Регистрация Войти
Вопрос

Почему у автомобилей не больше передач?

Я ничего не смыслю в автомобилях, так что вопрос может показаться глупым, но я нигде не могу найти ответ в интернете.



В принципе, насколько я понял на собственном опыте (пожалуйста, не обращайте внимания на цифры, это просто пример), Я могу ехать на 4-й передаче со скоростью 80 км/ч при 2000 об/мин и расходовать 6 литров на 100 км, но, с другой стороны, я могу ехать на 5-й передаче с той же скоростью, 80 км/ч, при гораздо меньших оборотах, 1400 об/мин, и расходовать меньше бензина, примерно 5,5 литров на 100 км.



Это утверждение, должно быть, ошибочное, потому что я не понимаю, почему так мало автомобилей с более чем 6 передачами. Всё зависит от крутящего момента? Зависит от мощности? Понятия не имею.



У меня Opel Corsa 1997 года выпуска с двигателем 1,7 л. На 5-й передаче (максимально возможной) при 3000 об/мин я могу разогнаться примерно до 120 км/ч, но, конечно, на 4-й передаче при 3500 об/мин я могу разогнаться почти до той же скорости.



Так почему же передач не так много?
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/58588/why-do-vehicles-not-have-more-gears
1
+ Читать

17 Комментариев

  1. Они так и делают.



    Многие новые автомобили оснащены бесступенчатой трансмиссией (вариатором). По сути, такая трансмиссия имеет бесконечное количество передач.



    Но давайте рассмотрим только механические коробки передач.



    По сути, с помощью дополнительных передач можно сделать две вещи: увеличить расстояние между передачами или повысить верхнюю передачу. Оба варианта дают небольшой прирост. Разумная 6-ступенчатая коробка передач может довольно точно подобрать оптимальные обороты для конкретных условий, а повышение верхней передачи поможет только повысить топливную экономичность на спусках. Не всегда более низкие обороты означают более высокую эффективность. Кроме того, водитель-человек плохо справляется с выбором оптимальной передачи, поэтому, если у вас, скажем, 10 передач, вы не получите преимуществ, которые даёт человеческий фактор.



    Вот базовая линия работы двигателя Toyota Prius, в котором, по сути, используется электрический вариатор: http://techno-fandom.org/~hobbit/cars/SAE-bsfc.gif — эта линия оптимизирована для повышения топливной экономичности. Бесступенчатый вариатор работает благодаря компьютерному управлению, что позволяет добиться от него максимальной отдачи.



    Как видите, в какой-то момент, когда вам потребуется больше мощности, вам нужно будет увеличить число оборотов в минуту. Такие условия возникают при движении на высокой скорости из-за высокого сопротивления воздуха.



    А теперь представьте, что у вас 7-ступенчатая механическая коробка передач. Куда бы вы поместили 7-ю передачу? С 5 передачами всё просто, а для 6 передач нужно где-то спрятать заднюю передачу. 7 передач — не самое интуитивно понятное решение.



