Una transmisión de relación cerrada es una transmisión de vehículo en la que la diferencia entre las relaciones de transmisión de los engranajes se minimiza en relación con otras transmisiones utilizadas en vehículos similares. El uso de "cerca" describe la cercanía / proximidad en lugar de la apertura (es decir, abierto frente a cerrado).
No existe una estandarización industrial entre los fabricantes en cuanto a lo que constituye una transmisión de relación estrecha. Por lo tanto, una transmisión que un fabricante denomina relación cercana no necesariamente puede ser considerada de relación cercana por otro fabricante.
Comparación con la transmisión ordinaria
Esta tabla compara las relaciones de tres vehículos Porsche 911 de 1967 a 1971, el primero es la transmisión estándar 901/75, el segundo es la transmisión 901/76 denominada "Para subidas de pendientes" y la tercera es la transmisión 901/79 indicada. "Ratios de Nurburgring".
Engranaje | Proporción (estándar) | Ratio ( subida de la colina ) | Ratio ( Nürburgring ) |
---|---|---|---|
1er | 2,64 | 2,83 | 2,64 |
2do | 1,78 | 2,00 | 1,60 |
Tercero | 1,27 | 1,55 | 1,32 |
Cuarto | 1,00 | 1,32 | 1.08 |
Quinto | 0,82 | 1,22 | 0,93 |
Matemáticamente, esta cercanía se puede representar por el espaciado promedio acumulado entre, o el promedio geométrico de, engranajes. Para la transmisión en serie anterior, la relación de cada marcha sucesiva es en promedio el 75% de la de la marcha anterior (por ejemplo, (0,82 / 2,64) 1/4 = 0,747). La transmisión Hill Climb tiene relaciones de transmisión sucesivas el 81% de la de la marcha anterior, y la transmisión Nuerburgring tiene relaciones de transmisión sucesivas el 77% de la de la marcha anterior. Por lo tanto, las marchas de la transmisión Hill Climb están "más cerca" en relación numérica a la marcha anterior que la de la transmisión estándar o Nuerburgring, lo que la convierte en una transmisión de relación cerrada.
No existe una cifra específica que se utilice para indicar si los pasos entre engranajes constituyen una transmisión de relación normal o cerrada. A menudo, los fabricantes usan este término cuando ofrecen una transmisión manual estándar y una transmisión opcional más deportiva, una con relaciones más cercanas que la otra, como lo hizo Porsche anteriormente. Pero esta transmisión de relación cerrada no es necesariamente más cercana en relaciones que la transmisión manual normal de otro fabricante.
Solicitud
Para maximizar la aceleración, la velocidad del motor de un automóvil debe mantenerse cerca de las velocidades del motor donde se desarrolla la potencia máxima. Por esta razón, los vehículos utilizan transmisiones ; a medida que la velocidad del vehículo aumenta hasta el punto en que la velocidad del motor excede la velocidad a la que se desarrolla la potencia máxima, el conductor cambia a una marcha más alta (relación numéricamente más baja), lo que reduce la velocidad del motor y permite una aceleración continua.
Los motores de combustión interna que se encuentran en los automóviles de pasajeros pueden operar en un rango relativamente amplio de velocidades. Un tipo de transmisión de relación cerrada está diseñado para permitir que un motor permanezca en una velocidad de operación relativamente estrecha. Alternativamente, una transmisión de relación amplia requiere que el motor funcione en un rango de velocidad mayor, pero requiere menos cambios y permite un rango más amplio de velocidades de salida. Las transmisiones de relación cerrada generalmente se ofrecen en autos deportivos , en los que el motor se ajusta para obtener la máxima potencia en un rango estrecho de velocidades de operación y se puede esperar que el conductor disfrute de los cambios frecuentes para mantener el motor en su banda de potencia .
Es posible que la siguiente marcha superior sea tal que el cambio ascendente reduzca excesivamente la velocidad del motor, lo que provocará que el motor funcione fuera de su "banda de potencia". Por ejemplo, el Porsche 911 S de 1967 producía 160 CV a 6600 rpm y 179 Nm de par motor a 5200 rpm. Usando las relaciones de transmisión estándar anteriores, asumiendo que el conductor cambia de 2da a 3ra velocidad a 6,600 / min, la velocidad del motor bajaría a 4,990 / min (que es 6600 x 1,27 / 1,78). En este caso, cambiar a 3ª marcha hace que la velocidad del motor sea ligeramente inferior a la velocidad a la que se produce la potencia máxima. Al usar una caja de cambios de relación cerrada, como el ejemplo de Hill Climb anterior, cambiar a la 3ra marcha reduciría la velocidad del motor a 5,110 / min (6600 x 1,55 / 2,00), que casi coincide con la potencia máxima de salida del motor.
