¿Cómo agregar una séptima marcha a un automóvil para mejorar el ahorro de combustible?

Digamos que hay un automóvil de transmisión manual de 6 marchas, cuya sexta marcha equivale a 2000 rpm a 100 km / h (~ 60 mph).

¿Cómo se puede agregar teóricamente una 7ma marcha que puede mantener la misma velocidad a 1400 rpm para mejorar el ahorro de combustible?

Esto era algo que solía ser bastante común: en los años 60 y 70, las personas agregaban una sobremarcha electrónica (o manual) a la parte posterior de la caja de cambios de 4 velocidades para dar un cambio adicional (generalmente dos, ya que funcionaría) tanto en el 3er como en el 4to, aunque en muchos autos la diferencia entre overdrive-3rd y direct-4th fue muy pequeña).

Sin embargo, es poco probable que sea posible en muchos automóviles modernos, si es que hay alguno, por varias razones:

• La mayoría de los automóviles modernos tienen tracción delantera, por lo que no hay eje de salida en la caja de cambios, con la transmisión yendo directamente al diferencial (aunque algunas de las primeras cajas FWD de 5 velocidades eran simplemente las 4 velocidades anteriores con un bit extra atornillado al lado para tener el mismo efecto)

• No hay espacio adicional en una bahía de motor moderna para agregar los componentes adicionales.

• La electrónica integral de los motores de automóviles modernos se confundiría

• De todos modos, no valdría la pena, ya que las cajas de cambios modernas están diseñadas para reflejar más de cerca las características del motor, por lo que la marcha superior se configurará para tener el motor a las RPM óptimas a una velocidad de crucero típica, eso es mucho más fácil de hacer con 6 velocidades de lo que solía ser con solo 4. El uso de sobremarchas que mencioné anteriormente coincidió en gran medida con la proliferación de autopistas y otras carreteras más rápidas, por lo que permitió las velocidades de crucero más altas necesarias para esas carreteras.

Como @SteveMatthews señala en los comentarios, depende de la marca / modelo del automóvil. Sin embargo, para responder su pregunta directamente, no puede simplemente "agregar" otro equipo. Una transmisión en la mayoría de los casos se construye a medida que se construyen. No podría simplemente "agregar" en otro equipo, porque no hay espacio para ponerlo allí. No están diseñados para tener más engranajes.

Sin embargo, puede haber varias formas de solucionarlo. Si el vehículo tiene tracción trasera, existe la opción de agregar un producto llamado Gear Vendors bajo / sobremarcha . Esto se adhiere a la salida de la transmisión existente, que, cuando se activa, puede generar una submarcha (como la marcha baja en una caja de transferencia de 4wd) para proporcionar más torque o también puede dar una sobremarcha, lo que agrava la salida de la transmisión a haz exactamente lo que estás sugiriendo. (NOTA: no tengo afiliación con este producto).

Otra forma de lograr parcialmente esto es colocando neumáticos más altos en el vehículo. Cuanto más alto es el neumático, más distancia recorre por revolución del neumático. Esto significa que a una velocidad dada, sus RPM serían más bajos. Eso sí, para esta opción, está limitado por la cantidad de espacio en el pozo de la rueda y por el par disponible del motor.

Puede haber otra opción de cambiar la transmisión en sí. Esto depende en gran medida del fabricante del vehículo y de lo que hayan creado, que podría encajar en su vehículo. Solo tenga en cuenta que la mayoría de las transmisiones finales de la transmisión se sientan casi igual, dependiendo del motor. Esto significa que, incluso si una transmisión diferente tiene más velocidades, su motor todavía estaría girando casi para alcanzar la misma velocidad. Si tiene fondos disponibles, posiblemente podría adaptar otra transmisión a su vehículo, pero el costo / trabajo / tiempo involucrado haría que esto no sea un arranque para la mayoría de las personas. Sería más fácil / más barato / mejor simplemente comprar un vehículo diferente que obtenga un mejor rendimiento de combustible.

