कम गियर या लंबा गियर? अनुपात इंजन से कैसे मिलते हैं

शॉर्ट गियर का मतलब संख्यात्मक रूप से बड़े अनुपात से है, जबकि लॉन्ग गियर संख्यात्मक रूप से छोटे अनुपात के बराबर होता है: छोटा अनुपापहियों को अधिक टॉर्क भेजता है और गाड़ी को जीवंत महसूस कराता है, जबकि लंबा अनुपात उसी गति पर इंजन को कम घूमने देता है और ईंधन किफायत के साथ शांत चाल प्रदान करता है। इनमें से कौन "बेहतर" है, यह अकेले नहीं पूछा जा सकता; सही सवाल यह है कि अनुपात इंजन के चरित्र से कैसे मेल खाता है।

गियर अनुपात वास्तव में क्या मापता है?

गियरबॉक्स का हर गियर एक गुणक है। इंजन द्वारा उत्पादित टॉर्क, पहियों तक पहुँचने से पहले इस गुणक से बड़ा या छोटा किया जाता है। डिफरेंशियल का अनुपात भी इस श्रृंखला की अंतिम कड़ी है: पिनियन गियर के दाँतों की संख्या को रिंग गियर के दाँतों की संख्या से विभाजित करके गणना की जाती है। 41 दाँतों वाला एक रिंग गियर जब 10 दाँतों वाले पिनियन से मेल खाता है, तो अनुपात 4.10:1 निकलता है; यानी इंजन हर 4.1 चक्कर लगाने पर पहिया केवल एक चक्कर घूमता है।

इस संख्यात्मक मूल्य का क्या अर्थ है? संख्यात्मक रूप से बड़ा अनुपात - यानी शॉर्ट गियर - टॉर्क को अधिक शक्तिशाली रूप से गुणा करता है: शुरुआत और चढ़ाई में अधिक धकेलने की शक्ति। संख्यात्मक रूप से छोटा अनुपात - लॉन्ग गियर - उसी सड़क गति पर इंजन को कम घूमने देता है; इसके बदले शुरुआत में कम "पंच" का अनुभव देता है। अनुपातों का कार्य संक्षेप में यही है: यह तय करना कि इंजन की शक्ति पहियों तक कैसे वितरित होगी।

फ़ाइनल ड्राइव अनुपात सभी गियरों को एक साथ क्यों प्रभावित करता है?

हर गियर का अपना अनुपात होता है, लेकिन ये सभी डिफरेंशियल से गुजरते हैं। फ़ाइनल ड्राइव अनुपात बढ़ाना, हर गियर में पहियों का टॉर्क एक साथ बढ़ा देता है - टॉप स्पीड का त्याग करके। इसे घटाना बिल्कुल उलटा करता है: ऊपरी दायरे में अधिक गति, निचले दायरे में कम फुर्ती। यानी फ़ाइनल ड्राइव, गियरबॉक्स के पूरे चरित्र को एक ही सेटिंग से आगे या पीछे खिसकाने वाला एक पोटेंशियोमीटर की तरह काम करता है।

किफायत के पक्ष में भी यही तर्क चलता है। संख्यात्मक रूप से छोटा फ़ाइनल ड्राइव अनुपात, उसी क्रूज़िंग गति पर इंजन के कम चक्कर लगाने का मतलब है; इससे बेहतर ईंधन खपत मिलती है। इसकी कीमत, शुरुआत के क्षण में उस तात्कालिक धकेलने की शक्ति में होने वाली कमी है। इसके अलावा, उच्च अनुपातों के लिए किया गया फ़ाइनल ड्राइव परिवर्तन गति पर आधारित उपकरणों में विचलन पैदा कर सकता है - जिन वाहनों में स्पीडोमीटर और उपकरण पहियों की गति से संचालित होते हैं, वहाँ यह एक अपरिहार्य दुष्प्रभाव है।

एक ही इंजन शॉर्ट अनुपात के साथ जीवंत और लॉन्ग अनुपात के साथ शांत क्यों महसूस होता है?