    Я рад, что автоконструкторы не пошли по пути производителей велосипедов, у которых около 30 очень близко расположенных друг к другу передач.
  1. @Sam, это не совсем маркетинговый ход. На самом деле существует ряд комбинаций передач на велосипеде, которые никогда не используются, потому что в этом случае цепь будет находиться под слишком большим углом. Но да, у 21-скоростного велосипеда на самом деле нет 21 полезной комбинации.
  1. @Сэм, у некоторых профессиональных велосипедистов всего одна передача! Но ты, похоже, не понял, что из-за небольшого рабочего диапазона оборотов требуется большое количество передач. Вернёмся к грузовикам. Посмотри smart-trucking.com/18-speed-transmission.html
  1. В моей машине 6 передач + задняя — всё просто. Что было интереснее, так это схема переключения передач в Lotus Sunbeam: влево и вверх — задняя передача, влево и вниз — первая, затем 2 и 3, а также 4 и 5 — аккуратное переключение вверх/вниз.
  1. Причина, по которой у велосипедов много передач, на самом деле кроется в маркетинге. 21 передача звучит гораздо круче, чем 3 передачи, хотя большинство людей используют лишь небольшой диапазон передач (если только вы не профессиональный велосипедист). Установка ещё 3 передаточных чисел относительно недорога, если на велосипеде уже есть передний и задний переключатели.
  1. Однако конструкторы грузовиков поступили иначе: у них много передач для небольшого рабочего диапазона оборотов, как вы и сказали в последнем абзаце про велосипеды.
  1. Что касается «обычных» автоматических коробок передач (не вариаторов), то журнал Car and Driver часто пишет о 10-ступенчатых автоматах.
  1. Топливная экономичность на спусках не имеет значения, если ЭБУ исправен. У моего (дешёвого, европейского, 8-летнего) малолитражного автомобиля 5-ступенчатая механическая коробка передач, и показатель «мгновенного расхода топлива» зашкаливает (более 99,9 миль на галлон), когда я еду накатом с выключенным двигателем.
  1. «Чтобы получить 6 передач, нужно где-то спрятать заднюю передачу». Раньше я водил машину с механической коробкой передач, в которой было фактически 6 передач. За 4-ступенчатой коробкой передач следовала «повышающая» планетарная коробка передач с отдельным сцеплением с электрическим приводом. Небольшой электрический переключатель на верхней части рычага переключения передач позволял выбирать между обычным 4-ступенчатым селектором, работающим в режиме «1 2 3 5», и режимом «1 2 4 6». Муфта овердрайва была спроектирована таким образом, чтобы работать при любой мощности двигателя, поэтому переключение с 3-й на 4-ю или с 5-й на 6-ю передачу осуществлялось простым нажатием кнопки. Единственным недостатком было то, что при переключении с 4-й на 3-ю передачу на скорости более 80 миль в час двигатель работал на повышенных оборотах!
  1. Я сказал, что '8-я передача в автомате — это перебор', потому что она не использует весь диапазон мощности двигателя. Диапазон мощности — это диапазон оборотов, при которых двигатель вырабатывает наибольшую мощность. Вообще говоря, при ускорении нужно переключать передачу на более высокую, когда обороты достигают верхней границы диапазона мощности. Если крутить двигатель (то есть увеличивать обороты), вы начнёте терять мощность. Передаточные числа трансмиссии подобраны таким образом, что при переключении на повышенную передачу в верхней части тахометра обороты будут в нижней части тахометра.
  1. @Raül, прости, я неудачно выразился. Допустим, максимальная скорость автомобиля составляет 100 км/ч. Если бы у автомобиля была 5-ступенчатая автоматическая коробка передач, он переключал бы передачи 5 раз, разгоняясь с 0 до 100 км/ч. Если бы у автомобиля была 8-ступенчатая автоматическая коробка передач, он переключал бы передачи 8 раз, разгоняясь с 0 до 100 км/ч. Таким образом, теоретически 8-ступенчатая коробка передач за весь срок службы будет переключаться более чем на 50 % чаще, чем 5-ступенчатая. Если бы качество компонентов в обеих коробках передач было одинаковым, можно было бы ожидать, что 8-ступенчатая коробка передач выйдет из строя раньше, чем 5-ступенчатая.
  1. @Sam, что ты имеешь в виду, говоря «и будет подвержен поломкам»?
  1. @Сэм, я согласен с тобой в обоих случаях
  1. @Moab, поправьте меня, если я ошибаюсь, но разве компании добавляют больше передач, чтобы немного повысить топливную экономичность автомобилей? Восьмиступенчатая автоматическая коробка передач кажется излишеством и (теоретически) может выйти из строя раньше, чем пятиступенчатая, верно?
  1. Существует 8-ступенчатая автоматическая коробка передач, а в прошлом году компания Honda подала заявку на патент 13-ступенчатой автоматической коробки передач.
  1. Всё сводится к тому, что выходная мощность двигателя равна сопротивлению качению + аэродинамическому сопротивлению. Как только эти показатели сравняются, вы перестанете двигаться быстрее. Тогда подумайте о полезном диапазоне оборотов и о том, чтобы частота вращения двигателя соответствовала скорости движения по дороге. Хороший ответ от @Juhist
  1. Добро пожаловать в компанию по техническому обслуживанию и ремонту автомобилей!
Вы уже ответили на этот вопрос