Como adicionar uma 7ª marcha a um carro para melhorar a economia de combustível?

Digamos que haja um carro de transmissão manual de 6 marchas, cuja sexta marcha seja igual a 2000 rpm a 100 km / h (~ 60 mph).

Como se pode, teoricamente, adicionar uma 7ª marcha que possa manter a mesma velocidade a 1400 rpm, a fim de melhorar a economia de combustível?

Isso é algo que costumava ser bastante comum - nas décadas de 60 e 70, as pessoas adicionavam uma ultrapassagem eletrônica (ou manual) na parte de trás da caixa de quatro marchas para dar uma marcha extra (geralmente duas, pois funcionaria no 3º e no 4º, embora em muitos carros a diferença entre overdrive-3 e direct-4th seja muito pequena).

No entanto, é improvável que seja possível em muitos carros modernos, se houver, por vários motivos:

• A maioria dos carros modernos tem tração dianteira, portanto, não há eixo de saída na caixa de velocidades, com a tração indo diretamente para o diferencial (embora algumas caixas de tração dianteira de 5 velocidades fossem simplesmente as 4 anteriores, com um bit extra aparafusado no lado para ter o mesmo efeito)

• Não há espaço extra em um compartimento do motor moderno para adicionar os componentes extras.

• A eletrônica dos motores dos carros modernos ficaria muito confusa

• De qualquer forma, não valeria a pena, como as caixas de câmbio modernas são projetadas para refletir mais de perto as características do motor, então a marcha superior será configurada para que o motor atinja a RPM ideal a uma velocidade de cruzeiro típica - é muito mais fácil fazer isso com 6 marchas do que costumava ser com apenas 4. O uso de overdrives que mencionei acima coincidiu em grande parte com a proliferação de auto-estradas e outras estradas mais rápidas, permitindo assim as maiores velocidades de cruzeiro necessárias para essas estradas.

Como @SteveMatthews aponta nos comentários, depende da marca / modelo do carro. Para responder sua pergunta diretamente, você não pode simplesmente "adicionar" outra engrenagem. Uma transmissão na maioria dos casos é construída à medida que é construída. Você não seria capaz de "adicionar" em outra marcha, porque não há espaço para colocá-la lá. Eles não foram projetados para ter mais marchas.

Porém, pode haver várias maneiras de contornar isso. Se o veículo estiver com tração traseira, há a opção de adicionar um produto chamado de Vendedores de engrenagem abaixo / ultrapassagem . Isso se liga à saída da transmissão existente, que, quando ativada, pode causar um acionamento por baixo (como a marcha baixa em uma caixa de transferência de 4WD) para fornecer mais torque ou também por acionar um overdrive, que compõe a saída da transmissão. faça exatamente o que você está sugerindo. (NOTA: Não tenho afiliação com este produto.)

Outra maneira de conseguir isso parcialmente é colocando pneus mais altos no veículo. Quanto mais alto o pneu, maior a distância percorrida por rotação do pneu. Isso significa que, a uma determinada velocidade, seus RPMs seriam mais baixos. Lembre-se de que, para esta opção, você está limitado pela quantidade de espaço no poço da roda e pelo torque disponível do motor.

Pode haver outra opção de alterar a própria transmissão. Isso depende muito do fabricante do veículo e do que eles criaram, que podem caber no seu veículo. Observe que a maioria das unidades finais da transmissão permanece igual, dependendo do motor. Isso significa que, mesmo que uma transmissão diferente tenha mais marchas, seu motor ainda estará girando sobre o mesmo para atingir a mesma velocidade. Se você tiver fundos disponíveis, poderá adaptar outra transmissão ao seu veículo, mas o custo / mão-de-obra / tempo envolvido tornaria isso um princípio para a maioria das pessoas. Seria mais fácil / barato / melhor comprar apenas um veículo diferente que obtenha melhor quilometragem de combustível.

TL; DR: Se você realmente precisa, tente alterar as relações de transmissão. Mas o que você realmente quer é um carro novo com caixa de câmbio automática.

Um carro de 6 marchas deve ser bem moderno (15 anos ou mais novo). O que significa que o carro é muito bem ajustado e calibrado para funcionar como um todo e é totalmente controlado pelos componentes eletrônicos, o que é mais problemático do que a atualização de um carro mecânico puro. Você tem basicamente apenas uma opção (você gostaria de atualizar mais de 5 marchas para 6), o que provavelmente confundirá seu carro, tornará a estrada ilegal (sujeita à localidade), anulará quaisquer garantias, fará com que seu carro se comporte de maneira irregular, sob circunstâncias, leve ao desgaste prematuro do trem de força e pode até fazer com que seu carro pare de cumprir regulamentos de escape cada vez mais rigorosos. Dito isto, parece interessante, vamos fazê-lo!

