Willkommen zurück zu Gearhead 101 — eine Serie über die Grundlagen der Funktionsweise von Autos für die Automobil-Neophyten da draußen.
In unserem ersten Artikel der Serie haben wir die Funktionsweise eines Automotors erläutert. Wir haben gelernt, dass Ihr Automotor durch eine Reihe winziger Explosionen eine Drehbewegung in der Kurbelwelle erzeugt. Diese Drehbewegung – Drehmoment genannt – treibt das Auto an.
Alles schön und gut. Aber wie übertragen wir das Drehmoment vom Motor auf die Räder des Autos?
Die Antwort auf diese Frage ist das Thema des heutigen Beitrags: der Antriebsstrang.
Was der Antriebsstrang ist
Der Antriebsstrang ist kein einzelnes Teil in Ihrem Auto, sondern eine Reihe von Teilen, die zusammenarbeiten, um die in Ihrem Motor erzeugte Drehkraft auf Ihre Räder zu übertragen, damit sich Ihr Auto bewegen kann.
Möglicherweise sind Sie schon einmal auf das Wort „Antriebsstrang“ gestoßen. Obwohl es oft austauschbar mit dem Antriebsstrang verwendet wird, sind sie nicht dasselbe. Der Antriebsstrang umfasst alles, was das Auto zum Laufen bringt, einschließlich des Motors. Der Antriebsstrang umfasst die Dinge, die das Auto zum Laufen bringen, ohne den Motor. Es sind diese motorexklusiven Teile, auf die wir uns im Folgenden konzentrieren werden.
Es gibt mehrere Antriebsstranganordnungen. In diesem Artikel werde ich mich auf die beiden konzentrieren, die in den meisten Fahrzeugen zu finden sind: Hinterradantriebsstränge und Vorderradantriebsstränge. In meinem nächsten Artikel tauchen wir in die überraschend komplizierte Welt des Allradantriebs und Allradantriebs ein!
Hinterradantrieb
Bei Hinterradantriebsanordnungen wird die Kraft auf die Hinterräder übertragen, um das Fahrzeug zu bewegen. Es ist die Antriebsstranganordnung, die es am längsten gibt und die heute noch in vielen Autos und Lastwagen verwendet wird.
Diese Anordnung bietet unzählige Vorteile gegenüber der Vorderradvariante. Erstens verteilt es das Gewicht gleichmäßiger auf jeden Reifen, was wiederum für eine bessere Lenkung und Handhabung sorgt. Zweitens kann der Hinterradantrieb im Vergleich zu Fahrzeugen mit Frontantrieb ein überlegenes Bremsen bieten. Schließlich, und wahrscheinlich am wichtigsten, teilen Hinterradantriebsanordnungen die Aufgaben des Lenkens und Fahrens des Fahrzeugs auf, was zu einem besseren Handling und einer besseren Beschleunigung führen kann. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb müssen die Hinterräder das Auto nur bewegen. Bei Autos mit Frontantrieb müssen die Räder das Auto sowohl vorwärts oder rückwärts bewegen als auch nach links oder rechts lenken. Wir werden mehr darüber sprechen, wenn wir unten über die Anordnung des Vorderradantriebs sprechen.
Hinterradantriebe bestehen aus folgenden Hauptteilen:
Getriebe. Ich habe vor, einen ganzen Artikel der Funktionsweise von Getrieben zu widmen, aber im Moment verstehe ich, dass das Getriebe die Leistung steuert, die von Ihrem Motor zu Ihren Rädern fließt. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb ist das Getriebe über ein Schwungrad am Heck des Motors befestigt. Das Getriebe nimmt die Drehbewegung — das Drehmoment — von der Kurbelwelle des Motors auf und leitet es an die…
Antriebswelle weiter. Die Antriebswelle ist ein Spinnrohr, das mit der Rückseite des Getriebes verbunden ist und die im Motor begonnene Spinnkraft am Differential auf die Rückseite des Fahrzeugs überträgt (mehr dazu gleich). Antriebswelle Designs kommen in zwei Arten: torque tube und Hotchkiss.
Torque Tube Antriebswellen wurden bei älteren Fahrzeugen verwendet und werden heute noch bei einigen LKW und SUVs verwendet. Die Antriebswelle selbst ist in einem Rohr eingeschlossen. Torque Tubes verbinden Getriebe und Differential über ein einziges Kreuzgelenk, kurz U-Gelenk.