TL; DR: si realmente debe hacerlo, intente cambiar las relaciones de transmisión. Pero lo que realmente quieres es un auto nuevo con caja de cambios automática.

Un auto de 6 marchas debe ser bastante moderno (15 años o más nuevo). Lo que significa que el automóvil está muy bien ajustado y calibrado para funcionar como un todo y está completamente controlado por la electrónica, lo cual es más problemático que actualizar un automóvil mecánico puro. Básicamente, solo tiene una opción (tendría una más si quisiera actualizar de 5 velocidades a 6) que probablemente confundirá su automóvil, lo hará ilegal en la carretera (sujeto a la ubicación), anulará cualquier garantía, hará que su automóvil se comporte En circunstancias irregulares, puede provocar un desgaste prematuro del tren de transmisión e incluso puede hacer que su automóvil deje de cumplir con normas de escape cada vez más estrictas. Dicho esto, suena interesante, ¡hagámoslo!

Su única opción viable es cambiar las relaciones de transmisión. No puede usar otra marcha, la actualización será prohibitivamente costosa (no solo actualizará la caja de la caja de cambios, las guías de palanca, el sistema de enlace y el sistema de control de la transmisión, tendría un gran problema para trabajar la palanca de la séptima marcha todo el tiempo, y una vez que presta su automóvil a un conductor no iniciado, las consecuencias de la consiguiente confusión pueden ser fatales).

En realidad, eso puede ser bastante sencillo (¡cambiar las proporciones, no matar a sus pasajeros!), Porque los automóviles modernos (con base en plataformas europeas que conozco un poco) tienen cajas de cambios estandarizadas para muchas combinaciones de modelos y motores, donde la única diferencia son las relaciones de transmisión . Por lo tanto, solo debe adquirir una o dos cajas de engranajes con las relaciones que desee, intercambiar las ruedas dentadas, los anillos de sincronización y sus accesorios, tal vez mecanizar uno o dos ejes nuevos, y está listo para comenzar.

Dependiendo de la marca y el modelo, el ESP y otros sistemas de gobierno pueden confundirse por la relación entre la potencia del motor, las revoluciones del motor y la velocidad real, y necesitaría desactivar los sistemas ofensivos y ofendidos (lo más probable es que se desconecten ellos mismos). automáticamente y encienda una bombilla de control) o realice algunos ajustes en la ECU (unidad de control de la transmisión). Los autos modernos tienden a dificultarlo, pero cuanto mayor sea tu seis speeder, más fácil debería ser para un geek calificado actualizar la ECU a nuevos valores.

(En una nota al margen, solía pensar en optimizar la transmisión manual en mi automóvil durante mucho tiempo, ¡así que gracias por poner la idea aquí para obtener una respuesta adecuada!)

La solución adecuada

La mayoría de los fabricantes de automóviles europeos ofrecen cajas de cambios automáticas con engranajes con embragues secos o húmedos. Quizás haya leído o escuchado que las cajas de cambios automáticas son ineficientes, pero eso solo se aplica a las hidrodinámicas tradicionales. En una moderna caja de cambios europea, digamos Volkswagen DSG, obtienes 8 marchas y un par de embragues secos. El 'automático' significa que hay un robot que hace el trabajo de cluch y turno por usted, en realidad bastante bien y cómodamente. Los dos engranajes agregados (¡usted compra uno y obtiene uno gratis!) Son lo que busca, sin comprometer la eficiencia (aparte de la palanca faltante, el sistema es el mismo que el manual). El automóvil hará todos los cambios por usted de una manera altamente optimizada, mejorando aún más su economía de combustible y ecología.

Aquí hay una serie de respuestas que mencionan que no es factible agregar una 7ma marcha para mejorar el ahorro de combustible, ¡pero ninguna de ellas parece responder a la pregunta teórica de agregar esta marcha adicional a una transmisión manual! Así que investiguemos esto.

