Edição 160 - Mecânica Diesel

• Eixo diferencial

 

Acompanhe o passo-a-passo da montagem de um eixo diferencial duplo, equipamento utilizado pelos caminhões pesados. 

Carolina Vilanova

O diferencial é um conjunto mecânico de engrenagens que tem funções distintas e de extrema importância para a estabilidade e segurança dos caminhões. Transmitir a potência do motor para as rodas de tração, mesmo em alta velocidade fazendo girar mais rapidamente a roda externa em uma curva,  compensando as diferentes distâncias do veículo, são algumas das finalidades do eixo diferencial.

Os principais itens de um diferencial são as engrenagens satélites,planetárias e semi-eixos. Os satélites são instalados na cruzeta do diferencial e engrenados nas planetárias, que por sua vez são acopladas nos semi-eixos, fazendo girar as rodas. 

"O funcionamento difere conforme o percurso do veículo: se está rodando em linha reta, as rodas estão girando na mesma velocidade, os satélites não se movem. Por outro lado, em uma curva, a velocidade das rodas são diferentes e obrigam os satélites a girarem na cruzeta, o que permite velocidades diferentes entre as planetárias e, consequentemente, entre as rodas", explica Marcelo Gabriel da ArvinMeritor.

O eixo cardan é a conexão para transmitir a potência do motor para a transmissão, esta para o diferencial para as  rodas . A peça é acoplada ao pinhão ou eixo de entrada do diferencial, que está engrenado com a coroa e este a caixa dos satélites. Esse conjunto transmite o movimento dos semi-eixos e estes para as rodas.

Coroa e pinhão

A coroa e o pinhão são itens que merecem muita atenção na hora da manutenção, principalmente, se o veículo opera em condições severas. Esse conjunto é formado por duas engrenagens que permitem a redução do torque vindo do motor para as rodas, devido as combinações de dentes do par coroa e pinhão. A divisão entre o número de dentes da coroa e do pinhão é a redução, que significa as voltas que o pinhão precisa dar para a coroa completar uma volta. Quanto maior for a redução mais força e menos velocidade terá o veículo e quanto menor for a redução mais velocidade e menos força terá o veículo.

"Os dentes da coroa e do pinhão podem ser fabricados com diferentes formas de geometria. A ArvinMeritor utiliza o tipo hipóide, mais resistente, silencioso e leve, além de contar com dimensões possíveis da coroa e do pinhão", comenta Gabriel. "Devido ao tipo de engrenamento, o tipo hipóide possui uma característica chamada "off-set", que é a distância entre a linha de centro da coroa e a linha de centro do pinhão no sentido vertical", completa.

Manutenção

A lubrificação é um dos itens mais importantes para manter o conjunto do diferencial em boas condições porque reduz desgaste do atrito, protege o metal de oxidação e corrosão, e dissipa o calor excessivo. Utilizar o lubrificante correto (SAE 85W 140 API GL 5), e no nível indicado, é indispensável. O nível e a viscosidade do óleo devem ser checados a cada 2 mil km e a troca é recomendada quando o veículo atinge 160 mil Km ou um ano de uso. Em condições severas de trabalho, esse prazo diminui para 50 mil km ou a cada seis meses.

A falta de lubrificação, nível baixo, óleo vencido, não apropriado, e vazamento do vedador do pinhão ou dos cubos de roda, podem causar sérios danos ao componente do diferencial. Todos os torques e ajustes aplicados deverão seguir as especificações da montadora.

Diagnóstico de falhas

Danos no conjunto do eixo diferencial podem ser causados pelos seguintes fatores: aplicação, operação do motorista, falta de manutenção, modificação do veículo ou do trem de força, uso incorreto do Peso Total Bruto (PTB) e do Peso Total Bruto combinado (PTBC). O componente mais sujeito a sofrer avarias é o semi-eixo. 

Os problemas podem ser causados por fadiga do eixo, fadiga por choque, dentes quebrados e quebra no anel do ajuste do lado da flange, entre outros defeitos provocados por desgaste natural ou por fatores externos. A quebra por carga de choque causa fratura instantânea ou trinca (a parte danificada é visível) e pode acontecer devido ao acionamento incorreto do bloqueio na passagem para tração. Outros defeitos são fadiga do eixo traseiro e fadiga de superfície. Rolamentos avariados também prejudicam o conjunto. Alguns fatores são: falta de lubrificação, manuseio incorreto, lubrificante contaminado e carga excessiva.

O contato e a folga entre os dentes do par coroa e pinhão são muito importantes, pois podem aparecer trincas prematuras ou provocar ruído nos componentes.

Desmontagem e montagem

Utilizar ferramentas adequadas e equipamentos de proteção, como luvas e óculos, principalmente, se estiver manuseando peças quentes ou martelo são essenciais para sua segurança. Nessa matéria mostramos o processo de montagem de um modelo de duas velocidades, utilizado em caminhões com bloqueio de diferencial.   

