¿Qué desventajas tiene un automóvil con transmisión de 4 velocidades en comparación con 5, 6 o 7 velocidades con un motor similar?

Para un automóvil que tiene opciones de marchas 4, 5, 6 y 7, si todo lo demás es igual, su velocidad máxima será la misma; todo lo que cambiaría sería tu aceleración:

En cada marcha tienes un rango donde la potencia está en su punto más alto. Por debajo de esta velocidad de marcha, su potencia es baja (¿alguna vez ha intentado acelerar en quinta desde parado?) Y por encima de ella, alcanza las limitaciones de velocidad del motor.

Por lo tanto, tener más marchas significa que puede pasar más tiempo en la banda de potencia, por lo que se mejora la eficiencia de aceleración, sin embargo, esto puede compensarse con el tiempo que se tarda en cambiar de marcha.

Por ejemplo, los camiones grandes pueden tener 12 marchas: necesitan potencia para acelerar cargas pesadas. Pero como las relaciones de transmisión son tan cercanas, lleva mucho tiempo alcanzar la velocidad máxima.

La velocidad máxima en sí no tiene nada que ver con el número de marchas. Todo lo que es importante para la velocidad máxima es la potencia y la velocidad máxima del motor y la relación de transmisión de su marcha máxima.

Entonces, para la pregunta 1, no hay pregunta 2, probablemente el tamaño del motor / potencia. Pregunta 3: una pregunta demasiado amplia para cubrirla aquí. Sugeriría eliminar esa (solo debe hacer una pregunta a la vez)

Hay dos razones principales por las que los fabricantes de automóviles han comenzado a poner más marchas en sus automóviles: la aceleración y el rendimiento de la gasolina. El objetivo principal es mantener el motor en su banda de torsión . Esta es el área en la que el motor funciona de manera más eficiente (mejor rendimiento de gasolina) y dado que no tiene que volver a acumular su banda de torque después de un cambio (ya está ahí), acelera más rápido.

Dentro de lo razonable, la marcha superior para la mayoría de las transmisiones automáticas de sobremarcha será más o menos la misma (dentro de lo razonable). Esto significa que la velocidad máxima va a ser más o menos la misma. La potencia del extremo superior es lo que lo limitará, en igualdad de condiciones... esto prácticamente elimina la transmisión como el factor decisivo al mirar esto.

Una y otra vez, cuando se introducen mejoras, incluso cambios menores en las especificaciones de un vehículo, el fin último hoy en día es el consumo de combustible. Un menor consumo de combustible significa menos emisiones. Cuando tiene un vehículo con, digamos, 7 velocidades, encontrará que las RPM del motor a 70 MPH en la autopista se reducen a alrededor de 1500 RPM. Esta velocidad del motor más lenta permite que los controles del motor optimicen por completo la potencia, el consumo de combustible y todas las emisiones importantes. La velocidad más lenta del motor le da al diseñador del motor más tiempo por revolución para implementar un mayor grado de control. Están contando en milisegundos hoy. El rendimiento de un vehículo, es decir, la aceleración, se está volviendo cada vez más irrelevante en las ciudades de hoy. En Londres (Reino Unido), un viaje de diez millas en automóvil durante un día laboral tomará al menos una hora.

tl; dr: más marchas = mayor aceleración y, posiblemente, mejor economía de combustible a cambio de una mayor complejidad y costo.

Imaginemos que todos los automóviles en cuestión son completamente idénticos, excepto por el componente de transmisión principal del sistema (por lo que la transmisión final sigue siendo la misma, la potencia y el par motor son los mismos, etc.). Dado eso, consideremos las tres opciones de transmisión: cuatro, cinco y siete marchas.

¿Limitará la velocidad máxima en autopista? (el límite aquí es principalmente 120 o 140 km/h)

Casi seguro. No hemos asumido que ninguno de los engranajes individuales coincida entre los distintos conjuntos. Sin embargo, esto es fácil de verificar: busque las relaciones de transmisión para los juegos de engranajes. Si todas las demás propiedades son idénticas, una relación de transmisión máxima idéntica le dará una velocidad máxima idéntica.

¿Limitará la aceleración, dificultará los adelantamientos, etc.?

Es casi seguro que un menor número de marchas producirá una aceleración más lenta que un mayor número de marchas. El mayor número de marchas permite al diseñador asegurarse de que, después de un cambio, el motor volverá a un lugar productivo en la curva de par (en mi coche, esto significa mantener las revoluciones altas).

Es útil imaginar el caso degenerado: imagine un automóvil con una sola marcha. Tendría que acelerar desde la velocidad de ralentí, alcanzando finalmente su par máximo en algún lugar alrededor de la velocidad de la autopista, y finalmente quedándose sin aliento a la velocidad máxima. Este rendimiento de gama baja es la razón por la que desea tantas marchas como sea posible: le permiten seleccionar el mejor par para la situación.

En el otro extremo, se necesita una cantidad finita de tiempo para cambiar de marcha en la transmisión. Si el número de marchas es tan alto y el tiempo de cambio de marchas se vuelve demasiado extremo, eventualmente podría ver una reducción en la relación costo-beneficio de una transmisión de muchas marchas. Sin embargo, eso no suena relevante para su situación.

¿Alguna otra limitación o problema que me haya pasado por alto? Mi uso es casi en su totalidad dentro de la ciudad.

Si estuviera conduciendo una transmisión manual, diría que siete marchas podrían ser molestas principalmente en la conducción en la ciudad. Una transmisión automática en la ciudad puede sentirse mucho más suave y brindarle un mejor kilometraje. Dependiendo de cómo esté programado el cambio automático, puede ser rápido pasar a una marcha alta (reduciendo las revoluciones y por lo tanto el combustible consumido).