Dlaczego 5- i 6-biegowe skrzynie biegów zazwyczaj wymagają różnych przełożeń?

Mój 2013 Subaru WRX ma 5-biegową manualną skrzynię biegów i tęsknię za szóstym biegiem podczas jazdy po autostradzie.

Przyjaciel ma 2012 Subaru STI z 6-biegową manualną skrzynią biegów i zauważyłem, że jego samochód szybciej przejeżdża biegi, aby osiągnąć te same prędkości.

Przy prędkościach 3300-3500 obr./min. Czy WRX nie powinien być w stanie osiągnąć lepszego przebiegu gazu, utrzymując te same 5-biegowe przełożenia, a jednocześnie dodając dodatkowy bieg do niższych prędkości obrotowych do 2800-3000?

tl; dr: różne przełożenia są cechą, a nie błędem. Niektóre samochody używają większej liczby biegów do przyspieszenia, niektóre używają ich do lepszego przebiegu gazu. Nie możesz zrobić obu.

Przy prędkościach 3300-3500 obr./min. Czy WRX nie powinien być w stanie osiągnąć lepszego przebiegu gazu, utrzymując te same 5-biegowe przełożenia, a jednocześnie dodając dodatkowy bieg do niższych prędkości obrotowych do 2800-3000?

Odkryłeś klasyczny kompromis w transmisjach. Chcemy, aby ruch wirowania silnika zmienił się w ruch wirujący kół. Niestety silnik ma maksymalną prędkość obrotową (z jakiegoś powodu jest tam czerwona linia).

Przekładnie w skrzyni biegów są tak naprawdę mnożnikami w równaniu prędkości obrotowej.

Najpierw zdjęcie:

Na tym zdjęciu widać, że większy bieg A (napędzany przez silnik) napędza mniejszy bieg B (używany do obracania kół). Tak, wiem, że po tym biegu jest więcej bitów, ale dla celów dyskusji zapomnijmy o ostatecznych napędach itp.

W tym przykładzie widać, że każdy obrót biegu A powoduje dwa obroty biegu B. Przekłada się to na przełożenie 1: 2 lub 0,5. Gdybyś miał ten sprzęt w samochodzie, mógłbyś jechać z bardzo niskimi prędkościami na autostradzie (ale nigdy nie dostałeś się na wzgórze!).

Mówiąc to ponownie słowami:

Przekładnia o niskim przełożeniu spowoduje małą liczbę obrotów opon samochodowych przy każdym obrocie silnika. Wysoki współczynnik spowoduje kilkukrotne obrócenie samochodu na obrót silnika. Tak więc wysokie przełożenie na górnym końcu pozwala na dużą prędkość maksymalną. Oznacza to również, że przy prędkościach na autostradzie silnik obraca się mniej na metr bieżący drogi. Mniej obrotów == mniej benzyny spalonej na sekundę.

Uwaga: czasami usłyszysz „krótkie” i „wysokie” biegi. Krótkie biegi to biegi o niskiej prędkości (z wysokimi przełożeniami), a wysokie biegi są przeznaczone do dużych prędkości (przy niskich przełożeniach). Ta inwersja terminologii jest jedną z największych radości z prób omawiania transmisji.

Jednak wysokie przełożenie przekładni ma mniejszą przewagę mechaniczną. Oznacza to, że trudniej jest przyspieszyć pojazd (opony muszą skręcać szybciej, aby samochód jechał szybciej). Oszczędne przełożenie przekładni również nie jest zabawnym przełożeniem (mniejszy zamek błyskawiczny).

Gdy naprawdę chcesz szybko przyspieszyć, dodanie niższych przełożeń skrzyni biegów (powiedzmy sześć prędkości zamiast pięciu prędkości) pozwala dłużej utrzymać wyższą przewagę mechaniczną.

Jeśli jednak skupiasz się na zużyciu paliwa, możesz także wziąć pięciobiegową prędkość i postawić naprawdę niski bieg na autostradzie. Spowoduje to zwiększenie liczby mpg, ale będzie wyjątkowo zabawne (możesz nawet być niższy niż minimalne obroty wymagane do podkręcenia turbo).

Powrót do konkretnych samochodów:

Patrząc na przełożenia WRX w stosunku do STI, widać wyraźnie, że WRX ma niski stosunek pierwszego i drugiego biegu, więc wystarczy tylko raz zmienić bieg, aby osiągnąć prędkość 60 km / h. Jest to wyłącznie próba optymalizacji czasu 0-60 (marketing. Westchnienie). W sześciobiegowej wersji STI przełożenia pierwszych pięciu biegów są dość równomiernie rozmieszczone między przełożeniami pierwszych czterech WRX. Oznacza to, że STI nie poczuje tego slogu przez pierwsze i drugie, przez które my, pięciu ścigaczy, musimy przejść. Nawet szósty bieg STI jest wciąż wyższy przełożenie niż piąty bieg WRX. Rejsy nie będą tak relaksujące, ale będziesz w stanie przyspieszyć od 50 mil na godzinę do większej liczby ...