यह इस विषय का दिल है। एक ही इंजन वाले दो वाहनों पर विचार करें; एक में छोटे अनुपात वाला और दूसरे में लंबे अनुपात वाला गियरबॉक्स है। छोटे अनुपात वाला हर गियर में इंजन के अधिक चक्करों को पहिये के चक्करों में बदलता है - "अधिक इंजन चक्कर / पहिया चक्कर" का सिद्धांत। नतीजा मापने योग्य रूप से तेज़ त्वरण है और ड्राइवर द्वारा "जोशीला" बताया गया, एक गियर से दूसरे गियर में लगातार कूदती, सतर्क ड्राइविंग की अनुभूति है। यह कोई भ्रम नहीं है; यह टॉर्क गुणक का सीधा भौतिक प्रभाव है, लेकिन इसकी मनोवैज्ञानिक प्रतिक्रिया भी मजबूत है।

लंबे अनुपात वाला अपना भाई बिल्कुल अलग चरित्र दिखाता है: धीमा त्वरण, बेहतर ईंधन अर्थव्यवस्था, कम शोर। ओवरटेक करना चाहने पर ड्राइवर को एक या दो गियर नीचे करना पड़ता है; शक्ति हर पल उसके हाथ में नहीं होती, जरूरत पड़ने पर उसे बुलाया जाना चाहिए।

निर्माता इस सेटिंग का जानबूझकर उपयोग करते हैं

कुछ निर्माता शहरी उपयोग के लिए छोटे अनुपात चुनकर वाहन को उसके वास्तविक स्वरूप से अधिक फुर्तीला दिखाते हैं। कुछ मोटरवे अर्थव्यवस्था को प्राथमिकता देकर लंबे अनुपात को चुनते हैं। कौन सा दृष्टिकोण "सही" है, इस बहस चलती रहती है; क्योंकि दोनों अपने-अपने उपयोग परिदृश्य में उचित हैं। इस संतुलन कितना महत्वपूर्ण है, यह एक ठोस उदाहरण से देखना संभव है।

Fiat Uno का सबक: अनुपात ऊंचाई से भी बातचीत करते हैं

दक्षिण अफ्रीका में Fiat Uno शुरू में यूरोपीय बाजार के अनुरूप लंबे, मोटरवे-केंद्रित अनुपातों के साथ बेचा गया। लेकिन जोहानसबर्ग की लगभग 1200 मीटर से अधिक की ऊंचाई ने इन अनुपातों को स्थानीय बाजार में अपर्याप्त बना दिया। समाधान यह था कि फाइनल ड्राइव को छोटा किया जाए और चौथे व पांचवें गियर के अनुपात फिर से तय किए जाएं। नतीजा: छोटे "पैर", अधिक जीवंत और प्रतिक्रियाशील ड्राइविंग - लेकिन सामान्य उपयोग में फिर भी उचित अर्थव्यवस्था। एक दिलचस्प विवरण: 1000 cc का संस्करण मूल लंबे अनुपात वाले पूरी तरह आयातित गियरबॉक्स के साथ बेचा गया और 1400 cc के दक्षिण अफ्रीकी संस्करण से अधिक लंबे अनुपात वाला था; इसका मतलब था अधिक बार गियर बदलना और ढलानों पर गियर नीचे करने की मजबूरी।

इसे दैनिक जीवन के एक उदाहरण से समझना आसान है: गियर वाली साइकिल। लंबा अनुपात चढ़ाई पर प्रदर्शन को दबा देता है, लेकिन सपाट सड़क और ढलान पर यह किफायती और सुखद होता है। कार में अंतर केवल पैमाने का है।

अनुपात त्वरण और ईंधन खपत को कैसे तय करते हैं?

केवल अनुपात का चुनाव पर्याप्त नहीं है; यह इंजन के चरित्र के अनुरूप होना चाहिए। गियरों के बीच का अंतर (gap) तय करता है कि एक गियर से दूसरे गियर में जाते समय आरपीएम कितना गिरेगा। यदि यह अंतर इंजन की उपयोगी पावर बैंड से अधिक चौड़ा है, तो हर गियर बदलाव इंजन को अक्षम क्षेत्र में डाल देता है। लक्ष्य यह है कि त्वरण के दौरान हर गियर में इंजन के न्यूनतम और अधिकतम आरपीएम के बीच टॉर्क वक्र के नीचे के अधिकतम क्षेत्र के अनुरूप अनुपात खोजे जाएं। सही ढंग से चुना गया अनुपात सेट इंजन को हर पल उस क्षेत्र में रखता है जहां टॉर्क सबसे अधिक होता है।

