Come aggiungere una settima marcia a un'auto per migliorare il consumo di carburante?

Supponiamo che ci sia un'auto con cambio manuale a 6 marce, la cui 6a marcia equivale a 2000 giri / min a 100 km / h (~ 60 mph).

Come si può teoricamente aggiungere una settima marcia in grado di mantenere la stessa velocità a 1400 giri / min per migliorare il risparmio di carburante?

Questo è qualcosa che era abbastanza comune: negli anni '60 e '70, le persone aggiungevano un overdrive elettronico (o manuale) sul retro del cambio a 4 velocità per fornire una marcia in più (di solito due, in quanto funzionerebbe sia in 3a che 4a, sebbene su molte macchine la differenza tra overdrive-3a e direct-4a fosse molto piccola).

È improbabile che sia possibile su molte auto moderne, se del caso, per diversi motivi:

• La maggior parte delle auto moderne sono a trazione anteriore, quindi non c'è albero di uscita sul cambio, con la trazione che va direttamente nel differenziale (anche se alcuni primi FWD a 5 velocità erano semplicemente i precedenti a 4 velocità con un bit extra imbullonato al lato per avere lo stesso effetto)

• Non c'è spazio extra in un moderno vano motore per aggiungere i componenti extra.

• L'elettronica integrata nei moderni motori delle auto sarebbe molto confusa

• Non ne varrebbe la pena, in quanto i moderni cambi sono progettati per riflettere più da vicino le caratteristiche del motore, quindi la marcia superiore sarà impostata per avere il motore a regime ottimale a una velocità di crociera tipica - è molto più facile da fare con 6 marce rispetto al passato con solo 4. L'uso di overdrive che ho citato sopra in gran parte è coinciso con la proliferazione di autostrade e altre strade più veloci, quindi ha permesso le velocità di crociera più elevate necessarie per quelle strade.

Come sottolinea @SteveMatthews nei commenti, dipende dalla marca / modello dell'auto. Per rispondere apertamente alla tua domanda, tuttavia, non puoi semplicemente "aggiungere" un'altra attrezzatura. Nella maggior parte dei casi viene creata una trasmissione così come sono costruite. Non potresti semplicemente "aggiungere" un'altra marcia, perché non c'è spazio per inserirla. Non sono progettati per avere più marce.

Tuttavia, potrebbero esserci diversi modi per aggirare il problema. Se il veicolo è a trazione posteriore, c'è la possibilità di aggiungere un prodotto chiamato Gear Gear in under / overdrive . Questo si collega all'uscita della trasmissione esistente, che, quando attivata, può fornire un underdrive (come la marcia bassa in una valigetta di trasferimento 4wd) per fornire più coppia o può anche fornire un overdrive, che compone l'uscita della trasmissione a fai esattamente quello che stai suggerendo. (NOTA: non ho alcuna affiliazione con questo prodotto.)

Un altro modo per ottenere parzialmente ciò è quello di mettere pneumatici più alti sul veicolo. Più è alta la gomma, maggiore è la distanza percorsa per giro della gomma. Ciò significa che a una determinata velocità, i tuoi RPM sarebbero inferiori. Intendiamoci, per questa opzione, siete limitati dalla quantità di spazio nel vano ruota e dalla coppia disponibile del motore.

Potrebbe esserci un'altra opzione per cambiare effettivamente la trasmissione stessa. Ciò dipende fortemente dal produttore del veicolo e da ciò che ha creato che potrebbe adattarsi al tuo veicolo. Basta notare che la maggior parte delle trasmissioni finali della trasmissione si posizionano allo stesso modo, a seconda del motore. Ciò significa che, anche se una trasmissione diversa ha più marce, il tuo motore continuerebbe a girare allo stesso modo per raggiungere la stessa velocità. Se hai fondi disponibili, potresti eventualmente installare un'altra trasmissione nel tuo veicolo, ma il costo / manodopera / tempo in questione renderebbe questo un non-avviamento per la maggior parte delle persone. Sarebbe più facile / economico / migliore acquistare un veicolo diverso che ottiene una migliore resa chilometrica.

