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Comment ajouter une 7ème vitesse à une voiture pour améliorer l'économie de carburant ?
Question
Disons qu'il y a une voiture à transmission manuelle à 6 vitesses, dont la 6e vitesse équivaut à 2000 tr/min à 100 km/h (~60 mph).
Comment peut-on théoriquement ajouter une 7e vitesse qui peut maintenir la même vitesse à 1400 tr/min afin d'améliorer l'économie de carburant ?
Réponse populaire
C'est quelque chose qui était assez courant - dans les années 60 et 70, les gens ajoutaient un overdrive électronique (ou manuel) à l'arrière de la boîte de vitesses à 4 vitesses pour donner un rapport supplémentaire (généralement deux, comme il fonctionnerait à la fois dans les 3e et 4e, bien que sur de nombreuses voitures, la différence entre overdrive-3e et direct-4e était très faible).
Cependant, il est peu probable que ce soit possible sur de nombreuses voitures modernes, voire aucune, pour plusieurs raisons :
La plupart des voitures modernes sont à traction avant, il n'y a donc pas d'arbre de sortie sur la boîte de vitesses, l'entraînement allant directement dans le différentiel (bien que certains début 5- Les boîtes FWD de vitesse étaient simplement les 4 vitesses précédentes avec un embout supplémentaire boulonné sur le côté pour avoir le même effet)
Il n'y a pas d'espace supplémentaire dans un compartiment moteur moderne pour ajouter le composants supplémentaires.
L'électronique intégrée aux moteurs de voitures modernes serait très confuse
Cela n'en vaudrait pas la peine de toute façon , car les boîtes de vitesses modernes sont conçues pour refléter plus étroitement le ch caractéristiques du moteur, de sorte que le rapport supérieur sera réglé pour que le moteur tourne à un régime optimal à une vitesse de croisière typique - c'est beaucoup plus facile à faire avec 6 rapports qu'auparavant avec seulement 4. L'utilisation de surmultipliées que je mentionne ci-dessus en grande partie a coïncidé avec la prolifération des autoroutes et d'autres routes plus rapides, permettant ainsi les vitesses de croisière plus élevées nécessaires pour ces routes.
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Comme le souligne @SteveMatthews dans les commentaires, cela dépend de la marque/du modèle de la voiture. Pour répondre directement à votre question, cependant, vous ne pouvez pas simplement "ajouter" un autre équipement. Une transmission dans la plupart des cas sont construites comme elles sont construites. Vous ne seriez pas en mesure de simplement "ajouter" un autre équipement, car il n'y a pas d'espace pour le mettre là-dedans. Ils ne sont pas conçus pour avoir plus d'engrenages.
Il peut y avoir plusieurs façons de contourner cela, cependant. Si le véhicule est à propulsion, il est possible d'ajouter un produit appelé Gear Vendors under/overdrive. Cela s'attache à la sortie de la transmission existante, qui, lorsqu'elle est activée, peut donner une sous-multiplication (comme le rapport inférieur dans une boîte de transfert 4 roues motrices) pour fournir plus de couple ou elle peut également donner une surmultiplication, ce qui aggrave la sortie de la transmission à fais exactement ce que tu proposes. (REMARQUE : je n'ai aucune affiliation avec ce produit.)
Une autre façon d'y parvenir en partie consiste à installer des pneus plus hauts sur le véhicule. Plus le pneu est grand, plus la distance parcourue par tour de pneu est importante. Cela signifie qu'à une vitesse donnée, vos RPM seraient inférieurs. Attention, pour cette option, vous êtes limité par l'espace dans le passage de roue et par le couple disponible du moteur.
Il peut y avoir une autre option pour changer la transmission elle-même. Cela dépend fortement du fabricant du véhicule et de ce qu'il a créé qui pourrait s'adapter à votre véhicule. Notez simplement que la plupart des entraînements finaux de la transmission sont à peu près les mêmes, selon le moteur. Cela signifie que même si une transmission différente a plus de vitesses, votre moteur tournerait toujours à peu près de la même manière pour atteindre la même vitesse. Si vous avez des fonds disponibles, vous pourriez éventuellement installer une autre transmission dans votre véhicule, mais le coût/la main-d'œuvre/le temps impliqués en feraient un non-démarreur pour la plupart des gens. Il serait plus facile/moins cher/mieux d'acheter simplement un véhicule différent qui obtient une meilleure consommation de carburant.
