¿Por qué no puedo encontrar cajas de cambios manuales de 7 u 8 velocidades en autos de producción, a pesar de que las cajas de cambios automáticas ahora alcanzan las 9 y 10 velocidades?

El número de marchas diferentes en una caja de cambios siempre es un compromiso entre el objetivo de tener una relación de transmisión adecuada para una situación dada y la viabilidad. Cada equipo adicional no solo cuesta dinero, también hace que sea más difícil y poco conveniente operar la caja de cambios.

La mayoría de los automóviles de pasajeros estaría bien para operar con tres marchas. Esto era bastante estándar en la década de 1960. Luego, 4 engranajes se convirtieron en estándar para obtener más rendimiento de los motores pequeños. Hoy en día, las cajas de cambios con 5 y 6 velocidades ofrecen un compromiso perfecto entre la facilidad de uso y la eficiencia del combustible. El Dodge Viper tenía una caja de cambios de 6 velocidades, aunque 5 velocidades habrían sido lo suficientemente perfectas. La sexta marcha solo sirvió para reducir el consumo de combustible en carretera a fin de cumplir con los estándares de emisión.

Hay otra razón para no instalar cajas de cambios estándar con más de 6 velocidades: el patrón de cambio H. Un patrón H estándar ofrece tres rutas de desplazamiento, la ruta izquierda (primera y segunda marcha), la ruta central (tercera y cuarta marcha) y la ruta derecha (quinta y sexta marcha). Si agregara otra ruta para engranajes adicionales, esto haría más difícil operar la caja de cambios a ciegas.

Sin embargo, hay vehículos con cajas de cambios manuales y más de 6 velocidades, son bastante estándar con los vehículos comerciales. Necesitan muchas relaciones de transmisión diferentes porque un camión tiene muy poca potencia para su peso. Un camión pesado de tamaño completo puede tener un peso de 40 toneladas y no más de 400 caballos de fuerza, es decir, solo 10 HP por tonelada (mientras que la mayoría de los automóviles de pasajeros tienen al menos 80 HP por tonelada).

Los camiones pesados ​​a menudo tienen 12 o 16 engranajes, y usan trucos para obtener tantos engranajes diferentes. Combinan una caja de cambios estándar de 3 o 4 velocidades con una caja de dos velocidades en el frente y una caja de dos velocidades detrás de la caja de cambios principal. Por lo tanto, tiene dos grupos de engranajes, los engranajes bajo y alto, y puede colocar cada engranaje en posición baja y alta. Si compara una caja de cambios de 16 velocidades con una caja de 5 velocidades de un automóvil de pasajeros, debe tener en cuenta que el conductor de un camión no usa una sola marcha en una fila para acelerar desde la parada hasta la velocidad de la carretera. Por lo general, comenzará en segunda o tercera velocidad, luego cambiará a octava o novena velocidad y luego usará la velocidad máxima en la carretera. Se requieren muchos engranajes para ajustar el punto óptimo del motor a la velocidad deseada.

Hay otra cosa a tener en cuenta al comparar cajas de cambios automáticas avanzadas con 8 o 9 velocidades con cajas de cambios manuales: las cajas automáticas anteriores siempre tenían un modo de cambio secuencial. Eso significa que solo pudieron cambiar una marcha hacia arriba o hacia abajo a la vez. Si la caja estaba en segunda marcha, usaría tercera y cuarta antes de cambiar a quinta. Las nuevas cajas con los muchos engranajes pueden saltar entre los engranajes. Pueden saltar de 6. a 9. equipo si es necesario. Esto reduce la cantidad de turnos y hace que el viaje sea más suave.

En comparación con una transmisión manual con una palanca de cambios de palanca única y un eje de entrada y salida separado en un eje separado, una transmisión automática a menudo usa un solo eje con engranajes planetarios en serie. No se activa ni desactiva los dientes del engranaje. El poder viene con un eje central. Solo hay un paquete de embrague diferente que se aplica usando flujo de fluido (hidráulico) con cada engranaje. (algunos modelos más antiguos tenían paquetes de embrague mecánico) Esto hace que sea mucho más fácil agregar más relaciones de transmisión. Es mucho más fácil abrir y cerrar las válvulas de cambio del paquete del embrague que mover conjuntos de engranajes de un lado a otro. Por lo tanto, en una automática, 8 de los 9 paquetes de embrague están desactivados con todos los conjuntos de engranajes planetarios activados y girando con solo el paquete de embrague activado que alimenta la transmisión. En un manual, solo un conjunto de engranajes está activado con los otros 3, 4 o 5 conjuntos de engranajes desactivados.