TL; DR: se proprio devi, prova a cambiare il rapporto di trasmissione. Ma quello che vuoi veramente è una nuova auto con cambio automatico.

Un'auto a 6 marce deve essere piuttosto moderna (15 anni o più recente). Ciò significa che l'auto è molto finemente calibrata e calibrata per funzionare nel suo insieme ed è accuratamente controllata dall'elettronica, il che è più un problema che aggiornare una macchina meccanica pura. In pratica hai solo un'opzione (ne avresti una in più se desideri aggiornare da 5 marce a 6) che molto probabilmente confonderà la tua auto, renderà la strada illegale (soggetta alle impostazioni locali), annullerà qualsiasi garanzia, renderà la tua auto comportata in modo irregolare in determinate circostanze, portare a un'usura prematura della trasmissione e può anche causare il blocco della tua auto nel rispetto delle normative sui gas di scarico sempre più rigorose. Detto questo, sembra interessante, facciamolo!

L'unica opzione praticabile è quella di cambiare il rapporto di trasmissione. Non puoi usare un'altra marcia, l'aggiornamento sarà proibitivamente costoso (non solo aggiornando l'alloggiamento del cambio, le guide delle leve, il sistema di collegamento e il sistema di controllo della trasmissione, avresti un grosso problema a lavorare sempre con la levetta sulla settima marcia, e una volta prestata la tua auto a un guidatore non iniziato, le conseguenze della conseguente confusione possono essere fatali).

Questo in realtà potrebbe essere piuttosto semplice (cambiando i rapporti, non uccidendo i tuoi passeggeri!), Perché le auto moderne (quelle su piattaforma europea di cui conosco un po 'poco) hanno cambi standardizzati per molte combinazioni di modelli e motori, dove l'unica differenza sono i rapporti di cambio . Quindi dovresti solo acquistare un cambio o due con i rapporti che desideri, scambiare le ruote dentate, sincronizzare gli anelli e i loro accessori, magari lavorare un nuovo albero o due, e sei a posto.

A seconda della marca e del modello, l'ESP e altri sistemi di governo potrebbero essere confusi dalla relazione tra potenza del motore, giri del motore e velocità effettiva lontana, e sarà necessario disabilitare i sistemi offensivi e offesi (molto probabilmente si disimpegneranno accendere automaticamente e accendere una lampadina di controllo) o fare un po 'di modifica nella centralina (unità di controllo della trasmissione). Le auto moderne tendono a renderlo difficile, ma più vecchio è il tuo sei speeder, più facile dovrebbe essere per un geek qualificato aggiornare la centralina a nuovi valori.

(In una nota a margine, pensavo di ottimizzare la trasmissione manuale nella mia auto per lungo tempo, quindi grazie per aver messo l'idea qui per ottenere una risposta corretta!)

La soluzione corretta

La maggior parte delle case automobilistiche europee offre cambi automatici con innesti a secco o a bagno d'olio. Forse hai letto o sentito parlare di cambi automatici inefficienti, ma questo vale solo per quelli tradizionali idrodinamici. In un moderno cambio europeo, diciamo Volkswagen DSG, ottieni 8 marce e un paio di frizioni a secco. Il "automatico" significa che c'è un robot che fa il lavoro di cluch e shift per te, in realtà abbastanza bene e comodamente. I due ingranaggi aggiunti (tu ne acquisti uno e ne ottieni uno gratis!) Sono ciò che cerchi, senza compromettere l'efficienza (a parte lo stick mancante, il sistema è uguale a quello manuale). L'auto farà tutto il cambio per te in modo altamente ottimizzato, migliorando ulteriormente il consumo di carburante e l'ecologia.

Ci sono un certo numero di risposte qui che menzionano che è impossibile aggiungere una settima marcia per migliorare il consumo di carburante, ma nessuna di queste sembra effettivamente rispondere alla domanda teorica di aggiungere questa marcia extra a una trasmissione manuale! Quindi esaminiamo questo.

