クロスレシオトランスミッション

乗用車に搭載されている内燃機関は、比較的広い回転数範囲で動作可能です。ガソリンエンジンのアイドリングからレッドライン までの回転数は約700～6500 RPM以上ですが、燃料消費量、トルク、出力などを考慮した最適なエンジン回転数範囲であるパワーバンドは通常、それよりも狭くなります。 ^{[ 1 ]}自動車のトランスミッションは、法定速度の広い範囲で車両を走行させながら、エンジン回転数をパワーバンド内に維持するために使用されます。

加速時、車両の速度が上昇し、エンジン回転数が最大出力発生回転数を超えると、ドライバーまたはトランスミッションはより高いギア（数値的に低いギア比）にシフトし、エンジン回転数を下げて最適なパワーバンドに維持し、加速を継続させます。次の高いギア比が前のギア比よりも非常に低い場合、シフトアップによってエンジン回転数が過度に低下し、エンジン回転数が「パワーバンド」から外れてしまう可能性があります。最大の加速を得るには、自動車のエンジン回転数をこのパワーバンド内に維持する必要があります。ワイドレシオトランスミッションは、エンジンがより広い範囲のエンジン回転数で動作する必要がありますが、シフト回数が少なくなり、出力（車両）速度の範囲が広くなります。

高性能エンジンは、より狭い回転数範囲で最大の出力を発揮するようにチューニングされていることが多い。クロスレシオタイプのトランスミッションは、エンジンの回転数をこの比較的狭い範囲に維持できるように設計されており、一般的にスポーツカーに搭載されている。スポーツカーでは、ドライバーはエンジンを最適な回転数範囲に保つために、頻繁にシフトチェンジを楽しむことが期待される。

1967年のポルシェ911  Sには、6600回転で160馬力（120kW ） 、 5200回転で179N⋅m（132lbf⋅ft）のトルクを発生する2.0L水平対向6気筒エンジンが搭載されていました。[ 3 ]上記 の標準^{トランスミッションのギア}比を使用すると、ドライバーが6600回転で2速から3速にシフトすると、エンジン回転数は4890回転（6600 × 1.32 / 1.78）に低下します。この場合、3速にシフトすると、エンジン回転数は最大トルクが発生する回転数よりわずかに低くなります。上記のヒルクライムの例のように、クロスレシオのギアボックスを使用すると、3速にシフトすることでエンジン回転数を5120 /分（6600 × 1.55 / 2.00）まで下げることができ、これはエンジンの最大トルク出力とほぼ一致します。    

同様に、上記のニュルブルクリンク仕様のギアセットも、標準仕様のギアセットよりも数値的にわずかに近いため、スポーツ走行に適しています。ただし、ニュルブルクリンク仕様は、ヒルクライム仕様のギアボックスよりも5速のギア比が「高い」（数値的に低い）ため、この高速レースサーキットに必要な最高速度を実現できます。

標準ギアセットは、5速ギアのギア比が数値的に低いため、高速道路走行時のエンジン回転数をさらに低く抑えることができ、エンジン音と燃費を低減できますが、超高速域での加速性能は低下します。

クロスレシオトランスミッションを作成する1つの方法は、最低ギア比と最高ギア比を変更せずにトランスミッションにギアを追加することです。このようにして、市販車に搭載されている一部の6速トランスミッションは「クロスレシオ」と表記されます。ここでも、決定的な問題は、1速とこの場合は6速の間のギアの全体的な間隔です。例として、ホンダ車に搭載されている3つのマニュアルトランスミッションを考えてみましょう。それぞれ、ギア比の全体的な変更は（${\displaystyle {\frac {R_{ハイ}}{R_{ロー}}}$ギア比は0.2～0.3だが、ギアの数は異なる。6速トランスミッションは4速トランスミッションよりもギア比が近い。

6速トランスミッションが「クロスレシオ」と正当に呼べるかどうかは、同等の5速モデルと比較してトップギアが変わらないかどうかによって決まります。これにより、ローギアからハイギアへのギア比の変化が、ギア間のステップが小さくなり（つまり、ギア比が近くなる）、ギア間のギア比が小さくなります。あるいは、6速トランスミッションの中には、5速トランスミッションとほぼ同じギア比を持ち、さらに高い（数値的に低い）6速ギアを追加することで、高速道路走行時にエンジン回転数をさらに低く抑えることができるものもあります。この場合、5速と6速のギア比によっては、トランスミッションは「ダブル」オーバードライブトランスミッションとみなされます。^{[ 11 ]}

さらに言えば、オートマチックトランスミッションはクロスレシオとも呼ばれる。6速、7速、8速のオートマチックトランスミッションが登場したことで、ギア比はますます接近し、クロスレシオトランスミッションを構成する数学的な概念に合致するようになった。

1970年代以前は、自動車メーカーのマニュアルトランスミッションは一般的に3速または4速でした。燃費を最大限に高めるという要件を満たすため、メーカーは5速、そして1990年代には6速のマニュアルトランスミッションを提供するようになりました。同様に、3速オートマチックトランスミッションはごく最近まで標準でしたが、現在では6速、7速、8速のオートマチックトランスミッションが提供されています。

ギア数を増やすことでギア比の間隔を狭めることで、車両のエンジン回転数を狭い範囲に抑えることができます。5速トランスミッションの場合、出力範囲は比較的広くなる必要があり、エンジンの効率を犠牲にしなければなりません。一方、8速トランスミッションでは、出力範囲を比較的狭く抑えることができるため、エンジニアは特定のエンジン回転数でエンジンの効率を最適化することができ、トランスミッションはその回転数でエンジンを動作させようとします。

（エンジンの負荷が最大になるとエンジン効率が大幅に向上するため、オートマチックトランスミッションは可能な限りエンジンの回転数を下げて負荷と効率を高めるために、常にシフトアップを行います。）

近年導入された無段変速機（CVT）は、この戦略を論理的な結論へと推し進めようとする試みである。これにより、ほぼ無限の数のギア比が可能となり、無限にクロスレシオな変速機が実現する。しかし、ギアや特定のギア比が存在しないため、そのような変速機をクロスレシオとみなすのは適切ではないだろう。