Primero, deberá asegurarse de que haya suficiente espacio en su transmisión para adaptarse a la 7ª marcha (¡y al selector de marchas!). Si no lo hay, entonces deberá modificar la carcasa de la transmisión para acomodarla. Si la transmisión modificada interfiere con algo más en el compartimento del motor o en el túnel de transmisión, tendrá que modificarla para que se ajuste a la nueva transmisión. Finalmente, tendrá que extender los ejes de engranajes en la transmisión para que aún estén unidos correctamente a la carcasa de la transmisión (sugerencia: esto probablemente significa que tendrá que mecanizar sus propios ejes de engranajes).

Luego, tendrás que agregar la nueva 7ma marcha. O más específicamente, si desea que su séptima marcha conduzca a 1400 RPM a una velocidad en la que la sexta marcha estaría a 2000 RPM, necesitará un par de engranajes que tenga una relación de la cantidad de dientes que es 0.7 veces mayor que de su sexta relación de transmisión . Entonces, si tenía una relación de sexta marcha de 0.5, necesitará nuevas marchas que tengan una relación de algo así como 0.35. Dependiendo del diseño de su transmisión, estos engranajes pueden ir en el contraeje y el eje de salida. O bien, es posible que no tenga un eje de salida (a veces el contraeje se conecta directamente al diferencial), por lo que simplemente iría a los ejes de entrada y contraeje. Pero ese detalle probablemente no importa porque lo más probable ...

Necesitarás una nueva horquilla selectora de marchas. Y collar selector, y probablemente también sincronizado. Estos se colocarán al lado de la 7ª marcha que estará girando libremente. Ah, por cierto, el séptimo engranaje correspondiente que se acopla con el mencionado anteriormente debe ser ranurado a cualquier eje que funcione. Entonces, si desea que su engranaje del eje de entrada gire libremente, entonces el collar selector y el sincronizador irán junto a él para conectarlo al eje de entrada, y el engranaje del contraeje se fijará a su eje. Si tiene suerte, puede reutilizar la horquilla y el collar del selector de marcha atrás, lo que podría ahorrarle algo de trabajo en el siguiente paso.

El siguiente paso es modificar el enlace del selector de marchas en la transmisión, así como en la palanca de cambios que usará en el automóvil. Básicamente, tendrá que hacerlo de modo que cuando mueva la palanca de cambios hacia un lado, le permita controlar su nueva séptima horquilla del selector de marchas, y luego cuando mueva la palanca de cambios hacia adelante o hacia atrás, mueva la horquilla selectora y Engancha el collar selector a su séptima marcha. La forma en que esto funciona difiere con el diseño del automóvil, pero es bastante fácil de entender una vez que observa cómo selecciona los otros engranajes, como en este ejemplo .

Una vez que hayas hecho todo eso, ¡finalmente tendrás una séptima marcha en tu auto! Pero lo más probable es que, como otros han mencionado, probablemente tenga que reprogramar o ajustar su ECU para aceptar el nuevo equipo. Una vez más, esto diferirá dependiendo de su automóvil ... en el peor de los casos, es posible que tenga que invertir en una ECU independiente que tendrá una cantidad arbitraria de marchas. O tal vez no tengas que hacer nada ...

Pero ese no es el final, tendrá que asegurarse de que su automóvil sea realmente más eficiente en cuanto al consumo de combustible con la nueva relación de transmisión a 100 km / h (de lo contrario, habrá hecho todo el trabajo por nada). El factor que determina esto es el consumo de combustible específico del freno de su motor (o BSFC para abreviar). De hecho, incluso tenemos una pregunta en este sitio dedicada a explicar qué es eso. Si resulta que su motor es menos eficiente a 1400 RPM, tendrá que volver a sintonizar todo para que funcione. Esto podría significar rediseñar la admisión de aire a baja velocidad, ajustar los perfiles de levas o la sincronización, o incluso cambiar la relación entre el diámetro y la carrera de su motor (que generalmente solo significa alargar la carrera). Pero, te dejaré hacer una nueva pregunta para eso si se trata de eso.

