quinta-feira, 19 de maio de 2011

Mini - O Diferencial e a noção de "rapports"...

Boa noite.
Em tempos prometi que falaria acerca dos "rapports" do diferencial do Mini, e como não tenho oportunidade de o fazer propositadamente para o blog, esperei até aparecer a ocasião de o fazer a "sério", aproveitando para vos mostrar os passos mais importantes a ter em conta quando se lida com o diferencial do Mini...
O modelo em causa é um diferencial standard, usado em toda a gama de modelos mini. É um diferencial muito básico, que ilustra perfeitamente a função que tem, de compensar a "diferença" de andamentos das rodas motrizes em curva, sem afectar a tracção, e este é o principio comum usado em tudo o que é viatura ou máquina com rodas e direcção...
Depois de o tirar do cárter da caixa, começamos por desmontar os seis parafusos que fixam a "roda de coroa" ou "cremalheira", se preferirem...
...e é a partir daqui que devemos prestar mais atenção. Este diferencial não tem nenhum truque especifico, mas existem meia dúzia de pontos a observar, tais como...
...isto: as anilhas anti-fricção dos planetários. Neste caso nem existe cá nenhuma, e nesta situação, o metal fricciona directamente um com o outro, aumentando consideravelmente o desgaste e a folga das transmissões, uma vez que existe mais espaço livre entre os dentes dos satélites e dos planetários. No outro lado...
...ainda se vislumbravam restos da dita anilha, mas o aspecto também não era famoso. É necessário desarmar tudo...
...e começamos pela cavilha que segura o pino central, ou veio dos satélites...
...batendo-a de "cima para baixo" como na foto. Esta cavilha só sai por este lado e nem vale a pena tentar empurrá-la no outro sentido. Retira-se o veio, e basicamente temos o diferencial desarmado...
...confirmando assim as suspeitas. As anilhas estão perdidas, mas não é só isso...
...porque o pino também já teve melhores dias. Apesar de não existir um valor ou tolerância de desgaste especifico, eu entendo que quando os canais de lubrificação estão neste estado, é para substituir. Todas estas folgas somadas produzem uma folga considerável na transmissão, tornando o veiculo desconfortável de conduzir, e também mais sujeito a avariar. Mas o diferencial só por si...
...não é motivo de tanta preocupação para quem quer sempre o melhor do seu Mini. Se é verdade que o diferencial é uma peça importante da performance do nosso Mini, também é verdade que muito depende...
...disto: o pinhão de ataque ( "pinion" em inglês). Ainda montado no sitio, este pinhão já tem marcas de ter sido desmontado á martelada, pois a porca que o segura ainda está toda "mordida" das pancadas que levou, o que me faz gostar cada vez mais...
...do meu método: mete-se um carro em cima do cárter e desaperta-se a porca com a chave certa, enquanto a caixa está engatada em primeira e em marcha-atrás simultaneamente. Bem sei que há quem não goste deste meu sistema, mas mais do que nunca falhar, não estraga nada, inclusive a porca do pinhão, e é a falar ecerca do pinhão que...
... entramos no tema do post: os rapports do diferencial do Mini! Antes de mais tenho que explicar que o que vou dizer a seguir é aplicável a todo o tipo de carretos, inclusive os da caixa do Mini. A minha escolha em usar carretos de diferencial para ilustrar o post tem a ver não só com o facto de ser mais fácil de explicar e de perceber o raciocínio usado, mas também porque é um dos temas de conversa mais frequente quando se trata de melhorar o desempenho em estrada do carro, mas que infelizmente é tantas vezes subvalorizado, acabando por serem os motores partidos ou estragados por excessos de RPM ( Rotações por minuto) a "pagar as favas". A palavra "rapport" ( que eu escrevo com dois p por uma questão de hábito...), significa "relação entre algo", e neste caso, entre a roda de coroa e o pinhão. É tão simples quanto isto: rapport é a relação entre dois carretos, ou entre dois grupos de carretos se referente ao tipo de caixa usado. No caso do rapport se referir a carretos, a unidade usada é uma volta (360º) de um carreto para X voltas de outro, e por convenção universal, é sempre apresentada em referência ao carreto que produz a força primária, ou seja, o que faz girar o segundo.
Exemplo: No diferencial do Mini ( e nos outros todos...) diz-se que tem, por exemplo, um rapport de 3.44:1. Isto significa que para a roda de coroa ( crownwheel em inglês) dar uma volta completa, o pinhão tem que dar 3.44 voltas. Com isto dito e esclarecido, posso também afirmar que, quanto maior for o numero apresentado, mais "curto" será o seu rapport, ou seja, menos velocidade e mais força disponível nas rodas. É tal como nas motos ou bicicletas, em que, quanto maior for a cremalheira da roda, mais força tem e menos anda, mas o oposto acontece quando a cremalheira for mais pequena. Vejamos...
...isto: A cremalheira (roda de coroa) que está por baixo é a que tirei do diferencial no inicio do post, e a que está em cima é a que vai ser usada a partir de agora. Só têm 3 dentes de diferença, mas vejam bem o que isso significa no diâmetro do carreto. Se tivermos em conta as quantidade exorbitante de voltas que isto dá por minuto, podemos e devemos presumir que é uma diferença muito significativa. Ainda mais porque...
