Er kunnen veel redenen zijn om de verschillende overbrengingsverhoudingen van een auto of motorfiets te wijzigen. Om duidelijk te maken hoe dat effect benut wordt hierbij een voorbeeld aan de hand van mijn motorfiets, een Suzuki TL1000R. In de manual vinden we alle benodigde overbrengingsgegevens.

Deze gegevens moet je als volgt lezen:

• De primaire overbrenging is de ratio die ontstaat omdat bij iedere 57 omwentelingen van de krukas de ingaande as van de versnellingsbak 31 omwentelingen heeft gemaakt.
• De verschillende overbrengingsverhoudingen ten gevolge van de verschillende versnellingen geven de verhouding weer tussen de ingaande as van de versnellingsbak en de uitgaande as van de versnellingsbak. In het geval van de TL1000R is het aantal omwentelingen in gelijk aan het aantal uit in de hoogste versnelling.
• De eindoverbrenging (ook wel secundaire overbrenging genoemd) beschrijft in het geval van een motorfiets de ratio die ontstaat door de verschillende tandwielen van de aandrijving tussen versnellingsbak en wiel. In het geval van de TL1000R een kettingaandrijving met een tandwiel voor van 17 tanden en achter 39 tanden. Voor de meeste auto’s geldt dat je hier de ratio hanteert voor het differentieel, de verhouding tussen kroonwiel en pignon.

Aan de hand van de gearing kunnen we dus ook aan de snelheid gaan rekenen. Stel dat de afrolomtrek (zie kadertje onderaan) van de achterband van de TL1000R 2 meter bedraagt dan wordt bij 9500 toeren (toerental waarbij het vermogen maximaal is) dus bij een totale gearing van 1 een weg afgelegd van 9500 x 2 = 19000 meter per minuut oftewel 1140 km/h. Dit getal corrigeren we met de ratio’s:

Dit betreft natuurlijk theoretische waarden die gecorrigeerd moeten worden met wrijvingsverliezen, voornamelijk in de aandrijflijn en met het toenemen van de snelheid, de luchtweerstand. Daarnaast dient ook de hoeveelheid slip verrekend te worden, immers een omwenteling van het wiel leidt niet tot het 100% afleggen van de afrolomtrek van het voertuig.

Terug naar de kettingtandwielen. Vervang ik nu het achtertandwiel (39 tanden volgens de specificaties hierboven) door eentje met 3 tandjes meer, wat is dat het effect? De secundaire overbrenging verandert nu van 2.294 (namelijk 39/17) naar 2,471 (42/17). Hij is nu 7,7%  (2,471/2,294 * 100%) korter gegeared. Een exactere berekening is : 42/39 * 100% = afgerond ook 7,7 %. Dit betekent dat er in iedere versnelling 7,7% meer trekkracht aan het achterwiel is!
Uiteraard zal de theoretische snelheid hiermee evenredig afnemen.

Ter afsluiting nog even een paar dingen: lange & korte versnellingen, close ratio-bakken en snelheidsmeters:

Ga je de aandrijving korter gearen, dan gaat de snelheidsmeter overdrijven, omdat de snelheid vaak berekend wordt aan de hand van het aantal omwentelingen per tijdseenheid van de uitgaande as van de versnellingsbak.

Een close-ratio versnellingsbak is gewoon een versnellingsbak waar de verhoudingen dicht bijelkaar liggen. Even een voorbeeldje, we vergelijken de bak van een TL1000R met die van een Yamaha R7. De Yamaha R7 wordt namelijk standaard uitgerust met een close ratio bak, en dat effect willen we dan wel eens zien. Om een idee te hebben hoe de gearing van de verschillende versnellingen zich tot elkaar verhouden (oftewel hoe close de ratio’s zijn) stellen we de 6^e versnelling op 100%.

De TL100R:
1e versnelling 2.666  38% (100% x 1,000 / 2,666)
2e versnelling 1.933  52%
3e versnelling 1.500  67%
4e versnelling 1.227  81%
5e versnelling 1.086  92%
6e versnelling 1.000  100%

De Yamaha R7:
1e versnelling 2.235  53% (100% x 1,174 / 2,235)
2e versnelling 1.895  62%
3e versnelling 1.667  70%
4e versnelling 1.435  82%
5e versnelling 1.292  91%
6e versnelling 1.174  100%

De verschillen tussen de versnellingen zijn bij de R7 inderdaad kleiner. En daarbij is de eerste versnelling aanmerkelijk langer. Oftewel het snelheidsgebied waar deze versnelling werkzaam kan zijn, is stukken groter dan bij de TLR. Hiermee is de eerste versnelling een stuk bruikbaarder geworden tijdens het rijden. 100 km/u in de zesde versnelling is bij de R7 exact hetzelfde toerental 53 km/u in eerste. Bij de TLR rij je dan in een versnelling hoger, oftewel je hebt minder versnellingen om het potentieel van de motor te benutten.

De eerste versnelling van de TLR is dus meer een versnelling die je alleen gebruikt om weg te rijden. Het grootste voordeel van een close ratio bak dat onstaat doordat de versnellingen dicht bijelkaar liggen is dat je voor iedere snelheid de motor in het meest gunstige toerengebied (de powerband) kunt laten draaien. Hierdoor maak je optimaal gebruik van de motorprestaties. Voor gebruik op een circuit of baan zoekt men dan (indien de mogelijkheden daar zijn) ook de meest gunstige gearing op. Dit is complex proces met veel gereken en concessies. Om toch een idee te geven hierbij twee vuistregeltjes:

• Om basis van de gearing te vinden is het nodig te weten wat de hoogste snelheid is die het voertuig op de betreffende baan zou kunnen rijden. Dan wordt teruggerekend bij welke eindoverbrenging dit in de hoogste versnelling en welk toerental aan het eind van de powerband dit zou moeten gebeuren. Hierop baseer je bijvoorbeeld dan de keuze voor tandwielen (ketting of differentieel) of zelfs wielen, alles afhankelijk van de mogelijkheden die het voertuig, de verkrijgbaarheid van onderdelen , het betreffende reglement en je budget biedt.
• Voor de individuele versnellingen wordt, wanneer de mogelijkheid daar is, de meest optimale tandwielverhouding gezocht waarbij het voertuig in een of twee versnellingen volledig in de powerband de bocht uit accelereert.

Tot zover...

Noot:
Afrolomtrek van de band is aan de hand van de bandenmaat als volgt te berekenen: De bandenmaat in het geval van de TLR is 190/50 17. Dus een breedte van 190 met een 50/50 hoogte/breedteverhouding gemonteerd op een 17” velg. De afrolomtrek wordt berekend door de wieldiameter met Pi te vermenigvuldigen. De wieldiameter is de velgdiameter (17 * 25,4 mm) plus twee maal de hoogte van de band (0,5 * 190), dus een totaal van 439,1 + (2* 95) = 534,1. Maal Pi is dan 200,04 mm afrolomtrek voor deze band.