TL;DR : Si vous le devez vraiment, essayez de changer les rapports de démultiplication. Mais ce que vous voulez réellement, c'est une nouvelle voiture avec boîte de vitesses automatique.
Une voiture à 6 vitesses doit être assez moderne (15 ans ou moins). Ce qui signifie que la voiture est très finement réglée et calibrée pour fonctionner dans son ensemble et qu'elle est entièrement contrôlée par l'électronique, ce qui est plus problématique que la mise à niveau d'une voiture purement mécanique. Vous n'avez fondamentalement qu'une option (vous en auriez une de plus si vous vouliez passer de 5 vitesses à 6) qui confondra très probablement votre voiture, la rendra illégale sur la route (sous réserve des paramètres régionaux), annulera toute garantie, fera en sorte que votre voiture se comporte erratiquement dans certaines circonstances, entraîner une usure prématurée de la transmission et peut même amener votre voiture à ne plus respecter les réglementations en matière d'échappement de plus en plus strictes. Cela dit, cela semble intéressant, allons-y !
Votre seule option viable est de changer les rapports de démultiplication. Vous ne pouvez pas changer de vitesse, la mise à niveau sera d'un coût prohibitif (pas ne mettant à jour que le carter de boîte de vitesses, les guides de levier, le système de tringlerie et le système de contrôle de la transmission, vous auriez du mal à travailler le bâton jusqu'à la septième vitesse tout le temps, et une fois que vous prêtez votre voiture à un conducteur non initié, les conséquences de la confusion qui s'ensuit peut être fatale).
Cela peut en fait être assez simple (changer les rapports, ne pas tuer vos passagers !), car les voitures modernes (celles basées sur une plate-forme européenne que je connais un peu) ont des boîtes de vitesses standardisées pour de nombreuses combinaisons de modèles et de moteurs, où la seule différence sont les rapports de démultiplication. Vous n'aurez donc qu'à acquérir une ou deux boîtes de vitesses avec les rapports que vous souhaitez, échanger les roues dentées, les bagues de synchronisation et leurs accessoires, peut-être usiner un nouvel arbre ou deux, et vous êtes prêt à partir.
Selon la marque et le modèle, l'ESP et les autres systèmes de régulation peuvent être confus par la relation entre la puissance du moteur, le régime du moteur et la vitesse réelle, et vous devrez soit désactiver les systèmes incriminés et offensés (plus probablement ils se désengageront automatiquement et allumer une ampoule de contrôle) ou faire un peu de peaufinage dans l'ECU (unité de commande de transmission). Les voitures modernes ont tendance à rendre les choses difficiles, mais plus votre six vitesses est vieille, plus il devrait être facile pour un connaisseur qualifié de mettre à jour l'ECU à de nouvelles valeurs.
(Sur une note latérale, je pensais sur l'optimisation de la transmission manuelle dans ma voiture depuis longtemps, alors merci d'avoir mis l'idée ici pour y répondre correctement !)
La bonne solution
< p>La plupart des constructeurs automobiles européens proposent des boîtes de vitesses automatiques à engrenages avec embrayage à sec ou humide. Peut-être avez-vous lu ou entendu que les boîtes de vitesses automatiques étaient inefficaces, mais cela ne vaut que pour les traditionnelles hydrodynamiques. Dans une boîte de vitesses européenne moderne, disons Volkswagen DSG, vous obtenez 8 vitesses et une paire d'embrayages à sec. Le « automatique » signifie qu'il y a un robot qui fait le travail d'embrayage et de quart pour vous, en fait assez gentiment et confortablement. Les deux engrenages supplémentaires (vous en achetez un et en obtenez un gratuitement !) sont ce que vous recherchez, sans compromettre l'efficacité (à part le bâton manquant, le système est le même que votre manuel). La voiture effectuera tous les changements de vitesse pour vous de manière hautement optimisée, améliorant encore votre économie de carburant et votre écologie.Il y a un certain nombre de réponses ici qui mentionnent qu'il est impossible d'ajouter une 7ème vitesse pour améliorer l'économie de carburant, mais aucune d'entre elles ne semble réellement répondre à la question théorique d'ajouter cette vitesse supplémentaire à une boite manuelle ! Voyons donc cela.
Vous devez d'abord vous assurer qu'il y a suffisamment d'espace dans votre transmission pour loger une 7e vitesse (et le sélecteur de vitesse !). S'il n'y en a pas, vous devrez modifier le boîtier de transmission pour l'adapter. Si la transmission modifiée interfère avec quelque chose d'autre dans le compartiment moteur ou le tunnel de transmission, vous devrez alors la modifier pour l'adapter à la nouvelle transmission. Enfin, vous devrez prolonger les arbres de transmission dans la transmission afin qu'ils soient toujours correctement fixés au carter de transmission (indice : cela signifie probablement que vous devrez usiner vos propres arbres de transmission).