Per prima cosa devi assicurarti che ci sia abbastanza spazio nella tua trasmissione per adattarsi a una settima marcia (e al selettore di marcia!). In caso contrario, è necessario modificare l'alloggiamento della trasmissione per adattarlo. Se la trasmissione modificata interferisce con qualcos'altro nel vano motore o nel tunnel di trasmissione, dovrai modificarla per adattarla alla nuova trasmissione. Infine, dovrai estendere gli alberi del cambio nella trasmissione in modo che siano ancora correttamente collegati all'alloggiamento del cambio (suggerimento: questo probabilmente significa che dovrai lavorare i tuoi alberi del cambio).

Quindi, dovrai aggiungere la nuova 7a marcia. O più specificamente, se vuoi che la tua settima marcia funzioni a 1400 giri / min a una velocità in cui la sesta marcia sarebbe a 2000 giri / min, allora avrai bisogno di una coppia di ingranaggi con un rapporto del numero di denti che è 0,7 volte quello del tuo sesto rapporto di trasmissione . Quindi, se hai avuto un rapporto di 6a marcia di 0,5, allora avrai bisogno di nuove marce con un rapporto di qualcosa come 0,35. A seconda del design della trasmissione, questi ingranaggi potrebbero andare sul controalbero e sull'albero di uscita. Oppure, potresti non avere affatto un albero di uscita (a volte il contro-albero si collega direttamente al differenziale), quindi andrebbe semplicemente sull'albero di ingresso e di contro. Ma quel dettaglio probabilmente non ha importanza perché molto probabilmente ...

Avrai bisogno di una nuova forcella selettrice. E collare selettore, e probabilmente anche sincronizzato. Questi saranno posizionati accanto alla 7a marcia che girerà liberamente. Oh, a proposito, la settima marcia corrispondente che si ingrana con quella sopra menzionata dovrebbe essere scanalata su qualunque albero continui. Quindi, se vuoi che il tuo ingranaggio dell'albero di entrata giri liberamente, allora il collare selettore e il sincronizzatore andranno accanto ad esso per collegarlo all'albero di ingresso e l'ingranaggio contralbero sarà fissato al suo albero. Se sei fortunato, puoi riutilizzare la forcella e il collare del selettore della retromarcia, il che potrebbe farti risparmiare un po 'di lavoro nel passaggio successivo.

Il prossimo passo è modificare il collegamento del selettore del cambio sulla trasmissione, così come sulla leva del cambio che userai in macchina. Fondamentalmente, dovrai farlo in modo che quando sposti la leva del cambio lateralmente, ti consenta di controllare la tua nuova forcella del selettore della 7a marcia, e quindi quando muovi la leva del cambio in avanti o indietro, sposta la forcella del selettore e aggancia il collare selettore alla 7a marcia. Il modo in cui funziona differisce dal design dell'auto, ma è abbastanza facile da capire una volta che hai visto come seleziona le altre marce, come in questo esempio .

Una volta fatto tutto ciò, avrai finalmente una settima marcia funzionante nella tua auto! Ma è probabile che, come altri hanno già detto, probabilmente dovrai riprogrammare o regolare la centralina per accettare la nuova attrezzatura. Ancora una volta, questo differirà a seconda della tua auto ... nel peggiore dei casi potresti dover investire in una ECU autonoma che richiederà un numero arbitrario di marce! Oppure, potresti non dover fare nulla ...

Ma questa non è la fine, dovrai assicurarti che la tua auto sia effettivamente più efficiente nei consumi con il nuovo rapporto di trasmissione a 100 km / h (altrimenti avrai fatto tutto il lavoro per niente)! Il fattore che determina questo è il consumo di carburante specifico del freno del tuo motore (o BSFC in breve). In effetti, abbiamo anche una domanda su questo sito dedicata a spiegare di cosa si tratta. Se risulta che il tuo motore è meno efficiente a 1400 giri / min, dovrai risintonizzare il tutto per farlo funzionare. Ciò potrebbe significare ridisegnare la presa d'aria per aria a bassa velocità, regolare i profili o la fasatura della camma o persino cambiare il rapporto tra alesaggio e corsa del motore (che di solito significa solo allungare la corsa). Ma ti lascerò fare una nuova domanda a riguardo se si tratta di esso.

