あなたがスティックシフト車を運転するならば、あなたはあなたの頭の中に浮かんでいるいくつかの質問があるかもしれません。
このシフトノブを動かしている面白い「H」パターンは、トランスミッション内のギアとどのように関係していますか？シフターを動かすと、トランスミッション内で何が動いていますか？
ぐちゃぐちゃになってそのひどい研削音が聞こえたら、実際に研削とは何ですか？高速道路をスピードダウンしているときに誤ってリバースにシフトした場合はどうなりますか？トランスミッション全体が爆発しますか？
この記事では、マニュアルトランスミッションの内部を探求しながら、これらすべての質問に答えます。
ガソリンエンジンの物理的性質のため、車にはトランスミッションが必要です。まず、どのエンジンにもレッドラインがあります。これを超えると、エンジンが爆発せずに進むことができない最大rpm値です。次に、「馬力のしくみ」を読んだ場合、エンジンの回転数範囲が狭く、馬力とトルクが最大になることがわかります。たとえば、エンジンは5,500rpmで最大馬力を生成する場合があります。トランスミッションは、車の速度が上がったり下がったりするときに、エンジンと駆動輪の間のギア比を変更することを可能にします。エンジンがレッドラインより下で、最高のパフォーマンスのrpmバンドの近くにとどまることができるように、ギアをシフトします。
理想的には、トランスミッションはその比率が非常に柔軟であるため、エンジンは常に単一の最高性能のrpm値で動作できます。それが無段変速機（CVT）の背後にある考え方です。次にそれについて話します。
- 無段変速機
- 非常にシンプルなトランスミッション
- ファーストギアへのシフト
- 本当のトランスミッション
- 自動マニュアルはどうですか？
- マニュアルはどこに行きましたか？
無段変速機
無段変速機（CVT）には、ほぼ無限のギア比の範囲があります。これまで、CVTは、コスト、サイズ、信頼性の点で4速および5速トランスミッションと競合することができなかったため、量産車には見られませんでした。最近では、デザインの改善によりCVTがより一般的になっています。
トランスミッションはクラッチを介してエンジンに接続されています。したがって、トランスミッションの入力シャフトはエンジンと同じrpmで回転し、出力と燃費の両方を向上させます。 CVTは、マニュアルトランスミッションや従来のオートマチックトランスミッションよりもかなり効率的であり、自動車メーカーが可能な限り最高の燃費評価を求めて競争するにつれて、そこから人気が急上昇したため、ハイブリッドカーで一般的になりました。2016年後半現在、米国で販売されている車の4台に1台にCVTが搭載されています。
CVTには欠点があります; 最も注目すべきは、楽しみではなく効率を重視して設計されているため、運転が遅くなる可能性があることです。しかし、多くのドライバーがマニュアルトランスミッションから離れることを選択し、その結果、提供されるマニュアルが少なくなるにつれて、CVTはその存在感を高め続けています。CVTは、小型エンジンを搭載した小型車でも最適に機能します。そのため、ほとんどのトラックや大型SUVは引き続き従来のオートマチックを使用しています。
あなたは読むことができますどのように仕事のCVTをどのように無段変速機の作業に関するさらに多くの情報のため。それでは、簡単なトランスミッションを見てみましょう。
非常にシンプルなトランスミッション
標準トランスミッションの背後にある基本的な考え方を理解するために、左の図はニュートラルでの非常に単純な2速トランスミッションを示しています。この図の各部分を見て、それらがどのように組み合わされているかを理解しましょう。
- 緑のシャフトは、を介してエンジンから来ているクラッチ。緑のシャフトと緑のギアは1つのユニットとして接続されています。（クラッチとは、エンジンとトランスミッションの着脱を可能にする装置です。）クラッチペダルを踏むと、エンジンとトランスミッションが切り離され、車が静止していてもエンジンが作動します。クラッチペダルを離すと、エンジンとグリーンシャフトが直接接続されます。緑のシャフトとギアはエンジンと同じrpmで回転します。
- 赤軸とギアと呼ばれるレイシャフト。これらも一体として接続されているため、副軸のすべての歯車と副軸自体が1つのユニットとして回転します。緑のシャフトと赤のシャフトは噛み合った歯車を介して直接接続されているため、緑のシャフトが回転している場合は、赤のシャフトも回転しています。このようにして、クラッチが接続されているときはいつでも、副軸はエンジンから直接動力を受け取ります。
