Inleiding en aanleiding

 

Grotere banden leveren bodemvrijheid, vergroten de maximale diepte voor doorwaden en vergroten de maximale hoeken voor het op- of afrijden van heuvels, maar grotere banden werken meestal niet optimaal met OEM / originele gears (versnellingen). Autofabrikanten maken auto’s voor op de straat, wat betekent dat ze een hoge gearing kiezen voor snelle acceleratie en weinig benzineverbruik. Als grotere banden onder deze auto’s worden gemonteerd, dan kan de koppeling snel verslijten door de hoge eerste versnelling. Motorprestaties en benzineverbruik kunnen eronder lijden, omdat de motor gedwongen wordt om harder te werken buiten zijn optimale toerental bereik. Topsnelheid op de snelweg kan toenemen, maar ook lage snelheden tijdens de trail. Het kan ook zo zijn dat de laatste versnelling onbruikbaar wordt, waardoor de topsnelheid zelfs afneemt.

 

Er zijn twee belangrijke motivaties voor nieuwe Ring en Pinions (R&P’s), de eerste is het terugkeren van de Jeep naar originele overbrenging om motorprestaties te verbeteren en het afnemen van slijtage aan koppeling en transmissie. De tweede motivatie is het verhogen van offroad-prestaties met een lagere gearing. Met een lagere gearing kan de Jeeper langzamer door / over de obstakels wat hem of haar betere controle geeft, zodat er kleinere kans is op schade aan de Jeep en verwondingen aan omstanders. De lagere gearing kan echter nadelig zijn voor de topsnelheid.
 
 

 

Gear ratio

 

Gear ratio wordt berekend door het aantal tanden van de ring gear te delen door het aantal tanden van de pinion gear. Hoe hoger het getal, des te lager is de ratio: een 5.29 gear heeft een lagere ratio, levert meer kracht, maar ontwikkelt een hogere toerental (RPM, rotaties per minuut) dan een 4.10 R&P bij dezelfde snelheid. De ratio 4.10 betekent dat voor elke 4.10 omwentelingen bij de input, de output 1 keer draait. De aandrijfas draait dus 4.10 keren en het wiel maar 1 keer.

Aanbevolen RPM voor snelheden van ongeveer 60-65 MPH (95-105 km/uur):

~ 4 cilinder motor: 3000-3400 toeren per minuut;

~ 6 cilinder motor: 2600-3200 toeren per minuut;

~ Small block: 2400-3000 toeren per minuut;

~ Big block: 2200-2800 toeren per minuut;

~ Diesel: 1800-2200 toeren per minuut.

Voordat ik een aantal formules geef, zal ik eerst beschrijven hoe je een metrische maat voor banden in inches omzet.

 

Het converteren van metrische bandmaten in inches

 

Metrische bandmaten bestaan uit drie componenten: breedte, aspect ratio en wielmaat. Vaak worden deze componenten nog vergezeld door een enkele letter of een tweetal letters: P voor passenger car of LT voor light truck. De eerste drie componenten zijn nodig om de diameter van de band uit te rekenen.
 

 

De breedte is, heel simpel, de breedte van de band in mm. Bijvoorbeeld: de bandmaat P215/75R15 heeft een breedte van 215 mm. Het volgende component is de aspect ratio. De aspect ratio is het percentage van de breedte, die de hoogte van de zijkant van de band bepaalt. In het bovenstaande voorbeeld is de aspect ratio 75 of 75%, dus de hoogte van de zijkant is 75% van 215 is 161.25mm. Als je de diameter van de band wil, dan moet je rekening houden dat de diameter van de band twee secties van de zijkant bevat. Dit betekent dat de zijkant van de band 161.25 x 2 = 322.50 mm aan de diameter van de band bijdraagt.

Het volgende component is de wielmaat. In het bovenstaande voorbeeld is de wielmaat 15 inch. Als je de totale zijkant in inches converteert dan krijg je 322.50mm x 0.03937 in/mm, oftewel ongeveer 12.7 inches. Tel dit op bij de wielmaat en je krijgt de diameter: 15" + 12.7" = 27.7 inches. Dus een P215/75R15 band heeft een diameter van ongeveer 27.7 inches.