E questo è l'essenza di base di esso. Non sorprende che, come suggerito dalle altre risposte, sia piuttosto complicato, anche se le trasmissioni manuali sono in genere le più facili su cui lavorare. Ma, se mai decidessi di assumere questo compito, assicurati di farcelo sapere! Sono sicuro che sarà un progetto molto interessante (e forse leggermente inutile)! Aggiungerò anche collegamenti a questo post per espandere argomenti pertinenti quando il tempo lo consente (mi ci è voluto abbastanza tempo per scrivere questo così com'è). Per ora, se non hai idea di cosa significhi tutto ciò , questo articolo su HowStuffWorks spiega praticamente tutto.

Teoricamente l'idea può funzionare (essenzialmente questo è ciò che serve per la 7a marcia nella Porsche 991) e se potessi trovare un cambio a 7 velocità con i rapporti desiderati che si adattano alla tua auto, potresti scambiarli e sostituire il collegamento di selezione, il cambio ecc. abbinare.

Tuttavia , tornando al mondo reale .. la summenzionata 991 e la Corvette Z06 sono le uniche auto che conosco con una scatola manuale a 7 velocità e le possibilità di adattarsi a qualsiasi altra cosa sono al massimo scarse. E anche se non in forma non sarà a buon mercato - migliaia e migliaia di dollari.

Quindi le tue possibilità di risparmiare effettivamente denaro attraverso il miglioramento dell'economia sono trascurabili - e le tue possibilità di farlo rispetto al commercio per un'auto più efficiente sono praticamente inesistenti.

Per quanto riguarda il motivo per cui le scatole a 7 marce sono così rare, beh, è ​​un po 'più complicato: il concetto di equipaggiamento da crociera o "overdrive" per scopi economici non è nuovo e molti cambi a 5/6 velocità nel corso degli anni hanno fatto proprio questo . In effetti è molto probabile che la tua auto lo faccia già!

Parlando in particolare dell'aggiunta di una settima marcia, ben oltre agli ovvi fattori di maggiore complessità, peso e costo ci sono problemi altrove. 7 marce non rendono un selettore H-pattern facile da usare, e la gente si è lamentata di questo problema nella Porsche.

Inoltre c'è l'efficienza del motore di cui preoccuparsi - un motore a combustione interna funziona sempre alla massima efficienza alla coppia massima - che non è lo stesso della maggiore efficienza del carburante nell'auto! Tuttavia sono correlati - in particolare nei motori a benzina l'efficienza del motore diminuisce in modo massiccio con un regime inferiore e dopo un certo punto l'inefficienza nell'uso del carburante da parte del motore supererà i guadagni economici dal regime inferiore.

Risposta breve: L'aggiunta di un settimo a un 6 spd trans non è il modo in cui vuoi affrontare il problema. Sarebbe estremamente costoso e richiederebbe molta fabbricazione. Sembra facile ma non lo è.

Tuttavia, puoi raggiungere i tuoi obiettivi con metodi diversi.

1) Passa a un'altra trasmissione 6 spd. Molte case automobilistiche usano le stesse trasmissioni su varie auto con differenze minori. Una di queste differenze è in genere la trasmissione nella trasmissione. La Volkswagen lo fa con la GTI / Beetle / Jetta GLI. GTI ha gli ingranaggi più aggressivi (mpg più basso), dove GLI e Beetle hanno ingranaggi diversi, mirati più verso mpg (e in modo che non competano con le prestazioni di GTI). Si potrebbe semplicemente scambiare il GTI trans con il GLI o Beetle Trans.

Puoi anche guardare alle generazioni precedenti della stessa macchina. A volte le trasmissioni sono compatibili e offriranno ingranaggi diversi

2) È possibile sostituire le marce o le più alte per migliorare il consumo di carburante. Questo potrebbe essere fatto con l'esempio VW GTI / GLI / Beetle che ho dato sopra. Produrrebbe gli stessi risultati.

3) I pneumatici più alti sarebbero il modo più semplice per ridurre i giri alle velocità delle autostrade. Tuttavia, aumenteresti leggermente anche la tua auto, il che è controproducente quando mpg è il nostro obiettivo.