Y esa es la esencia básica de esto. No es sorprendente, como lo han sugerido las otras respuestas, es bastante complicado, aunque las transmisiones manuales son generalmente las más fáciles de trabajar. Pero, si alguna vez decide asumir esta tarea, ¡asegúrese de informarnos! ¡Estoy seguro de que será un proyecto muy interesante (y quizás un poco inútil)! También agregaré enlaces a esta publicación para ampliar los temas relevantes cuando el tiempo lo permita (me tomó el tiempo suficiente para escribir esto tal como está). Por ahora, si no tiene idea de lo que esto significa, este artículo sobre HowStuffWorks explica casi todo.

Teóricamente, la idea puede funcionar (esencialmente para eso es la séptima marcha en el Porsche 991) y si pudiera encontrar una caja de cambios de 7 velocidades con las relaciones deseadas que se adapten a su automóvil, podría cambiarlas y reemplazar el enlace de selección, la palanca de cambios, etc. para que coincida

Sin embargo , de vuelta en el mundo real ... el 991 mencionado anteriormente y el Corvette Z06 son los únicos autos que conozco con una caja manual de 7 velocidades y las posibilidades de que encajen en cualquier otra cosa son escasas en el mejor de los casos. E incluso si no encaja que no va a ser barato - miles y miles de dólares.

Por lo tanto, sus posibilidades de ahorrar dinero a través de una economía mejorada son insignificantes, y sus posibilidades de hacerlo en lugar de cambiar por un automóvil más eficiente son básicamente inexistentes.

En cuanto a por qué las cajas de 7 velocidades específicamente son tan raras, bueno, eso es un poco más complicado: el concepto de un engranaje de crucero o "sobremarcha" para fines económicos no es nuevo y muchas cajas de cambios de 5/6 velocidades a lo largo de los años han hecho exactamente eso . De hecho, ¡es muy probable que su automóvil ya lo haga!

Sin embargo, hablando específicamente de agregar una séptima marcha, además de los factores obvios de mayor complejidad, peso y costo, hay problemas en otros lugares. 7 marchas no hacen que sea un selector de patrón H fácil de usar, y la gente se ha quejado de este mismo problema en el Porsche.

Además, hay que preocuparse por la eficiencia del motor: un motor de combustión interna siempre funciona a su máximo rendimiento con el par máximo, ¡lo que no es lo mismo que la mayor eficiencia de combustible en el automóvil! Sin embargo, están relacionados: particularmente en los motores de gasolina, la eficiencia del motor disminuye enormemente con RPM más bajas y más allá de cierto punto, la ineficiencia en el uso del combustible por parte del motor superará las ganancias económicas de las RPM más bajas.

Respuesta corta: Agregar un 7 ° a un 6 spd trans no es cómo quiere abordar el problema. Sería extremadamente costoso y requeriría mucha fabricación. Suena fácil pero no lo es.

Sin embargo, puede lograr sus objetivos a través de métodos diferentes.

1) Cambie a una transmisión diferente de 6 spd. Muchos fabricantes de automóviles usan las mismas transmisiones en varios automóviles con pequeñas diferencias. Una de estas diferencias suele ser el engranaje en la transmisión. Volkswagen hace esto con el GTI / Beetle / Jetta GLI. GTI tiene el engranaje más agresivo (mpg más bajo), mientras que GLI y Beetle tienen engranajes diferentes, apuntan más hacia mpg (y para que no compitan con el rendimiento del GTI). Uno podría simplemente cambiar el GTI trans por el GLI o Beetle Trans.

También puede buscar generaciones anteriores del mismo automóvil. A veces las transmisiones son compatibles y ofrecerán diferentes velocidades.

2) Podría cambiar los engranajes o el más alto para mejorar la economía de combustible. Esto podría hacerse con el ejemplo VW GTI / GLI / Beetle que di anteriormente. Daría los mismos resultados.