Ik wil hier even benadrukken dat de werkelijke maten vaak verschillen van de maten die op de banden staan, en dat dit per merk verschilt. Dezelfde bandmaat bij twee verschillende merken kan in werkelijkheid 2 inches meer of minder zijn!!
 

Formules voor gear ratio

De volgende formules helpen te bepalen welke gear ratio (R&P) je nodig hebt. Houd in gedachte dat dit een benadering is en afhankelijk is van andere factoren die inherent zijn aan je Jeep.

 

VOOR HANDGESCHAKELDE TRANSMISSIES ZONDER OVERDRIVE:

Gear ratio = RPM x Diameter band / (MPH x 336)

Voorbeeld: als je 2800 toeren per minuut wil bij 60 MPH en 30" banden hebt, dan wil je ongeveer 4.17 gears. De formule werkt simpeler met: 2800 / 60 / 336 x 30 = 4.17

 

RPM = Gear ratio x MPH x 336 / Diameter band

Voorbeeld: een Jeep die 60 MPH rijdt met 4.10 gears en 30 inches banden, daarvan draait de motor ongeveer 2755 toeren per minuut

 

 

VOOR AUTOMATISCHE TRANSMISSIES ZONDER OVERDRIVE:

RPM = Gear ratio x MPH x 355 / Diameter band

Voorbeeld: een Jeep met 4.10 gears en 30 inches banden die 60 MPH rijdt, daarvan maakt de motor ongeveer 2911 RPM's

 

 

VOOR JEEPS MET OVERDRIVE:

RPM = Gear ratio x OD x MPH x 336 / Diameter band

 

Voor automatische overdrive: OD = 0.7

Voor handgeschakelde overdrive: OD = 0.8

Voorbeeld: de motor van een Jeep met 5.29 gears, 32 inches banden en automatische overdrive die 60 MPH rijdt, maakt ongeveer 2333 toeren per minuut

 

 

Een voorbeeld

 

De volgende tabel is gebaseerd op 65 MPH (105 km per uur) en een 1:1 gear ratio in een hand geschakelde transmissie (vierde versnelling). Opmerking: als je Jeep met een automatische transmissie is uitgevoerd, dan zal het toerental hoger zijn dan wat in de tabel staat, omdat de transmissie en koppelconverter slipt. Bij een transmissie met overdrive zal het toerental 15-30% lager zijn dan in de tabel, afhankelijk van het voertuig. Zie voorgaande overzicht voor het aanbevolen toerental van jouw Jeep.
 
 
 

 

 

Crawl ratio

 

De crawl ratio wordt vaak gebruikt om de gearing te vergelijken. De crawl ratio wordt bepaald door de eerste versnelling van de transmissie, of een extra toegevoegde lage gear, en laag bereik van de transfer case. Voorbeeld: veel Wranglers hebben een eerste versnelling van 3.83:1, het laag bereik van de transfer case is 2.72:1, en de ring en pinion is 3.07:1 (of kortweg 3.07). Dit betekent dat de crawl ratio is 3.83 x 2.72 x 3.07, oftewel ongeveer 32:1. Monteer grote banden onder deze Wrangler en het wordt moeilijk om deze Jeep onder controle te houden bij technische trials. Een crawl ratio van ongeveer 60:1 is vaak een goed doel. Ik ken een paar extreme Jeepers die boven de 100 zitten (ik wil in mijn 1989 Wrangler een 4:1 kit in mijn tussenbak monteren, waardoor ik op 104:1 uitkom).

 

Wat is de ratio van mijn Ring en Pinion??

 

De ring en pinion bevinden zich in het differentieel huis van de as. De pinion neemt de input van de aandrijfas en roteert de ring. De ring draait het differentieel, die de axle shaft roteert. Er is een grote variëteit aan ring en pinions ratio’s beschikbaar van ongeveer 2.73:1 tot 6.50:1, afhankelijk van het model van de as. Omdat de ratio’s van de transmissie en transfer case vrij definitief zijn, is het veranderen van de R&P de makkelijkste en minst dure methode om de gearing van je Jeep te modificeren.

