מכניקה של תיבות הילוכים

[ANewTapuzUserQ]

מכניקה של תיבות הילוכים

כל תיבת הילוכים, בין אם של רכב ובין אם של אופניים תפקידה לקחת תנועה סיבובית בעלת סל"ד משתנה (אך תחום בגבולות סגורים) ולחלק אותה לתחומי עבודה שונים, כאשר מצד אחד יהיה מומנט גבוה ומהירות סיבובית נמוכה ומהצד השני הפוך. ככל שהמהירות עולה, תשאף תיבת ההילוכים להגדיל את יחס שבין סל"ד הפלט של המנוע לסל"ד מערכת ההינע (הגלגלים לצורך העניין) ובכך תתאפשר הגדלה נוספת של המהירות. מה שאני לא מצליח להבין זה, למה אי אפשר להוסיף עוד ועוד גלגלי שיניים (להגדיל את היחס יותר) ובכך להמשיך ולהאיץ תוך שימוש באותו מנוע? ברור לי שאני מפספס פה משהו בסיסי, אנא האירו את עיני

 

[niv1990]

אני חושב שאפשר (אם הבנתי מה אתה שואל)

פשוט עוד גלגלי שיניים זה מקום לעוד תקלות, עוד מחיר ועוד בזבוז אנרגיה לחום (לא בטוח עד כמה הוא משמעותי). פשוט אין צורך בהגברת המהירות מעל 150 קמ"ש עקב חוקי התנועה היכולת לנהוג במהירויות אלו. אפשר לחילופים להקטין יותר ויותר את אחד מהגלגלים...

 

[avinamal]

כיוון שמכפלת המומנט בסל"ד היא גודל קבוע

המכונה לעתים הספק המנוע... יש מומנט מינימום שיש להפעיל כדי, למשל, להזיז אוטו בעליה.

 

[arye9]

דוגמה קלה להבנה

גם סביבון הוא מנוף, אתה מסובב את הידית והמהירות הקוית של הקצה החיצוני של גוף הסביבון מסתובב במהירות גדולה יותר מאשר של ידית הסביבון. אם תגדיל את רדיוס גוף הסביבון המהירות הקווית תגדל עד רגע מסויים שלא יהיה לך כוח לסובב אותו. אותו דבר בקשר למנוע, יגיע רגע שבו הוא יגיד די.

 

[טל ר]

הבעיה היא הספק המנוע

ככל שאתה מאיץ את הרכב, נדרש הספק גבוה יותר על מנת לשמור את הרכב במהירות קבועה במישור (הסיבה כפולה - הגרר האוירודינמי של האויר גדל עפ"י ריבוע מהירות הרכב, והספק הגרר והחיכוך הם הכוח מוכפל במהירות, כך שהספק רכיב התנגדות האויר פרופורציונלי למהירות בשלישית). כאשר מדובר בעליה נוסף רכיב המשקל למשוואה. תיבת ההילוכים משנה את המהירות הזויתית והמומנט על הגלגלים, אולם הגורם אותו היא משאירה קבוע (בהעדר הפסדים) הוא מכפלתם - ההספק, והוא הגורם המגביל. בד"כ אף המהירות המירבית של כלי רכב תושג בשימוש בהילוך אחד נמוך מההילוך הגבוה ביותר. הסיבה שההילוך הגבוה בכלל שם זה על מנת לאפשר למנוע לפעול בסל"ד נמוך יותר (צריכת דלק נמוכה יותר). טל

 

[חייםאבג]

למכשלה הזו קוראים אוברדרייב

מי שנוהג מכיר את התופעה הזו - כמשלבים להילוך גבוה במהירות נמוכה הרכב מקפץ בצורה לא חלקה. ומפה אתה יכול להתחיל להבין למה יש 'סוף' להילוכים - לכל ההילוכים (פרט לאחרון ומיד נזכיר אותו) יש יחס העברה שלילי, כלומר, תמיד המנוע יסתובב לאט יותר מהגלגל. ברגע שהגלגלים מתחילים להסתובב מהר יותר מהמנוע כל העסק משתבש כי פתאום הם דוחפים את המנוע ולא ההפך. כאמור, פרט להילוך האחרון, ה"אוברדרייב", שלו יש יחס חיובי (בערך 1:1.05), להילוך הזה כמעט אין 'כח' והוא יעיל רק במהירויות גבוהות. ונכון, הוא גם הילוך חסכוני.

 

[טל ר]

תיקון, ברשותך

לעניין היחס ה"שלילי" וה"חיובי" - לדעתי כולם חיוביים, ההילוך היחיד בעל יחס העברה שלילי הוא הילוך אחורי (מאחר מהמספר המפריד בין החיוביים לשליליים אינו 1 אלא 0). לעניין יחס ההעברה לעומת היחס הניטרלי (1:1), לא לקחת בחשבון את ה-Final Drive Ratio, בד"כ 2.8:1 במכוניות אוטומטיות מודרניות, מה שמפיל את תזת ה"גלגלים מהירים מהמנוע", מאחר ומצב זה בד"כ לא יתקיים בשום הילוך. בנוסף, אין כל נקודת "קסם" ביחס ה-1:1 שהופכת את היוצרות (כך שלפתע הגלגלים יסובבו את המנוע במקום ההיפך). השאלה היחידה כאן היא הספק הנטו של המנוע בסל"ד ובמצב המצערת הנוכחיים (לאחר ניכוי הפסד) - אם הוא גדול מ-0, אז המנוע מסובב את הגלגלים.

 

[avinamal]

../images/Emo45.gif טוב שענית, שלא תהיה הטעיית הציבור.

 

[חייםאבג]

ויקום המלפפון ויך את האיכר

Gear Ratio 1st gear 2.97:1 2nd gear 2.07:1 3rd gear 1.43:1 4th gear 1.00:1 5th gear 0.84:1 6th gear 0.56:1 reverse 3.28:1 ולהסבר מלא יותר משם לקוחה הטבלא מויקיפדיה http://en.wikipedia.org/wiki/Gear_ratio

 

[טל ר]

מלפפון, אנא הישאר יושב

בטבלה הנ"ל הושמט ה-Final drive ratio עליו דיברתי, ואותו השמטת מהסברך המלומד בהודעתך הקודמת ובהודעתך הזו. ערכו בעבור כלי הרכב עליו אתה מדבר (מכונית ספורט ממש לא טיפוסית) הוא 1.91:1. הערכים בטבלה הם ערכי ההעברה בתיבת ההילוכים, לא יחס ההעברה בין המנוע לגלגלים. ולהסבר מלא יותר משם לקוח המספר מויקיפדיה http://en.wikipedia.org/wiki/C5_Z06