Większość pojazdów będzie miała tylko jeden nadbieg, przy czym od drugiego do ostatniego biegu będzie stosunek 1: 1 (lub coś w pobliżu). Godne uwagi są tutaj 6-biegowe przekładnie Tremec (stosowane w Camaro, Viper, Corvette, Mustang i innych), które mają podwójny nadbieg.

Głównym celem większej liczby biegów jest pozostawienie pojazdu w zakresie momentu obrotowego / KM, aby kompromis zyskał oszczędność paliwa. Więcej biegów oznacza, że ​​silnik można dostroić, aby osiągał najlepsze wyniki w mniejszym zakresie obrotów. Na przykład przy większej liczbie biegów omawiany zakres obrotów może wynosić od 1500 do 2250 obr / min zamiast 1000-3000 obr / min (w przypadku normalnej pracy ... wykluczamy tutaj jazdę spirytusową ). Jeśli producent wybierze mniejszy zakres, może uzyskać więcej z silnika, przy jednoczesnym zachowaniu lepszej wydajności paliwowej. Dzięki szerszemu zakresowi silnik musi być w stanie działać w całym zakresie, więc należy dostosować, aby go dostosować.

Większość pojazdów nie będzie miała podwójnego nadbiegu, ponieważ nie mają momentu obrotowego, aby utrzymać prędkość na niższych obrotach. Biorąc pod uwagę 4-cylindrowy silnik, który mimo dużej mocy KM przy wyższych obrotach, nie ma momentu obrotowego potrzebnego do skutecznego napędzania samochodu, jeśli byłby napędzany z prędkością 1500 obr / min przy prędkości 70+ mph. Samochód musiałby zostać upuszczony na dół, aby pomieścić, lub silnik byłby zaciśnięty z zacieraniem kierowcy przez pedał ... oba te działania byłyby sprzeczne z celem posiadania większej liczby biegów na pierwszym miejscu ... aby uzyskać przebieg paliwa i właściwości jezdne.

W większości pojazdów sportowych (i ciężkich do holowania) dodatkowe wyposażenie przekładni ma na celu utrzymanie pracy silnika między szczytowym momentem obrotowym a szczytowym momentem obrotowym. Dlatego większość modeli pojazdów, które są modelami podstawowymi, będzie miała 5-biegową manualną skrzynię biegów (lub 3-biegową automatyczną skrzynię biegów), podczas gdy wersje bardziej sportowe lub ciężkie będą miały więcej biegów do wyboru.
Wiele 6-biegowych skrzyń biegów ma względnie podobne przełożenia 1. (być może smidge niższe) i 6. biegu (być może smidge wyższe) w porównaniu do ich 5-biegowych odpowiedników. Jeśli chcesz przejść przez ten wysiłek, możesz zmienić przełożenie końcowe lub rozmiar opon, aby jechać nieco szybciej przy danej prędkości obrotowej silnika.

Naczepy mają 10–18 biegów, ponieważ muszą być w stanie utrzymywać idealne obroty, aby uzyskać maksymalny moment obrotowy, i móc dostać się na następny bieg (gdy ciężarówka zwalnia) i nadal być blisko ideału . Naczepy semi-przekładniowe to zazwyczaj 2 skrzynie z rzędu, a bardzo dużą uwagę przywiązuje się do przełożenia końcowego, dzięki czemu obie przekładnie mają bieg 1: 1 przy prędkości 60 km / h, a silnik osiąga maksymalne zużycie paliwa przy prędkości obrotowej. Za każdym razem moc musi przejść przez zestaw kół zębatych, niektóre są marnowane na ciepło, a większość przekładni na dowolnym biegu z wyjątkiem czwartej cała moc musi przepływać przez DWIE zestawy .. teraz pomnożona przez 2 przekładnie i możesz łatwo stracić 30% swojej mocy (a tym samym oszczędność paliwa)

Wreszcie, tylko dlatego, że silnik nie obraca się tak szybko, nie gwarantuje to, że będzie bardziej oszczędny pod względem zużycia paliwa. Zazwyczaj im większy moment obrotowy silnik musi wytworzyć, tym więcej paliwa będzie potrzebować na objętość powietrza, co zmniejsza jego zużycie paliwa, a wyższe biegi zmniejszą prędkość obrotową silnika, ale zwiększą jego obciążenie i nie przyspieszą tak szybko.

TANSTAAFL .. Nie ma czegoś takiego jak darmowy lunch

Jeśli masz 20 biegów, musisz „skrócić” każdy bieg (przełożenie), aby „dopasować” bieg, z którego pochodzi i bieg, na którym się znajduje.

Szybciej przechodzisz przez „mniejsze biegi” (więcej biegów).