 

Het te weten komen van je R&P is niet altijd makkelijk. De fabrikant kan één van de verscheidende ratio’s gebruikt hebben, afhankelijk van motor, transmissie, en optiepakket. De makkelijkste methode is het vinden en proberen te lezen van een label op het differentieel huis. Soms is dit label geplaatst op de deksel van het differentieel huis. Het kan ook een code zijn die in het huis gedrukt is en waarvoor je in je handleiding moet zoeken.

 

Een zekere methode om je ratio te bepalen, is het openen van de as en te kijken. Vaak is de ring gemerkt met getallen voor het aantal tanden, ratio en bouwjaar. Soms is het niet gemerkt, maar je kan nog steeds het aantal tanden zelf tellen en het aantal tanden van de ring te delen door het aantal tanden van de pinion om de ratio te krijgen.

 

Een makkelijker, maar niet even accurate methode om je ratio te bepalen, is een wiel van de grond te krikken en het aantal rotaties te tellen die de aandrijfas maakt om het wiel een volledige rotatie te laten maken. Vermenigvuldig dit getal met twee en dat is je ratio. Als je een gesloten differentieel hebt, dan kan je moeilijkheden krijgen wanneer je het wiel met de hand probeert te roteren. Als dit het geval is, dan moet je beide banden van de grond krikken om het aantal rotaties te tellen voor één volledige draai van beide banden.

 

Als je de ratio van één as weet, dan weet je ook de ratio van de andere as. De ratio van de andere as moet hetzelfde zijn (kan slechts een paar honderdsten verschillen). Dus als je het label vóór hebt gevonden, en achter niks, dan weet je toch je ratio’s.

De ratio’s voor een originele Jeep Wrangler:

~ 2,5 liter motor: 4.10 R&P. Dit is overigens 4.11 voor de achteras.

~ 4,2 en 4,0 liter motor: 3.07 R&P. Voor deze zescilinders was 3.55 een optie, maar er zijn er maar weinig.

Voor de Wranglers kan men 5 verschillende ratio’s kiezen tussen 3.07 en 4.56. Hierbij ga ik uit van de originele assen (Dana 35C achteras en Dana 30 vooras). Voor een CJ liggen de ratio’s tussen 2.73 en 4.56, waarbij 2.73 vaak origineel is.
 

De redenen waarom ik mijn R&P’s heb veranderd:

 

~ De eerste en meest belangrijke reden is het ontlasten van mijn transfer case. Ik heb een automatische versnellingsbak in mijn Jeep (1988 Wrangler, mijn 1989 Wrangler heeft een handgeschakelde transmissie). De transfer case van een Jeep met automatische versnellingsbak slipt altijd door (zie hierboven). Met de grotere banden (33x12,50 BFG MT’s) gebeurt dit veel vaker. Door de nieuwe R&P’s kan ik de transfer case ontlasten van dit extra slippen.

~ De tweede reden is de verbeterde offroad-prestaties. De crawl ratio zal een stuk groter zijn, dus met minder gas kan je over een helling komen. Hierdoor worden ook mijn assen minder belast.

~ De derde reden is dat de motor minder hard hoeft te werken. Hierdoor zal het benzineverbruik weer dichter bij "origineel" komen te liggen. Als ik het origineel aantal toeren wil krijgen, dan zou ik 3.73 R&P’s moeten installeren. Ik wil echter een lagere gearing en heb daarom voor de 4.10 gekozen.

~ De vierde reden: optrekken bij verkeerslichten gaat een stuk sneller door de lagere overbrenging. Ook het rijden door berggebieden is een stuk makkelijker, vooral bergop.
 

Als je besluit tot nieuwe gears, kan je er meteen lockers (gesloten differentieel) in laten bouwen. Dit spaart de inbouwkosten voor deze lockers. Mijn 1988 Wrangler heeft open differentiëlen en mijn 1989 Wrangler heeft een Detroit Softlocker in de achteras en een ARB Airlocker in de vooras.