गियर अनुपात कैलकुलेटर
नतीजा
गियर अनुपात
- कुल अनुपात
- 12.129
- गति (mph)
- 19.1 mph
- गति (km/h में)
- 30.8 km/h
- पहिये की गति (RPM)
- 247 rpm
इस गियर अनुपात कैलकुलेटर में दोनों गियरों के दाँते, एक्सल अनुपात और टायर का व्यास डालिए, और यह गियर अनुपात, कुल अनुपात और उस इंजन गति पर गाड़ी असल में कितनी तेज़ चल रही है — तीनों लौटा देता है। अकेले गियर अनुपात का फ़ॉर्मूला एक भाग का हिसाब है — चालित दाँते बटा ड्राइविंग दाँते — और वह शायद ही कभी पूरा जवाब होता है, क्योंकि सड़क पर गति तय करता है उस अनुपात का फ़ाइनल ड्राइव से गुणा। 12 दाँतों से चलाए गए 41 दाँते 3.417 बनते हैं; उसे 3.55 के एक्सल अनुपात से गुणा कीजिए और कुल अनुपात 12.129 हो जाता है, यानी पहिये के एक चक्कर पर इंजन 12 बार घूमता है। इसीलिए कागज़ पर बहुत बड़ा लगने वाला पहला गियर 3,000 RPM पर गाड़ी को 40 या 50 की जगह 19.1 mph पर रखता है। 1 से ऊपर का अनुपात गति घटाता है और टॉर्क बढ़ाता है; 1 से नीचे का अनुपात, यानी ओवरड्राइव, उलटा करता है और हाईवे पर इंजन को आराम से घूमने देता है। टायर का व्यास यहाँ हाशिये की बात नहीं, इनपुट है, क्योंकि ऊँचे पहिये पर वही कुल अनुपात हर चक्कर में ज़्यादा ज़मीन तय करता है।
एक्सल अनुपात का चार्ट
| एक्सल अनुपात | 60 mph पर इंजन RPM | प्रति 1,000 RPM mph |
|---|---|---|
| 2.73 | 2118 | 28.3 |
| 3.08 | 2389 | 25.1 |
| 3.23 | 2506 | 23.9 |
| 3.42 | 2653 | 22.6 |
| 3.55 | 2754 | 21.8 |
| 3.73 | 2893 | 20.7 |
| 4.1 | 3180 | 18.9 |
| 4.56 | 3537 | 17 |
| 4.88 | 3785 | 15.9 |
हर पंक्ति एक ही गाड़ी के लिए निकाली गई है: गियरबॉक्स अपने 1:1 गियर में, यानी गियरबॉक्स का कोई रिडक्शन इसमें शामिल नहीं, और 26 इंच का टायर। बीच वाला कॉलम पढ़िए और दिखेगा कि एक्सल बदलने का क्रूज़िंग RPM पर क्या असर होता है — 3.55 से 4.10 पर जाने पर 60 mph की इंजन गति करीब 15% बढ़ जाती है। आख़िरी कॉलम पढ़िए और दिखेगा कि 1,000 RPM कितनी गति दिलाती है, जो दो उम्मीदवारों की तुलना करने का सबसे तेज़ तरीक़ा है।
फ़ॉर्मूला
गियर अनुपात = चालित दाँते ÷ ड्राइविंग दाँते; कुल अनुपात = गियर अनुपात × एक्सल अनुपात
- ड्राइविंग दाँते
- चलाने वाले गियर के दाँते — इनपुट की तरफ़
- चालित दाँते
- चले जाने वाले गियर के दाँते — आउटपुट की तरफ़
- फ़ाइनल ड्राइव
- एक्सल या फ़ाइनल ड्राइव अनुपात, जैसे 3.55
- टायर का व्यास
- टायर का कुल व्यास, इंच में
- इंजन RPM
- इंजन की गति, RPM में
इसे तब इस्तेमाल कीजिए जब आपके पास दो गियर हों और अनुपात चाहिए, या जब अनुपात पता हो और यह जानना हो कि वह सड़क की गति का क्या करता है। यही फ़ॉर्मूला उलटा भी ठीक चलता है और अगला सवाल हल कर देता है: किसी RPM पर जो गति चाहिए, उसके लिए ज़रूरी एक्सल अनुपात निकाल लीजिए। अगर आपको सिर्फ़ दो दाँतों की गिनती से अनुपात चाहिए, तो पहला आउटपुट ही पूरा जवाब है और बाक़ी पेज इस बारे में है कि वह नंबर सड़क पर क्या मायने रखता है।
हल किए हुए उदाहरण
पहला गियर: 12 दाँते 41 को चलाते हुए, 3.55 के एक्सल के साथ
- गियर अनुपात: 41 ÷ 12 = 3.417 — यह रिडक्शन है, क्योंकि चालित गियर के दाँते ज़्यादा हैं
- कुल अनुपात: 3.417 × 3.55 = 12.129
- पहिये की गति: 3,000 ÷ 12.129 = 247 rpm
