스틱 시프트 자동차를 운전하면 머리에 몇 가지 질문이 떠오를 수 있습니다.
이 시프트 노브를 움직이는 재미있는 "H" 패턴 이 변속기 내부의 기어와 어떤 관련이 있습니까? 시프터를 움직일 때 변속기 내부에서 무엇이 움직이고 있습니까?
내가 엉망으로 만들고 그 끔찍한 연마 소리를 들을 때 , 실제로 연마하는 것은 무엇입니까? 고속도로에서 속도 를 내다가 실수로 후진으로 변속하면 어떻게 됩니까? 전체 전송이 폭발합니까?
이 기사에서 우리는 수동 변속기의 내부를 탐구하면서 이러한 모든 질문과 그 이상에 답할 것입니다.
자동차는 가솔린 엔진 의 물리적 특성 때문에 변속기가 필요합니다 . 첫째, 모든 엔진에는 엔진이 폭발하지 않고는 갈 수 없는 최대 rpm 값인 레드라인이 있습니다. 둘째, How Horsepower Works 를 읽었다면 엔진은 마력과 토크 가 최대인 좁은 rpm 범위를 가지고 있음을 알 수 있습니다 . 예를 들어, 엔진은 5,500rpm에서 최대 마력을 생산할 수 있습니다. 트랜스미션은 자동차의 속도를 높이거나 낮추면 엔진과 구동 바퀴 사이 의 기어비 를 변경할 수 있습니다. 엔진이 최고 성능의 rpm 밴드 근처와 레드라인 아래에 머물 수 있도록 기어를 변속합니다.
이상적으로는 변속기의 비율이 매우 유연하여 엔진이 항상 단일 최고 성능의 rpm 값으로 작동할 수 있습니다. 이것이 무단 변속기 (CVT)의 이면에 있는 아이디어 입니다. 우리는 그것에 대해 다음에 이야기할 것입니다.
- 연속 가변 변속기
- 매우 간단한 전송
- 첫 번째 기어로 변속
- 실제 전송
- 자동 매뉴얼은 어떻습니까?
- 설명서는 어디로 갔습니까?
연속 가변 변속기
무단 변속기(CVT)는 거의 무한대의 기어비 범위를 가지고 있습니다. 과거에는 CVT가 비용, 크기 및 신뢰성 면에서 4단 및 5단 변속기와 경쟁할 수 없었기 때문에 양산 자동차에서는 볼 수 없었습니다. 요즘에는 디자인이 개선되어 CVT가 더 일반적으로 사용되었습니다.
변속기는 클러치를 통해 엔진에 연결됩니다 . 따라서 변속기의 입력 샤프트는 엔진과 동일한 rpm으로 회전하므로 출력과 연비가 모두 향상됩니다. CVT는 수동 및 기존 자동 변속기보다 훨씬 더 효율적이기 때문에 하이브리드 자동차에서 일반적이 되었으며 자동차 제조업체가 가능한 최고의 연비 등급을 놓고 경쟁하면서 인기가 치솟았습니다. 2016년 말 기준으로 미국에서 판매되는 자동차 4대 중 1대는 CVT가 장착되어 있습니다.
CVT에는 단점이 있습니다 . 가장 주목할만한 점은 재미보다는 효율성을 위해 설계되었기 때문에 운전이 느려질 수 있다는 것입니다. 그러나 많은 운전자가 수동 변속기에서 멀어지기로 선택하여 제공되는 매뉴얼이 줄어들 면서 CVT는 계속해서 존재감을 높이고 있습니다. CVT는 또한 소형 엔진이 장착된 소형차에서 가장 잘 작동하기 때문에 대부분의 트럭과 대형 SUV는 계속해서 전통적인 자동 장치를 사용합니다.
당신이 읽을 수있는 방법 CVT에 일을 어떻게 무단 변속기 작업에 더 많은 정보. 이제 간단한 전송을 살펴보겠습니다.
