Estoy tratando de entender por qué los autos tienen transmisiones, por qué es necesario cambiar de marcha a marcha mientras conduces. Escuché la regla general, "cuanto mayor sea su velocidad, mayor será su equipo, cuanto menor sea su velocidad, menor será su equipo", y me gustaría saber la razón por la que funciona de esta manera.
Súbete a una bicicleta de montaña y cambia de marcha. Las mismas razones se aplican para cambiar las marchas de su automóvil y cambiar las marchas de su bicicleta: no puede pedalear más rápido que x, y no puede alejarse cuando las marchas son demasiado extremas.
El punto es que los humanos y los motores funcionan mejor a una cierta cadencia o RPM. Si el motor gira demasiado lento, no puede generar suficiente potencia. Si gira demasiado rápido, los componentes soportarán demasiada tensión, se sobrecalentarán y se romperán rápidamente. Un auto de fórmula 1 puede acelerar hasta 18000 RPM, pero el motor debe reconstruirse después de cada carrera. Un camión grande solo acelera entre 2000 y 3000 RPM, y aunque es bastante fuerte, no puede ir muy rápido.
Los automóviles convencionales, no eléctricos, funcionan con motores de combustión interna, esos motores deben estar funcionando (girando) para desarrollar potencia y desarrollar su mejor potencia en una banda de RPM relativamente estrecha, tal vez 1,500 a 2,000 RPM. Cuando cambia de marcha, lo que está haciendo es hacer coincidir la velocidad del motor con la velocidad a la que desea viajar por la carretera. Esto le permite operar el motor a una velocidad "buena" relativamente fija mientras le permite variar su velocidad.
La relevancia para el mantenimiento y la reparación es que la operación frecuente fuera de esa banda podría dañar el motor. Si hace funcionar el motor demasiado lento, lo que se denomina "arrastre", la presión en los cilindros puede aumentar lo suficiente como para causar daños. Si hace funcionar el motor demasiado rápido, "acelerándolo en exceso", se encontrará con otra serie de problemas. A altas velocidades, verá que se acumula más calor y comenzarán a surgir problemas como el "flotamiento de la válvula". Dado que muchas partes del motor giran y cambian de dirección, el equilibrio de partes como pistones, bielas y el cigüeñal se vuelve crítico a medida que aumenta la velocidad del motor. La transmisión y los cambios de marcha le brindan una forma de evitar estos problemas.
Se requieren engranajes para mantener el motor a velocidades de rotación donde crea una cantidad deseable de potencia en una amplia gama de velocidades de carretera. En general, cuanto más rápido gira un motor, más combustible consume y más potencia genera. Los motores también solo pueden girar a una velocidad máxima (línea roja).
Si un vehículo estaba limitado a una sola relación de transmisión:
Los engranajes están diseñados para un rango limitado dado de velocidad en carretera. La primera marcha permite que el motor proporcione una gran cantidad de potencia a muy baja velocidad. Una vez que se alcanza una velocidad de carretera razonable y el motor alcanza la parte superior de su rango utilizable, se selecciona una marcha más alta. Esto posiciona la velocidad del motor hacia el extremo inferior de su rango para la misma velocidad de carretera dada. El proceso se repite hasta que el vehículo alcanza el punto en el que el engranaje proporciona la mayor velocidad posible del vehículo combinada con la mayor potencia posible del motor. Por lo general, se instala una sobremarcha, que engrana por encima de la combinación de potencia/velocidad más alta, en beneficio de la reducción del consumo de combustible.
Gabriel Mongeon
anónimo2