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Pourquoi les transmissions à 5 et 6 vitesses ont-elles généralement besoin de rapports de démultiplication différents ?
Question
Ma Subaru WRX 2013 est dotée d'une boîte manuelle à 5 vitesses, et j'ai hâte qu'elle ait une 6e vitesse lorsque je roule sur l'autoroute.
Un ami a une Subaru STI 2012 avec une boîte manuelle à 6 vitesses. , et j'ai remarqué que sa voiture passait les vitesses plus rapidement pour atteindre les mêmes vitesses.
À 3 300-3 500 tr/min, la WRX ne devrait-elle pas être en mesure d'obtenir une meilleure consommation d'essence en gardant les mêmes 5 vitesses rapports de démultiplication, tout en ajoutant une vitesse supplémentaire pour réduire les RPM à 2800-3000 ?
Réponse acceptée
tl;dr : différents rapports de démultiplication sont une fonctionnalité, pas un bug. Certaines voitures utilisent plus de vitesses pour l'accélération, certaines les utilisent pour une meilleure consommation d'essence. Vous ne pouvez pas faire les deux.
À 3 300-3 500 tr/min, la WRX ne devrait-elle pas être en mesure d'obtenir une meilleure consommation d'essence en conservant les mêmes rapports de démultiplication à 5 vitesses, tout en ajouter un équipement supplémentaire pour réduire les RPM à 2800-3000 ?
Vous avez exposé le compromis classique dans les transmissions. Nous voulons que le mouvement de rotation du moteur se transforme en mouvement de rotation des roues. Malheureusement, le moteur a une vitesse de rotation maximale (la ligne rouge est là pour une raison).
Les engrenages de la transmission ne sont en réalité que des multiplicateurs dans l'équation de la vitesse de rotation.
Tout d'abord, une image :
Dans cette image, vous pouvez voir que le plus grand engrenage A (entraîné par le moteur) entraîne le plus petit engrenage B (utilisé pour faire tourner les roues). Oui, je sais qu'il y a plus de bits après cet engrenage mais pour des raisons de discussion oublions les entraînements finaux, etc.
Dans cet exemple, vous pouvez voir que chaque tour de vitesse A entraîne deux tours de vitesse B. Cela se traduit par un rapport de vitesse de 1:2 ou 0,5. Si vous aviez cet équipement dans votre voiture, vous pourriez rouler à très bas régime sur l'autoroute (mais vous ne monteriez jamais une côte !).
Je le répète, en mots :< /strong>
Une vitesse à faible rapport fera tourner les pneus de la voiture un petit nombre de fois pour chaque rotation du moteur. Un rapport élevé fera tourner la voiture plusieurs fois par rotation du moteur. Ainsi, un rapport de transmission élevé à l'extrémité supérieure permet une vitesse de pointe élevée. Cela signifie également qu'à vitesse d'autoroute, le moteur tourne moins par mètre linéaire de route. Moins de tours == moins d'essence brûlée par seconde.
Remarque : vous entendrez parfois des engrenages « courts » et « grands ». Les engrenages courts sont les engrenages à basse vitesse (avec des rapports élevés) et les engrenages hauts sont pour les vitesses élevées (avec des rapports faibles). Cette inversion de terminologie est l'une des grandes joies d'essayer de discuter des transmissions.
Cependant, un rapport de transmission élevé a un avantage mécanique inférieur. Cela signifie qu'il est plus difficile d'accélérer le véhicule (les pneus doivent tourner plus vite pour que la voiture aille plus vite). Un rapport de démultiplication économe en carburant n'est pas non plus un rapport de démultiplication amusant (moins de zip).
Lorsque vous voulez vraiment accélérer rapidement, l'ajout de rapports de démultiplication bas (disons une six vitesses plutôt qu'une cinq vitesses) vous permet de conserver un avantage mécanique plus élevé plus longtemps.
Cependant , si vous vous concentrez sur l'efficacité énergétique, vous pouvez également prendre ce qui est effectivement une cinq vitesses et mettre un rapport vraiment bas pour la croisière sur autoroute. Cela augmentera votre nombre de mpg mais sera extrêmement peu amusant (vous pourriez même être en dessous du régime minimum requis pour faire tourner le turbo).
Retour aux voitures spécifiques en question :
En regardant les rapports de démultiplication WRX vs STI, il est clair que la WRX a d'abord un faible rapport et deuxième vitesse de sorte que vous n'avez qu'à changer de vitesse pour atteindre 60 mph. Il s'agit purement d'un effort pour optimiser le temps 0-60 (marketing. Soupir). Dans la STI à six vitesses, les rapports de démultiplication des cinq premiers rapports sont espacés assez uniformément entre les rapports de démultiplication des quatre premiers de la WRX. Cela signifie que le STI ne ressentira pas cette lenteur en premier et en deuxième que nous, cinq speeders, devons traverser. Même la sixième vitesse de la STI est toujours un rapport plus élevé que la cinquième vitesse de la WRX. La croisière ne sera pas aussi détendue, mais vous serez mieux en mesure d'accélérer de 50 mph à un nombre plus élevé....
