변속기(TRANSMISSION)
엔진 성능 곡선 : 엔진의 각 회전 속도에서 최대 축력일때의 축 출력(PS),축 TORQUE(회전력) 및
연료 소비율의 관계를 나타낸 선도를 엔진 성능 곡선이라 한다.
1. 축 출력(PS) 은 회전속도(RPM)가 빨라짐에 따라 급속히 증가하나 너무 고속회전이 되면
흡입공기량의 관계등으로 연소상태가 나빠져 축 출력은 증가하지 않는다.
2. TORQUE(회전력) 은 저속이나 고속에 관계없이 일정한 직선으로 되는 것이 이상적이나,
실제는 연소상태가 가장좋은 중속회전에서 최대를 나타내고,저속에서는 열손실이 크고,
고속일 때는 기계 마찰이 크기 때문에 양쪽 끝이 내려간다.
< 참고 > 기관의 축 TORQUE(회전력)이란 엔진에서 발생하는 크랭크 축의 회전력을 말하며,
엔진의 축TORQUE(회전력)은 중속일 때 크고,고속 및 저속에서는 적어진다.
이것은 회전속도에 따라 연소상태 및 흡입효율이 변하는 것이 그 주원인이다.
3. 연료 소비율 은 최대 회전력을 나타내는 회전속도 부근에서 최저 값을 나타내는 것이 보통이다.
- 차량 사양이 최고출력 95마력/5,500rpm 최대토크 13.8Kg.m/3,000rpm이라면
변속시점을 2,500~3,000rpm으로(3,000rpm이
넘으면 소음이 커짐)한다면 연료 소비율이 가장 좋겠지요.
이때 4단이라면 약 65Km/h, 5단이라면 약85Km/h 정도 되겠죠.
변속비의 결정
변속비를 결정하는 데는 우선 그 자동차에 요구되는 최고속도,가속능력 및 연료소비율 등이 얻어지도록
최종 감속기어의 감속비를 결정한다.
다음으로 그 자동차에 부여할 최대 등판능력으로부터 변속기의 최저기어(1단 기어)의 변속비를 정한다.
이것에 의해 직렬(여기선 최고단)의 경우와 최저속기어의 경우가 결정되므로 그 중간기어의 변속비는
등비급수 적으로 부여해 주지만, 기어의 설계상의 형편이나 성능 및 운전방법에 대한 희망등에 의해
어느정도 수정한 값이 사용된다.
1) 1단 기어비 (1st Gear Ratio)의 결정
2) 변속 단수 및 %STEP의 결정
변속 단수( No. of Speed )는 Max. Power 와 Max. Effort를 대표함으로서 선택된 Engine RPM
Band의 % STEP에 기초한 등비수열을 나타낸다.
① Engine rpm band 의 % STEP = (Max. Torque rpm) / (Max. Power rpm)
② 1st Gear
ratio = % STEP
( n : 변속 단수 )
3) 각 단별 Gear Ratio 의 결정
차의 성능곡선에서 요구된 Power 와 유효한 Power를 조사함으로써, 기하학적 방법을 통해 결정된
최고 단비(Top Gear
Ratio)와 1단 기어비를 가지고 중간의 각 기어비를 결정할수 있다.
즉, 등비수열로써
동력성능
자동차의 동력성능은 그 사용 엔진 및 동력전달장치의 성능,제원에 의해 좌우되는 것으로 가속성능,
등판성능,최고속도 및 연료소비율이 포함되어있다.
또 자동차가 주행중에는 그 주행을 방해하는 힘의 작용을 받는다.
이것을 주행저항이라고하는데,주행저항의 대소는 자동차의 동력성능에 큰영향을 주는 것이다.
주행저항
1) 등판저항(Gradient Resistance) = G.V.W ×sinθ ≒ G.V.W × tanθ (∵θ=small )
2) 구름저항(Rolling Resistance) = (마찰계수) x (타이어반경) x G.V.W
3) 공기저항(Air Resistance) = C x A x V^2
여기서는 1단은 저속이므로 공기저항은 무시 한다.
주 ; C : 공기저항계수 (0.004)
A : 차앞면의 단면적 (Front Area)
V : 주행속도 (Road Speed)