Eficiência de uma caixa de engrenagens TRANSFER lubrificada com óleos de transmissão

Nos últimos anos as questões relacionadas com o ambiente adquiriram grande importância, nomeadamente no que diz respeito às emissões de carbono e consequentemente à destruição da camada de ozono. No intuito de diminuir estas emissões, um dos objetivos da indústria automóvel ao longo dos anos tem sido aumentar a eficiência das caixas de velocidades automóvel. A eficiência de uma transmissão depende de vários parâmetros como a geometria das engrenagens, número de andares de redução, geometria do cárter, sendo que estas caraterísticas só são possíveis alterar numa fase inicial do projeto. O lubrificante também representa um papel muito importante no desempenho na caixa de velocidades, sendo este o parâmetro mais fácil de otimizar. O principal objetivo deste trabalho consiste na avaliação experimental da eficiência de uma caixa de engrenagens do tipo Transfer lubrificada por diferentes óleos de transmissões. Foram testados 3 óleos formulados especificamente para transmissões mecânicas: dois óleos de origem sintética e um óleo de origem mineral. A caixa Transfer foi testada num banco de ensaios de transmissões mecânicas, com recirculação de potência. O banco de ensaios está equipado com sensores de binário e de velocidade de rotação, à entrada e saída da caixa de teste, assim como sensores de temperatura colocados em posições específicas da caixa, sendo os dados registados durante todo o ensaio. Os testes foram realizados em banho de óleo e com diferentes potências de entrada, variando a velocidade de rotação ou binário, simulando o comportamento real deste tipo de caixas num veículo automóvel. No decorrer deste trabalho, foi também implementado um modelo de perda de potência usando o software KISSsoft. O objetivo do modelo é estimar as perdas de potência para cada condição de funcionamento, distinguindo as perdas devidas ao engrenamento, rolamentos e vedantes, e também as perdas devidas à chapinagem das superfícies no banho de óleo. Após implementação do modelo, foram identificadas e propostas alterações à caixa Transfer no sentido de otimizar o seu funcionamento tendo em conta o atrito no engrenamento, as perdas de potência nos rolamentos e o nível de óleo.In last years environmental issues have become more and more important, particularly with regard to carbon emissions and consequently the destruction of the ozone layer. In order to reduce these emissions, one of the objectives of the automotive industry over the years has been to improve the efficiency of the automotive gearboxes. The efficiency of a transmission depends on various parameters such as, gear geometry, number of reduction stages, housing geometry, but these characteristics can only be changed at an early stage of the design. The lubricant also presents a very important role in the performance of the gearbox, which is the easiest parameter to optimize. The main objective of this work is the experimental evaluation of the efficiency of a gearbox transfer type lubricated by different transmission oils. Three oils formulated specifically for mechanical transmissions were tested: two oils of synthetic origin and one oil of mineral origin. A Transfer gearbox was tested using a re-circulation power bank. The test bench is composed of sensors that read the input and output torques, rotational speeds, the room, gearbox oil and wall temperatures are recorded in a control stage. The tests were performed in oil bath and with different input powers, varying the speed of rotation or torque, simulating the actual behavior of this type of gearboxes in a motor vehicle. In the course of this work, a power loss model was also implemented using KISSsoft software. The purpose of the model is to estimate the power losses for each operating condition, describing losses due to gearing meshing line, bearings and seals, as well as losses due to churning of surfaces in the oil bath. After implementation of the model, changes were identified and proposed to the Transfer gearbox in order to optimize its operation taking into account the friction in the gear meshing line, the power losses in the bearings and the oil level