매우 간단한 전송
표준 변속기의 기본 개념을 이해하기 위해 왼쪽 다이어그램은 중립에서 매우 간단한 2단 변속기를 보여줍니다. 이 다이어그램의 각 부분을 살펴보고 서로 어떻게 맞는지 이해해 보겠습니다.
- 녹색 샤프트 의 관통 엔진에서 온다 클러치 . 녹색 샤프트와 녹색 기어는 단일 장치로 연결됩니다. (클러치는 엔진과 변속기를 연결하고 분리하는 장치입니다.) 클러치 페달을 밟으면 엔진과 변속기가 분리되어 차가 정지해 있어도 엔진이 작동할 수 있습니다. 클러치 페달에서 발을 떼면 엔진과 녹색 샤프트가 서로 직접 연결됩니다. 녹색 샤프트와 기어는 엔진과 동일한 rpm으로 회전합니다.
- 빨간색 샤프트 및 기어는이라고 layshaft . 이것들도 하나의 부품으로 연결되어 레이샤프트 의 모든 기어 와 레이샤프트 자체가 하나의 유닛으로 회전합니다. 녹색 샤프트와 빨간색 샤프트는 맞물린 기어를 통해 직접 연결되어 녹색 샤프트가 회전하면 빨간색 샤프트도 회전합니다. 이러한 방식으로 레이샤프트는 클러치가 결합될 때마다 엔진 에서 직접 동력을 받습니다 .
- 황색 샤프트 스플라인 축임을 통해 구동 샤프트에 직접 연결되는 차동 자동차의 구동 휠에 관한 것이다. 바퀴가 회전하면 노란색 축이 회전합니다.
- 블루 기어는 그들이에 회전하므로 베어링 타고 노란색 샤프트 . 엔진이 꺼져 있지만 자동차가 타성 주행 중인 경우 노란색 샤프트는 파란색 기어 내부로 회전할 수 있는 반면 파란색 기어와 레이샤프트는 움직이지 않습니다.
- 의 목적 칼라는 두 가지 중 하나에 연결하는 것입니다 파란색 기어 받는 노란색 구동축 . 칼라는 스플라인을 통해 노란색 샤프트에 직접 연결되고 노란색 샤프트와 함께 회전합니다. 그러나 칼라는 노란색 샤프트를 따라 왼쪽이나 오른쪽으로 미끄러져 파란색 기어 중 하나와 맞물릴 수 있습니다. 개 이빨이라고 하는 칼라의 이빨은 파란색 기어 측면의 구멍에 끼워져 맞물립니다.
이제 1단 기어로 변속하면 어떤 일이 발생하는지 살펴보겠습니다.
첫 번째 기어로 변속
왼쪽 그림은 1단 기어로 변속했을 때 보라색 칼라가 오른쪽에 있는 파란색 기어와 어떻게 맞물리는지를 보여줍니다. 그래픽에서 알 수 있듯이 엔진의 녹색 샤프트는 레이샤프트를 돌리고 파란색 기어를 오른쪽으로 돌립니다. 이 기어는 칼라를 통해 에너지를 전달하여 노란색 구동축을 구동합니다. 한편, 왼쪽의 파란색 기어는 회전하지만 베어링에서 자유회전하므로 노란색 샤프트에는 영향을 주지 않습니다.
칼라가 두 기어 사이에 있으면( 이전 페이지 의 그림 참조 ) 변속기는 중립에 있습니다. 두 파란색 기어는 모두 레이샤프트에 대한 비율로 제어되는 서로 다른 속도로 노란색 샤프트에서 자유회전합니다.
이 토론에서 다음과 같은 몇 가지 질문에 답할 수 있습니다.
- 변속 중 실수를 하여 끔찍한 연마 소리가 들리면 기어 이빨이 맞물리지 않는 소리가 들리지 않습니다 . 이 다이어그램에서 볼 수 있듯이 모든 기어 톱니는 항상 완전히 맞물려 있습니다. 갈리는 소리 는 파란색 기어 측면의 구멍을 맞물리려고 하는 개 이빨 의 소리입니다 .
