Təkər sayı niyə fasiləsiz artır?

Vites sayısı artdıqca ötürmə qutisi motoru ən səmərəli fırlanma diapazonunda saxlayaraq həm momenti artırır, həm də yanacaq sərfiyyatını azaldır.
Vites sayısı artdıqca ötürmə qutisi motoru ən səmərəli fırlanma diapazonunda saxlayaraq həm momenti artırır, həm də yanacaq sərfiyyatını azaldır.

Bu Səhifəni Paylaşın

Ötürmə vəslərinin sayı, mühərrikin gücünü və momentini ən səmərəli şəkildə yaratdığı dar fırlanma diapazonunda saxlaya bilmək üçün artır: Birinci vəsələ doğru qısalan nisbətlər yerdən qalxarkan momenti artırır, yuxarı vəsələlərə doğru uzanan nisbətlər isə magistral sürətində mühərrikin fırlanma sayını və yanacaq sərfini azaldır. 1990-cı illərdə tipik avtomobillərdə 3-5 ötürmə vardı, son iki model ilində isə bu rəqəm ən azı 6-ya, bəzi modellərdə isə 10-a çatdı.

Seçilmişlər

  • ZF 8 ötürməli avtomat, 3 ötürməli avtomatla müqayisədə %21-24 daha yaxşı yanacaq iqtisadiyyatı təklif edir.
  • 2017 Ford F-150-də 6 ötürmədən 10 ötürməyə keçid, 0-60 mph göstəricisini 0,2 saniyə qısaltdı.
  • 2016-cı model ilindən etibarən avtomatik ötürmələr yanacaq səmərəliliyində mexaniki ötürmələri keçdi.
  • Ford və GM mühəndisləri 10 ötürmənin faydalı yuxarı hədd olduğunu etiraf edir.

Vəslərin Sayı Niyə Artır? Mühərrikin Səmərəli Fırlanma Diapazonu

Şanzımanın tek görevi, motoru hem en güçlü hem en az yakıt tükettiği o dar devir aralığında tutmak; vites sayısı arttıkça motor bu ideal bölgede daha çok vakit geçirir.

Daxili yanma mühərrikinin iş xəritəsini təsəvvür edin. Benzinli və ya dizel olmasından asılı olmayaraq, mühərrik ən yüksək gücü və momenti yaratdığı, nisbətən dar bir fırlanma (RPM) diapazonuna malikdir və məhz burada ən az yanacaq sərf edir. Ötürmənin vəzifəsi məhz budur: Təkərə gedən fırlanma sürətini mühərrikin bu ideal zonasında saxlamaq. Vəslərin sayı artdıqca mühərrik bu optimal diapazonda daha tez-tez işləyir; hər vəsəl mühərrikin fırlanma sayını qorumaq üçün daha incə tənzimlənmiş nisbət təklif edir.

Az sayda vəsələ malik avtomobildə isə mühərrik mövcud sürətə ən yaxın vəsələ razı salınmalı olur. Nəticə, lazım olandan daha yüksək fırlanma saylarında işləməkdir. Yüksək fırlanma sayı vahid zamanda daha çox yanacaq deməkdir və mühərriki də daha çox yorur. Kobud bir məntiq zənciri qursaq: Daha çox fırlanma, daha çox mühərrik işi, daha çox yanacaq, daha çox gərginlik və aşınma deməkdir. Bu zəncirin əksinə çevrilməsi, vəsəl yarışının əsas hərəkətverici gücüdür.

Aşağı vəslərlə yuxarı vəsələlərin rolları bir-birindən tamamilə fərqlidir. Qısa nisbətli birinci vəsələ təkərdə momenti artıraraq yerdən qalxmağı və yamacın qalxmasını mümkün edir. Uzun nisbətli overdrive vəsləri isə magistral sürətlərində mühərrikin fırlanma sayını azaltmaqla həm sərfiyyatı azaldır, həm də kabinədə eşidilən səsi kəsir. Problem budur: Bu iki qütb arasına nə qədər çox ara nisbət sıxırsınızsa, mühərrikin fırlanma sayı bir o qədər az düşür və bir o qədər səmərəli qalır.

