada toda. Para 2017, a categoria estuda regressar a um sistema com seis marchas, a fim de alongar as relações, aumentar os giros e, consequentemente, elevar o “berro” dos V6 turbocomprimidos.

Caixa de câmbio de um F1 aberta
Caixa de câmbio de um F1 aberta

Muitos fãs, porém, trocariam toda o fascínio e a complexidade desta tecnologia pela volta dos velhos câmbios manuais em H, que, segundo eles, reduz o auxílio robotizado e amplia a influência dos pilotos sobre a reação dos bólidos. Nós, do Projeto Motor, consideramos que a presença do câmbio semiautomático não desfaz a diferença entre os bons e os ótimos na F1: basta ver que, entre 1989 e 93, o advento desse tipo de transmissão não tirou de Senna, Alain Prost, Nigel Mansell, Nelson Piquet e, pouco depois, Michael Schumacher o título de pilotos mais talentosos e velozes do grid. É tudo uma questão de perspectiva.

E você, douto leitor, o que prefere? Deixe sua opinião em nossa nova caixa de comentários.

 

 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.

  • motta

    pode continuar com a tecnologia atual mas com mudança nas relações a cada corrida

  • Gustavo Segamarchi

    Primeiramente, mais uma vez o site criando uma excelente matéria para nós leitores que amamos de verdade a F1.

    E você, douto leitor, o que prefere?

    Eu prefiro a NOSTALGIA.
    http://www.speedhunters.com/wp-content/uploads/2012/09/PMcG-F1-at-Snetterton-2012-57.jpg

    Espero que com essas novas regras, possamos ver os pilotos trabalhando mais para domar os carros. Fiquei abismado ao assistir ao vídeo do Culthard, onde o engenheiro pede DESCARADAMENTE para que ele regule o ponto da embreagem para cada tipo de curva. Com essa ajuda os pilotos estavam com a faca e o queijo nas mãos, assim o carro virava um videogame, e não um carro de corrida.

    Como citado na matéria, em 2017 estão cogitando reduzir o câmbio para 6 marchas e aumentar as relações, mas não vejo esse incompetente grupo de estratégia debater sobre o retorno do câmbio MANUAL, coisa que muitos fãs(me incluo nessa) vêm pedindo.

    Com o câmbio manual já foi mostrado lá na era de OURO da F1, que podemos ver o piloto interagir muito mais com a máquina e ter um trabalho que realmente mostre aos fãs da F1 a importância de um piloto habilidoso no cockpit.

    Enfim, mais uma matéria excelente para nos explicar o fantástico mundo da F1.

    Um abraço.