Vítejte zpět na Gearhead 101-série o základech toho, jak auta pracují pro automobilové neofyty.
v našem prvním článku v sérii jsme diskutovali o tom, jak funguje motor automobilu. Dozvěděli jsme se, že díky spoustě malých výbuchů vytváří motor vašeho automobilu rotační pohyb v klikovém hřídeli. Tento rotační pohyb – nazývaný točivý moment-je to, co pohání auto.
vše v pořádku a dobré. Ale jak přeneseme točivý moment z motoru, abychom pohnuli koly automobilu?
odpověď na tuto otázku je tématem dnešního příspěvku: hnací ústrojí.
co je hnací ústrojí
hnací ústrojí není jedinou součástí vašeho vozu, ale spíše řadou dílů, které společně přenášejí rotační výkon produkovaný ve vašem motoru na kola, aby se vaše auto mohlo pohybovat.
možná jste již dříve narazili na slovo „hnací ústrojí“. I když se často používá zaměnitelně s hnacím ústrojím, nejsou to samé. Pohonná jednotka zahrnuje vše, co dělá auto jít, včetně motoru. Hnací ústrojí zahrnuje věci, které dělají auto jít, bez motoru. Jsou to tyto díly exkluzivní pro motor, na které se zaměříme níže.
existuje několik uspořádání hnacího ústrojí. Pro tento článek se zaměřím na dva nalezené 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!
hnací ústrojí zadních kol
v uspořádání hnacího ústrojí zadních kol se síla přenáší na zadní kola, aby se vozidlo pohnulo. Je to uspořádání hnacího ústrojí, které bylo asi nejdelší a dodnes se používá na mnoha osobních a nákladních automobilech.
toto uspořádání poskytuje nesčetné výhody oproti odrůdě předních kol. Za prvé, rozděluje hmotnost rovnoměrněji na každou pneumatiku, což zase poskytuje lepší řízení a ovladatelnost. Za druhé, pohon zadních kol může nabídnout vynikající brzdění ve srovnání s vozidly s pohonem předních kol. Konečně, a pravděpodobně nejdůležitější, uspořádání hnacího ústrojí zadních kol rozděluje úlohy řízení a řízení vozidla, což může vést k lepší ovladatelnosti a zrychlení. U vozidel s pohonem zadních kol musí zadní kola pouze pohybovat vozem. U automobilů s pohonem předních kol musí kola pohybovat vozidlem dopředu nebo dozadu a řídit jej doleva nebo doprava. O tom si povíme více, když budeme diskutovat o uspořádání hnacího ústrojí předních kol.
hnací ústrojí zadních kol se skládají z následujících hlavních částí:
převodovka. Mám v plánu věnovat celý článek tomu, jak fungují přenosy, ale prozatím pochopte, že převodovka řídí množství energie, které jde z vašeho motoru na vaše kola. U vozidel s pohonem zadních kol je převodovka připevněna k zadní části motoru pomocí setrvačníku. Převodovka odvádí točivý pohyb-točivý moment – z klikového hřídele motoru a předává jej podél hnacího hřídele …
. 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 trochu). Konstrukce hnacího hřídele se dodávají ve dvou typech: torque tube a Hotchkiss.
hnací hřídele Torque tube byly použity na starších vozidlech a dodnes se používají na některých nákladních automobilech a SUV. Samotný hnací hřídel je uzavřen v trubce. Momentové trubice spojují převodovku a diferenciál pomocí jediného univerzálního kloubu nebo zkráceně u-kloubu.
Hnací hřídele Hotchkiss jsou běžnější konstrukcí hnacího hřídele. Na rozdíl od hnacích hřídelů torque tube mají hnací hřídele Hotchkiss otevřenou konstrukci, což znamená, že při pohybu můžete skutečně vidět rotaci hnacího hřídele pod vozem. Taky, místo pouhého použití jednoho U-kloubu pro připojení převodovky a diferenciálu, Hnací hřídele Hotchkiss používají dva U-klouby.
