홍라이프 계산기크롤 비율 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 오프로드 차량의 가장 낮은 기어에서의 전체 감속비인 크롤 비율을 구하고, 그때의 크롤 속도, 바퀴 회전수, 바퀴 토크를 보여 줍니다. 암벽 주행이나 급경사 내리막을 위해 액슬 기어, 트랜스퍼 케이스, 타이어 크기를 고를 때 쓰입니다.
계산 방법
크롤 비율 = 1단 기어비 × 트랜스퍼 저단비 × 액슬(종감속)비
- 바퀴 회전수 = 엔진 rpm ÷ 크롤 비율
- 크롤 속도(km/h) = 바퀴 rpm × π × 타이어 지름(인치) × 0.0254 × 60 ÷ 1000, mph = km/h ÷ 1.609344
- 바퀴 토크(손실 무시) = 엔진 토크 × 크롤 비율
원리
직렬로 연결된 기어는 곱해집니다. 각 단은 빠르고 약한 입력을 그 비율만큼 느리고 강한 출력으로 바꾸므로 전체 감속비는 모든 비율의 곱입니다. 크롤 비율이 높으면 엔진은 편한 회전수로 돌면서 바퀴는 아주 천천히 움직여 바위 위에서 섬세하게 조작할 수 있고 내리막에서 엔진 브레이크도 강해집니다. 토크도 같은 비율로 커지며 구동계 손실만큼 줄어듭니다. 타이어는 바퀴 회전을 속도로 바꿉니다. 한 바퀴에 둘레 π × 지름만큼 나아가므로 큰 타이어는 속도를 높이고 바퀴 힘을 줄입니다. 그래서 큰 타이어에는 더 낮은(숫자가 큰) 액슬 기어를 함께 쓰는 경우가 많습니다.
예제 풀이
기본값: 1단 4.0, 저단 2.72, 액슬 4.10, 33인치 타이어, 1,000rpm, 300N·m
- 크롤 비율 = 4.0 × 2.72 × 4.10 = 44.6, 즉 44.6:1
- 바퀴 회전수 = 1,000 ÷ 44.608 = 22.4rpm
- 둘레 = π × 33 × 0.0254 = 2.633m
- 속도 = 22.42 × 2.633 × 60 ÷ 1000 = 3.54km/h = 2.2mph
- 바퀴 토크 = 300 × 44.608 = 13,382N·m(손실 전)
| 1단 기어비 | 크롤 비율 (최저단 총감속비) |
|---|---|
| 1 | 11.2 |
| 2 | 22.3 |
| 3 | 33.5 |
| 4 | 44.6 |
| 5 | 55.8 |
| 6 | 66.9 |
| 8 | 89.2 |
결과 해석
공회전 근처에서 걷는 속도인 약 2~3km/h가 나오면 조작이 쉽습니다. 바퀴 토크는 구동되는 모든 바퀴가 나눠 가지며 구동계 손실(흔히 10~20%)만큼 줄어듭니다.
흔한 실수
- 비율을 곱하지 않고 더하는 경우
- 하중을 받은 실제 지름보다 큰 표기 지름을 쓰는 경우
- 자동변속기 토크컨버터의 미끄러짐과 토크 증대를 잊는 경우
- 손실 없는 바퀴 토크를 그대로 쓸 수 있는 견인력으로 보는 경우(대개 접지력이 먼저 한계에 닿습니다)
자주 묻는 질문
큰 타이어를 달면 크롤 비율이 어떻게 되나요?
지름에 비례해 실질 비율이 낮아져 속도는 오르고 바퀴 힘은 줄어듭니다.
크롤 비율을 높이려면?
더 낮은 액슬 기어, 더 낮은 트랜스퍼 저단, 1단이 더 낮은 변속기를 쓰면 됩니다.
출처: Gear-train reduction: overall ratio of gears in series is the product of the individual ratios (e.g. R. L. Norton, Design of Machinery) · NIST Special Publication 811 (2008), Appendix B (1 in = 25.4 mm; 1 mile = 1.609344 km)