Nisbət Yayılması: 10 Ötürməli Ötürmənin Mühəndislik Məntiqi

Vəslərin sayı artdıqda yalnız ara addımlar artmır; ümumi nisbət diapazonu, yəni ratio spread də genişlənə bilir. Müasir 10 ötürməli ötürmələrdə birinci vəsəl aqressiv yerdən qalxma üçün xeyli qısa nisbətə malik olsa da, ən yuxarı vəsəl aşağı fırlanmalı gəzinti üçün əvvəlkindən xeyli uzundur. Aralıqdakı addımlar isə kiçik qalır. Yerdən qalxarkən yüksək ədədi nisbət, gəzintidə uzun yuxarı vəsəl: Eyni ötürmədən həm performans, həm səmərəlilik istəmək artıq ziddiyyət deyil, dizayn hədəfidir.

Qısalan addımların ikinci bir faydası var: Vəslər arası keçidlərdəki pozulma azalır. Bir ötürmə arasında mühərrik fırlanması çox aşağı düşdükdə keçid hiss olunur, sürətlənmə kəsilir. Addımlar daraldıqca bu keçid həm yumşalır, həm də sürətlənir; müasir 8-10 pilləli avtomatlarda sürətli debriyaj dəyişimləri və ağıllı idarəetmə proqramı sayəsində bir dəfəyə dörd-beş ötürmə dəyişmək mümkündür. Məsələn, Ford və GM-nin birgə hazırladığı 10 pilləli transmissiyanın idarəetmə kompüterində əvvəlki 6 pilləlidən iki dəfə çox, 1 milyondan artıq kod var və qaz pedalının hərəkətinə uyğun ani aşağı ötürmələr edə bilir.

Rəqəmlərlə nə dəyişdi?

Konkret nümunələr ötürmə sayının təsirini ölçüləbilir edir. 2017 model Ford F-150 əvvəlki ilin 6 pilləli transmissiyalı versiyası ilə müqayisədə 10 pilləli transmissiya ilə şəhərdə və avtomagistralda bir-bir, 4x4 versiyada isə iki mpg daha çox yanacaq iqtisadiyyatı əldə etdi; 0-60 mph sürətlənmə vaxtı 0,2 saniyə qısaldı. Eyni model ilinin çəkici versiyalarında 375 hp güc və 470 lb-ft saatla 12.200 funt çəkmə qabiliyyətinə nail olundu. Sedan tərəfində də oxşar mənzərə var: 2017 Chevrolet Malibu-da 8 pillədən 9 pilləyə keçid yanacaq səmərəliliyini təxminən %3 artırdı.

ZF-nin 2012-ci ildə paylaşdığı məlumatlar ötürmə sayı ilə sərfiyyat arasındaki əlaqənin nə qədər dramatik ola biləcəyini göstərir: 8 pilləli avtomat 3 pilləli avtomata görə %21-24 yaxşılaşma vəd edir; 6 pilləyə görə qənaət təxminən %11, 5 pilləyə görə %14. ZF 9 pilləli isə 6 pilləyə görə %16-ya qədər yaxşılaşma hədəfləyir. ZF 8HP-nin texniki sənədlərindəki dəyərlər də eyni istiqamətdədir: 6 pilləli 6HP-yə görə %12, 5 pilləyə görə %14 daha az sərfiyyat. Mühəndis baxışıyla baxdıqda bu rəqəmlər təsadüfi deyil, nisbət addımlarının birbaşa riyaziyyatıdır.