Réponse populaire
La plupart des véhicules n'auront qu'un seul overdrive, où l'avant-dernier rapport sera un rapport 1:1 (ou quelque chose de proche). La chose notable ici est les transmissions Tremec à 6 vitesses (utilisées dans les Camaro, Viper, Corvette, Mustang et autres) qui ont le double overdrive.
L'objectif principal de plus de vitesses est de permettre au véhicule de rester dans la plage couple/ch pour le compromis afin de gagner en économie de carburant. Plus de vitesses signifie que le moteur peut être réglé pour qu'il fonctionne de manière optimale à la plus petite plage de régime. Par exemple, avec plus de vitesses, la plage de régime en question peut aller de 1500 à 2250 tr/min plutôt que de 1000 à 3000 tr/min (pour les opérations normales... nous excluons ici la conduite dynamique). Si le constructeur opte pour la plus petite plage, il peut tirer le meilleur parti du moteur tout en maintenant un meilleur rendement énergétique. Avec la plage plus large, le moteur doit être capable de fonctionner sur toute la plage, donc le réglage doit être fait pour s'adapter.
La plupart des véhicules n'auront pas de double overdrive car ils n'ont pas le couple pour maintenir la vitesse aux RPM inférieurs. Compte tenu d'un moteur à 4 cylindres qui, tout en ayant une grande puissance de sortie aux régimes les plus élevés, n'a pas le couple nécessaire pour propulser avec succès une voiture si elle était conduite à 1500 tr/min à plus de 70 mph. La voiture devrait soit être descendue d'un rapport pour s'adapter, soit le moteur serait traîné avec le conducteur écrasant la pédale ... ce qui irait à l'encontre de l'objectif d'avoir plus de vitesses en premier lieu ... cela étant pour gagner en consommation de carburant et en maniabilité.
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Dans la plupart des véhicules à vocation sportive (et de remorquage lourd), le but d'un engrenage de transmission supplémentaire est de maintenir le moteur en fonctionnement entre son pic de couple et son pic de puissance. Ainsi, la plupart des modèles de véhicules qui sont des modèles de base auront une boîte manuelle à 5 vitesses (ou une automatique à 3 vitesses), tandis que les versions plus sportives ou plus résistantes auront plus de vitesses à choisir.
De nombreuses transmissions à 6 vitesses ont une 1ère ( peut-être un peu plus bas) et des rapports de 6e (peut-être un peu plus haut) par rapport à leurs homologues à 5 vitesses. Si vous voulez faire l'effort, vous pouvez modifier le rapport de démultiplication final ou la taille des pneus pour aller un peu plus vite à un régime moteur donné.
Les semi-camions ont 10-18 vitesses car ils doivent pouvoir de rester au régime parfait pour obtenir un couple maximal et de pouvoir passer à la vitesse suivante (pendant que le camion ralentit) tout en restant proche de la perfection. Les semi-transmissions sont généralement en fait 2 transmissions consécutives, et une attention très particulière est portée au rapport de démultiplication final afin que les deux transmissions soient à un rapport 1: 1 à 60 mph et que le moteur soit à son maximum d'efficacité en carburant RPM .. Chaque fois que la puissance doit passer par un ensemble d'engrenages, une partie est gaspillée sous forme de chaleur, et la plupart des transmissions dans n'importe quel engrenage sauf le 4ème toute la puissance doit passer par DEUX ensembles .. maintenant multipliée par 2 transmissions, et vous pouvez perdez facilement 30% de votre puissance (et donc de l'économie de carburant)
Enfin, le fait que votre moteur ne tourne pas aussi vite ne garantit pas qu'il sera plus économe en carburant. généralement, plus le moteur est couple doit produire, plus il aura besoin de carburant par volume d'air, ce qui réduira son efficacité énergétique, et des vitesses plus élevées réduiront le régime de votre moteur, mais augmenteront la charge sur celui-ci, et il n'accélérera pas aussi vite non plus.
TANSTAAFL.. Le déjeuner gratuit n'existe pas
Si vous avez 20 vitesses, vous devrez "raccourcir" chaque vitesse (rapport) pour "correspondre" à la vitesse d'où elle vient et à la vitesse dans laquelle elle entre.
Donc vous passez par " engrenages plus petits" plus rapide (plus d'engrenages).