...ao reduzir a cremalheira, temos forçosamente que aumentar o pinhão, ou corríamos o risco de os dentes dos carretos não se tocarem, ou ainda pior, tocarem de ponta, uma vez que trabalham sobre eixos fixos que não podem ser deslocados. E agora vamos fazer umas contas...
...para tentar perceber em que medida é que tudo isto pode afectar o nosso motor. A partir de agora pode ficar confuso, até porque não disponho de tantas fotos como gostaria, mas vou tentar ser o mais claro e objectivo possível.
Vamos assumir o seguinte: Temos um motor 1275, com 65 CV, que tem um máximo de 6500 RPM, e que temos montado um diferencial 18/62 (18 dentes no pinhão e 62 na roda de coroa.), o que equivale a dizer "um 3,44" ( se dividirmos 62 por 18 dará 3,45 mas este valor é obtido por arredondamento). Quer isto tudo dizer que, em quarta velocidade (prise directa, em que uma volta da cambota é igual a uma volta do pinhão), o nosso motor precisa de girar 3,44 voltas para cada volta nas rodas. Isto acontece somente em quarta velocidade (no caso do Mini...), e é agora que entra a matemática, a física e a nossa opinião como condutor do carro...
Imaginemos que queremos o tal Mini capaz de circular em auto-estrada a uma velocidade média de 120 Km/h, mas sem que o motor tenha que ir sempre a "berrar" durante a viagem, mantendo o nível das RPM perto do pico de potência. Um diferencial de rapport "curto" ( pinhão pequeno/ coroa grande) vai fazer com que o motor tenha que rodar mais vezes e mais depressa para alcançar os tais 120 Km's, pois precisa de mais voltas para cobrir X distância, aumentando dessa forma o desgaste e o risco de falha mecânica, afectando consideravelmente a potência, pois nenhum motor convencional atinge o seu máximo de potência a fundo. O chamado "pico de potência" acontece antes do limite físico de RPM. Se aumentarmos o pinhão e reduzirmos a coroa, o motor necessitará de menos rotações para cobrir o mesmo percurso, e poderemos reduzir as RPM para circular nos mesmos 120 Km/h. Pode parecer confuso, mas até é simples...
...embora tenha que ser feito com alguma calma, porque o inverso também pode acontecer. Se montarmos um pinhão demasiado grande e uma coroa demasiado pequena, o nosso Mini até pode chegar aos 200 Km/h (ou mais...), mas com 65 CV, tenho a certeza que a quarta só seria útil a descer, pois o motor deixava de ter capacidade de puxar o carro com uma desmultiplicação tão "longa". Existe um rapport adequado a cada tipo de utilização, mas infelizmente não é algo que se possa trocar todos os dias, dai ser crucial a escolha do rapport certo, ou o mais aproximado ás nossa exigências...
O erro mais comum que tenho visto ( que também cheguei a fazer nos meus carros), é usar um rapport demasiado curto para o tipo de condução pretendida. Isto prende-se em parte com as opções disponíveis nas montagens de fábrica, que são sem dúvida as mais usadas devido á sua disponibilidade e custo. Um kit de pinhão e cremalheira não é assim tão barato como isso, mas a médio/longo prazo acaba por justificar, pois não só protege o motor, como poupa combustível, uma vez que ficamos com um motor mais "sossegado", capaz de rodar com menos rotações.
Neste caso concreto...
...o Mini do Marco sofria de excesso de rotações para tão pouca velocidade, e se um 3,44 já não é dos mais curtos, a verdade é que hoje em dia já existem mais opções para velocidade. Um conjunto 20/59 (2.95:1) já reduz bastante as RPM do motor, ou aumenta a velocidade de ponta, conforme a disposição no momento. Não é a relação (rapport) mais "longa", mas por experiência, é a que mais se adapta ao tipo de condução que o Marco pretende, e como o motor tem capacidade para isso, é a que vamos usar, em vez da famosa...
...3,44:1 que tantos modelos equipou, e equipa ainda hoje...
Espero que tenha conseguido passar alguma informação sem baralhar demasiado, mas confesso que é difícil explicar o conceito. Sei bem como funciona e como se fazem as contas, mas o tema é tão complexo e depende de tantas outras coisas relacionadas, como a caixa de velocidades, que não me permite muito mais do que abordá-lo assim, ligeiramente.
Também devo explicar que isto é a minha interpretação e maneira de entender este assunto, pelo que podem existir opiniões e/ou versões diferentes acerca do tema. A minha formação como mecânico permitiu-me aprender isto assim desta forma, e usar estes termos e nomes das peças, mas sei que existem outras formas de o fazer.
Agora, e para desanuviar um pouco a cabeça...
...deixem-me mostrar o que se vai passando por cá nestes dias. Os motores A+ continuam a ganhar forma...
...e toda a ajuda é bem vinda. E enquanto eu andava de roda dos motores, a Paula foi fazendo algo que parece simples, mas que consome bastante tempo: Separar todos os parafusos, porcas, anilhas e demais peças por tipo. Parece engraçado, mas 15 Kg desta mistura acabam por fazer enjoar mais depressa...
...do que isto: tampas com tinta. A boa noticia foi o facto de que...
...grande parte da tinta sucumbiu ao diluente, porque chegar até aqui...
...não teri sido tão fácil assim. Muito em breve espero ter este motor no sitio...
...e o Mini no seu habitat natural..., a estrada!
Mais noticias em breve.
Classic Car Garage..., sempre a andar!
RT