Ci sono anche molti altri modi per migliorare il tuo mpg, come pneumatici a bassa resistenza al rotolamento (LRR), ruote leggere, mod aerodinamici, tenere il passo con la manutenzione, ecc

Non c'è niente di sbagliato nel volere qualche mpg in più dall'auto attuale. Ti suggerisco di controllare l'ecomodder dove questi argomenti sono discussi in modo approfondito.

Invece di aggiungere più marce, hai mai considerato di allungare le marce utilizzando ruote / pneumatici leggermente più grandi?

Ciò sposterebbe la marcia superiore a un numero di giri leggermente inferiore alla stessa velocità su strada, ma renderebbe tutti gli ingranaggi un po 'più alti, quindi sarà più facile fermarsi in prima marcia quando si parte.

Ciò influirà anche sulla retromarcia allo stesso modo.

Un altro punto: se la ruota di scorta è a grandezza naturale, sarà leggermente più piccola delle quattro sulla vettura. Se hai un risparmio di spazio sarà molto più piccolo, con conseguente gestione più strana e usura degli pneumatici.

Se rimorcherai un po ', questa potrebbe non essere una buona idea. Anche l'auto sarà leggermente più alta, aumentando leggermente il rollio del corpo negli angoli.

Inoltre, il tuo tachimetro e contachilometri ora saranno sottovalutati di qualche percento. Questo può essere risolto con un driver sostitutivo sul cavo speedo, che è ridimensionato per le ruote.

Infine, la tua posizione potrebbe richiedere la ricertificazione del veicolo per una modifica delle dimensioni dei pneumatici. Anche la compagnia assicurativa dovrà essere informata della modifica.

• Non è una risposta, ma risponde alla domanda e ottiene lo stesso risultato efficace.

Se il tuo obiettivo (come indicato) è quello di abbassare il regime del motore a una determinata velocità con la marcia più alta, allora ci sono diversi modi per farlo senza aggiungere una marcia aggiuntiva al cambio.

Il modo più semplice sarebbe usare semplicemente pneumatici più grandi, possibilmente su una ruota più grande. Un'altra risposta che suggerisce che questo è stato declassato, ma è davvero un metodo economico ed efficace. Tuttavia, stai davvero osservando un aumento di qualche percento al massimo a meno che non modifichi radicalmente la ruota o alzi il veicolo. Si noti che questo metodo influirà sulla calibrazione del tachimetro e del contachilometri.

Dato un veicolo a trazione posteriore, un metodo più invasivo sarebbe quello di modificare il rapporto di trasmissione differenziale. Soprattutto sulle auto Ford, questo è uno scambio facile. Molte Ford orientate alla competizione fanno il contrario: si scambiano in un differenziale a marcia inferiore. Come lo scambio di pneumatici, questo metodo influirà sulla calibrazione del tachimetro e del contachilometri.

Salendo la scala della complessità, se la tua trasmissione ha un convertitore di coppia di bloccaggio disponibile, forse per un modello diverso, potresti provare a procurartelo. È un colpo lungo, ma alcuni veicoli, vale a dire il pacchetto della Polizia della Vittoria della Corona, offrivano differenziali di bloccaggio mentre lo stesso combo motore / trasmissione nel Grand Marque no. Ciò non richiederebbe la ricalibrazione del tachimetro e dei contachilometri.

Infine, se si è disposti a ricostruire la trasmissione, è possibile chiedere al costruttore se è disponibile una marcia superiore più alta. Se il trans è stato utilizzato per molti modelli e molti anni modello, allora è certamente possibile. Questo metodo non richiederebbe inoltre di ricalibrare il tachimetro e gli odometri.

L'ho fatto in più di un'occasione.

Sostituire l'assale posteriore / differenziale / trasmissione finale

Questa è una marcia con un rapporto tipicamente da 2,73: 1 a 5,00: 1. Si trova in entrambi

• il tuo assale posteriore vivo, se quello è un grande gruppo
• il tuo cambio posteriore, se la tua auto ha sospensioni posteriori indipendenti (alberi di quarto che escono dal maiale centrale)
• la parte inferiore della trasmissione a trazione anteriore, che comporta l'abbattimento della trasmissione per accedervi. In questo caso, un cambio del rapporto di trasmissione potrebbe non essere praticabile o possibile.