- टायर का व्यास पहले मीट्रिक में: 26 इंच × 25.4 = 660.4 mm, यानी 66.04 cm
- एक चक्कर में तय दूरी: π × 26 in = 81.68 in, यानी 2.075 मीटर
- सड़क पर गति: 247 × 81.68 = 20,197 in/min = 19.1 mph
- मीट्रिक में: 19.1 × 1.609344 = 30.8 km/h
3,000 RPM पर 19.1 mph। यह शुरुआती गियर है, क्रूज़ का नहीं, और हिसाब दो बार पढ़ने लायक़ है: 12 का कुल अनुपात मतलब पहिये के एक चक्कर जितनी दूरी तय करने के लिए इंजन को बारह बार घूमना पड़ता है। स्पेक शीट पर 3.417 बड़ा नंबर लगता है, और किसी भी गियर में बड़ा अनुपात हमेशा धीमी गाड़ी का मतलब रखता है, तेज़ की नहीं।
1:1 गियर और 1:1 एक्सल
- गियर अनुपात: 20 ÷ 20 = 1.000, यानी आउटपुट ठीक इनपुट जितनी तेज़ी से घूमता है
- कुल अनुपात: 1.000 × 1 = 1.000
- पहिये की गति: 3,000 ÷ 1 = 3,000 rpm — पहिया इंजन जितनी ही तेज़ घूमता है
- टायर का व्यास मीट्रिक में: 26 इंच × 25.4 = 660.4 mm, यानी 66.04 cm
- सड़क पर गति: 3,000 × π × 26 in = 2,45,044 in/min = 232 mph
ड्राइवट्रेन में कहीं कोई रिडक्शन नहीं है, इसलिए सड़क की गति तय करने वाली अकेली चीज़ टायर है। 232 mph कोई असली गाड़ी नहीं है — यह इंजन की RPM सीमा गुणा पहिये की परिधि है — और बात भी यही है: दोनों अनुपात 1 पर होने पर हिसाब में टायर के एक चक्कर की लुढ़कने वाली दूरी के सिवा कुछ बचता ही नहीं।
ओवरड्राइव: 34 दाँते 29 को चलाते हुए, 3.08 के एक्सल के साथ
- गियर अनुपात: 29 ÷ 34 = 0.853 — 1 से नीचे, यानी आउटपुट इनपुट से तेज़ घूमता है
- कुल अनुपात: 0.853 × 3.08 = 2.627
- पहिये की गति: 2,200 ÷ 2.627 = 837 rpm
- टायर का व्यास मीट्रिक में: 30.5 इंच × 25.4 = 774.7 mm, यानी 77.47 cm
- सड़क पर गति: 837 × π × 30.5 in = 80,237 in/min = 76 mph
- मीट्रिक में: 76.0 × 1.609344 = 122.3 km/h
वही गाड़ी, दूसरे गियर में, कम इंजन गति पर और बहुत ज़्यादा गति पर। 1 से नीचे का अनुपात यही देता है: चालित गियर ड्राइविंग गियर से छोटा है, इसलिए आउटपुट तेज़ घूमता है और इंजन 2,200 RPM पर आराम कर सकता है जबकि गाड़ी 76 mph पर है। ऊँचा 30.5 इंच का टायर इसमें से कुछ वापस ले लेता है, इसीलिए दोनों इनपुट साथ पढ़ने पड़ते हैं।
सीमाएँ
यहाँ निकली गति यह मानकर चलती है कि टायर ठीक अपने ज्यामितीय व्यास पर लुढ़कता है, और वह नहीं होता। लदा हुआ टायर सड़क पर दब जाता है, इसलिए उसका लुढ़कने वाला अर्धव्यास नाममात्र व्यास के आधे से 1–3% छोटा रहता है और असली गति इस पेज के आँकड़े से उतनी ही कम होती है — गति जितनी तेज़, फ़र्क़ उतना बड़ा। व्यास भी असली होना चाहिए: गाड़ी पर नापा गया 26 इंच का टायर आमतौर पर 25.5 निकलता है, और एक ही नाममात्र नाप के दो टायर अलग-अलग कंपनियों के अलग-अलग होते हैं। ऑटोमैटिक में टॉर्क कन्वर्टर की स्लिप कम गति पर कुछ प्रतिशत और जोड़ देती है, और कोई भी गियर अनुपात का हिसाब उसे देख नहीं सकता। यहाँ त्वरण, ढलान, या यह कि इंजन उस RPM पर वह अनुपात असल में खींच पाएगा या नहीं — कुछ भी मॉडल नहीं होता: कागज़ पर ठीक बैठता हुआ अनुपात छोटे इंजन के साथ पहाड़ी पर चल ही न पाए। किसी RPM पर बताई गई गति यह मानती है कि क्लच पूरी तरह जुड़ा है और गाड़ी के पहिये फिसल नहीं रहे।
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
- गियर अनुपात कैसे निकाला जाता है?