अंतरों में भी एक लागत होती है। बहुत अधिक अनुपात इंजन को कुछ गतियों पर ज़्यादा दबाव डालते हैं; बहुत कम अनुपात आरपीएम को बिना वजह बढ़ा देते हैं। दोनों चरम ईंधन की बचत को खराब करते हैं - इसीलिए इंजीनियरिंग का काम मध्य मार्ग को मापकर खोजना है। गियर बदलने के बिंदु भी इसी तर्क से निर्धारित होते हैं: आरपीएम और पहियों की गति के बीच संबंध विपरीत दिशा में काम करता है और जैसे-जैसे गियर नीचे जाता है, टॉर्क गुणा हो जाता है। सबसे तेज़ त्वरण, चाहे किसी भी गियर में हो, पहियों पर टॉर्क अधिकतम होने के बिंदु से गुज़रता है।

ओवरड्राइव क्या काम करता है?

ओवरड्राइव एक प्लैनेटरी (एपिसाइक्लिक) गियर मैकेनिज्म है जो कार को क्रूज़िंग गति पर कम इंजन आरपीएम के साथ चलने की सुविधा देता है। कार्यात्मक रूप से यह एक "हाई गियर मोड" है: गियर अनुपात 1:1 से नीचे चला जाता है और यह ट्रांसमिशन की अनुपात सीमा का विस्तार करने वाले अतिरिक्त गियर की तरह काम करता है। इसका उद्देश्य गति बढ़ाना नहीं है; बल्कि कम आरपीएम पर आरामदायक क्रूज़िंग है।

पुराने ऑटोमैटिक गियरबॉक्स में ओवरड्राइव को एक बटन से चालू और बंद किया जा सकता था; हाईवे की गति पर लगातार क्रूज़िंग में इंजन को कम आरपीएम पर रखता था। ऐतिहासिक रूप से इसे "अतिरिक्त, आमतौर पर पांचवां गियर" के रूप में परिभाषित किया जाता है। नई कारों में अलग ओवरड्राइव अवधारणा न होने का कारण सरल है: यह सुविधा ट्रांसमिशन में एकीकृत कर दी गई है। छह, आठ, दस गियर वाले आधुनिक ऑटोमैटिक्स के ऊपरी गियर पहले से ही ओवरड्राइव का कार्य आत्मसात कर चुके हैं।

लंबे गियर वाली कारें कम आरपीएम पर क्यों चलती हैं - और क्या यह हमेशा अच्छा है?

सवाल सही है और इसका जवाब गणितीय है: लंबे अनुपातों के साथ उसी सड़क गति पर इंजन धीमा घूमता है। कम चक्कर, कम ईंधन और कम घिसाव का मतलब है। सबसे किफायती खपत आमतौर पर सबसे लंबे गियर में, टॉर्क चरम सीमा से थोड़ा नीचे के आरपीएम पर और उन सड़क गतियों पर होती है जहां वायुगतिक प्रतिरोध अभी बहुत अधिक नहीं बढ़ा होता। निर्माता यह जानता है और इसके अनुसार सेटिंग करता है; आधुनिक आठ और दस गियर वाले ऑटोमैटिक्स का हाईवे पर अप्रत्याशित रूप से कम आरपीएम पर चलने का कारण यही है।

लगिंग का जोखिम: कम आरपीएम का अंधेरा पहलू

लेकिन हर कम आरपीएम किफायती आरपीएम नहीं होता। इंजन पर भार डालने लायक इतना कम आरपीएम पर चलना - "लगिंग" - लंबे समय में इंजन को नुकसान पहुंचा सकता है। जब ड्राइवर को लगता है कि वह ईंधन बचा रहा है, तब इंजन बहुत कम आरपीएम के साथ बहुत अधिक भार ढोने का यांत्रिक तनाव झेलता है। इष्टतम बिंदु विवादास्पद है; कुछ लोग अभी भी बहस करते हैं कि 0.5:1 जैसे बहुत लंबे छठे गियर से पैदा होने वाली बहुत कम क्रूज़िंग आरपीएम इंजन के लिए हानिकारक है या नहीं। व्यावहारिक नियम: जब आरपीएम कम हो और इंजन कांपने लगे, शरीर को आगे धकेलना बंद कर दे, तो गियर नीचे करें - किफायत, लगिंग की भरपाई नहीं करती।

ट्रांसमिशन का प्रकार चरित्र को कैसे बदलता है?