Sua única opção viável é alterar as relações de transmissão. Você não pode usar outra marcha, a atualização será proibitivamente cara (não apenas atualizando o alojamento da caixa de velocidades, as guias da alavanca, o sistema de ligação e o sistema de controle do trem de força, você terá um grande problema em trabalhar com a alavanca na sétima marcha o tempo todo e depois que você empresta seu carro a um motorista não iniciado, as consequências da confusão que se segue podem ser fatais).

Isso pode ser bem simples (alterar as relações, não matar seus passageiros!), Porque os carros modernos (baseados na plataforma europeia que conheço um pouco) têm caixas de câmbio padronizadas para muitas combinações de modelos e motores, onde a única diferença são as relações de transmissão. . Portanto, você só precisa adquirir uma ou duas caixas de velocidades com as relações que deseja, trocar as rodas dentadas, os anéis de sincronização e seus acessórios, talvez usinar um ou mais eixos novos e pronto.

Dependendo da marca e modelo, o ESP e outros sistemas de controle podem ficar confusos com a relação entre a potência do motor, as rotações do motor e a velocidade real muito distantes, e você precisará desativar os sistemas ofensivos e ofendidos (mais provavelmente eles se desligarão) automaticamente e acenda uma lâmpada de verificação) ou faça alguns ajustes na ECU (unidade de controle do trem de força). Os carros modernos tendem a dificultar as coisas, mas quanto mais velho o seu seis speeder, mais fácil deve ser para um geek qualificado atualizar a ECU para novos valores.

(Em uma nota lateral, eu costumava pensar em otimizar a transmissão manual no meu carro por um longo tempo, então obrigado por colocar a idéia aqui para que ela seja respondida corretamente!)

A solução adequada

A maioria dos fabricantes de carros europeus oferece caixas de câmbio automáticas com embreagens secas ou molhadas. Talvez você tenha lido ou ouvido falar de caixas de velocidades automáticas serem ineficientes, mas isso vale apenas para as tradicionais hidrodinâmicas. Em uma moderna caixa de câmbio européia, como o Volkswagen DSG, você tem 8 marchas e um par de embreagens secas. O 'automático' significa que existe um robô fazendo o trabalho de cluch e shift para você, na verdade, de maneira bem agradável e confortável. As duas engrenagens adicionadas (você compra uma e recebe uma de graça!) São as que você procura, sem comprometer a eficiência (além do manípulo ausente, o sistema é o mesmo que o manual). O carro fará todas as mudanças para você de uma maneira altamente otimizada, melhorando ainda mais sua economia de combustível e ecologia.

Há várias respostas aqui que mencionam que é inviável adicionar uma 7ª marcha para melhorar a economia de combustível, mas nenhuma delas parece realmente responder à questão teórica de adicionar essa marcha extra a uma transmissão manual! Então, vamos investigar isso.

Primeiro, você precisa garantir que haja espaço suficiente na transmissão para encaixar na 7ª marcha (e no seletor de marchas!). Se não houver, será necessário modificar a caixa de transmissão para acomodar. Se a transmissão modificada interferir com outra coisa no compartimento do motor ou no túnel da transmissão, será necessário modificá-lo para ajustar-se à nova transmissão. Por fim, você terá que estender os eixos de engrenagem na transmissão para que eles ainda estejam devidamente conectados ao alojamento da transmissão (dica: isso provavelmente significa que você terá que usinar seus próprios eixos de engrenagem).

Então, você terá que adicionar a nova 7ª marcha. Ou mais especificamente, se você quiser que o seu 7ª engrenagem para unidade a 1400 RPM a uma velocidade onde 6ª velocidade seria a 2000 RPM, então você vai precisar de um par de engrenagens que tem um rácio entre o número de dentes que é 0,7 vezes maior que da sua relação de 6ª marcha . Portanto, se você tivesse uma relação de 6ª marcha de 0,5, precisará de novas marchas com uma proporção de 0,35. Dependendo do design da sua transmissão, essas engrenagens podem ir no contra-eixo e no eixo de saída. Ou você pode não ter um eixo de saída (às vezes o contra-eixo se conecta diretamente ao diferencial); portanto, ele seria direcionado apenas aos eixos de entrada e contra-eixo. Mas esse detalhe provavelmente não importa, porque provavelmente ...