Ensuite, vous devrez ajouter la nouvelle 7ème vitesse. Ou plus précisément, si vous voulez que votre 7e vitesse roule à 1400 tr/min à une vitesse où la 6e vitesse serait à 2000 tr/min, alors vous aurez besoin d'une paire de vitesses qui a un rapport du nombre de dents strong> soit 0,7 fois celui de votre 6ème rapport de vitesse. Donc, si vous aviez un rapport de 6ème de 0,5, vous aurez besoin de nouveaux engrenages ayant un rapport d'environ 0,35. Selon la conception de votre transmission, ces engrenages peuvent aller sur l'arbre intermédiaire et l'arbre de sortie. Ou, vous pourriez ne pas avoir du tout d'arbre de sortie (parfois le contre-arbre se connecte directement au différentiel), alors il irait simplement sur les arbres d'entrée et de contre-arbre. Mais ce détail n'a probablement pas d'importance car très probablement...
Vous aurez besoin d'une nouvelle fourchette de sélecteur de vitesse. Et collier sélecteur, et probablement synchro aussi. Ceux-ci seront placés à côté de la 7e vitesse qui tournera librement. Oh, au fait, le 7ème engrenage correspondant qui engrène avec celui susmentionné doit être cannelé à l'arbre sur lequel il se trouve. Donc, si vous voulez que votre engrenage d'arbre d'entrée tourne librement, alors le collier de sélection et la synchronisation viendront à côté pour le connecter à l'arbre d'entrée, et l'engrenage de l'arbre intermédiaire sera fixé à son arbre. Si vous avez de la chance, vous pouvez réutiliser votre fourche et votre collier de sélecteur de marche arrière, ce qui pourrait vous éviter du travail sur la prochaine étape.
Cette prochaine étape consiste à modifier la tringlerie du sélecteur de vitesse sur la transmission, car ainsi que sur le levier de vitesse que vous utiliserez dans la voiture. Fondamentalement, vous devrez faire en sorte que lorsque vous déplacez le levier de vitesse sur le côté, il vous permette de contrôler votre nouvelle fourchette de sélection de 7ème vitesse, puis lorsque vous déplacez le levier de vitesse vers l'avant ou vers l'arrière, il déplace la fourchette de sélection et engage le collier sélecteur à votre 7e vitesse. La façon dont cela fonctionne diffère selon la conception de la voiture, mais c'est assez facile à comprendre une fois que vous regardez comment elle sélectionne les autres vitesses, comme dans cet exemple.
Une fois que vous avez fait tout cela, vous aurez enfin une 7e vitesse fonctionnelle dans votre voiture ! Mais il y a de fortes chances que, comme d'autres l'ont mentionné, vous devrez probablement reprogrammer ou ajuster votre ECU pour accepter le nouvel équipement. Encore une fois, cela variera en fonction de votre voiture... dans le pire des cas, vous devrez peut-être investir dans un calculateur autonome qui prendra un nombre arbitraire de vitesses ! Ou bien, vous n'aurez peut-être rien à faire du tout...
Mais ce n'est pas tout, vous devrez vous assurer que votre voiture est réellement plus économe en carburant avec le nouveau rapport de démultiplication à 100 km/h (sinon vous aurez fait tout le travail pour rien) ! Le facteur qui détermine cela est la consommation de carburant spécifique aux freins de votre moteur (ou BSFC en abrégé). En fait, nous avons même une question sur ce site dédiée à expliquer ce que c'est. S'il s'avère que votre moteur est moins efficace à 1400 tr/min, vous devrez alors tout réajuster pour le faire fonctionner. Cela pourrait signifier reconcevoir l'admission d'air à basse vitesse, ajuster les profils de came ou le calage, ou même changer le rapport alésage/course de votre moteur (ce qui signifie généralement simplement allonger la course). Mais, je vous laisserai faire une nouvelle question pour cela si cela se résume.
