¿Por qué casi en todas las cajas de cambios, las relaciones de transmisión se proporcionan en fracciones?

Casi en todas las cajas de engranajes, la relación de engranajes estaría en progresión geométrica.

Progresión geométrica de relaciones de engranajes

Las relaciones de engranaje deben ser tales que
1. Durante el cambio no debería haber mucho cambio en la aceleración.
2. Debe ser tal que haga que el motor baje el rango de SFC para una mejor eficiencia de combustible.

Sobre el estudio de optimización de relaciones de transmisión. Las restricciones, los parámetros que debemos considerar son.
1. Gradabilidad mínima / graduación de reinicio
2. 0-60kmph en 1900m.

Ahora MI forma de diseñar (teórica, hmmm también se puede llamar filosófica) y las explicaciones …

Comienzo asumiendo que tengo el motor, su potencia, las características de par disponibles (supongo que debería estar disponible, no puedo dar la vuelta en la oscuridad).

Ahora reparo la velocidad máxima y en base a ella puedo encontrar aproximadamente las pérdidas de potencia máximas (Definitivamente, este será un valor aproximado). A partir de la curva de potencia, obtendré el punto correspondiente a eso, también las rpm del motor. Ya fijé la velocidad máxima y, por lo tanto, puedo arreglar la relación de transmisión final.

Supongo que la primera relación de transmisión, como he mencionado, dependerá de la carga inicial. (Para un auto deportivo, no estoy seguro).

Las relaciones diferenciales junto con la primera relación de transmisión deciden la gradabilidad de graduación / reinicio del vehículo (dado un motor).

Ahora, las relaciones de transmisión primera y final son fijas, supongo (teóricamente)

Es obvio que, cuanto mayor sea el número de marchas que tengamos, mejor será la aceleración y la economía de combustible, al permitir que el motor funcione a la región de torque pico rpm / bajo SFC

Pero supongo que el número máximo de engranajes estará limitado por el tamaño de la caja de engranajes (obviamente no es bueno para un GB grande) y el momento de inercia de los engranajes giratorios. están mallados todo el tiempo, mayor es la inercia, nuevamente obvio.) – Me gustaría que compartas conmigo tus ideas y conocimientos para decidir el no de Gears para un vehículo.

También depende de la banda de torque en la que decidimos trabajar, creo. La banda de torsión con engranajes debe cubrir todo el rango de velocidad.

Ahora el no de las relaciones de transmisión para Gearbox es fijo, digamos 5 o 6.

Teniendo en cuenta los primeros dos puntos: la aceleración al cambiar de marcha no debe cambiar, y el trabajo en un rango SFC más bajo.
– si la marcha se desplaza en el punto de encuentro como se muestra en el gráfico, la aceleración es la misma.
– Después de decidir la banda de torque óptima, la banda SFC, el diseño debe ser tal que la velocidad a las rpm mínimas en la marcha más alta sea igual a la velocidad a las rpm máximas de la marcha más baja. Esto asegurará el trabajo en una banda particular de rpm. Lo cual, si se sigue estrictamente, implica que la progresión geométrica en las relaciones de transmisión es igual a la relación del valor máximo de rpm al mínimo en la banda de rpm decidida.

Pero sabemos que las relaciones de transmisión no siguen estrictamente la progresión geométrica, sino con alguna variación. La variación para tener en cuenta la emisión.

Siguiendo solo el par y el SFC, en función de la banda seleccionada, se pueden fijar las relaciones de velocidad de paso.

Ahora para comprobar teóricamente si el vehículo puede alcanzar el 0-60 en 1900m.

Asumiremos un desplazamiento adecuado (desplazamiento en los puntos de unión).
Del gráfico fuerza-velocidad, podemos obtener el gráfico aceleración-velocidad.
(Aceleración en Y y velocidad en el eje X)

Ahora, el desplazamiento S = V x V / 2 a. De la ecuación cinemática básica

Para averiguar el desplazamiento, S = 0ƒ60 x / y .dx
La integral se puede dividir en no de partes iguales al no de engranajes.

La decisión de las relaciones de transmisión dependerá del “ciclo de trabajo” de los engranajes. El ciclo de trabajo depende de si lo estamos usando en carretera (velocidad constante a velocidades más altas) o en terrenos accidentados / accidentados (¡donde el conductor ni siquiera sabe que existen el quinto y el sexto lugar!).

fuente: Progresión geométrica de relaciones de engranajes

No es como si los diseñadores tuvieran rencor contra los números enteros, pero hay algunas razones por las que esto se ve.

  1. Las cajas de cambios a menudo se combinan con motores personalizados y el refinamiento del equilibrio de la velocidad de torque requiere que los diseñadores afinen las relaciones de transmisión para que la potencia adecuada se distribuya en toda la gama.
  2. El monopolio en el mercado se mantiene fabricando engranajes con características únicas. Esto evitará que los fabricantes locales o posteriores al mercado presenten piezas de repuesto. Al final del día, es un negocio.
  3. La optimización del tamaño también es un gran problema hoy en una era en la que la gente quiere poner más componentes en un automóvil de tamaño estándar. También considere el hecho de que los engranajes ligeramente más grandes vienen con un notable aumento de peso. No hace falta decir que nadie quiere hacer un automóvil pesado hoy en día … solo aumenta su inercia.