5 comentários:

alex disse...

Boa tarde.
Mais uma vez um excelente tópico. Percebes muito mais do assunto do que eu, mas já agora se me permites acrescento uma coisa: o diâmetro das rodas também tem que entrar para a equação, mudar de jante 10" para 13" por exemplo, também altera a rotação a que o motor vai para a mesma velocidade. Eu tenho um motor 1275 do mg metro, penso que o diferencial de origem é 3,44 mas como vou pôr jante 10" no mini tenho um diferencial 3,1 para colocar, não sei se ainda será pouco, mas apareceu a um bom preço e comprei... Para finalizar, deixo um link que penso ser bastante util, pode escolher-se as medida do pneu, o diferencial, caixa, etc e obtemos um gráfico e tabela com a velocidade que atingimos a uma dada rotação, para as 4 velocidades: http://www.guess-works.com/Tech/ratio.htm

Manuel Luis disse...

Grato pela bela exposição dos seus preciosos conhecimentos.
Aqui aprende-se com quem sabe. Boas fotos.
Abraço

isabel tiago disse...

Boa noite

Garanto que tenho alguma responsabilidade nesta questão da mecânica. Quem diria que começando nos Legos Técnicos e passados quase trinta anos estaria aqui a ver estes autênticos workshops???
Não me esqueço que por volta dos teus 18 anos ouvi: mãe quero ser mecânico e pôr as mãos no óleo, quanto mais sujo melhor???

Isabel Tiago

Nuno Alves disse...

Quero mais uma vez dar os parabens por todo o trabalho e tempo dispendido a ajudar e a ensinar, é raro o dia que nao passo em busca de novidades. Excelente trabalho e excelente explicaçao

alex disse...

Em relação à troca da relação do diferencial, estou a fazer essa operação na minha caixa e precisava de umas dicas... É de um MG, portanto A+ (não sei se faz diferença). A primeira coisa é qual o aperto que devo dar na porca que segura pinhão e também nas porcas que fixam o roda de coroa ao diferencial. A segunda, é qual a melhor maneira de trocar a roda de coroa. É preciso tirar o rolamento ou dá para fazer a operação sem o tirar? (é que a que vou pôr também já tem um rolamento).
Se puderes ajudar agradeço. Um abraço!