3) Los neumáticos más altos serían la forma más fácil de reducir las rpm a velocidades de autopista. Sin embargo, también elevaría ligeramente su automóvil, lo cual es contraproducente cuando nuestro objetivo es mpg.

También hay muchas otras formas de mejorar su mpg, como neumáticos de baja resistencia a la rodadura (LRR), ruedas livianas, modificaciones aerodinámicas, mantenerse al día con el mantenimiento, etc.

No hay nada de malo en querer algunos mpgs adicionales del auto actual. Le sugiero que revise ecomodder donde estos temas se discuten en profundidad.

En lugar de agregar más engranajes, ¿ha considerado estirar el engranaje utilizando ruedas / neumáticos un poco más grandes?

Esto movería la marcha superior a RPM ligeramente más bajas a la misma velocidad de la carretera, pero hará que todas las marchas sean un poco más altas, por lo que será más fácil detenerse en la primera marcha cuando se mueva.

Esto también afectará su marcha atrás de la misma manera.

Otro punto: si su rueda de repuesto es de tamaño completo, entonces será sutilmente más pequeña que las cuatro del automóvil. Si tiene un ahorro de espacio, será mucho más pequeño, lo que resulta en un manejo más extraño y el desgaste de los neumáticos.

Si remolca un poco, esto podría no ser una buena idea. El automóvil también será un poco más alto, aumentando ligeramente el balanceo de la carrocería en las esquinas.

Además, su cuentakilómetros y cuentakilómetros ahora se leerán por debajo en un pequeño porcentaje. Esto se puede solucionar con un controlador de reemplazo en el cable del velocímetro, que se adapta a sus ruedas.

Finalmente, su ubicación puede requerir la recertificación del vehículo para un cambio de tamaño de llanta. Su compañía de seguros también deberá ser informada del cambio.

• No es una respuesta, pero aborda la pregunta y obtiene el mismo resultado efectivo.

Si su objetivo (como se indicó) es reducir las RPM del motor a una velocidad dada en la marcha más alta, entonces hay varias formas de hacerlo sin agregar un cambio de marcha adicional a la transmisión.

La forma más sencilla sería simplemente usar neumáticos más grandes, posiblemente en una rueda más grande. Otra respuesta que sugiere que esto fue rechazado pero realmente es un método barato y efectivo. Sin embargo, realmente está buscando un aumento de algunos por ciento en el mejor de los casos, a menos que cambie radicalmente bien la rueda o eleve el vehículo. Tenga en cuenta que este método afectará la calibración de su velocímetro y odómetro.

Dado un vehículo con tracción trasera, un método más invasivo sería cambiar la relación de transmisión diferencial. Especialmente en los automóviles Ford, este es un intercambio fácil. Muchos Fords orientados a la competencia hacen lo contrario: intercambian en un diferencial de menor velocidad. Al igual que el cambio de neumáticos, este método afectará la calibración de su velocímetro y odómetro.

Subiendo la escalera de la complejidad, si su transmisión tiene un convertidor de par de bloqueo disponible, tal vez para un modelo diferente, podría intentar obtenerlo. Es una posibilidad remota, pero algunos vehículos, es decir, el Crown Victory Police Package, ofrecían diferenciales de bloqueo, mientras que el mismo combo de motor / transmisión en el Grand Marque no. Esto no requeriría recalibrar el velocímetro y los odómetros.

Por último, si está dispuesto a reconstruir la transmisión, puede preguntarle al constructor si hay disponible una marcha más alta. Si el transexual se usó para muchos modelos y muchos años de modelo, entonces ciertamente es posible. Este método tampoco requeriría recalibrar el velocímetro y los odómetros.

Lo he hecho en más de una ocasión.

Cambiar el eje trasero / diferencial / transmisión final

Este es un engranaje con una relación típicamente de 2.73: 1 a 5.00: 1. Se encuentra en cualquiera

• su eje trasero vivo, si ese es un gran ensamblaje
• su caja de cambios trasera, si su automóvil tiene una suspensión trasera independiente (cuartos de eje que salen del cerdo central)
• la parte inferior de su transmisión de tracción delantera, que implicará derribar la transmisión para acceder. En este caso, un cambio en la relación de transmisión podría no ser factible o posible.

