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Boa pergunta, Orlando. Um automóvel possui várias marchas -- em geral cinco nos câmbios manuais e quatro nos automáticos, embora já haja diversos modelos com seis no manual e cinco no automático -- porque o motor a combustão, ao contrário do elétrico, não fornece o mesmo torque (força) em todos os regimes de rotações. Você percebe isso cada vez que entra numa subida e o motor perde giros, "pedindo marcha", uma redução para a marcha anterior.
O sistema de transmissão adota engrenagens com diferentes números de dentes para multiplicar ou reduzir a força do motor de acordo com a marcha selecionada.
As relações ou reduções de marcha definem quantas voltas dá a engrenagem motora (a que move a outra) para cada volta da engrenagem movida.
A função dessa diferença é aumentar a velocidade da engrenagem movida, reduzindo a força, ou reduzir sua velocidade, aumentando a força, de acordo com a marcha que você seleciona no câmbio.
 Vamos exemplificar com uma marcha em que a engrenagem motora tem 15 dentes e a movida 30 dentes: há aqui uma relação, ou redução, de 2:1. A cada duas voltas da engrenagem motora corresponde uma única volta da engrenagem movida.
Disso se conclui que, quanto mais alta a relação de marcha (mais curta ou reduzida), mais rotações o motor terá de dar para uma mesma volta da roda do veículo. Se a relação for mais longa, ou numericamente menor, o motor vai girar menos para um mesmo número de voltas da roda. É o caso da relação de
0,80:1 que você forneceu, a quinta marcha de vários modelos Volkswagen.
Mas a transmissão não termina na relação das marchas. Todo automóvel possui um diferencial com sua relação. No outro exemplo fornecido, também da linha Volkswagen, a engrenagem motora dá 4,11 voltas para cada volta da engrenagem movida. Isso corresponde a uma multiplicação de força ou uma desmultiplicação de velocidade.
Assim, não importando qual a marcha selecionada, o motor vai girar 4,11 vezes mais que se o diferencial tivesse a relação de 1:1. Multiplicando-se a relação da marcha pela do diferencial e conhecendo o perímetro do pneu do veículo, pode-se determinar a velocidade teórica a partir do número de rotações por minuto do motor.
À guisa de curiosidade, os fabricantes franceses costumam indicar em suas fichas técnicas a relação invertida, com a divisão do número de voltas da engrenagem movida pelo da motora. Assim, uma quinta marcha de relação igual a 0,8:1 seria indicada como 1:1,25.
Determinar as relações de marcha adequadas, melhor dizendo, o correto escalonamento de marchas do câmbio, requer perfeito conhecimento das características do motor. Em geral, os motores mais esportivos (potência específica elevada), com comando de válvulas "bravo" (maior duração e levantamento), exigem relações numericamente mais próximas entre si, para reduzir a queda de giros nas mudanças de marcha. Motores de versões "comportadas" (potência específica baixa), tipicamente os de concepção mais antiga, admitem relações de marcha mais espaçadas, em função da curva de torque normalmente mais plana e ao torque máximo que surge em rotação mais baixa.
Em última análise, é a característica de funcionamento do motor que vai determinar o número de marchas do câmbio. Não pode ser esquecido que todo carro deve ser capaz de arrancar numa rampa de, no mínimo, 35%, completamente carregado, requisito que serve para determinar a relação da primeira marcha. As demais, como já vimos, são calculadas em função do motor. Assim, menor a cilindrada, mais marchas, e vice-versa. Mas há exageros com fins exclusivamente de
marketing, como o Viper V10 de 8 litros e o Corvette V8 de 5,7 litros, ambos de seis marchas.
Uma característica especialmente desejável num carro em que a ênfase seja o desempenho é o "casamento" das rotações: a velocidade máxima deve ser atingida com o motor na rotação de potência máxima. Se esse equilíbrio não for obtido, a velocidade final em pista plana seguramente será menor, tanto com relação curta demais (rotações excedendo a de potência máxima) quanto com a longa demais (rotações abaixo da de potência máxima).
Por isso nossas consultas de preparação sempre trazem a recomendação de quanto alterar a relação final de transmissão para "casar" as rotações de potência e de velocidade.
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