- चालित गियर के दाँतों की संख्या को ड्राइविंग गियर के दाँतों से भाग दीजिए। 12 से चलाए गए 41 दाँते 3.417 बनते हैं, यानी इनपुट के हर 3.417 चक्कर पर आउटपुट शाफ़्ट एक बार घूमता है। इसे एक्सल अनुपात से गुणा करने पर कुल अनुपात मिलता है, और सड़क की गति उसी से निकलती है — उसी गाड़ी के लिए 3.417 × 3.55 = 12.129।
- गियर अनुपात और एक्सल अनुपात में क्या फ़र्क़ है?
- गियर अनुपात गियरबॉक्स के भीतर बैठी दो गियरों की जोड़ी है; एक्सल अनुपात, जिसे फ़ाइनल ड्राइव भी कहते हैं, डिफ़रेंशियल के भीतर की जोड़ी है। दोनों गुणा होते हैं: 12.129 का कुल अनुपात 3.417 के गियरबॉक्स अनुपात और 3.55 के एक्सल से भी बन सकता है, और 2.34 के गियरबॉक्स अनुपात तथा 5.18 के एक्सल से भी। गति तय सिर्फ़ गुणनफल करता है, इसीलिए गियरबॉक्स वाले अकेले नंबर की जगह दोनों देखने लायक़ हैं।
- बड़ा गियर अनुपात धीमी गाड़ी क्यों मतलब रखता है?
- क्योंकि 1 से ऊपर का अनुपात रिडक्शन है: चालित गियर ड्राइविंग गियर से बड़ा है, इसलिए आउटपुट इनपुट से धीमा घूमता है और टॉर्क गुणा हो जाता है। 12.129 के कुल अनुपात वाला पहला गियर 3,000 RPM के इंजन को 19.1 mph पर रखता है। किसी गियर में अनुपात और सड़क की गति उलटी दिशाओं में चलते हैं, इसलिए संख्या में बड़ा अनुपात हमेशा धीमे और ताक़तवर गियर का होता है, और छोटा तेज़ पर कमज़ोर का।
- कौन सा टायर व्यास डालना चाहिए?
- पूरे पहिये का कुल व्यास — रिम प्लस दोनों तरफ़ की साइडवॉल — न कि टायर पर छपा रिम व्यास। 205/55R16 का रिम 16 इंच का है पर व्यास 24.9 इंच, यानी करीब 632 mm। हो सके तो गाड़ी पर नापिए, नाममात्र नाप पर भरोसा न कीजिए, और याद रखिए कि लोड में दबा टायर अपने नापे गए व्यास से ज़रा छोटे अर्धव्यास पर लुढ़कता है, इसलिए असली गति इस पेज के आँकड़े से कुछ कम रहती है।
- कम अनुपात गाड़ी को तेज़ बनाता है?
- वह उसे तेज़ी से रफ़्तार पकड़ने में मदद करता है और ऊपरी सिरे पर धीमा कर देता है, और दोनों असर एक ही बदलाव से आते हैं। छोटा यानी संख्या में बड़ा अनुपात टॉर्क ज़्यादा गुणा करता है, इसलिए गाड़ी मोड़ से ताक़त से निकलती है पर जल्दी RPM ख़त्म कर लेती है और ऊपरी गति कम रहती है। ऊँचा अनुपात उलटा करता है। ऐसा कोई अनुपात नहीं है जो दोनों दिशाओं में बेहतर हो, इसीलिए गियरबॉक्स में एक की जगह कई अनुपात रखे जाते हैं।
संदर्भ
- ICAT — International Centre for Automotive Technology — International Centre for Automotive Technology, India
- NIST Guide to the SI, Special Publication 811 — US National Institute of Standards and Technology
- The International System of Units (SI Brochure) — Bureau International des Poids et Mesures