No obtendrá un aumento de la proporción del 30% de esta manera. Pero no tendrá ningún problema para evitar un aumento del 10%, y tengo serias dudas de que quiera más . Las personas * que diseñaron su automóvil no son imbéciles.

Siempre he conducido autos más simples, por lo que los intercambios de la parte trasera que he hecho siempre han implicado arrastrar un eje trasero vivo a través de un depósito de chatarra después de determinar su relación girando una rueda.

Cambiar la transmisión

Este es un poco más complicado porque implica mucha investigación realmente geek, especialmente si el automóvil es posterior a 1996. Además, esto solo funciona porque es un manual; Las automáticas están muy estrechamente integradas con la computadora del tren motriz y serían un desafío asombroso.

Debe buscar una transmisión que tenga todas las características que su automóvil necesita para adaptarse físicamente: el motor, el cuadro, los semiejes, los controles eléctricos que necesita el sistema OBD, el enclavamiento del arranque, el interruptor de marcha atrás, etc.

Esto requiere un oficio de habilidad que no es necesariamente algo así como el hotrodding corriente. Más o menos, estarás encerrado en un solo proveedor, y solo será cuestión de averiguar qué picking de chatarrería tiene la transmisión que necesitas.

Hacer que los sistemas eléctricos sean correctos es fundamental, tanto para que el automóvil funcione (se enciendan las luces de marcha atrás) como para que pase el smog en los 12 estados y no sople las luces SES. Es importante no solo "tolerar" que la luz SES esté encendida las 24 horas del día, los 7 días de la semana, desea que la luz SES se borre para que pueda advertirle sobre un problema nuevo y genuino.

Agregar una unidad de sobremarcha externa

Este es un método obsoleto y solo funciona en automóviles RWD, por lo que lo mencionaré.

Cambiar el motor

De Verdad. Smog legal y todo. En términos generales, puede colocar cualquier motor en su automóvil donde la clase de servicio sea suya o mejor (motor del automóvil en camión, ok) y año del motor> = año del automóvil.

De manera realista en este día y época con OBDII y smog, eso implica cambiar todo el tren motriz, cortar la línea de combustible, el medio eje, los terminales de la batería y las mangueras del radiador. También he hecho esto a través de líneas de modelos muy diferentes, y es un PitA / trabajo de amor (no podrías pagarle a alguien para que haga este trabajo excepcionalmente tedioso e impulsado por la investigación). Aunque no toqué el paquete del tren motriz en absoluto, todavía había como 20 circuitos que "atravesaban el firewall" y cada uno tenía que ser diseñado para que coincidiera con el vehículo.

Cuando el Ford Festiva / Aspire era una cosa, era común que los propietarios de Miata intercambiaran el motor Festiva (o simplemente las cabezas de 2V) por un aumento significativo en la economía de combustible, a expensas de la potencia, por supuesto. Los Hotrodders que pensaban que un Festiva era un buen lugar para comenzar una construcción de rendimiento estaban muy felices de quitarles esas cabezas de 4V. En ese caso, las transmisiones eran eléctricamente compatibles, por lo que el arnés permaneció con el motor.

Hecho de manera competente, un cambio de motor es legal para el smog en California. (En el caso Miata / Festiva, en ambas direcciones, diablos, puedes sacar un 'Vette LS1 en un Festiva y pasar el smog. Realmente, las cuotas de smog son por año, no por el peso del vehículo).

* Están en Detroit. De Verdad. Todos los fabricantes del mundo tienen departamentos de ingeniería en los suburbios de Detroit, incluidos los fabricantes que ni siquiera construyen para el mercado norteamericano. Tanto para el grupo de talentos como para la capacidad de creación de prototipos, y todos los proveedores del mundo también tienen oficinas allí. Es el Davos de los autos.