Et c'est l'essentiel. Sans surprise, comme les autres réponses l'ont suggéré, c'est assez compliqué, même si les transmissions manuelles sont généralement les plus faciles à travailler. Mais si jamais vous décidez d'assumer cette tâche, assurez-vous de nous le faire savoir ! Je suis sûr que ce sera un projet très intéressant (et peut-être un peu inutile) ! J'ajouterai également des liens vers cet article pour développer des sujets pertinents lorsque le temps le permettra (il m'a fallu assez de temps pour rédiger ceci tel quel). Pour l'instant, si vous n'avez aucune idée de ce que tout cela signifie, cet article sur HowStuffWorks explique à peu près tout ça.
Théoriquement l'idée peut fonctionner (essentiellement c'est à cela que sert la 7ème vitesse de la Porsche 991) et si vous pouviez trouver une boîte de vitesses à 7 vitesses avec le rapports qui correspondent à votre voiture, vous pouvez les échanger et remplacer la tringlerie de sélection, le levier de vitesses, etc. pour correspondre.
Cependant, de retour dans le monde réel.. la 991 susmentionnée et la Corvette Z06 sont les seules voitures que je connaisse avec une boîte manuelle à 7 vitesses et les chances que cela s'intègre dans quoi que ce soit d'autre sont au mieux minces. Et même si cela convient, ce ne sera pas bon marché - des milliers et des milliers de dollars.
Donc, vos chances d'économiser de l'argent grâce à une économie améliorée sont négligeables - et vos chances de le faire par rapport à l'échange contre une voiture plus efficace sont fondamentalement inexistants.
Pour ce qui est de savoir pourquoi les boîtes à 7 vitesses en particulier sont si rares, eh bien, c'est un peu plus compliqué - le concept d'une croisière ou L'engrenage "overdrive" à des fins économiques n'est pas nouveau et de nombreuses boîtes de vitesses à 5/6 vitesses au fil des ans ont fait exactement cela. En fait, il est fort probable que votre voiture le fasse déjà !
En parlant spécifiquement de l'ajout d'une 7e vitesse, bien à part les facteurs évidents de complexité, de poids et de coût accrus, il y a des problèmes ailleurs. 7 vitesses ne font pas un sélecteur de modèle en H facile à utiliser, et les gens se sont plaints de ce problème même dans la Porsche.
De plus, il y a l'efficacité du moteur à s'inquiéter - un moteur à combustion interne est fonctionnant toujours à son maximum d'efficacité au couple maximal - ce qui n'est pas le même que le plus économe en carburant de la voiture ! Cependant, ils sont liés - en particulier dans les moteurs à essence, l'efficacité du moteur diminue massivement avec un régime plus bas et, au-delà d'un certain point, l'inefficacité dans l'utilisation du carburant par le moteur dépassera les gains économiques dus à un régime plus bas.
Réponse courte : l'ajout d'une 7e à une transmission à 6 vitesses n'est pas la façon dont vous souhaitez résoudre le problème. Cela coûterait extrêmement cher et nécessiterait beaucoup de fabrication. Cela semble facile, mais ce n'est pas le cas.
Cependant, vous pouvez atteindre vos objectifs par différentes méthodes.
1) Passez à une autre transmission 6 vitesses. De nombreux constructeurs automobiles utilisent les mêmes transmissions dans diverses voitures avec des différences mineures. L'une de ces différences est généralement l'engrenage de la transmission. Volkswagen le fait avec la GTI/Beetle/Jetta GLI. GTI a l'engrenage le plus agressif (mpg le plus bas), alors que le GLI et la Beetle ont des engrenages différents, orientés davantage vers le mpg (et afin qu'ils ne rivalisent pas avec les performances de la GTI). On pourrait simplement échanger le trans GTI contre le GLI ou le Beetle Trans.
Vous pouvez également regarder dans les anciennes générations de la même voiture. Parfois, les transmissions sont compatibles et offriront des engrenages différents
2) Vous pouvez échanger les engrenages ou le plus grand pour une meilleure économie de carburant. Cela pourrait être fait avec l'exemple VW GTI/GLI/Beetle que j'ai donné ci-dessus. donnerait les mêmes résultats.
3) Des pneus plus hauts seraient le moyen le plus simple de réduire les tours par minute aux vitesses d'autoroute. Cependant, vous soulèveriez également légèrement votre voiture, ce qui est contre-productif lorsque le mpg est notre objectif.
Il existe également de nombreuses autres façons d'améliorer votre mpg, telles que les pneus à faible résistance au roulement (LRR), les roues légères, les mods aérodynamiques, le suivi de l'entretien, etc.
Il n'y a rien mal à vouloir des mpg supplémentaires de la voiture actuelle. Je vous suggère de vérifier ecomodder où ces sujets sont discutés en profondeur.