Você precisará de um novo garfo de seleção de marchas. E colar seletor, e provavelmente sincronizado também. Estes serão colocados ao lado da 7ª marcha que girará livremente. Ah, a propósito, a sétima marcha correspondente que combina com a mencionada acima deve ser estriada no eixo que for acionado. Portanto, se você quiser que a engrenagem do eixo de entrada gire livremente, o colar seletor e o sincronizador irão ao lado dele para conectá-lo ao eixo de entrada, e a engrenagem do contra-eixo será fixada ao seu eixo. Se você tiver sorte, poderá reutilizar o garfo e o colar seletor de marcha à ré, o que pode poupar algum trabalho na próxima etapa.

O próximo passo é modificar a ligação do seletor de marchas na transmissão, bem como na alavanca de marchas que você usará no carro. Basicamente, você precisará fazer isso para que, ao mover a alavanca de câmbio para o lado, ele controle o novo garfo da 7ª marcha e, quando você mova a alavanca de marcha para frente ou para trás, mova o garfo e engata o colar seletor na sua 7ª marcha. A maneira como isso funciona difere do design do carro, mas é muito fácil entender quando você vê como ele seleciona as outras marchas, como neste exemplo .

Depois de fazer tudo isso, você finalmente terá uma 7ª marcha funcionando no seu carro! Mas as chances são de que, como outros já mencionaram, você provavelmente precisará reprogramar ou ajustar sua ECU para aceitar o novo equipamento. Novamente, isso será diferente dependendo do seu carro ... no pior dos casos, você poderá ter que investir em uma ECU autônoma que terá um número arbitrário de marchas! Ou talvez você não precise fazer nada ...

Mas isso não é o fim, você precisará garantir que seu carro seja realmente mais econômico com a nova relação de marchas a 100 km / h (caso contrário, você terá feito todo o trabalho por nada)! O fator que determina isso é o consumo de combustível específico do freio do seu motor (ou BSFC, abreviado). De fato, temos até uma pergunta neste site dedicada a explicar o que é isso. Se o seu mecanismo for menos eficiente a 1400 RPM, você precisará refazer tudo para fazê-lo funcionar. Isso pode significar redesenhar a admissão de ar em baixa velocidade, ajustar os perfis ou o tempo da came, ou até alterar a proporção de furo / curso do seu motor (o que geralmente significa apenas prolongar o curso). Mas deixarei que você faça uma nova pergunta para isso, se for necessário.

E essa é a essência básica disso. Não é surpresa que, como as outras respostas sugeriram, é bastante complicado, embora as transmissões manuais sejam geralmente as mais fáceis de trabalhar. Mas, se você decidir executar essa tarefa, informe-nos! Tenho certeza de que será um projeto muito interessante (e talvez um pouco inútil)! Também adicionarei links para este post para expandir tópicos relevantes quando o tempo permitir (levei tempo suficiente para escrever isso como está). Por enquanto, se você não tem idéia do que isso significa, este artigo no HowStuffWorks explica praticamente tudo isso.

Teoricamente, a ideia pode funcionar (essencialmente é para isso que serve a 7ª marcha do Porsche 991) e, se você pudesse encontrar uma caixa de 7 velocidades com as relações desejadas que se encaixam no seu carro, poderia trocá-las e substituir a articulação de seleção, o câmbio de marchas, etc. para combinar.

No entanto , de volta ao mundo real .. o 991 e o Corvette Z06 mencionados são os únicos carros que eu conheço com uma caixa manual de 7 velocidades e as chances de isso se encaixar em qualquer outra coisa são mínimas. E mesmo que não se encaixam, não vai ser barato - milhares e milhares de dólares.

Portanto, suas chances de economizar dinheiro com uma economia melhorada são insignificantes - e suas chances de fazê-lo versus a troca por um carro mais eficiente são basicamente inexistentes.

Quanto às razões pelas quais as caixas de 7 marchas são tão raras, bem, isso é um pouco mais complicado - o conceito de equipamento de cruzeiro ou "overdrive" para fins econômicos não é novo e muitas caixas de marchas de 5/6 marchas ao longo dos anos fizeram exatamente isso. . De fato, é altamente provável que seu carro já faça isso!

No entanto, falando especificamente sobre a adição de uma 7ª marcha - além dos fatores óbvios de maior complexidade, peso e custo, há problemas em outros lugares. As 7 marchas não facilitam o uso do seletor de padrão H, e as pessoas se queixaram desse problema no Porsche.

