Mengapa Anda perlu mengganti gigi di mobil?

Saya mencoba memahami mengapa mobil memiliki transmisi - mengapa perlu mengubah dari gigi ke gigi saat Anda mengemudi. Saya telah mendengar aturan praktisnya, "semakin tinggi kecepatan Anda, semakin tinggi kecepatan Anda, semakin rendah kecepatan Anda, semakin rendah roda gigi Anda," dan saya ingin tahu alasan mengapa ia bekerja seperti ini.

Dapatkan sepeda gunung dan ganti gigi. Alasan yang sama berlaku untuk mengganti gigi mobil Anda dan mengganti gigi sepeda motor Anda: Anda tidak bisa mengayuh lebih cepat dari x, dan Anda tidak bisa pergi ketika roda gigi terlalu ekstrem.

Intinya adalah bahwa manusia dan mesin beroperasi paling baik pada irama atau RPM tertentu. Jika mesin berputar terlalu lambat, itu tidak dapat menurunkan daya yang cukup. Jika berputar terlalu cepat, komponen akan mengalami terlalu banyak tekanan, panas berlebih, dan cepat rusak. Mobil formula 1 dapat berputar hingga 18000 RPM, tetapi mesin perlu dibangun kembali setelah setiap balapan. Sebuah truk besar hanya berputar sekitar 2000 hingga 3000 RPM, dan meski cukup kuat, ia tidak bisa melaju dengan sangat cepat.

Mobil konvensional - non-listrik - ditenagai oleh mesin pembakaran internal, mesin tersebut harus berjalan (berputar) untuk mengembangkan tenaga dan mengembangkan daya terbaiknya pada pita RPM yang relatif sempit - mungkin 1.500 hingga 2.000 RPM. Ketika Anda menggeser persneling, apa yang Anda lakukan adalah mencocokkan kecepatan engine dengan kecepatan yang Anda inginkan saat bepergian. Ini memungkinkan Anda mengoperasikan mesin pada kecepatan "baik" yang relatif tetap sambil memungkinkan Anda memvariasikan kecepatan Anda.

Relevansi dengan perawatan dan perbaikan adalah bahwa operasi yang sering di luar pita itu dapat merusak mesin. Jika Anda menjalankan mesin terlalu lambat, yang disebut "menyeret," tekanan dalam silinder bisa menjadi cukup tinggi untuk melakukan kerusakan. Jika Anda menjalankan mesin terlalu cepat, "over-revving", Anda mengalami masalah lain. Pada kecepatan tinggi Anda akan melihat lebih banyak penumpukan panas dan masalah seperti "katup mengambang" akan mulai merayap masuk. Karena banyak bagian mesin berputar dan mengubah arah keseimbangan bagian seperti piston, batang penghubung, dan poros engkol semuanya menjadi kritis ketika kecepatan mesin naik. Transmisi dan pemindah gigi memberi Anda cara untuk menghindari masalah ini.

Roda gigi diperlukan untuk menjaga engine pada kecepatan rotasi di mana ia menghasilkan daya yang diinginkan di berbagai kecepatan jalan. Secara umum, semakin cepat mesin berputar, semakin banyak bahan bakar yang dikonsumsi, dan semakin banyak tenaga yang dihasilkannya. Mesin juga hanya mampu berputar ke kecepatan maksimum (redline).

Jika kendaraan dibatasi pada rasio gigi tunggal:

• Tenaga pada kecepatan rendah akan sangat buruk, karena mesin juga akan berputar sangat lambat.
• Konsumsi bahan bakar dan keausan pada kecepatan tinggi akan sangat buruk, karena mesin harus berputar sangat cepat.

Roda gigi dirancang untuk kisaran kecepatan jalan tertentu. Gigi pertama memungkinkan engine menghasilkan tenaga dalam jumlah besar dengan kecepatan sangat rendah. Setelah kecepatan jalan yang wajar tercapai dan mesin mencapai bagian atas dari rentang yang dapat digunakan, gigi yang lebih tinggi dipilih. Ini memposisikan putaran engine turun ke ujung bawah kisarannya untuk kecepatan jalan yang sama. Proses ini diulangi hingga kendaraan mencapai titik di mana persneling memberikan kecepatan kendaraan setinggi mungkin yang disesuaikan dengan tenaga mesin setinggi mungkin. Overdrive biasanya dipasang, yang berada di atas kombinasi daya / kecepatan tertinggi, untuk kepentingan pengurangan konsumsi bahan bakar.