- 여기에 표시된 변속기에는 "동기화"(이 기사의 뒷부분에서 설명)가 없으므로 이 변속기를 사용하는 경우 더블 클러치 를 사용해야 합니다. 더블 클러치는 구형 자동차에서 일반적이었고 일부 현대 자동차 경주 에서는 여전히 일반적입니다.. 더블 클러치에서는 먼저 클러치 페달을 한 번 눌러 변속기에서 엔진을 분리합니다. 이렇게 하면 개 치아의 압력이 제거되어 칼라를 중립으로 이동할 수 있습니다. 그런 다음 클러치 페달에서 발을 떼고 엔진을 "올바른 속도"로 돌립니다. 올바른 속도는 엔진이 다음 기어에서 작동해야 하는 rpm 값입니다. 아이디어는 개 이빨이 맞물릴 수 있도록 다음 기어의 파란색 기어와 칼라가 같은 속도로 회전하도록 하는 것입니다. 그런 다음 클러치 페달을 다시 밟고 칼라를 새 기어에 잠급니다. 기어를 변경할 때마다 클러치를 두 번 눌렀다 놓아야 하므로 "더블 클러치"라는 이름이 붙습니다.
- 또한 기어 변속 노브의 작은 직선 운동으로 기어를 변경할 수 있는 방법도 확인할 수 있습니다. 기어 변속 노브는 포크에 연결된 로드를 움직입니다. 포크는 노란색 샤프트의 칼라를 밀어 두 개의 기어 중 하나를 맞춥니다.
다음 섹션에서는 실제 전송을 살펴보겠습니다.
실제 전송
4단 수동 변속기는 대부분 구식이며 5단 및 6단 변속기가 더 일반적인 옵션으로 자리 잡고 있습니다. 일부 고성능 차량은 더 많은 기어를 제공할 수 있습니다. 그러나 기어 수에 관계없이 모두 거의 동일하게 작동합니다. 내부적으로는 다음과 같습니다.
변속 레버에 의해 결합되는 3개의 로드로 제어되는 3개의 포크가 있습니다. 상기 찾고 시프트 봉 정상에서, 그들은 역 제 1 및 제 2 기어에서 다음과 같이 :
변속 레버 의 중간에 회전 지점 이 있음을 명심하십시오 . 노브를 앞으로 밀어 1단 기어에 맞물리면 실제로는 1단 기어를 위한 로드와 포크를 당기는 것입니다.
시프터를 왼쪽과 오른쪽으로 움직이면 다른 포크(따라서 다른 칼라)가 맞물리는 것을 볼 수 있습니다 . 노브 를 앞뒤로 움직이면 칼라가 움직여 기어 중 하나에 맞물립니다.
후진 기어 는 작은 아이들러 기어(보라색)로 처리됩니다. 항상 위의 다이어그램에서 파란색 후진 기어는 다른 모든 파란색 기어와 반대 방향으로 회전합니다. 따라서 차가 전진하는 동안 변속기를 후진하는 것은 불가능합니다. 개 이빨은 절대로 맞물리지 않을 것입니다. 그러나 그들은 많은 소음을 낼 것입니다.
동기화 장치
현대 승용차의 수동 변속기는 더블 클러치의 필요성을 없애기 위해 싱크로나이저 또는 싱크로를 사용 합니다 . 싱크로의 목적은 도그 이빨이 접촉하기 전에 칼라와 기어가 마찰 접촉하도록 하는 것입니다. 이렇게 하면 다음과 같이 톱니가 맞물리기 전에 칼라와 기어가 속도를 동기화할 수 있습니다.
파란색 기어의 원뿔은 칼라의 원뿔 모양 영역에 맞고 원뿔과 칼라 사이의 마찰은 칼라와 기어를 동기화합니다. 그러면 칼라의 바깥 부분이 미끄러져 톱니가 기어와 맞물릴 수 있습니다.
