通常、5速と6速の変速機に異なるギア比が必要なのはなぜですか?


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私の2013年のスバルWRXには5速マニュアルがあり、高速道路でのクルージング時には6速ギアが必要です。

友人が6速マニュアルを備えた2012年のスバルSTIを所有しており、彼の車が同じ速度を達成するためにギアをより速く走ることに気付きました。

3300〜3500 RPMで、WRXは同じ5速ギア比を維持しながら、より低いRPMに2800〜3000のギアを追加することで燃費を改善できるはずではありませんか。


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私のWRXは2004年です。私たちのギア比は基本的に同一であり、同じことは仕事の途中で橋から降りてくると思いました。ただし、5番目から上にシフトすると逆になりますので、それは悪いことです。;-)
ボブ・クロス

回答:


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tl; dr:異なるギア比は機能であり、バグではありません。一部の車は加速のためにより多くのギアを使用し、一部はより良い燃費のためにそれらを使用しています。両方を行うことはできません。

3300〜3500 RPMで、WRXは同じ5速ギア比を維持しながら、より低いRPMに2800〜3000のギアを追加することで燃費を改善できるはずではありませんか。

トランスミッションの古典的なトレードオフを明らかにしました。モーターの回転運動を取得して、車輪の回転運動に変えたいと思います。残念ながら、エンジンの回転速度は最大です(赤線は理由があります)。

トランスミッションのギアは、実際には回転速度方程式の単なる乗数です。

まず、写真:

この画像では、大きいギアA(モーターで駆動されている)が小さいギアB(車輪を回すために使用)を駆動していることがわかります。 はい、このギアの後にさらにビットがあることは知っていますが、議論のために最終ドライブなどを忘れましょう。

低ギア比のアニメーションGIF。

この例では、ギアAを1回転するとギアBが2回転することがわかります。これにより、ギア比は1:2または0.5になります。このギアを車に搭載していれば、高速道路で非常に低い回転数でクルーズできます(ただし、丘を登ることはありません!)。

言葉でもう一度言います:

低レシオのギアは、エンジンの回転ごとに車のタイヤを低回数回します。比率が高いと、エンジンが回転するたびに車が数回回転します。したがって、上端のギア比が高いと、最高速度が高くなります。また、高速道路の速度では、エンジンは道路の線形メーターあたりの回転が少なくなります。回転数が少ない== 1秒あたりのガソリン消費量が少ない。

注:「短い」ギアと「高い」ギアが聞こえることがあります。短いギアは低速ギア(高比率)で、高いギアは高速(低比率)用です。この用語の反転は、伝送について議論しようとすることの大きな喜びの1つです。

ただし、ギア比が高いと、機械的利点が低くなります。これは、車両を加速するのが難しいことを意味します(タイヤをより速く回転させるには、タイヤをより速く回さなければなりません)。燃料効率の良いギア比は、楽しいギア比でもありません(zipが小さい)。

本当に速く加速したいときは、ギア比を低く(5速ではなく6速)加えると、機械的優位性をより長く保つことができます。

ただし、燃料効率に重点を置いている場合は、効果的に5スピードを採用し、高速道路でのクルージングのために非常に低いギアを上に置くこともできます。これにより、mpg番号が上がりますが、非常に楽しくありません(ターボをスピンアップするのに必要な最小回転数以下になることさえあります)。

問題の特定の車に戻る:

WRX対STIギア比を見ると、WRXの第1ギアと第2ギアの比率が低いため、1回シフトするだけで60 mphに達することがわかります。これは、純粋に0-60時間を最適化するための努力です(マーケティング。ため息)。STI 6速では、最初の5つのギアのギア比は、WRXの最初の4つのギア比の間にかなり均等に配置されます。これは、STIが、5人のスピード違反者が苦労しなければならない最初と2番目のスロースルーを感じないことを意味します。STIの6速ギアでさえ、WRXの5速ギアよりも高い比率です。クルージングは​​それほどリラックスしませんが、時速50マイルからそれ以上の数まで加速することができます。


「高速道路のクルージングのために、本当に低いギアを上に置く」それは本当に高いギアではないでしょうか?
デビッドリチャービー

おもしろい事実:「しかし、燃料効率に焦点を合わせている場合、5速を効果的に取り入れ、高速道路でのクルージングのために非常に低いギアを上に置くこともできます。これにより、mpg番号は上がりますが、非常に楽しくありません(ターボを回転させるのに必要な最小回転数を下回ることさえあります)。これは、第5世代レガシー(2010-2014)で利用可能な手動変速機について説明しています。LGTには「6速」のマニュアルがありますが、実際は6速の追加ギアを備えた典型的なWRX 5速です。
エルセディル