- 黄色軸を介して駆動軸に直接接続スプライン軸である差動車の駆動輪に。ホイールが回転している場合は、黄色のシャフトが回転しています。
- 青色のギアは、彼らが上にスピンので、ベアリングの上に乗って黄色のシャフト。エンジンがオフであるが車が惰性走行している場合、青いギアと副軸が動かない間、黄色のシャフトが青いギアの内側で回転する可能性があります。
- 目的カラーは二つのうちの一つに接続することである青色ギアに黄色ドライブシャフト。カラーはスプラインを介して黄色のシャフトに直接接続され、黄色のシャフトと一緒に回転します。ただし、カラーは黄色のシャフトに沿って左右にスライドして、青い歯車のいずれかに噛み合うことができます。犬歯と呼ばれる首輪の歯は、青い歯車の側面にある穴にぴったりとはまり、噛み合います。
それでは、1速にシフトするとどうなるか見てみましょう。
ファーストギアへのシフト
左の写真は、1速にシフトしたときに、紫色のカラーが右側の青いギアとどのように噛み合っているかを示しています。図が示すように、エンジンからの緑色のシャフトが副軸を回転させ、副軸が青色のギアを右に回転させます。このギアは、カラーを介してエネルギーを伝達し、黄色のドライブシャフトを駆動します。その間、左側の青い歯車は回転していますが、ベアリングがフリーホイールであるため、黄色のシャフトには影響しません。
カラーが2つのギアの間にある場合（前のページの図に示されているように）、トランスミッションはニュートラルになります。黄色のシャフトの青いギアは両方とも、副軸との比率によって制御されるさまざまな速度でフリーホイールします。
このディスカッションから、いくつかの質問に答えることができます。
- シフト中にミスをして、ひどい研削音が聞こえても、ギアの歯が噛み合わない音は聞こえません。これらの図からわかるように、すべての歯車の歯は常に完全に噛み合っています。研削とは、犬歯が青い歯車の側面にある穴をかみ合わせようとして失敗した音です。
- ここに示されているトランスミッションには「シンクロ」（記事の後半で説明）がないため、このトランスミッションを使用している場合は、ダブルクラッチする必要があります。ダブルクラッチは古い車で一般的でしたが、一部の現代のレースカーでもまだ一般的です。ダブルクラッチでは、最初にクラッチペダルを一度踏み込んで、エンジンをトランスミッションから切り離します。これにより犬歯の圧力が取り除かれるため、首輪をニュートラルに動かすことができます。次に、クラッチペダルを放し、エンジンを「適切な速度」に回転させます。適切な速度は、エンジンが次のギアで動作する必要があるrpm値です。犬歯が噛み合うように、次のギアの青いギアとカラーを同じ速度で回転させるというアイデアです。次に、クラッチペダルをもう一度押し込み、カラーを新しいギアにロックします。ギアチェンジのたびに、クラッチを2回押して放す必要があるため、「ダブルクラッチ」という名前が付けられています。
- また、ギアシフトノブの小さな線形運動によってギアを変更する方法もわかります。ギアシフトノブは、フォークに接続されたロッドを動かします。フォークは黄色のシャフトのカラーをスライドさせて、2つのギアのうちの1つと噛み合います。
次のセクションでは、実際の送信について見ていきます。
本当のトランスミッション
4速マニュアルトランスミッションはほとんど時代遅れであり、5速および6速トランスミッションがより一般的なオプションとして使用されています。一部のパフォーマンスカーは、さらに多くのギアを提供する場合があります。ただし、ギアの数に関係なく、それらはすべてほぼ同じように機能します。内部的には、次のようになります。
シフトレバーによってかみ合う3本のロッドによって制御される3つのフォークがあります。シフトロッドを上から見ると、リバース、1速、2速で次のようになります。
シフトレバーの中央に回転点があることに注意してください。ノブを前方に押して1速ギアを入れると、実際にはロッドとフォークを引いて1速ギアを戻します。
シフターを左右に動かすと、異なるフォーク（したがって異なるカラー）を使用していることがわかります。ノブを前後に動かすと、カラーが動き、ギアの1つがかみ合います。