Esto no es exactamente exacto, pero es lo mejor que se puede explicar sin mostrar una transmisión 3D desmontada.

A principios de la década de 1980, el Mitsubishi Colt tenía una caja de 4sp de bajo y alto rango: efectivamente, 4L era una auténtica marcha de 3 1/2. Fue divertido.

El Subarus de la época también tenía cajas divididas, pero a una caída de velocidad de 1.5 para rango bajo. Si me acercaba a una colina en 4H, tenía que hacer una llamada para bajar al 3er o 4L (para 2 1/2 engranajes). Fue realmente útil para un automóvil con tan poca potencia como para tener opciones de velocidad intermedia.

En estos días, 6M es una rutina y ocasionalmente se ven cajas de 7M. Más estrecho y realmente estás cambiando de marcha solo por el simple hecho de hacerlo. 6 parece casi tantos como se pueden usar, con un súper overdrive séptimo potencialmente útil para motores con mucho torque a más de 200 km / h en Alemania.

En realidad, hay un par de razones para esto si alguna vez has visto despegar un remolque de un tractor que se mueve como cada 4 ‘porque su engranaje es muy bajo. Pero los tractores tienen 20 o 30 engranajes. No estoy exactamente seguro porque no soy técnico diésel, pero si tienes una transmisión automática, es maravilloso que puedas tener hasta 20 velocidades y porque la computadora está pensando todo y cambiando para ti, no sientes nada. Pero si conducía al trabajo en su automóvil de lujo y tenía que prestar atención a los puntos de cambio, presione el embrague y cambie manualmente 25 veces solo para pasar la luz roja a la luz roja se volvería muy agotador. Este es un ejemplo extremo. Y hay otros factores como la ingeniería, las piezas móviles y el peso del vehículo. En cuanto a un automóvil, si alguien sintió la necesidad de más de 10 velocidades, inventaron la transmisión cvvt. Pero esa es otra pregunta

Porque las cajas de cambios manuales y automáticas utilizan diferentes tecnologías.

Las cajas de engranajes manuales son sincronizadas con un eje activo y un eje loco. Tales diseños no se pueden expandir fácilmente con más velocidades, ya que solo hay muchas maneras de combinar engranajes.

Las automáticas tradicionales usan engranajes planetarios donde siempre es perfectamente posible agregar más combinaciones.

Y, por último, las automáticas modernas a menudo emplean dos manuales desplazados eléctricamente en paralelo y, naturalmente, tienen el doble de proporciones que una sola caja manual.

Entonces es tecnología.

Aston Martin tiene uno

Corvette tiene uno

2012 Porsche 911 tuvo uno

Por lo tanto, están ahí, pero generalmente solo en autos o camiones deportivos de alta gama.

Las cajas manuales se hacen grandes y pesadas con cada conjunto de equipo adicional. En algún momento, el peso y el tamaño de la caja de cambios supera la ventaja de otro equipo. Los autos con motores más pequeños, simplemente no tienen ninguna razón para tener más de 5 velocidades, quizás 6 velocidades, sus motores no pueden aprovechar las ventajas. Las cajas automáticas son más compactas y fáciles de administrar en un espacio pequeño.

Debido a que cada cambio de marcha lleva tiempo sin conducir a las ruedas, unos segundos adicionales desperdiciados exceden el beneficio de aceleración.

¿Quién quiere pagar más por una caja de cambios más compleja y pesada sin beneficios y más demoras y esfuerzos para cambiar de marcha?

El auto cambia en 1/10 de segundo 6 / 10–7 / 10 de segundo. La mayoría de los controladores manuales durante un segundo 6–7 segundos

Si bien el cambio manual de marchas puede ocurrir a menudo sin tener que pensarlo realmente, también puede ser un gran dolor de cabeza si se encuentra en situaciones en las que cambia con frecuencia las velocidades y, por lo tanto, las marchas. ¡Una caja de cinco velocidades es suficiente para mí!

Nunca he oído hablar de un 8 en un automóvil de producción, pero puede obtener un manual de 7 velocidades tanto en una nueva corbeta como en un Porsche 911