Co znamená převodový poměr a jak mu rozumět bez odborných termínů?

Převodovka pro automobil je druhou nejdůležitější (a nejdražší) jednotkou. Bez něj by se vůz pohyboval v omezeném rozsahu rychlostí a byl by velmi hladový. Právě převodovka je zodpovědná za změnu točivého momentu přenášeného na pohon.

Většina moderních převodovek je stupňovitá, to znamená, že vám umožňují měnit točivý moment diskrétně, v krocích, což je zajištěno přítomností převodového pohonu. Schematicky si stupně lze představit jako dvojice ozubených kol, vyznačující se různými převodovými poměry.

Dnes vám řekneme, co znamená převodový poměr skříně, jak se měří a co ovlivňuje.

Obecný princip fungování kontrolního bodu

Klasická manuální převodovka je převodovka složená z mnoha stupňů. Hlavním úkolem převodovky je zvýšení nebo snížení výstupní rychlosti otáčení hřídele při současné změně točivého momentu přenášeného z klikového hřídele pohonné jednotky na dvojici hnacích kol. U manuální převodovky je chod převodovky řízen ručně pomocí řadicí páky instalované v interiéru vozidla.

Zvýšením otáček motoru řidič auto zrychlí, ale v každém konkrétním rychlostním stupni je maximální rychlost, nad kterou auto nemůže jet Problém se řeší přepnutím na jiný rychlostní stupeň se zvýšeným převodovým poměrem, který umožňuje rychlost snížena při přibližně stejném točivém momentu.

Jaký je ale poměr převodovky, který zmiňujeme?

Tento termín označuje velmi specifickou hodnotu: poměr počtu zubů na hnaném kole k počtu zubů na jednom z hnacích ozubených kol. To znamená, že při řazení na převod s 30 zuby a 60 zuby na hnaném převodu budeme mít převodový poměr dva (60:30).

To znamená, že převodový poměr vám říká, o kolik rychleji se bude hnaná hřídel otáčet v porovnání s rychlostí klikové hřídele.

Jak se počítají převodové poměry?

Algoritmus pro určení převodového poměru skříně:

• Jako základní vzorec bereme vzorec K = Kvm/Kvsht, kde Kvm je počet zubů hnaného kola, Kvshch je počet zubů hnacího kola. Pokud je třeba určit frekvenci točivého momentu na kola z převodovky, je třeba vzít jako výchozí údaj počet zubů diferenciálu, který bude poháněn, a počet zubů převodovky sekundární hřídel. Výsledná hodnota se nazývá IF hlavního páru;
• Nechť je tedy 15 zubů na skříni umístěné na sekundárním hřídeli a 53 zubů na diferenciálu. Dosazením těchto hodnot do našeho vzorce získáme hodnotu IF pro tento pár rovnou 3,5. To znamená, že hřídel diferenciálu se bude otáčet 3,5krát pomaleji než sekundární hřídel skříně;
• Stejným způsobem se IF vypočítá pro každý pár ozubených kol přítomných v převodovce. Čím blíže jsou, tím plynuleji bude vůz zrychlovat, pokud budou rychlostní stupně řazeny postupně jeden po druhém. Pomocí převodových poměrů můžete vypočítat rychlost otáčení motoru, nebo spíše rozdíl rychlostí mezi nejvyšším a nejnižším převodovým stupněm, vydělením pohonu prvního převodového stupně pohonem nejvyššího převodového stupně;
• Zvýšení převodového poměru vede k rychlejší akceleraci vozu, ale budete muset častěji řadit. Čím menší měnič, tím vyšší maximální dosažitelná rychlost, ale zrychlení bude trvat déle.

Čtěte také: Co znamená turbokřižovatka a jak jí správně projet

V zásadě se tento způsob výpočtu používá při vývoji převodovky, ale zde hodně záleží na přesnosti výběru převodových poměrů – to ovlivňuje nejen maximální rychlost vozu, ale také jeho dynamické vlastnosti.

Měnič pro konkrétní model automobilu zjistíte v jeho technických vlastnostech v uživatelské příručce. Pokud jste žádnou nenašli, můžete si poměr pro každý pár manuálních převodovek vypočítat sami.

To se provádí takto:

• vůz zajede do jámy, všechna kola kromě jednoho hnacího kola jsou zajištěna klíny;
• nastavte řadicí páku do neutrální polohy;
• Křídou zaznamenáváme aktuální polohu kola, umístění značek na pneumatiku a podlahu (zajišťujeme jejich vyrovnání);
• Podobnou operaci provádíme s přírubou a skříní převodovky;
• Nechte asistenta otáčet kolem a vy spočítáte, kolik otáček udělá hřídel převodovky. Asistent zajistí, aby se značky znovu shodovaly počítáním počtu otáček kola;
• vydělte výslednou hodnotu na polovinu a poté na počet otáček hnacího hřídele. Výsledná hodnota bude požadovaný převodový poměr.