リバースギアは小さなアイドラーギア（パープル）で処理されます。上の図の青いリバースギアは常に、他のすべての青いギアと反対の方向に回転しています。したがって、車が前進している間はトランスミッションを後進させることは不可能です。犬歯は決してかみ合わないでしょう。しかし、彼らはたくさんの音を立てます。
シンクロナイザー
現代の乗用車のマニュアルトランスミッションは、シンクロ、またはシンクロを使用して、ダブルクラッチの必要性を排除します。シンクロの目的は、犬歯が接触する前にカラーとギアが摩擦接触できるようにすることです。これにより、次のように、歯が噛み合う前にカラーとギアの速度を同期させることができます。
青い歯車の円錐は首輪の円錐形の領域に収まり、円錐と首輪の間の摩擦が首輪と歯車を同期させます。次に、首輪の外側部分がスライドして、犬歯がギアにかみ合うようにします。
すべてのメーカーが異なる方法でトランスミッションとシンクロを実装していますが、これは一般的な考え方です。
自動マニュアルはどうですか？
自動マニュアルトランスミッションは、おそらくより良い知られており、より正確と記載されているデュアルクラッチオートマチック、それはますます人気のオプションです。デュアルクラッチオートマチックトランスミッションは、ポルシェやアウディなどのハイエンドパフォーマンスカーで人気を博しましたが、より主流のモデルで利用できるようになっています。
デュアルクラッチオートマチックは、車のコンピューターネットワークによって制御され、ドライバーからの入力を必要としない2つのクラッチを介して動作します。先に述べたように、マニュアルトランスミッションのクラッチが接続されると、エンジンがトランスミッションから切断され、シフトが可能になります。デュアルクラッチオートマチックは、2つの異なるギアを同時に操作し、電源切断ステージをバイパスしながらシフトを完了します。これにより、エンジンとトランスミッションが一致しようとしている間は「一時停止」が発生しないため、デュアルクラッチトランスミッションはシフトをはるかに迅速に完了することができます。
パワーの途切れがないので車は速く、ギアチェンジの瞬間を正確に特定することはほとんど不可能なので乗り心地はスムーズで、非効率的なシフトによってパワーが失われないので燃費は良くなります。デュアルクラッチトランスミッションについて詳しくは、こちらをご覧ください。
デュアルクラッチオートマチックを搭載した一部の車は、通常はステアリングホイールに取り付けられたパドルシフターを介して手動シフトモードを提供しますが、経験は同じではありません。手動シフトは練習して完璧にするのが楽しいスキルであるため、一部のパフォーマンス愛好家は「自分で行ける」体験の喪失を嘆くかもしれませんが、速度が究極の目標である場合、自動手動変速機の結果について議論するのは難しいです。
マニュアルはどこに行きましたか？
US News＆World Reportによると、2016年後半の時点で、マニュアルトランスミッション付きの新車はわずか5％しか販売されていません。それは1987年の約25パーセントのピークから下がっています。
あなたがマニュアルを運転することを好む珍しい自動車購入者の中にいるとしても、あなたが次にディーラーに行くときあなたはそれを見つけるのに苦労するでしょう。一部のメーカーは、オートマチックまたはCVTの追加料金を請求する言い訳としてマニュアルを保管していますが、その反面、マニュアルトランスミッションを備えた設備の整った車を入手するのは困難です。エンジンのアップグレードや全輪駆動などのオプションが必要な場合、これらの機能は多くの場合、マニュアルトランスミッションを提供しないモデルまたはトリムレベルでのみ提供されます。マニュアルトランスミッションを確実に入手する方法であったスポーツカーも、より高速で効率的なオートマチックオプションに向かっています。
自動車メーカーは、オートマチックトランスミッションはあらゆる点で、特に前のページで説明したCVTとデュアルクラッチオプションの方が優れていると言っています。マニュアルトランスミッションを搭載した車を所有することへの実際の関心も低下しています。特に、アメリカ人のドライバーは、クラッチペダルを絶えずフェザリングするのが面倒になる可能性がある、交通量の多い場所に座っている時間が長くなっています。米国のニュースは報告し、「ドライバーはより多くのこれらの優れた近代的なオートメーションと遭遇すると、より少ないが、マニュアルを駆動するために学ぶことに興味を持っています。」
初版：2000年4月1日
