Um sistema básico

O sistema 4x4 temporário típico encontrado em picape e utilitários esportivos antigos funciona assim: o veículo é normalmente de tração traseira. O câmbio se conecta diretamente a uma caixa de transferência. Dali, uma árvore de transmissão aciona o eixo dianteiro e outra, o eixo traseiro.

Diagrama de um sistema básico

Quando a tração nas quatro rodas é acionada, a caixa de transferência engata a árvore de transmissão dianteira da traseira, fazendo com que cada eixo receba metade do torque que está vindo do motor. Ao mesmo tempo, os cubos dianteiros se travam.

Os eixos dianteiros e traseiros possuem um diferencial livre cada. Ainda que esse sistema forneça uma tração muito melhor do que um veículo com tração nas duas rodas, ele tem duas desvantagens principais. Nós já falamos sobre uma delas: não pode ser usado no asfalto seco devido à caixa de transferência travada.

O segundo problema é devido aos tipos de diferenciais usados: o diferencial livre divide o torque igualmente entre cada uma das duas rodas a que é ligado (veja em Como funcionam os diferenciais para obter mais detalhes). Se uma daquelas duas rodas sair do chão, ou estiver numa superfície muito escorregadia, o torque aplicado a ela cai para zero. Como o torque é dividido igualmente, isso significa que a outra roda também receberá zero de torque. Assim, mesmo que a outra roda tenha aderência plena, o torque não será transferido. A animação abaixo mostra como um sistema desses reage em diversas condições.

Animação de um sistema básico em diversas combinações de terreno. Esse veículo fica imóvel quando duas de suas rodas estão no gelo.

Anteriormente, dissemos que o melhor sistema de tração nas quatro rodas enviaria a quantidade exata de torque para cada roda, evitando assim a sua patinagem. Baseado nesse critério, esse sistema deixa a desejar. Ele envia para ambas as rodas a mesma quantidade de torque, o que fará com que o pneu com menor aderência deslize.

Existem maneiras de se melhorar sistemas como esse: trocar o diferencial livre por um diferencial traseiro autobloqueante é uma das mais comuns - isso certifica que ambas as rodas traseiras são capazes de aplicar um pouco de torque independente do que aconteça. Outra opção é um diferencial travante, que trava as duas rodas traseiras, assegurando que cada uma delas tenha acesso ao torque que vem para o eixo, mesmo se uma das rodas estiver fora do chão - isso melhora o desempenho em condições off-road.

O sistema definitivo

O veículo militar AM General Hummer combina tecnologia mecânica avançada com equipamentos eletrônicos sofisticados para criar, comprovadamente, o melhor sistema de tração nas quatro rodas existente.

O Hummer possui um sistema integral com características adicionais que podem ser utilizadas para melhorar o desempenho off-road. Nesse sistema, assim como no nosso sistema básico, o câmbio é ligado à caixa de transferência. A partir da caixa de transferência, uma árvore de transmissão se conecta ao eixo dianteiro e outra ao eixo traseiro. Entretanto, a caixa de transferência no Hummer não trava automaticamente os eixos dianteiros e traseiros. Ao contrário, ela possui um diferencial central aberto, mas pode ser travado pelo motorista. No modo livre (não travado), os eixos dianteiros e traseiros podem se mover com velocidades diferentes, para que o veículo possa se mover em estradas secas sem nenhum problema. Quando o diferencial está travado, os eixos dianteiros e traseiros têm acesso ao torque do motor. Se as rodas da frente estiverem em areia movediça, as rodas de trás receberão todo o torque possível.

Diagrama do sistema do Hummer - uma ótima característica do Hummer é que cubos com engrenagens são usadas em cada roda. Isso aumenta toda a linha de direção, dando ao Hummer 40,64 cm de espaço acima do chão, mais que o dobro que a maioria dos outros carros com tração nas quatro rodas

Tanto os diferenciais dianteiros como os traseiros são Torsen^®. Esses diferenciais têm um arranjo de engrenagens único: assim que ele percebe uma diminuição do torque numa das rodas (o que acontece quando um pneu está para patinar), o conjunto de engrenagens transfere torque para a outra roda. Diferenciais Torsen^® podem transferir de duas a quatro vezes o torque de uma roda para a outra. Esse é um enorme ganho sobre os diferenciais livres. Mas se uma das rodas estiver fora do chão, a outra ainda não recebe nenhum torque.

Para resolver esse problema, o Hummer é equipado com um sistema de controle de tração pelo freio. Quando um pneu começa a patinar, o controle de tração aplica o freio àquela roda. Isso faz com que aconteçam duas coisas:

• impede que o pneu patine, permitindo que ele use o máximo de aderência disponível
• permite que a outra roda aplique mais torque

O sistema de controle de tração pelo freio aplica uma quantidade significativa de torque na roda que está para patinar, permitindo que o diferencial Torsen^® imprima um aumento de duas a quatro vezes de torque para a outra roda.

Vamos fazer um teste com o Hummer.

O sistema do Hummer em diversas combinações de terreno: para que ele ficasse preso, as quatro rodas teriam que perder a tração

O sistema no Hummer é capaz de enviar uma grande quantidade de torque para qualquer um dos pneus com aderência, mesmo que isso signifique mandar tudo para um pneu só. Isso traz o Hummer para bem perto do que podemos considerar um sistema de tração nas quatro rodas ideal, que possa fornecer a cada pneu a quantidade máxima de torque que ele é capaz de utilizar.

Para mais informação sobre tópicos relacionados à tração nas quatro rodas, confira os links na próxima página.