Além disso, há a eficiência do motor com que se preocupar - um motor de combustão interna está sempre operando com a máxima eficiência no pico de torque - o que não é o mesmo que a maior eficiência de combustível do carro! No entanto, eles estão relacionados - particularmente nos motores a gasolina, a eficiência do motor diminui enormemente com menores RPM e, após um certo ponto, a ineficiência no uso do combustível pelo motor ultrapassará os ganhos econômicos com as menores RPM.

Resposta curta: Adicionar um sétimo a um trans de 6 sd não é como você deseja resolver o problema. Seria extremamente caro e exigiria muita fabricação. Parece fácil, mas não é.

No entanto, você pode atingir seus objetivos através de métodos diferentes.

1) Troque para uma transmissão diferente de 6 spd. Muitas montadoras usam as mesmas transmissões em vários carros com pequenas diferenças. Uma dessas diferenças é geralmente a engrenagem na transmissão. A Volkswagen faz isso com o GTI / Beetle / Jetta GLI. O GTI tem a engrenagem mais agressiva (mpg mais baixo), onde o GLI e o Beetle têm uma engrenagem diferente, voltada mais para mpg (e para que eles não concorram com o desempenho do GTI). Pode-se simplesmente trocar a transmissão GTI pela GLI ou Beetle Trans.

Você também pode olhar para as gerações mais velhas do mesmo carro. Às vezes, as transmissões são compatíveis e oferecem diferentes

2) Você pode trocar as marchas ou as mais altas para melhorar a economia de combustível. Isso poderia ser feito com o exemplo VW GTI / GLI / Beetle que eu dei acima. Produziria os mesmos resultados.

3) Pneus mais altos seriam a maneira mais fácil de reduzir os rpms nas velocidades das rodovias. No entanto, você levaria um pouco de carro também, o que é contraproducente quando mpg é nosso objetivo.

Também existem muitas outras maneiras de melhorar o seu mpg, como pneus de baixa resistência ao rolamento (LRR), rodas leves, mods aerodinâmicos, manutenção da manutenção, etc.

Não há nada de errado em querer alguns mpgs extras do carro atual. Eu sugiro que você verifique ecomodder onde esses tópicos são discutidos em profundidade.

Em vez de adicionar mais engrenagens, você considerou esticar as engrenagens usando rodas / pneus ligeiramente maiores?

Isso moveria a marcha superior para rotações um pouco mais baixas na mesma velocidade da estrada, mas tornaria todas as marchas um pouco mais altas, para que seja mais fácil travar na primeira marcha ao sair.

Isso também afetará sua marcha à ré da mesma maneira.

Outro ponto - se sua roda sobressalente for de tamanho normal, ela será sutilmente menor que as quatro do carro. Se você tiver uma economia de espaço, será muito menor, resultando em manobras mais estranhas e desgaste dos pneus.

Se você rebocar um pouco, isso pode não ser uma boa ideia. O carro também será um pouco mais alto, aumentando ligeiramente a rotação do corpo nos cantos.

Além disso, seu velocímetro e odômetro agora serão lidos em alguns por cento. Isso pode ser corrigido com um driver de substituição no cabo speedo, dimensionado para as rodas.

Finalmente, sua localização pode exigir a recertificação do veículo para uma alteração no tamanho do pneu. Sua companhia de seguros também precisará ser informada da alteração.

• Não é uma resposta, mas trata da questão e obtém o mesmo resultado efetivo.

Se o seu objetivo (como indicado) é diminuir a rotação do motor a uma determinada velocidade na marcha máxima, há várias maneiras de fazer isso sem adicionar uma marcha extra à caixa de câmbio.

A maneira mais simples seria simplesmente usar pneus maiores, possivelmente em uma roda maior. Outra resposta que sugere que isso foi rebaixado, mas é realmente um método barato e eficaz. No entanto, você realmente está olhando para um aumento de alguns por cento, a menos que altere radicalmente a roda ou levante o veículo. Observe que esse método afetará a calibração do velocímetro e odômetro.

Dado um veículo com tração traseira, um método mais invasivo seria alterar a relação de transmissão diferencial. Especialmente nos carros Ford, essa é uma troca fácil. Muitos Fords orientados para a concorrência fazem o oposto: eles trocam em um diferencial de marcha mais baixa. Assim como a troca de pneus, esse método afetará a calibração do velocímetro e odômetro.

Subindo a escada da complexidade, se a sua transmissão tiver um conversor de torque de bloqueio disponível, talvez para um modelo diferente, você pode tentar obter isso. É um tiro no escuro, mas alguns veículos, como o Pacote Policial da Vitória da Coroa, ofereciam diferenciais de travamento, enquanto o mesmo conjunto de motor / transmissão no Grand Marque não. Isso não exigiria recalibrar o velocímetro e os odômetros.