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知識:高いギアは低い比率を持っています。ローギアには高い比率があります。エンジントルクに比率を掛け、エンジン速度を比率で割ります。非常に高いギアは高いものの、エンジン回転当たりのタイヤ回以上回転ギア比は回転当たりのタイヤより少ない時間をスピン。たとえば、1300 RPMと50 ft-lbsのトルクで、最初のギアの〜13:1の比率(diffを含む)は650 ft-lbsで100 RPMを車輪に(〜7 mph)入れ、5番目のギアの〜3:1の比率150 ft-lbsで433 RPM(〜30 mph)をかけます。
MichaelS

@MichaelS、正しい-あなたは電話で質問に答えるという弱点を暴露しました。
ボブ・クロス

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ほとんどの車両にはオーバードライブが1つしかなく、2番目から最後のギアは1:1の比率(またはそれに近い値)になります。ここで注目すべきは、ダブルオーバードライブを備えたTremec 6速トランスミッション(カマロ、バイパー、コルベット、マスタングなどで使用)です。

ギア増やす主な目的は、燃費を向上させるためのトレードオフのために、車両をトルク/馬力の範囲にとどめることです。ギアが多いほど、エンジンはより小さなrpm範囲で最高のパフォーマンスを発揮するように調整できます。たとえば、ギアの数が増えると、問題のrpm範囲は1000-3000rpmではなく1500-2250rpmになる可能性があります(通常の操作では、ここでは元気な運転を除外しています)。製造業者がより狭い範囲に調整する場合、より良い燃料効率を維持しながら、エンジンからより多くを引き出すことができます。より広い範囲では、エンジンは完全な範囲にわたって性能を発揮できる必要があるため、調整する必要があります。

ほとんどの車両には、より低いRPMで速度を維持するためのトルクがないため、ダブルオーバードライブはありません。高い回転数で大きな馬力を出力する一方で、70 + mphで1500 rpmで運転された場合、車を正常に推進するのに必要なトルクを持たない4気筒エンジンを考えます。車を収容するためにギアを落とすか、ドライバーがペダルを踏み込んでエンジンをラグアップする必要があります...どちらも最初にギアを増やすという目的を無効にします...燃費と運転性を獲得します。


参考までに、STIトランスミッションには2つの「オーバードライブ」ギアがあります。5番目と6番目は両方とも1:1未満です。しかし、彼らはまた、WRX 5速よりも、両方の背が高いです
ボブ・クロス

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@BobCross-5番目のギア比は0.97:1です...これは技術的にはオーバードライブですが、あまりしません...これが私が「(またはそれに近いもの)」と述べた理由です。製造業者がなぜ1:1のギアを持たないことを始めたのかはわかりません...これは、より多くのエンジニアリングとより多くのギアを必要としているように思われます。1:1は簡単です。Power-in = power out。
Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2

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ほとんどのスポーツ志向(および重い牽引)車両では、追加のトランスミッションギアのポイントは、エンジンをトルクピークとHPピークの間に維持することです。したがって、基本モデルである車両のほとんどのモデルには5速マニュアル(または3速オート)がありますが、スポーティーまたはヘビーデューティーバージョンにはより多くのギアを選択できます。
多くの6速トランスミッションは、5速の変速機と比較して、比較的類似した1速(おそらく低めの)および6速(おそらく高めの)ギア比を持っています。努力をしたい場合は、特定のエンジン速度で少し速くなるように最終ドライブ比またはタイヤサイズを変更できます。

セミトラックには10〜18のギアがあります。最大トルクを得るためには完璧なRPMにとどまる必要があり、次のギアに(トラックが減速している間)立ち上がって完璧に近いことが必要だからです。 。通常、半変速機は連続した2つの変速機であり、最終的な駆動比には非常に細心の注意が払われており、両方の変速機は時速60マイルで1対1のギアで、エンジンは最高燃費 RPMで動作します。ギアのセットを通過する必要があり、一部は熱として無駄になり、4番目のすべてのパワーを除くすべてのギアのほとんどのトランスミッションは2つのセットを通過する必要があります..2トランスミッションを掛けると、パワーの30%を簡単に失う可能性があります(したがって燃費)

最後に、エンジンが高速で回転しないからといって、エンジンの燃費が向上するわけではありません。ギアが高いほどエンジン速度は低下しますが、負荷が増加し、加速も遅くなります。

TANSTAAFL ..無料のランチはありません


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20個のギアがある場合、各ギア(比率)を「短縮」して、元のギアと入ってくるギアを「一致」させる必要があります。

そのため、「小さいギア」をより速く(より多くのギア)通過します。

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