Transmissiya Müqayisə Yanacaq iqtisadiyyatı yaxşılaşması
ZF 8 pillə 3 pilləyə qarşı %21-24
ZF 8 pillə 5 pilləyə qarşı %14
ZF 8 pillə 6 pilləyə qarşı %11
ZF 9 pillə 6 pilləyə qarşı %16-ya qədər
GM 9 pillə Əvvəlki 8 pilləyə qarşı (Malibu) %3

Çox ötürmənin bahası: Mürəkkəblik, Ağırlıq və Xərc

Hər əlavə ötürmə əlavə debriyaj elementləri, daha mürəkkəb klapan bloku komponentləri və daha çox kompüter idarəetməsi deməkdir. Daha çox hərəkətli hissə qaçılmaz olaraq daha böyük mexaniki problem potensialı və daha bahalı transmissiya vahidi gətirir. GM Miçiqan ştatının Romulus şəhərindəki yüksək pilləli transmissiya zavoduna 323 milyon dollar sərmayə qoydu; bu rəqəm çox pilləli avtomatların nə qədər ciddi sənaye investisiyası tələb etdiyinin ölçüsüdür.

Ağırlıq da mübahisənin mərkəzindədir. Kritik bir baxış belədir: Ağırlıq performansın düşmənidir; istehsalçılar daha çox ötürmə əlavə etmək əvəzinə avtomobilləri yüngülləşdirməyin yollarını axtarmalıdır. Bu tənqid əsassız deyil, çünki hər qazanc mexaniki mürəkkəbliklə əldə edilir. Digər tərəfdən azalan gəlirlər də qaçılmazdır: 8 və 9 pillədən sonra hələ də fayda görülsə də, 11-12 pilləyə keçid zamanı arxitektura problemlərinə səbəb olan azalan gəlirlər özünü göstərir. Ford və GM mühəndis komandaları 10 qabaq ötürməni bu fayda əyrisinin optimal nöqtəsi kimi görür.

Bir də davamlılıq problemi var. 10 qabaq ötürmə hər avtomobil üçün optimal həll deyil; regional bazarlara görə 6 qabaq ötürmələrin də uzun müddət istifadədə qalacağı düşünülür. GM öz tərəfindən, ön çəkili modellərə yönəlmiş 9 qabaq ötürməsi ilə premium yüksək ötürməli bazarı birlikdə qarşılaya biləcəyini hesablayır və hər iki ötürmənin ömürlük sızdırmaz, baxım tələb etməyən vahidlər kimi dizayn edildiyini vurğulayır.

8 Qabaq yoxsa 10 Qabaq? Nisbət Yayımının Alternativ Həlli

10 qabaq ötürmə çəkişlə bağlı tək baxış bucağı deyil. ZF məktəbi dar addımlar əvəzinə daha geniş nisbət yayımına malik 8 qabaq ötürməni müdafiə edir və 8HP həm idman avtomobillərinə, həm də lüks sedarlara xidmət edəcək qədər sürətli və zərif vahid kimi geniş qəbul görür. Praktik müqayisə bunu təsdiqləyir: 2020 Chevrolet Silverado Z71 üzərində aparılan 8 qabaq və 10 qabaq ötürməli versiyaların müqayisəsində, 10 qabaqın 8 qabağa qarşı açıq bir üstünlüyü tapılmadı; ZF-nin geniş nisbət yayımı öz işini görürdü.

Bundan çıxan dərs, ötürmə sayının özündən çox nisbət yayımının və addım darlığının vacib olmasıdır. 10 qabaq ötürmə xüsusilə çəkis və ağır yük daşıma ssenarilərində güclü seçim kimi önə çıxır; yüngül avtomobillər və gündəlik istifadə üçün isə yaxşı tənzimlənmiş 6-8 qabaq çox vaxt kifayətdir. "Nə qədər çox ötürmə, o qədər yaxşı" düsturu mühəndislik dünyasında nadir hallarda düzgün işləyir.

CVT və DCT: Ötürmə Sayının Alternativləri

Çox ötürməli avtomatlar tək yol deyil. CVT, kəmər və kəhriz sistemi ilə sonsuz sayda nisbət təklif edərək mühərriki tamamilə ötürmə dəyişmədən səmərəliliyin optimal nöqtəsində saxlaya bilir; əksər hallarda standart avtomatdan daha yaxşı yanacaq iqtisadiyyatı təmin edir. Qarşılığında, kəmər-kəhriz quruluşunun verdiyi sürüş xarakteri hər kəsin xoşuna gəlmir və yüksəkMomentli tətbiqlərdə davamlılıq sualı gündəmə gəlir. İkinci tutacaqlı ötürmələr (DCT) yalnız performansa yönəlmiş avtomobillər üçün deyil, sürətlə səmərəliliyi tarazlamaq istəyən modellər üçün də keçərli yol təklif edir.

