Överväxel (Overdrive)

Överväxel betecknar varje växel vars utväxling numeriskt understiger 1:1, vilket innebär att växellådans utgående axel roterar snabbare än den ingående. I praktiken roterar motorn långsammare än kardanaxeln eller de drivande hjulen, så en bil som rullar på motorvägen kan hålla hög hastighet medan vevaxeln snurrar på relativt måttliga varv. Konceptet finns till för att bryta det historiska sambandet mellan vägfart och motorvarvtal: utan en överväxel skulle motorn behöva skrika på höga varv på öppen väg och dra mer bränsle och slitas snabbare än nödvändigt.

Mekaniskt kan överväxel åstadkommas på två sätt. Det ursprungliga tillvägagångssättet, vanligt från 1930-talet fram till 1980-talet, var en separat planetväxelenhet monterad bakom huvudväxellådan, inkopplad av ett solenoid eller en elektrisk strömbrytare och verksam på de översta en eller två utväxlingarna. En sol- och planethjulsuppsättning, låst eller frigjord av en hydraulisk koppling och ett bromsband, steg upp utgångshastigheten över ingångshastigheten. Det moderna tillvägagångssättet utformar helt enkelt huvudväxellådans översta växel eller växlar med en utväxling under 1:1, så att funktionen är inbyggd snarare än påbyggd; en sexväxlad manuell låda kan ha en femma kring 0,85:1 och en sexa närmare 0,65:1.

Fördelarna är tystare, mer förfinad och mer ekonomisk landsvägsfärd. Att sänka motorvarvtalet från säg 3 500 varv/min till 2 200 varv/min vid jämn fart på 110 km/h minskar friktionsförluster, pumpförluster och buller, vilket märkbart kan sänka bränsleförbrukningen på motorvägen och lindra tröttheten på långa sträckor. Det minskar också motorslitaget under bilens livslängd, eftersom färre varv ackumuleras för varje körd kilometer.

Avvägningen rör vridmomentet. Eftersom utväxlingen multiplicerar hastigheten på bekostnad av vridkraften lämnar en överväxel föga reserv för acceleration eller stigning. Att be bilen dra iväg uppför en lutning på överväxel får motorn att kämpa, så växeln faller naturligt ur, genom förarens åtgärd i en manuell låda eller genom automatisk kickdown, så snart rask acceleration eller en brant backe kräver mer dragkraft. På äldre system med separat enhet var överväxeln vanligen spärrad på de lägre växlarna av just detta skäl.

Att förstå överväxel klargör flera närliggande begrepp. Den är en del av bilens samlade utväxlingsspann och samverkar med differentialens slutväxel för att bestämma motorvarvtalet vid en given vägfart. Moderna åtta-, nio- och tioväxlade automatlådor innehåller i praktiken flera överväxlar och möjliggör mycket långbent landsvägsfärd, medan steglösa växellådor uppnår samma avslappnade effekt utan distinkta steg. I samtliga fall förblir det underliggande syftet det historiska: att låta motorn slöa fram ekonomiskt när bilen väl kommit upp i fart.