Jak závisí dynamika auta na převodovém poměru

Čím správněji (čti vyváženější) je měnič vybrán, tím efektivněji bude skříň fungovat a opotřebení ozubených kol bude minimalizováno. Takový výběr však není snadný úkol, protože je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů: výkon pohonné jednotky, účel vozidla, průměr kola atd.

Velikost převodového poměru ovlivňuje, jak se točivý moment mění na výstupu konkrétního páru a nakonec na hřídeli jdoucí k hnacím kolům. Pro výměnu frekvenčního měniče se volí ozubená kola se zvýšeným nebo sníženým počtem zubů.

S vysokým IF bude auto zrychlovat rychleji, to znamená, že bude mít větší dynamiku, ale délka přenosu bude krátká. Tento termín označuje, jak rychle je dosaženo maximálních otáček klikového hřídele (krátké převody jsou umístěny dole a zde je potřeba rychle řadit).

Snížením IF sice zhoršíme dynamiku vozu, ale můžeme jej zrychlit do vysokých otáček. Proto se nedoporučuje předjíždět na nejvyšší rychlostní stupeň, po dokončení manévru je potřeba přejít na nižší rychlostní stupeň a přeřadit na vyšší.

Konstruktéři se při volbě převodových poměrů snaží najít kompromisní řešení, kdy neutrpí jak rychlost, tak charakteristika zrychlení.

V motorsportu se mnoho závodníků snaží dělat převodové poměry s přísně sekvenčním snižováním o určitou hodnotu. To se děje tak, že sportovec při zrychlování řadí „automaticky“, to znamená, že délka převodů je přibližně stejná.

Čtěte také: Naučte se správně jezdit do kopce s manuální nebo automatickou převodovkou bez couvání

Vysoká rychlost je režim typický pro jízdu v přímém směru. Pokud je trasa klikatá, doporučuje se použít IF s velkými hodnotami – takový výběr v závislosti na typu trasy přichází se zkušenostmi.

Ladění převodovky se změnou převodového poměru

Ne každý ví, že nejlepší dynamický výkon nezávisí na výkonu, ale je dosahován v rozsahu otáček, který je více charakteristický pro maximální točivý moment. To znamená, že při mezních hodnotách otáček klikového hřídele, nejnižší a nejvyšší, nedosáhne točivý moment svého maxima.

Jinými slovy, čím větší je rozdíl mezi aktuální a maximální rychlostí, tím horší bude zrychlení. U klasických převodovek se snaží volit převodové poměry tak, aby akcelerace vozu byla na nižších převodových stupních komfortní a ty nejvyšší slouží k udržení vysoké rychlosti při úspoře paliva.

Pokud účinnost není kritickým ukazatelem, lze dynamiku zlepšit výměnou měniče. V tomto případě se rozsah rychlostí otáčení klikového hřídele při pohybu na jednom převodovém stupni snižuje, to znamená, že se zkracuje a invertor sousedních převodů se přibližuje k sobě. Dokonce pro to existuje termín – těsná řada kontrolních bodů.

Co to znamená z pohledu řidiče? Motor dosáhne maximální rychlosti na nižší převodový stupeň, ale při přechodu na vyšší rychlostní stupeň zůstávají otáčky přibližně na stejné úrovni – klesají, ale ne kriticky, a zůstávají v podrozsahu maximálního točivého momentu.

Existuje několik způsobů, jak tento problém vyřešit – například nainstalovat kola menšího průměru nebo změnit převodový poměr hlavního páru (například zvýšit z 3,7 na 4,0). Nebo můžete tyto metody kombinovat.

Mnoho lidí to dělá: pokud má konkrétní model konfigurace s různými pohonnými jednotkami (například 1,1, 1,3 a 1,6 litru), pak se převodový poměr hlavního páru pro auto s 1,6-litrovým motorem rovná frekvenci. převodník charakteristika mladší verze.

To znamená, že v důsledku takového ladění bude při nastavení měniče na 4,0 místo standardních 3,7 převodový poměr na pátém rychlostním stupni stejný jako na čtvrtém. Pokud dáte auto na pneumatiky s menším průměrem, dále se tím sníží převodový poměr. To znamená, že auto bude zrychlovat mnohem rychleji, ale také spotřebuje více benzínu.

Po takové modernizaci se na 5. rychlostní stupeň motor roztočí „na maximum“, což cestujícím na pohodlí nepřidá. Takové ladění je tedy vhodné pouze v případě naléhavé potřeby s přihlédnutím k dalším vlastnostem vozu (jeho hmotnost, výkon motoru, provozní režim).