1) Comece desmontado a caixa de satélites, onde trabalham as 2 planetárias e os 4 satélites em forjado de precisão. Em seguida retire a cruzeta, os planetários e os satélites.

 

 

2) Para tirar o eixo, o profissional deve sacar o pino trava e bater com cuidado para destravar.

 

3) Tirar o pino-trava. Esse componente é descartável, substitua por um novo. Retire as engrenagens. Atenção ao retirar a peça pois o rolete pode cair. 

 

 

Montagem da engrenagem 

1) Na hora de montar as arruelas, tenha certeza de que estão em simetria correta para encaixar o eixo. Obs.: cuidado para não montar o diferencial faltando roletes, para não ter falhas prematuras. 

 

 

2) Coloque o novo pino. Este deverá estar abaixo da face da caixa dos satélites. Se o pino ficar acima da especificação poderá raspar em outro componente (caixa suporte) e causar desgastes (limalhas).

 

3) Monte a arruela e a planetária de cubo curto. Encaixe a cruzeta nos satélites e arruelas.

 

 

 

4) Coloque a planetária de cubo longo e sua arruela. Lembrando que todo o conjunto deverá ser montado oleado.

 

 

5) Aplique trava líquida na rosca dos parafusos da caixa dos satélites e feche-a caixa. 

 

 

 

6) Com a caixa de satélites apoiada em uma base limpa, coloque os pinos- guia para encaixar a coroa. 

 

7) Monte, com um pouco de graxa, a arruela no fundo da caixa suporte e encaixe a caixa de satélites.

 

 

 

8) Coloque a tampa de caixa de suporte. Antes de colocar os parafusos, aplique cola líquida e faça o aperto de forma cruzada (em "X").

 

Profundidade do pinhão

Use um pinhão falso ( dispositivo) para medir sua profundidade em relação à coroa. Meça a distância da linha de centro do mancal até o rolamento, com a cota nominal determinada de acordo com o fabricante.

 

a) Instale a caixa do pinhão, já com a capa do rolamento traseiro montada no dispositivo. Coloque a outra face da caixa do pinhão o

rolamento dianteiro. Em seguida, encaixe a caixa do pinhão na caixa do diferencial.

 

 

 

b) Acople o dispositivo da caixa do diferencial e com um relógio comparador ajustado para a leitura zero e com uma pré-carga de aproximadamente 1 volta, deslize-o sobre o eixo até obter uma medida máxima. Esta leitura será a quantidade de calços a ser colocada, tendo no pinhão a gravado o número zero. Caso no pinhão esteja gravado outro número. Ex: + 6, adicionar

0,06mm ou  - 6,  retirar 0,06mm de calços.

c) Meça os calços. Depois, retire a caixa do pinhão e o dispositivo. Agora aplique junta líquida na caixa do diferencial, instale os calços seletivos determinados e aplique a junta líquida em cima.

 

 

 

d) Monte os calços de pré-carga e o rolamento externo do pinhão com o auxílio de uma prensa. Verifique o torque de arraste com uma balança.

 

e) Monte o vedador.

 

 

 

f) Monte a caixa do pinhão na caixa do diferencial. Monte a porca do pinhão e aplique o torque especificado.

 

 

 

g) Coloque a caixa de satélites conjunto dentro da carcaça. Monte a capa do rolamento e o anel de ajuste. Coloque os dois mancais.

Ajuste dos rolamentos do pinhão

A pré-carga é obtida por meio do posicionamento correto dos anéis de ajuste dos rolamentos e deve ser entre 6 e 10 Kg.

Método para ajuste da pré-carga

a) Aperte o anel de ajuste (lado direito) até eliminar a folga entre os dentes do par hipoidal (folga de engrenamento zero). Obs.: O aperto deve ser gradativo para evitar que o anel pressione o rolamento.

b) Aperte o anel de ajuste (lado esquerdo) até eliminar a folga axial do rolamento.

c) Solte o anel de ajuste (lado direito) 3 ou 4 dentes do castelo. (porca)

d) Verifique a folga de engrenamento conforme especificado pelo fabricante.

Área de contato

Pinte com pó xadrez ou óxido de ferro amarelo diluído em óleo, cinco dentes da Coroa. Com uma alavanca dê uma pré-carga e gire o pinhão com uma manivela. Depois gire do outro lado. Dessa maneira pode-se observar a área

de contato do pinhão.

Os últimos procedimentos são:

- torquear os parafusos da capa do mancal. - encaixar a placa de travamento e o pino.  

 

- colocar a solar.  

 

 

- selar o eixo do garfo. - monte o garfo.  

 

 

- verificar se o parafuso de impulso da coroa bate na coroa, então, solte meia volta para ter uma folga de 0,6 mm a 0,9 mm para carga.   

- coloque silicone para juntar e fechar com o parafuso o mecanismo de mudança de velocidade.