Por fim, se você estiver disposto a reconstruir a transmissão, poderá perguntar ao construtor se uma engrenagem superior mais alta está disponível. Se o tranny foi usado por muitos modelos e muitos anos, é certamente possível. Este método também não exigiria recalibrar o velocímetro e os odômetros.

Já fiz isso em mais de uma ocasião.

Mude o eixo traseiro / diferencial / tração final

É uma engrenagem com uma proporção de 2,73: 1 a 5,00: 1. Está localizado em

• seu eixo traseiro ativo, se esse for um grande conjunto
• sua caixa de velocidades traseira, se o seu carro tiver suspensão traseira independente (eixos saindo do porco central)
• a parte inferior da transmissão com tração dianteira, o que envolverá a redução da transmissão para acessar. Nesse caso, uma mudança na relação de marchas pode não ser viável ou possível.

Você não receberá um aumento de 30% na taxa dessa maneira. Mas você não terá problemas para contornar um aumento de 10% e tenho sérias dúvidas de que você queira mais . As pessoas * que projetaram seu carro não são idiotas.

Eu sempre dirigi carros mais simples, então as trocas traseiras que fiz sempre envolveram arrastar um eixo traseiro ativo através de um ferro-velho depois de determinar sua relação girando uma roda.

Mude a transmissão

Este é um pouco mais complicado, porque envolve muitas e muitas pesquisas realmente nerds, especialmente se o carro for pós-1996. Além disso, isso só funciona porque é um manual; a automação está muito bem integrada ao computador do trem de força e seria um desafio impressionante.

Você precisa procurar uma transmissão que possua todos os recursos necessários para o seu carro - o motor - o chassi - as semi-eixos - os controles elétricos necessários ao sistema OBD, intertravamento de partida, interruptor reverso, etc.

Isso requer uma habilidade que não seja necessariamente algo como hotrodding comum. Praticamente, você estará preso a um único fornecedor, e será apenas uma questão de descobrir qual palheta do ferro-velho tem a transmissão de que você precisa.

Consertar a eletricidade é fundamental, tanto para que o carro funcione (as luzes de ré acendam), como para passar fumaça nos 12 estados e não explodir as luzes do SES. É importante não apenas "aturar" a luz do SES em 24x7, você deseja que a luz do SES seja apagada para que possa avisá-lo sobre um problema novo e genuíno.

Adicionar uma unidade de overdrive externa

Este é um método obsoleto e só funciona em carros RWD, por isso vou tocar nele.

Mude o mecanismo

Realmente. Poluição atmosférica legal e tudo. Em termos gerais, você tem permissão para colocar qualquer motor em seu carro onde a classe de serviço é sua ou melhor (motor de carro em caminhão, ok) e ano do motor> = ano do carro.

Realisticamente nos dias de hoje com OBDII e smog, isso envolve a troca de todo o trem de força, corte na linha de combustível, semi-eixo, terminais da bateria e mangueiras do radiador. Eu também fiz isso através de linhas de modelo muito diferentes, e é um trabalho de amor PitA / (você não poderia pagar alguém para fazer esse trabalho excepcionalmente tedioso e orientado à pesquisa). Embora eu não tenha tocado no pacote do trem de força, ainda havia 20 circuitos que "atravessavam o firewall" e todos precisavam ser projetados para combinar com o veículo.

Quando o Ford Festiva / Aspire era uma coisa, era comum os proprietários de Miata trocarem o motor Festiva (ou simplesmente as cabeças de 2V) por um aumento significativo na economia de combustível, às custas de energia, é claro. Os hotrodders que pensaram que um Festiva era um bom lugar para começar uma construção de desempenho ficaram muito felizes em tirar essas cabeças de 4V deles. Nesse caso, as transmissões eram eletricamente compatíveis; portanto, o chicote permanecia no motor.

Feito com competência, uma mudança de motor é legal na Califórnia. (No caso Miata / Festiva, em ambas as direções, você pode usar um 'Vette LS1 em um Festiva e passar poluição atmosférica. Realmente, as cotas de poluição atmosférica são por ano, não pelo peso do veículo.)

* eles estão em Detroit. Realmente. Todos os fabricantes do mundo têm departamentos de engenharia nos subúrbios de Detroit, incluindo fabricantes que nem constroem para o mercado norte-americano. Tanto para o pool de talentos quanto para a capacidade de prototipagem, e todos os fornecedores do mundo também têm escritórios lá. São os Davos dos carros.