نطاق القوة

التطبيقات

وفي السياق ذاته، صُمِّمت نواقل الحركة الميكانيكية باستخدام مجموعة مختارة من نسب التروس المختلفة لتوفير قدرة مُرضية عبر النطاق الكامل لسرعات المركبة. ويتمثل الهدف من اختيار نسب التروس في إبقاء المحرك عاملاً ضمن نطاق القوة الخاص به. وكلما ضاق هذا النطاق، ازدادت الحاجة إلى عدد أكبر من التروس ذات النسب المتقاربة؛ فمن خلال الاختيار الدقيق لنسب التروس، يمكن تشغيل المحرك ضمن نطاق قوته عند مختلف سرعات المركبة. ويساعد ذلك على منع المحرك من «الإجهاد» عند السرعات المنخفضة، أو من تجاوز سرعات التشغيل الموصى بها.

وعلى صعيد آخر، غالباً ما يُعوَّض ضيق نطاق القوة باستخدام جهاز لنقل القدرة، مثل القابض أو محول العزم، لتحقيق نطاق واسع من السرعات بكفاءة. كما يمكن لناقل الحركة المتغير باستمرار تجنّب مشكلات ضيق نطاق القوة من خلال إبقاء المحرك عاملاً دائماً عند السرعة المثالية.

محركات الاحتراق الداخلي

إضافةً إلى ذلك، وبما أن القدرة هي ناتج ضرب العزم في سرعة الدوران (بما يماثل ضرب القوة في السرعة في الأنظمة الخطية)، فإن ذروة القدرة تتحقق عادةً في نطاق السرعات المرتفع، حيث يجتمع كل من العزم الملائم وعدد الدورات المرتفع.

علاوةً على ذلك، في محركات الاحتراق الداخلي التقليدية المستعملة في المركبات، يكون عزم الدوران منخفضاً عند سرعة الخمول (Idling speed)، ثم يصل إلى قيمته القصوى عادةً بين 1,500 و6,500 دورة في الدقيقة، وفيما بعد ينخفض تدريجياً باتجاه الخط الأحمر.

علاوةً على ذلك، عند سرعات الدوران الأقل من ذروة العزم، تكون سرعة تدفق هواء السحب —وبالتالي عملية خلط الهواء والوقود— غير مثالية. أما عند السرعات الأعلى من ذلك، فتبدأ عدة عوامل في تقييد العزم، مثل تزايد الاحتكاك، والزمن اللازم لفتح وإغلاق الصمامات وإتمام عملية الاحتراق، وضعف كفاءة تدفق السحب. ونظراً لارتفاع الاهتزازات والحرارة، قد يُثبَّت محدد لعدد دورات المحرك.

ومن ناحية أخرى، في المحركات المزودة بشواحن توربينية أو شواحن فائقـة ذات القدرة العالية على توليد عزم مرتفع، يقوم نظام تنظيم ضغط الشحن غالباً بتقييد العزم عند قيمة شبه ثابتة عبر نطاق سرعة المحرك؛ وذلك لتقليل الإجهادات الواقعة على المحرك وتوفير استجابة قيادة متوازنة دون خفض ذروة القدرة.