Gearhead 101: Hnací ústrojí

{h1}

Vítejte zpět naGearhead 101- série o základech toho, jak auta fungují pro tamní automobilové začátečníky.


V našem prvním článku v sérii jsme diskutovali o tom, jak funguje motor automobilu. Dozvěděli jsme se, že díky spoustě drobných výbuchů motor vašeho auta vytváří rotační pohyb v klikovém hřídeli. Tento rotační pohyb - tzvtočivý moment- co pohání auto.

Všechno dobré a dobré. Jak ale přeneseme točivý moment z motoru na pohyb kol auta?


Odpověď na tuto otázku je tématem dnešního příspěvku: hnací ústrojí.

Co je hnací ústrojí

Hnací ústrojí není jedinou součástí vašeho auta, ale spíše sérií dílů, které spolupracují na přenosu rotační síly produkované vaším motorem na kola, aby se vaše auto mohlo pohybovat.


Se slovem „hnací ústrojí“ jste se už mohli setkat. Přestože se často používá zaměnitelně s hnacím ústrojím, nejedná se o totéž. Pohonná jednotka zahrnuje vše, co auto rozjede, včetně motoru. Hnací ústrojí zahrnuje věci, díky nimž auto jede,nevčetně motoru. Právě na tyto části exkluzivní pro motor se zaměříme níže.



Existuje několik uspořádání hnacího ústrojí. V tomto článku se zaměřím na dvě, která se nacházejí ve většině vozidel: hnací ústrojí zadních kol a hnací ústrojí předních kol. V mém dalším článku se dostaneme do překvapivě komplikovaného světa pohonu všech kol a pohonu všech kol!


Pohon zadních kol

Ilustrace systému pohonu zadních kol.

U uspořádání hnacího ústrojí zadních kol se síla přenáší na zadní kola, aby se vůz pohnul. Je to uspořádání hnacího ústrojí, které existuje nejdéle a dodnes se používá u mnoha osobních a nákladních automobilů.


Toto uspořádání poskytuje nespočet výhod oproti rozmanitosti předních kol. Nejprve rozděluje hmotnost rovnoměrněji na každou pneumatiku, což zase zajišťuje lepší řízení a ovladatelnost. Zadruhé, pohon zadních kol může nabídnout vynikající brzdění ve srovnání s vozidly s pohonem předních kol. A konečně, a pravděpodobně nejdůležitější, uspořádání hnacího ústrojí zadních kol rozděluje úkoly řízení a řízení vozidla, což může vést k lepší ovladatelnosti a zrychlení. U vozidel s pohonem zadních kol musí zadní kola pohybovat pouze autem. U vozů s pohonem předních kol musí kola obě pohybovat autem dopředu nebo dozaduanasměrujte to doleva nebo doprava. Více o tom budeme hovořit, když níže probereme uspořádání hnacího ústrojí předních kol.

Hnací ústrojí zadních kol se skládá z následujících hlavních částí:


Přenos.Mám v plánu věnovat celý článek tomu, jak převodovky fungují, ale prozatím pochopte, že převodovka řídí množství výkonu, které jde z vašeho motoru na kola. U vozů s pohonem zadních kol je převodovka připevněna k zadní části motoru pomocí setrvačníku. Převodovka převezme otáčivý pohyb - točivý moment - z klikového hřídele motoru a předá jej ...

Hnací hřídel.Hnací hřídel je spřádací trubka, která se připojuje k zadní části převodovky a přenáší spřádací sílu, která začala v motoru, na zadní část vozidla u diferenciálu (více o tom za chvíli). Konstrukce hnacího hřídele se dodává ve dvou typech: momentová trubka a Hotchkiss.


Univerzální u hnací hřídel hnacího systému ilustrace.

Hnací hřídele točivého momentu byly použity u starších vozidel a dodnes se používají u některých nákladních vozidel a SUV. Samotný hnací hřídel jepřiloženýv tubě. Momentové trubky spojují převodovku a diferenciál pomocí jednoho univerzálního kloubu, zkráceně U-spoje.

Hnací hřídele Hotchkiss jsou běžnější konstrukcí hnacích hřídelů. Na rozdíl od hnacích hřídelů točivého momentu mají hnací hřídele Hotchkiss otevřenou konstrukci, což znamená, že ve skutečnosti vidíte hnací hřídel, jak se točí pod vaším autem, když se pohybuje. Hnací hřídele Hotchkiss také místo pouhého použití jednoho U-spoje pro připojení převodovky a diferenciálu používají dva U-klouby.

