Часто в рекламных материалах того или иного транспортного средства большое количество передач обозначается как невероятное преимущество. То у велика 27 скоростей, то у нового кроссовера аж восьми ступенчатый автомат. Вот только нужно ли такое разнообразие и как это воспринимать с технической точки зрения?
Как обычно есть "за" и есть "против". Давайте обсудим эти моменты без сложных физических терминов.
Начать разбирать вопрос проще всего будет на примере горного велосипеда с большим количеством скоростей. Наверняка все читатели хотя бы примерно представляют, как это работает.
Много скоростей у велосипеда
Из опыта эксплуатации обычно следует, что реально используется две-три передачи. Это "понижайка", что-то в районе 1-2. Средняя передача 2-4 и стандартная комбинация для ровных дорог, что-то в районе передач 3-5. Востребованность этих передач обычно легко заметить.
Кассета со звёздочками стирается с разной интенсивностью. Логично следует, что изнашиваются сначала наиболее востребованные передачи.
Если используется всего несколько передач, то для чего плодить их в таком огромном количестве?
Всё просто. Это нужно для того, чтобы подобрать оптимальный диапазон. Такой подход весьма полезен, когда двигатель слабый. Ну а велосипедист - это неплохой пример ограниченных возможностей двигателя. Обычное движение состоит из некоторого баланса между приложением силы и движения по инерции (или наката в случае велосипеда).
Если бы велосипедист имел неограниченную силу, то он бы легко развивал нужный момент на педалях и даже с одной передачей заезжал бы в любую горку. Но силы обычно ограничены и приходится подбирать передачку "полегче". Можно было бы ограничиться использованием заведомо пониженной передачи, но тогда на ровных поверхностях велосипедист захлебнётся в интенсивности кручения педалей. Он будет ехать "медленно" но "сильно" и это плохое решение.
Теперь представьте, что вы не просто катаетесь по парку, а стараетесь победить в соревнованиях. Тут очень важно сохранить баланс между скоростью движения и экономией сил. Поедешь медленно - обгонят. Поедешь быстро - будешь сильнее уставать. Добавьте к этому сложный рельеф с перепадами высот и специфику со слабым двигателем, о которой упоминалась выше.
Получится, что нужно для каждых условий подбирать определенную передачу.
Причём, чем больше будет выбор, тем точнее можно будет подобрать нужный вариант.
Обычно велосипедист ориентируется на каденс (частоту вращения педалей) и сравнивает это с частотой сердечных сокращений. Исходя из баланса выбирается оптимальный режим кручения, чтобы и не перегрузиться, и результата добиться.
Из сказанного похоже следует, что чем больше передач тем лучше. Вот только есть важное обстоятельство - лучше для спортсмена, который будет эффективно использовать весь диапазон.
Для катания по парку это точно лишнее. Ведь включается ещё один эффект: больше передач - сложнее механизм.
Ну а мы-то с вами уже обсуждали на канале, что чем проще техника, тем она надежнее. Вся механика говорит об этом.
Большое количество деталей увеличивает вероятность отказа всего механизма кратно количеству элементов.
В велосипеде это тоже отлично прослеживается. Достаточно начать настраивать задний переключатель. Чем больше звёзд на кассете, тем точнее он должен работать и тем меньше ход при переключении. В итоге небольшое ослабление тросика приводит к глюкам. В итоге кассета с 5 звёздами работает лучше, чем кассета с 9.
А что с машинами?
Теперь перенесём эту логику на машину. Там вместо частоты сердечных сокращений оптимальные обороты, а вместо каденса - подходящий крутящий момент на валу, который можно развить с правильным подбором передачи. Причём, логика "мощного двигателя" тоже работает. К этому добавляется расход бензина и способность эффективно разгоняться до заветных 100 км/ч.
Увы, ситуация со сложностью механизма тоже аналогична. Чем больше передач тем сложнее конструкция коробки передач. Тем больше и вероятность её выхода из строя.
Но при правильном использовании коробки в случае механики или при наличии автоматической коробки, использование большего диапазона уменьшит износ каждой из передач. Поэтому, если коробка правильно спроектирована и качественная, то она будет довольно надежна и долговечна. Кроме того, можно ещё и эффективно использовать менее мощный двигатель и экономить топливо.
Пример тут такой же, как и с велосипедом. С небольшим дополнением. Представьте, что нужно заехать в горку на автомобиле. Вы начинаете движение с первой передачи. Смотрите на тахометр (или, как опытный водитель, чувствуете двигатель), видите, что стрелка доползла до зоны переключения. Перекидываете передачу и понимаете, что двигателя-то не хватает. На второй передаче он долго раскручивает вал до заветных значений следующего переключения. Ну а на первой уже, вроде как, обороты слишком высокие. Компромисс - втыкать вторую и ждать, пока двигатель выйдет на режим, преодолевая инертность.
Если бы в этот момент между 1 и второй передачей было бы что-то типа 1,5 , то проблема была бы решена и ситуация, что одной "много", а другой "мало" пропала бы.
Таких примеров можно придумать много для каждых вариантов дорожных условий. Особенно значимо это в случае использования автоматической коробки передач. И, в отличие от велосипеда, тут возможность подобрать оптимальную передачу будет использоваться на все 100%.
Получается, что если коробка надежная и усложнение конструкции не значительное, то для автомата большое количество передач - это только плюс. Правда правило про усложнение конструкции никуда не денется и, по сути дела, самая большая надежность была бы у конструкции вообще без коробки.
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!
✅ Поддержать проект монеткой или задать вопрос можно тут! Здесь же я публикую фрагменты будущей книги
👉💖 Ставьте лайки материалу, подписывайтесь на проект!
