Per queste domande seriverebbe uno Strosevski oppure un Octane che hanno voglia di scrivere ....
Bovinamente, la funzione del cambio e' quella di trasmettere la maggior "forza" possibile dal motore alle ruote.
I rapporti esistono perche' il motore termico non riesce a produrre sufficiente "forza" sin da fermo, ergo i rapporti "corti" collaborano per avere spunto per la partenza. Piu' impegnativa e' la partenza (pensate a un camion oppure a un fuoristrada), piu' corto e' il rapporto ideale.
Invece, man mano che il veicolo acquista velocita' e il propulsore comincia a lavorare "oltre" la fase di rendimento ottimale, la sua prestazione cala (mentre invece aumentano le usure e il consumo). Allora, interponendo un'altro "rapporto" piu' lungo, aumenta la capacita' del propulsore di spingere il veicolo a maggior velocita', a discapito del tempo.
Ti commentavo prima di una bicicletta, perche' e' l'applicazione piu' semplice. Il "rapporto" viene dato in una relazione, tra il numero di denti tra i due ingranaggi:
Tornando alla bici ....
Se guardi, si nota che la "corona" (il disco dentato con i pedali) e' molto piu' grande del pignone (quello piccolo presso il mozzo). Quindi a 1 giro di corona corrispondono piu' giri di pignone (mettiamo 4). Nel caso del cambio, gli ingranaggi sono a contatto, quindi sarebbe come se un "dente" della corona incontrasse "piu' volte" lo stesso dente del pignone. In questo caso, il rapporto e' 1:4 .... oppure 4.00 in gergo tecnico automobilistico.
Questo vale per qualsiasi aggeggio con ingranaggi nel mondo della tecnica: per esempio, il "differenziale" (ovvero la coppia conica) della mia California ha un rapporto di 1:4.125, espresso come il risultato di 8/33 (guarda il file allegato, al nro. 29 vedi il pignone e la corona). Quello del mio ex-Discovery era un 1:3.54 (ma non ricordo il nro. di denti).
Per capire in numeri, l'unico esempio che ho sottomano e' quello del Jimny, purtroppo automatico, ma che cmq va bene ai fini dell'esercizio. Quindi, rapporti al cambio:
1ma = 2.962
2da = 1.515
3za = 1.000 (presa diretta)
4ta = 0.737 (marcia surmoltiplicata oppure "overdrive")
Infine il rapporto "al ponte", ovvero quello finale, che viene dal differenziale: 3.909
Quindi il totale delle "riduzioni" dai giri motore ai giri ruota sarebbero all'incirca:
In 1ma, 2.962x3.909 = 11.578
In 2da, 1.515x3.909 = 5.922
In 3za, 1.000x3.909 = 3.909
In 4ta, 0.737x3.909 = 2.881
Quindi come vedi, man mano che io "salgo" di marcia il rapporto giri motore/giri ruota diminuisce .... ecco perche' esistono le marce!
Esempio pratico:
Se il motore del Jimny gira a 1000 giri al minuto, in 1ma marcia ottieni 10.88 km/h (a parita' di gomme, altro fattore importante da considerare)
In seconda, 21.28. In 3za (diretta) 32.23, e in overdrive 43.74 km/h.
Con un calcolo veloce, in 4ta a 130 in autostrada sei a (130x1000)/43.74 = 2972 giri/min.
Adesso mettiamo che io volessi un propulsore + silenzioso perche' a velocita' di crociera e' troppo elevato e fa troppo casino ... e il motore regge bene anche a 2500 giri/min. Allora aggiungo un rapporto!
Facciamo qualche prova con un rapporto lunghissimo (tipo 0.60)
Ipotetica 5ta: 0.60x3.909 = 2.345.
A mille giri/min sono a 53.73 km/h, quindi a 130 sono a 2420 g/m. Problema risolto per le lunghe "crociere" autostradali.
Alla tua domanda:
"Quindi dipende tutto dalla macchina... non c'entra nulla il fatto che ci sia o meno la sesta fa cambaire la rapportatura delle altre?"
La risposta e': "Si, dipende tutto dalla macchina... e no, non c'entra nulla il fatto che ci sia o meno la sesta per cambiare la rapportatura delle altre"
Sono scelte del costruttore e riguardano il veicolo.
Cita:
la presenza della sesta è vero che fa comodo in autostrada per ridurre rumorosità e consumo però per il resto ti porta solo svantaggi: e quindi ti fa cambiare + volte marcia ed inoltre nell'accelerazione da fermo 0-100 km/h non ti avvantaggia ed anzi perdi qualcosa perchè devi cambiare 1 marcia in più rispetto alla classica 5 rapporti.
Minkia, capirai quali tremendi svantaggi nell'uso quotidiano ....