Maraqlı bir dönüş nöqtəsi, avtomatların mexaniki ötürmələrə qarşı tarixi üstünlüyüdür: 2016 model ilindən etibarən avtomatik ötürmələr yanacaq səmərəliliyində mexaniki ötürmələri ötdü və ya ən azından bərabərləşdirdi. On il əvvələ qədər "mexanik daha az yanacaq sərf edir" fərziyyəsi demək olar ki, hər sinifdə keçərli idi, çox ötürməli avtomatların sıx nisbətləri bu bərabərliyi əksinə çevirdi. Ötürmə yarışının əsl hədəfi performans deyil, yanacaq səmərəliliyi idi; ABŞ-dakı korporativ orta yanacaq iqtisadiyyatı (CAFE) standartlarının bu tendensiyanın hərəkətverici qüvvəsi olduğu açıqdır. Performans artımı isə qısa birinci ötürmə və sürətli keçidlərin yan məhsulu kimi gəlir.

Elektrikli avtomobillər niyə ötürmə saymır?

Elektrik mühərrikləri bu müzakirənin tamamını keçərsiz edən bir xüsusiyyətə malikdir: Sıfırdan maksimum fırlanma dərəcəsinə qədər demək olar ki, davamlı moment istehsal edirlər. Verimli fırlanma diapazonu deyə dar bir zona axtarmağa ehtiyac yoxdur; motor demək olar ki, hər yerdə eyni xarakteri göstərir. Bu səbəbdən elektrikli avtomobillər təkmürəliyə razıdır. Təkmürəliyin artması, daxili yanma mühərrikinin dar səmərəli zonasının həlli idi; dar səmərəli zona aradan qalxınca nisbəti artırmaq ehtiyacı da aradan qalxır. Qol müqayisəsi də aydınladıcıdır: Pedallı velosipedlərdə insan gücü çox dar bir qüvvə diapazonunda istehsal olunduğu üçün 18 və daha çox sürət qutusu lazımdır; yüklü maşınlarında da ağır yüklərə görə 18 irəli ötürmə ola bilər. Təkmürəliyin sayı, mühərrikin xarakteri ilə avtomobilin vəzifəsi arasındakı boşluğu bağlayır.

Nə Qədər Təkmürəli Kifayətdir? Azalan Gəlirlərin Düzgün Nisbəti

Bəs ideal say nədir? Aydın və ölçülə bilən cavab yoxdur, amma sərhədlər məlumdur. Zəif güclü və yüngül avtomobillərdə 5 irəli ötürmə, həm istehsal xərci, həm də avtomobilin performans potensialı baxımından hələ də kifayət edə bilər. Ağır yüklü maşınlar üçün 18 irəli məntiqlidir, çünki yüklü və yüksüz vəziyyətlər arasındakı nisbət ehtiyacı uçurum qədər böyükdür. Sərnişin avtomobillərində 6-8 irəli əksər ssenariləri qarşılayır; 10 irəli isə tam yükgötürmə, sürətli sürətlənmə və aşağı səfər sərfiyyatını eyni anda hədəfləyən böyük mühərrikli avtomobillərdə məna kəsb edir. İstehsalçı tərəfində Ford və GM 10 irəlini optimal nöqtə hesab edir, əks fikir isə çoxlu təkmürəlinin çəki və mürəkkəblik yükünü lazımsız sayır. Hər iki tərəf qismən haqlıdır: Düzgün cavab avtomobilin vəzifəsindən asılıdır və hər əlavə təkmürəlinin xərcini yanacaq iqtisadiyyatındakı qazanc ödəməlidir. Əks halda təkmürəli sayı, dəftərlərdə gözəl görünən, amma yolda bahasına başa gələn bir xüsusiyyətə çevrilir.

Mənbələr