모든 제조업체는 변속기와 싱크로를 다른 방식으로 구현하지만 이것이 일반적인 생각입니다.
자동 매뉴얼은 어떻습니까?
자동화 된 수동 변속기는 아마 더 잘 알려져 있고 더 정확하게 설명되어 듀얼 클러치 자동 , 그것은 점점 더 인기있는 옵션입니다. 듀얼 클러치 자동 변속기는 포르쉐와 아우디와 같은 고급 고성능 자동차에서 인기를 얻었지만 점점 더 주류 모델에서 사용할 수 있습니다.
듀얼 클러치 자동은 자동차의 컴퓨터 네트워크에 의해 제어되고 운전자의 입력이 필요하지 않은 두 개의 클러치를 통해 작동합니다. 우리가 논의한 바와 같이 수동 변속기의 클러치가 결합되면 변속이 가능하도록 변속기에서 엔진을 분리합니다. 듀얼 클러치 자동은 한 번에 두 개의 다른 기어를 작동하여 전원 차단 단계를 우회하면서 변속을 완료합니다. 이를 통해 듀얼 클러치 변속기가 변속을 훨씬 더 빠르게 완료할 수 있습니다. 엔진과 변속기가 백업을 일치시키려고 하는 동안 "일시 중지"가 없기 때문입니다.
동력 끊김이 없어 차가 빠르고, 변속 시점을 정확히 알 수 없어 승차감이 부드럽고, 변속 비효율로 인한 동력 손실이 없어 연비가 좋다. 여기 에서 듀얼 클러치 변속기에 대해 자세히 읽을 수 있습니다 .
듀얼 클러치 오토매틱이 장착된 일부 차량은 일반적으로 스티어링 휠에 장착된 패들 시프터를 통해 수동 변속 모드를 제공하지만 경험은 동일하지 않습니다. 일부 성능 매니아는 수동 변속이 연습하기에 즐겁고 완벽하기 때문에 "노 젓기" 경험의 상실을 슬퍼할 수 있지만 속도가 궁극적인 목표라면 자동 수동 변속기의 결과에 대해 논쟁하기 어렵습니다. .
설명서는 어디로 갔습니까?
US News & World Report 에 따르면 2016년 말 현재 수동 변속기가 장착된 신차의 5%만 판매되었습니다 . 이는 1987년 약 25%의 최고치에서 하락한 것이다.
수동 운전을 선호하는 희귀한 자동차 구매자라고 해도 다음에 대리점에 갈 때 찾기 어려울 것입니다. 일부 제조업체는 자동 또는 CVT에 대해 더 많은 비용을 청구하기 위해 수동을 핑계로 남깁니다. 그러나 그 반대는 수동 변속기가 장착된 잘 갖춰진 차를 얻기가 어렵다는 것입니다. 엔진 업그레이드 또는 4륜 구동 과 같은 옵션을 원하는 경우 이러한 기능은 수동 변속기를 제공하지 않는 모델 또는 트림 레벨에만 제공되는 경우가 많습니다. 수동 변속기를 얻는 확실한 방법이었던 스포츠카도 더 빠르고 효율적인 자동 옵션으로 전환하고 있습니다.
자동차 제조업체는 자동 변속기가 모든 면에서 단순히 더 낫다고 말합니다. 특히 이전 페이지에서 다룬 CVT 및 듀얼 클러치 옵션이 더 좋습니다. 수동 변속기가 장착된 자동차를 소유하는 것에 대한 실제 관심도 감소하고 있습니다. 특히 미국 운전자가 계속해서 클러치 페달을 밟는 것이 지루할 수 있는 교통량이 많은 곳에서 더 많은 시간을 보낼 때 그렇습니다. US News가 보도한 바와 같이 , "운전자들이 이러한 우수한 현대식 자동 장치를 더 많이 접할수록 수동 운전을 배우는 데 관심이 적어집니다."
최초 발행일: 2000년 4월 1일