Rozdíl.Diferenciál je část o velikosti melounu, která sedí mezi dvěma zadními koly. Je to poslední zastávka na hnacím ústrojí, než se točivý moment přenáší na zadní kola. Diferenciál přenáší točivý moment, což způsobuje jejich roztočení, což zase pohne autem.

Ilustrace kola diferenciálu nápravy automobilu.

Říká se tomu „diferenciál“, protože umožňuje pohyb dvou zadních kol na stejné nápravěodlišnýrychlosti. Pravděpodobně si říkáte: „Kdy by se moje zadní kola pohybovala různými rychlostmi?“ Běžným případem je vždy, když jdete za roh. Když zatočíte doprava, vaše vnitřní kolo (pravé kolo) urazí menší vzdálenost než vaše vnější kolo (levé kolo). Aby udržel krok s vnitřním kolem, musí se vnější kolo točit o něco rychleji. Diferenciál to umožňuje. Pokud by mezi oběma koly bylo pevné spojení, jedno z kol by muselo dostat smyk, aby se náprava mohla pohybovat.

Pokud chcete mít lepší představu o tom, jak funguje diferenciál, podívejte se na toto úžasné video z roku 1937:

Pohon předních kol

Ilustrace systému pohonu předních kol.

Mnoho aut dnes používá pohon předních kol. Místo pohybu pohánějícího zadní kola, přední kola ano. V důsledku toho nepotřebujete dlouhý hnací hřídel, který běží po celé délce vozu k přenosu točivého momentu k pohybu kol. Všechny součásti hnacího ústrojí - převodovka, diferenciál a hnací hřídele - jsou v přední části vozu. Aby se všechny tyto součásti vepředu vešly, umístí vozy s uspořádáním hnacího ústrojí předních kol motor do auta bokem. Toto se nazývá „příčné umístění motoru“. Otevřete kapotu svého auta-pokud motor běží horizontálně a ne vertikálně, pravděpodobně máte auto s pohonem předních kol.

Protože jsou všechny části hnacího ústrojí předních kol umístěny v přední části vozidla, můžete je zmenšit a odlehčit. Nebo můžete auta zvětšit, ale mít jen více prostoru pro cestující. V důsledku toho většina minivanů používá pohon předních kol.

Další výhodou vozidel s pohonem předních kol je to, že vzhledem k tomu, že v přední části vozidla je větší hmotnost, protože všechny součásti hnacího ústrojí jsou vpředu, poskytuje větší trakci na kluzkém povrchu, jako je sníh. Tuto trakční výhodu však získáte pouze při nižších rychlostech. Když cestujete vyšší rychlostí, pohon zadních kol ve skutečnosti poskytuje lepší trakci.

Hnací ústrojí předních kol má stejné základní nastavení jako hnací ústrojí zadních kol, ale díly se trochu liší:

Transaxle.Místo převodovky má většina hnacích ústrojí předních kol transaxle. Převodovka kombinuje převodovku a diferenciál do jedné jednotky. Pokud máte auto s pohonem předních kol a chcete získat bonusové body Car Guy, neříkejte o svém přenosu jako o převodovce, ale jako o transaxle.

Zatímco většina automobilů, které používají transaxle, je montuje přímo k motoru, některé sportovní vozy používají transaxle na soupravách pohonu zadních kol pro rovnoměrné rozložení hmotnosti.

Poloviční hřídel.Protože jsou všechny součásti hnacího ústrojí v přední části vozu, vozidla s pohonem předních kol nepotřebují dlouhé hnací hřídele k přenosu točivého momentu na kola. Místo toho se z transaxle k sestavě kola připojuje poloviční hřídel.

Místo U-kloubů spojují poloosy transaxle a sestavu kola spoji s konstantní rychlostí nebo CV-klouby. Klouby CV využívají mechanismus kuličkových ložisek ke snížení tření a umožňují složitější pohyby kol používané u automobilů s pohonem předních kol-pamatujte, že vozy s pohonem předních kol musí vůz nejen pohybovat dopředu, ale také jej řídit doleva a doprava .

Tady to máte - základy hnacího ústrojí. Nyní můžete svému pětiletému synovi vysvětlit, jak se vaše auto pohybuje. Pokud chcete další informace o automobilových systémech, podívejte se do knihyJak auta fungují.Hodně mi to pomohlo v mém výzkumu. Autor odvedl skvělou práci a rozdělil věci do jazyka, kterému rozumí i úplný začátečník.

V příštím zasedání Gearhead 101 se podíváme na další dva typy uspořádání hnacího ústrojí: pohon všech kol a 4X4.

Ilustrace Ted Slampyak