Diferenciál. Diferenciál je část velikosti melounu, která sedí mezi dvěma zadními koly. Je to poslední zastávka podél hnacího ústrojí před přenosem točivého momentu na zadní kola. Diferenciál přenáší točivý moment, což způsobuje, že se točí, což zase pohybuje vozem.
říká se tomu“ diferenciál“, protože umožňuje dvěma zadním kolům na stejné nápravě pohybovat se různými rychlostmi. Pravděpodobně přemýšlíte: „kdy by se moje zadní kola pohybovala různými rychlostmi?“No, běžným příkladem je, když jdete za rohem. Když uděláte pravou zatáčku, vaše vnitřní kolo (pravé kolo) cestuje méně vzdálenosti než vaše vnější kolo (levé kolo). Aby bylo možné držet krok s vnitřním kolem, musí se vnější kolo otáčet o něco rychleji. Rozdíl to umožňuje. Pokud by mezi oběma koly existovalo pevné spojení, muselo by se jedno z kol sklouznout, aby se náprava mohla neustále pohybovat.
pokud chcete lepší představu o tom, jak diferenciál funguje, podívejte se na toto úžasné video z roku 1937:
hnací ústrojí předních kol
mnoho automobilů dnes používá pohon předních kol. Namísto zadních kol pohánějících pohyb dělají přední kola. 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 komponenty vešly vpředu, umístí vozy s uspořádáním hnacího ústrojí předních kol motor do boku. Tomu se říká “ příčné umístění motoru.“Otevřete kapotu vašeho auta – pokud motor běží vodorovně a ne svisle, pravděpodobně máte vůz s pohonem předních kol.
protože všechny části hnacího ústrojí předních kol jsou umístěny v přední části vozidla, můžete je zmenšit a odlehčit. Nebo můžete auta zvětšit, ale jen mít více prostoru pro cestující. V důsledku toho většina minivanů používá pohon předních kol.
další výhodou vozidel s pohonem předních kol je to, že díky větší hmotnosti v přední části vozidla, 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 skutečně poskytuje lepší trakci.
hnací ústrojí předních kol mají stejné základní nastavení jako hnací ústrojí zadních kol, ale díly jsou trochu jiné:
Transaxle. Namísto převodovky má většina pohonu předních kolpřevodovky mají transaxle. Transaxle kombinuje převodovku a diferenciál do jedné jednotky. Pokud máte vůz s pohonem předních kol a chcete získat bonusové body Car Guy, nemluvte o svém přenosu jako o přenosu, ale jako o transaxle.
zatímco většina vozů, které používají transaxle, je namontuje hned vedle motoru, některé sportovní vozy používají transaxle na vlacích s pohonem zadních kol pro rovnoměrné rozložení hmotnosti.
poloviční hřídel. Protože všechny součásti hnacího ústrojí jsou v přední části vozu, vozidla s pohonem předních kol nepotřebují dlouhé hnací hřídele k přenosu točivého momentu na kola. Místo toho se polovina hřídele připojuje z transaxle k sestavě kola.
místo U-kloubů spojují poloh-hřídele transaxle a sestavu kola s konstantními rychlostmi nebo CV-klouby. CV-klouby používají mechanismus kuličkových ložisek ke snížení tření a umožňují složitější pohyby kol používané u automobilů s pohonem předních kol-pamatujte, že automobily s pohonem předních kol musí nejen pohybovat vozem dopředu, ale také jej řídit doleva a doprava.
No, tady to máte-základy hnacího ústrojí. Nyní můžete vysvětlit svému pětiletému synovi, jak se vaše auto pohybuje. Pokud byste chtěli nějaké další informace o automobilových systémech, podívejte se na knihu Jak auta fungují. Hodně mi to pomohlo v mém výzkumu. Autor odvádí skvělou práci a rozděluje věci do jazyka, kterému rozumí i úplný začátečník.
v našem příštím zasedání Gearhead 101 se podíváme na další dva typy uspořádání hnacího ústrojí: pohon všech kol a 4X4.
ilustrace Ted Slampyak
tagy: auta