احسب نسبة التروس بين ترس القيادة والترس المُدار من عدد أسنانهما، وأوجد سرعة الخروج ومضاعف عزم الدوران الناتجَين.
📂 السيارات والمواصلاتعبّئ الحقول الموجودة أعلى الصفحة، ثم اضغط الزر لرؤية النتيجة فورًا. كل شيء يعمل محليًا في متصفحك — لا حاجة للتسجيل، ولا تُرسَل أي بيانات لأي مكان أبدًا.
نسبة التروس بين ترسين متداخلين هي ببساطة عدد أسنان الترس المُدار (الخرج) مقسومًا على عدد أسنان ترس القيادة (الدخل)، وهي تحدد بالضبط كيف تُقايَض السرعة وعزم الدوران بينهما، لأن التروس تحفظ القدرة الميكانيكية (متجاهلة خسائر الاحتكاك الصغيرة) بينما تُعيد توزيع كيفية انقسام تلك القدرة بين السرعة الدورانية والقوة الدورانية. النسبة الأكبر من 1:1 — مجموعة تروس تخفيض، مثل 60 سنًا يقودها 20 سنًا، فتُعطي نسبة 3:1 — تقلّل سرعة الخرج لكنها تُضاعِف عزم دوران الخرج بنفس العامل، وهذا سبب أن نظام القيادة النهائي للسيارة وتروسها المنخفضة تستخدم نسب تخفيض، تُقايض عمدًا RPM المحرك بعزم دوران العجلات لتحريك مركبة ثقيلة أو تسلّق منحدر. النسبة الأصغر من 1:1، تُسمّى مجموعة تروس تسريع (Overdrive)، تفعل العكس: تزيد سرعة الخرج مع تقليل عزم الدوران بشكل متناسب، وهذا بالضبط كيف تعمل أعلى تروس Overdrive في السيارة للحفاظ على انخفاض RPM المحرك وكفاءة وقود عند سرعة تنقل ثابتة على الطريق السريع، حيث لا يعود عزم الدوران العالي مطلوبًا.
تعتمد كل آلة معشّقة، من الدراجة الهوائية إلى ناقل حركة السيارة إلى الونش الصناعي، على المقايضة الفيزيائية الأساسية نفسها: لا تستطيع التروس خلق قدرة من العدم، لكنها تستطيع إعادة توزيع كمية ثابتة من القدرة الميكانيكية بين السرعة الدورانية وعزم الدوران بنسبة قابلة للتنبؤ والحساب.
تنبع هذه المقايضة مباشرة من فيزياء حفظ الطاقة: القدرة تساوي عزم الدوران مضروبًا في السرعة الدورانية، وبما أن زوج التروس (متجاهلًا خسائر الاحتكاك الصغيرة) ينقل نفس القدرة من الدخل إلى الخرج، فأي تغيير في السرعة عبر زوج التروس يجب أن يُصاحَب بتغيير معكوس في عزم الدوران، والعكس صحيح. ضاعِف السرعة عبر تخفيض ترس، وينخفض عزم الدوران تقريبًا للنصف؛ نصِّف السرعة، ويتضاعف عزم الدوران تقريبًا.
هذا بالضبط سبب استخدام تروس السيارة المنخفضة (الأولى والثانية) نسب تخفيض كبيرة — يدور المحرك بسرعة، لكن تلك السرعة تُحوَّل إلى عزم دوران عالٍ عند العجلات، وهذا بالضبط ما يحتاجه للتغلّب على قصور المركبة وتحريكها من الوقوف أو تسلّق منحدر شديد. مع تسارع السيارة وحاجتها لعزم دوران أقل للحفاظ على الحركة، ينتقل ناقل الحركة تدريجيًا لتروس أعلى بنسب تخفيض أصغر، مُقايضًا عزم الدوران مرة أخرى بالسرعة.
عند سرعة تنقل الطريق السريع، تستخدم كثير من ناقلات الحركة الحديثة ترس تسريع (Overdrive) — نسبة تحت 1:1 — خصيصًا للسماح للمحرك بالدوران أبطأ من ما تتطلبه السرعة الدورانية الفعلية للعجلات في الحالة العادية، لأن الحفاظ على سرعة ثابتة على أرض مستوية يحتاج عزم دوران قليل نسبيًا. تشغيل المحرك بـRPM أقل لنفس سرعة الطريق يُحسِّن مباشرة كفاءة الوقود ويُقلِّل تآكل المحرك، وهذا بالضبط سبب أن تروس Overdrive أصبحت قياسية بعد أن أصبحت كفاءة الوقود أولوية تصميم كبرى.
فهم علاقة السرعة-عزم الدوران هذه يفسّر أيضًا لماذا تستفيد المركبات المُعدَّلة (كشاحنات الطرق الوعرة بإطارات أكبر وأثقل) غالبًا من إعادة تعشيق القيادة النهائية إلى نسبة أقل (رقميًا أعلى): الإطارات الأكبر تعمل فعليًا كمرحلة تخفيض تروس إضافية خاصة بها، ودون تعشيق مُعوِّض، تخسر المركبة مضاعفة عزم الدوران التي تحتاجها عند العجلات، فتنتج تسارعًا بطيئًا على الرغم من عدم تغيّر المحرك.
لأن التروس تحفظ إجمالي القدرة (بتجاهل فقد الاحتكاك)، فأي شيء يخفّض السرعة الدورانية بعامل معين يجب أن يزيد عزم الدوران بذلك العامل نفسه للحفاظ على القدرة ثابتة — هذا هو المقايضة الأساسية في كل أنظمة التروس.
تُقلِّل مجموعة تروس التخفيض (نسبة أكبر من 1:1) سرعة الخرج مع زيادة عزم الدوران، مفيد للتسلق أو التسارع؛ تزيد مجموعة تروس التسريع (نسبة أصغر من 1:1) سرعة الخرج مع تقليل عزم الدوران، مفيد للتنقل الكفؤ بسرعة عالية.
نسبة نظام نقل الحركة الكلية للسيارة في أي ترس معيّن هي نسبة ترس ناقل الحركة لذلك الترس مضروبة في نسبة القيادة النهائية (الديفرنشيال) — السرعة الأولى لها عادةً نسبة تخفيض عالية للتسارع القوي، بينما السرعة الأعلى لها نسبة أقل بكثير (أحيانًا أقل من 1:1) للتنقل الكفؤ على الطريق السريع.