In questo modo non otterrai un aumento del rapporto del 30%. Ma non avrai problemi a superare un dosso del 10% e ho seri dubbi sul fatto che vorresti di più . Le persone * che hanno progettato la tua auto non sono idioti.

Ho sempre guidato auto più semplici, quindi gli scambi di estremità posteriori che ho fatto hanno sempre comportato il trascinamento di un asse posteriore vivo attraverso una discarica dopo aver determinato il suo rapporto facendo girare una ruota.

Cambia la trasmissione

Questo è un po 'più complicato perché comporta un sacco di ricerche davvero geniali, specialmente se l'auto è post-1996. Inoltre, funziona solo perché è un manuale; gli automatismi sono strettamente integrati con il computer della catena cinematica e sarebbe una sfida sbalorditiva.

Devi cercare una trasmissione che abbia tutte le caratteristiche di cui la tua auto ha bisogno per adattarsi fisicamente - il motore - il telaio - i semialberi - i controlli elettrici necessari al sistema OBD, interblocco di avviamento, interruttore di retromarcia, ecc.

Ciò richiede un mestiere di abilità che non è necessariamente qualcosa come hotrodding "run-of-the-mill". Praticamente, sarai bloccato in un solo fornitore e sarà solo una questione di capire quale pick junkyard ha la trasmissione di cui hai bisogno.

Il corretto funzionamento dei componenti elettrici è fondamentale, in entrambi i casi l'auto funziona (si accendono le luci di retromarcia) e quindi passerà lo smog nei 12 stati e non farà esplodere i ligts SES. È importante non solo "sopportare" che la luce SES sia accesa 24x7, vuoi che la luce SES venga cancellata in modo che possa avvertirti di un nuovo, vero problema.

Aggiungi un'unità overdrive esterna

Questo è un metodo obsoleto e funziona solo su auto RWD, quindi mi limiterò a toccarlo.

Cambia il motore

Veramente. Smog legale e tutti. In generale, è consentito inserire qualsiasi motore nella propria auto in cui la classe di servizio è la propria o migliore (motore dell'auto in camion, ok) e anno motore> = anno dell'auto.

Realisticamente ai nostri giorni con OBDII e smog, ciò comporta la sostituzione dell'intero gruppo propulsore, il taglio della linea di alimentazione, il semialbero, i terminali della batteria e i tubi del radiatore. L'ho fatto anche attraverso linee di modelli selvaggiamente diverse, ed è un PitA / lavoro d'amore (non si può assolutamente pagare qualcuno per fare questo lavoro eccezionalmente noioso e basato sulla ricerca). Anche se non ho toccato affatto il pacchetto powertrain, c'erano ancora 20 circuiti che "sono passati attraverso il firewall" e ognuno doveva essere progettato per adattarsi al veicolo.

Ai tempi in cui la Ford Festiva / Aspire era una cosa, era comune per i proprietari di Miata scambiare il motore Festiva (o semplicemente le teste da 2V) per un significativo urto nel risparmio di carburante, a spese della potenza, ovviamente. Gli hotrodder che pensavano che una Festiva fosse un buon posto per iniziare una performance performance erano fin troppo felici di toglierle quelle teste da 4V. In quel caso le trasmissioni erano elettricamente compatibili, quindi l'imbracatura rimase con il motore.

Fatto con competenza, un cambio di motore è lo smog legale in California. (Nel caso Miata / Festiva, entrambe le direzioni, diamine, è possibile uscire un 'Vette LS1 in un Festiva e passare lo smog. Davvero, le quote di smog sono per anno, non per peso del veicolo.)

* sono a Detroit. Veramente. Tutti i produttori del mondo hanno dipartimenti di ingegneria nei sobborghi di Detroit, compresi i produttori che non costruiscono nemmeno per il mercato nordamericano. Sia per il pool di talenti che per le capacità di prototipazione, e tutti i fornitori del mondo hanno anche uffici lì. È il Davos delle macchine.