As novas caixas CVT são mecanicamente simples, eletronicamente complexas

É quase um hábito criticar as caixas de variação contínua (CVT) que algumas marcas utilizam e outras recuperaram com o advento da eletrificação do automóvel. Porém, parece que a tecnologia está a ajudar um conceito que nasceu em 1879 com a necessidade de variar a velocidade de um moinho. Foi Milton Reeves que a inventou e depois a aplicou num carro em 1896. Depois foram muitas as utilizações, nomeadamente, em motos, para nos anos 40 e 50 do século passado, Charles H. Miner, ter feito significativos desenvolvimentos. De então para cá, muitas são as utilizações.

Tem sido a Toyota quem lidera a utilização das caixas CVT nos seus modelos híbridos, sendo que o novo Corolla utiliza uma e-CVT no novo sistema híbrido usado no novo modelo que vem tomar o lugar do Auris.

A caixa e-CVT não é mais que uma caixa… CVT. Na essência é a mesma coisa que a Toyota tem feito desde 1990 com o Prius. Antes chamava-se Toyota Hybrid System (THS), agora chama-se Hybrid Synergy Drive (HSD) e passou a ser usado pela Lexus.

Como sempre sucedeu, a caixa CVT tem um efeito impossível de contornar, o efeito de banda elástica. Ou seja, a aceleração não rima com a velocidade. O carro acelera e parece que a velocidade é outra. Se nos primeiros modelos isso era absolutamente irritante, começa a ser mitigado com o trabalho feito pelas marcas.

A caixa CVT tornou-se conhecida em 1958 quando a DAF lançou a primeira versão de um automóvel seu com caixa CVT dando-lhe o nome de Variomatic. E há um episódio que deixa claro o que é a CVT: mos anos 70, Johannes (Jan) de Rooy, campeão de rallycross holandês, venceu os campeonatos de marcha atrás (!), com um DAF pois com a caixa CVT andava tão depressa para a frente como para trás. Claro que o carro foi banido após o primeiro ano de utilização.

O que é uma caixa CVT?

Ao invés de uma complexa caixa de engrenagens, a caixa CVT tem duas polias de diâmetro continuamente variável, ligadas por uma correia. Para a relação mais baixa (1ª velocidade numa caixa normal) a polia acionada pelo motor tem o menor diâmetro e a segunda polia, que aciona as rodas, o diâmetro maior. 

Aumentando a velocidade, a polia acionada pelo motor vai aumentando de diâmetro e a da transmissão, diminuindo de diâmetro, aumentando de forma contínua a relação e permitindo que o carro acelere. O sistema é controlado por vácuo e ajusta-se automaticamente para subidas e necessidade de mais aceleração.

Naturalmente que a e-CVT da Toyota não tem nada a ver com a Variomatica original da DAF e na versão da casa japonesa, já não há a correia que liga as duas polias e estas também foram substituídas por dois motores/geradores (Motor 1 e Motor 2) interligados por uma caixa de engrenagens planetárias. 

Estas engrenagens planetárias têm um anel de vedação e, desmontado, parece uma espécie de diagrama do sistema solar, pois tem um “sol” e planetas que giram em seu redor. O sistema é simples e com os “planetas” a fazerem várias rotas diferentes, permitem que os dois motores/geradores posam fazer a tal função de aumentar ou diminuir a força que chega ás rodas.

O Motor 1 pode ligar o motor e em outras situações, funcionar como gerador para carregar a bateria do sistema híbrido. Já o Motor 2, pode atuar simplesmente como tal, sozinho, ou com o motor térmico, funcionando, também, como regenerador de energia da travagem. O Motor 1 também é capaz de oferecer pequenas quantidades de binário nas engrenagens, para equilibrar a utilização do motor de combustão interna e o acionamento elétrico do Motor 2. Porém, há muitas mais combinações para ambos os motores. O sistema dispensa uma embraiagem quando funciona apenas com motor elétrico sem uso do motor térmico, simplesmente desacoplando-se. Funciona assim o sistema e-CVT da Toyota, bem diferente das polias com correia que a DAF utilizou com o Variomatic.