अनुपातों को ट्रांसमिशन से स्वतंत्र रूप से नहीं सोचा जा सकता। तीन मुख्य दृष्टिकोण हैं: मैनुअल ट्रांसमिशन क्लच पेडल और गियर लीवर के साथ ड्राइवर को हर समय पावर और गति का नियंत्रण देता है; ऑटोमैटिक स्थिर गियरों के बीच स्वयं बदलता है; और CVT बेल्ट/चेन-पुली प्रणाली के साथ असीमित अनुपात प्रदान करता है - यह एक सिंगल वेरिएबल गियर की तरह काम करता है। इसलिए CVT में "छोटे और लंबे गियर" की बहस एक अलग आयाम में है: प्रणाली इंजन को सैद्धांतिक रूप से हर समय सबसे कुशल आरपीएम पर रखने की कोशिश करती है।

गियरों की संख्या, अनुपात प्रगति (ratio progression) और फाइनल ड्राइव अनुपात मिलकर काम करते हैं; ईंधन अर्थव्यवस्था और प्रदर्शन का संतुलन इन तीन चरों का संयुक्त परिणाम है। अधिक गियरों का अर्थ है प्रत्येक गियर के लिए अधिक बारीक और इंजन की पावर बैंड के अधिक निकट बैठे अनुपात - लंबा या छोटा इस प्रश्न का उत्तर किसी एक उत्तर में नहीं, बल्कि एक अच्छी तरह से बनाए गए अनुपात सीढ़ी में निहित है।

छोटा या लंबा? निर्णय के लिए व्यावहारिक सारांश

दोनों दृष्टिकोणों की पारस्परिक स्थिति को एक ही तालिका में संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है:

एक अपवाद को न भूलें: टर्बोचार्ज्ड वाहनों में छोटे अनुपात हमेशा लाभ नहीं होते। पूरी थ्रॉटल रेंज में अधिक बार गियर बदलाव के लिए इंजन को बूस्ट क्षेत्र से बाहर निकलकर दोबारा प्रवेश करना पड़ सकता है; यह कुछ टर्बो अनुप्रयोगों में छोटे अनुपातों को नुकसान में बदल देता है। इसी प्रकार, बहुत लंबा छठा गियर क्रूजिंग आरपीएम को लगिंग सीमा तक नीचे ला सकता है। चयन इंजन की सांस लेने की प्रकृति और वाहन के वास्तविक उपयोग के आधार पर किया जाता है - अनुपात तालिका में किसी एक संख्या को देखकर नहीं।

स्रोत

• गियर अनुपात की व्याख्या
• फ़ाइनल ड्राइव अनुपात - ड्राइवट्रेन अनुपातों में गहराई से झांकना
• गियर अनुपातों को समझना और वे आपके वाहन को कैसे प्रभावित करते हैं
• गियर अनुपात बहुत अधिक या कम होने पर क्या होता है?
• ओवरड्राइव (यांत्रिकी)
• कार में ओवरड्राइव क्या है?
• ऑटोमैटिक ओवरड्राइव कैसे काम करता है?
• ओवरड्राइव क्या है, और नई कारों में यह क्यों नहीं होता?
• गियरिंग कैसे कार में अंतर ला सकती है
• अपनी ज़रूरतों के लिए सही गियर अनुपात कैसे चुनें
• इष्टतम गियर-बदलाव बिंदु
• ट्रांसमिशन / फ़ाइनल ड्राइव गियर अनुपात और पावर बैंड
• कौन सी सेटअप तेज़ है? छोटा गियर बनाम लंबा गियर
• लंबे गियर बनाम छोटे गियर वाला ट्रांसमिशन : टर्बो
• फ़ाइनल ड्राइव अनुपात बदलने से कार के प्रदर्शन पर क्या प्रभाव पड़ता है?
• ALPHA का उपयोग करके ट्रांसमिशन गियर संख्या, अनुपात प्रगति और फ़ाइनल ड्राइव अनुपात के ईंधन अर्थव्यवहार और प्रदर्शन पर प्रभावों का मॉडलिंग
• सर्वोत्तम ईंधन अर्थव्यवहार के लिए गियर कब बदलें