Esta matéria faz parte da série “Tecnologias brasileiras que mudaram o mundo”, exclusiva para assinantes do Clube Olhar Digital.
Se hoje você pensa “ainda bem que meu carro tem câmbio automático” ao enfrentar uma rampa íngreme, saiba que seus agradecimentos devem ser direcionados a dois engenheiros brasileiros: José Braz Araripe e Fernando Lemos.
A história lembra a da máquina de escrever: existiam engenhocas parecidas na época, mas foram brasileiros que desenvolveram a primeira a funcionar de verdade. Entenda o que aconteceu.
Engenheiros brasileiros foram os primeiros a desenvolver câmbio automático que funcionava
Em 1902, os irmãos Thomas J. e Thomas L. Sturtevant desenvolveram, de forma incipiente, um câmbio automático. O protótipo, patenteado em 1904, era mecânico e só funcionava em altas rotações.
Depois, em 1921, o canadense Munro Alfred Horner, especializado em vapor, criou um mecanismo com funcionamento pneumático (usava ar comprimido). Mas a engenhoca não tinha potência nem chance de ser usada comercialmente. Apesar disso, Horner a patenteou, em 1923.
Dois anos depois, foi a vez do alemão Hermann Rieseler patentear sua versão. Seu grande mérito foi combinar um conversor de torque hidráulico com uma caixa planetária. Mas seu projeto não foi produzido comercialmente.
As principais diferenças entre os três projetos estão na força utilizada para fazer as marchas mudarem.
- O sistema dos irmãos Sturtevant era puramente mecânico. Ele dependia de contrapesos que voavam para os lados com a velocidade do motor para engatar a marcha mais alta (o que fazia as peças quebrarem facilmente);
- O modelo do canadense Horner trocava o metal pelo ar comprimido. Ele usava uma bomba de ar para empurrar as marchas. Mas o sistema vazava e não tinha força para mover um carro de verdade;
- O alemão Rieseler trouxe a verdadeira revolução ao usar o óleo (fluido hidráulico) combinado a engrenagens especiais (planetárias) para transmitir a força do motor de forma suave.
O ponto aqui é: na década de 1930, existiam protótipos de câmbio automático, mas nenhum funcionava direito ou bem o suficiente para chegar ao mercado. Dos três, o mais promissor era o de Rieseler. Este serviu de base para os brasileiros Araripe e Lemos criarem a sua engenhoca.
Em 1932, a dupla de engenheiros deu o passo que faltava: controlar, com precisão, a pressão do óleo.
O protótipo que funcionava
Enquanto Rieseler usou o fluido hidráulico para transmitir a força do motor, os brasileiros criaram um sistema no qual o próprio óleo sob pressão gerenciava e fazia a troca das marchas sem trancos.
Falando assim, pode parecer que o sistema tinha algum tipo de inteligência artificial. Mas não tinha, evidentemente. Lembre-se que estamos falando de algo desenvolvido na década de 1930. Neste sistema em questão, era pura física e mecânica de fluidos.
Imagine um labirinto de canais com pequenas comportas (válvulas) empurradas por molas. O “cérebro” desse sistema é a velocidade do carro. Funciona assim:
- O motor do carro gira uma bomba. Quanto mais rápido o motor gira (ou seja, quanto mais você acelera), mais rápido a bomba trabalha e maior fica a pressão do óleo dentro do câmbio;
- Dentro do câmbio, o óleo sob pressão tenta empurrar uma válvula para abrir o caminho para a próxima marcha. Do outro lado dessa válvula, há uma mola empurrando de volta;
- Na hora de arrancar, a pressão do óleo é baixa, então a mola vence e mantém o carro na primeira marcha. Conforme o carro ganha velocidade, a pressão do óleo aumenta até que vence a força da mola. A válvula se abre, o óleo passa e empurra os discos que engatam a segunda marcha. E assim por diante.
Assim, a dupla de engenheiros criou o primeiro protótipo de câmbio automático que funcionava bem o suficiente para ser lançado no mercado. Mas vale frisar: eles eram brasileiros, mas desenvolveram o sistema nos Estados Unidos. Eles tinham se mudado para lá na década de 1920 para trabalhar em oficinas de reparos navais. E se dedicaram a este projeto secreto por mais de dez anos.
Em 1932, eles patentearam a engenhoca e a apresentaram para a General Motors, em Detroit. A GM se interessou pelo projeto e fez duas ofertas: US$ 10 mil na hora ou US$ 1 por carro vendido com a tecnologia.
A dupla escolheu a primeira. De acordo com o índice oficial de inflação do governo americano (U.S. Bureau of Labor Statistics), a quantia equivale a cerca de US$ 244,5 mil hoje em dia (aproximadamente R$ 1,25 milhão na cotação atual). É uma quantia considerável. Mas se tivessem escolhido a segunda opção, a dupla teria ganhado muito mais dinheiro.
Após aprimorar o projeto dos brasileiros, a GM lançou o câmbio Hydra-Matic no final de 1939. A tecnologia estreou nos modelos da marca Oldsmobile em 1940.
Hoje em dia, a tecnologia inventada pela dupla de engenheiros é chamada de Câmbio Automático Convencional (você também pode encontrar “Conversor de Torque” por aí). Da década de 1930 para cá, a tecnologia mudou bastante. Mas a base hidráulica é a mesma.
Ao longo do tempo, o sistema ganhou gerenciamento por computadores e passou de quatro marchas para seis, oito, nove ou até dez marchas.
Confira abaixo alguns exemplos de carros modernos que usam evoluções do invento de Araripe e Lemos:
- SUVs de grande porte e picapes: Modelos como a Toyota Hilux, o Jeep Commander e a Chevrolet S10 usam câmbio automático convencional por sua enorme robustez ao carregar peso;
- Carros de luxo e alta performance: A BMW adota em quase toda a sua linha (como no BMW Série 3) o famoso câmbio ZF 8HP, caixa automática convencional de oito marchas considerada uma das melhores do mundo;
- Modelos compactos urbanos: Carros como o Volkswagen Polo (com o câmbio Tiptronic) e o Hyundai HB20 usam versões de seis marchas para priorizar o conforto no trânsito do dia a dia.
Leia mais sobre tecnologias brasileiras que mudaram o mundo:
Para fechar, uma curiosidade: o engenheiro mecânico José Braz Araripe era tio-avô do escritor Paulo Coelho. Você encontra parte da história sobre a invenção do câmbio automático no livro “O Mago” – biografia sobre o autor escrita pelo jornalista Fernando Morais.
(Esta matéria usou informações de Autoesporte, Jornal do Carro e Quatro Rodas.)
O post Tecnologias brasileiras que mudaram o mundo: conheça a história do câmbio automático apareceu primeiro em Olhar Digital.