Del mismo modo, el conjunto de engranajes de Nuerburgring anterior también está numéricamente más cerca que el conjunto de engranajes estándar, lo que lo hace más útil para aplicaciones deportivas. Sin embargo, la especificación de Nuerburgring tiene una relación de 5ª marcha "más alta" (numéricamente más baja) que la caja de cambios Hill Climb, lo que permite velocidades máximas más altas necesarias para este circuito de carreras más rápido.
El juego de engranajes estándar, con su 5ª marcha numéricamente más baja, permitirá velocidades del motor aún más bajas a velocidades de autopista, reduciendo así el ruido del motor y el consumo de combustible, pero compromete el rendimiento de aceleración a velocidades muy altas.
Transmisiones de pseudo relación cercana
Una forma de crear una transmisión de relación cerrada es instalar más marchas en la transmisión sin alterar las relaciones de marcha más bajas y más altas. De esta manera, algunas transmisiones de seis velocidades disponibles en vehículos de consumo se etiquetan como "relación cerrada". Una vez más, el problema que define es el espaciado general de las marchas entre la 1ª y, en este caso, la 6ª.
Si una transmisión de seis velocidades puede legítimamente llamarse "relación cerrada" depende de si mantiene la marcha superior sin cambios en relación con la de un modelo comparable de 5 velocidades, lo que hace que el cambio en las relaciones de baja a alta se produzca en velocidades más pequeñas. pasos (es decir, relaciones más cercanas) entre engranajes. Alternativamente, algunas transmisiones de seis velocidades tienen relaciones esencialmente iguales a las de una transmisión de 5 velocidades y agregan una sexta marcha aún más alta (numéricamente más baja) que permite velocidades del motor aún más bajas a velocidades de autopista. En este caso, la transmisión se consideraría una transmisión de sobremarcha "doble" , dependiendo de las relaciones de marcha de la quinta y sexta. [1]
Por extensión, una transmisión automática también podría llamarse de relación cerrada. Con el advenimiento de las transmisiones automáticas de 6, 7 y 8 velocidades, las relaciones se acercan cada vez más, lo que cumple con la concepción matemática de lo que constituye una transmisión de relación cerrada.
Transmisiones continuamente variables (CVT)
Antes de la década de 1970, las transmisiones manuales de los fabricantes generalmente tenían tres o cuatro marchas. Para cumplir con los requisitos para maximizar el ahorro de combustible, los fabricantes comenzaron a ofrecer transmisiones manuales de 5 y, en la década de 1990, de 6 velocidades. Del mismo modo, las transmisiones automáticas de 3 velocidades eran la norma hasta hace relativamente poco, pero ahora se ofrecen transmisiones automáticas de 6, 7 y 8 velocidades.
Al reducir el espacio entre las relaciones permitido al tener más marchas, la velocidad del motor de un vehículo se puede mantener en una banda estrecha. Con una transmisión de 5 velocidades, el rango de potencia debe ser relativamente amplio, lo que requiere comprometer la eficiencia del motor . Con una transmisión de 8 velocidades, el rango de potencia se puede mantener relativamente estrecho, lo que permite al ingeniero optimizar la eficiencia del motor a una velocidad particular del motor, y la transmisión intenta mantener el motor funcionando a esa velocidad.
(La eficiencia del motor mejora en gran medida cuando se maximiza la carga en el motor; por lo tanto, las transmisiones automáticas también cambian hacia arriba siempre que sea posible en un intento de disminuir la velocidad del motor tanto como sea posible, lo que aumenta la carga y la eficiencia).
La reciente introducción de transmisiones continuamente variables (CVT) intenta llevar esta estrategia a su conclusión lógica. Esto permite un "número" casi infinito de relaciones de transmisión, lo que implica una transmisión infinitamente estrecha. Sin embargo, dado que no hay engranajes o relaciones de transmisión específicas, uno realmente no consideraría una transmisión de relaciones tan estrechas.
Referencias
- ^ "Sobremarcha" en una caja de cambios se define técnicamente como cuando el eje de salida gira más rápido que el eje de entrada; en otras palabras, está "sobrecargado". Por lo tanto, una verdadera relación de transmisión de sobremarcha debe ser inferior a 1: 1. Si tanto la 5ª como la 6ª marcha tienen relaciones inferiores a 1,00: 1, ambas son sobremarchas. La transmisión de la serie BMW anterior tiene una transmisión de "sobremarcha de 5 velocidades"; la transmisión de relación cerrada opcional no tiene una quinta marcha con sobremarcha. En la transmisión general, "overdrive" es más complejo y hay varias definiciones en uso, incluida la de caja de cambios simple. Ver Overdrive (mecánica)