Hotchkiss antriebswellen sind die mehr gemeinsame antriebswelle design. Im Gegensatz zu Torque Tube Antriebswellen haben Hotchkiss Antriebswellen ein offenes Design, was bedeutet, dass Sie tatsächlich sehen können, wie sich die Antriebswelle unter Ihrem Auto dreht, wenn es sich bewegt. Anstatt nur ein U-Gelenk zum Verbinden von Getriebe und Differential zu verwenden, verwenden Hotchkiss-Antriebswellen zwei U-Gelenke.
Differential. Das Differential ist der melonengroße Teil, der zwischen den beiden Hinterrädern sitzt. Es ist die letzte Station entlang des Antriebsstrangs, bevor das Drehmoment auf die Hinterräder übertragen wird. Das Differential überträgt Drehmoment, wodurch sie sich drehen, was wiederum das Auto bewegt.
Es wird als „Differential“ bezeichnet, da sich die beiden Hinterräder derselben Achse mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen können. Sie denken wahrscheinlich: „Wann würden sich meine Hinterräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen?“ Nun, ein häufiges Beispiel ist, wann immer Sie um eine Ecke gehen. Wenn Sie nach rechts abbiegen, fährt Ihr inneres Rad (das rechte Rad) weniger weit als Ihr äußeres Rad (linkes Rad). Um mit dem Innenrad Schritt zu halten, muss sich das Außenrad etwas schneller drehen. Das Differential macht es möglich. Wenn es eine feste Verbindung zwischen beiden Rädern gäbe, müsste eines der Räder rutschen, damit sich die Achse weiter bewegen kann.
Wenn Sie eine bessere Vorstellung davon haben möchten, wie ein Differential funktioniert, schauen Sie sich dieses großartige Video von 1937 an:
Frontantriebsstrang
Viele Autos verwenden heute Frontantrieb. Anstelle der Hinterräder, die die Bewegung antreiben, tun dies die Vorderräder. Folglich benötigen Sie keine lange Antriebswelle, die sich über die gesamte Länge des Fahrzeugs erstreckt, um Drehmoment zu übertragen, um die Räder zu bewegen. Alle Komponenten des Antriebsstrangs – Getriebe, Differential und Antriebswellen — befinden sich im vorderen Teil des Fahrzeugs. Um all diese Komponenten vorne unterzubringen, platzieren Fahrzeuge mit Vorderradantrieb den Motor seitlich im Auto. Dies wird als „Quermotor“ bezeichnet.“ Öffnen Sie die Motorhaube Ihres Autos — wenn der Motor horizontal und nicht vertikal läuft, haben Sie wahrscheinlich ein Auto mit Frontantrieb.
Da alle Teile eines Vorderradantriebs an der Vorderseite eines Fahrzeugs angeordnet sind, können Sie sie kleiner und leichter machen. Oder Sie können die Autos größer machen, aber nur mehr Platz für Passagiere haben. Folglich verwenden die meisten Minivans Frontantrieb.
Ein weiterer Vorteil von Fahrzeugen mit Frontantrieb besteht darin, dass das Fahrzeug aufgrund des höheren Gewichts an der Vorderseite des Fahrzeugs, da sich alle Komponenten des Antriebsstrangs vorne befinden, mehr Traktion auf rutschigen Oberflächen wie Schnee bietet. Sie erhalten diesen Traktionsvorteil jedoch nur bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Wenn Sie mit höheren Geschwindigkeiten unterwegs sind, bietet der Hinterradantrieb tatsächlich eine bessere Traktion.
Vorderradantriebe haben den gleichen Grundaufbau wie Hinterradantriebe, aber die Teile sind etwas anders:
Transaxle. Anstelle eines Getriebes haben die meisten Vorderradantriebe eine Transachse. Eine Transaxle kombiniert Getriebe und Differential zu einer Einheit. Wenn Sie ein Auto mit Frontantrieb haben und Car Guy-Bonuspunkte sammeln möchten, bezeichnen Sie Ihr Getriebe nicht als Getriebe, sondern als Transaxle.
Während die meisten Autos, die Transaxles verwenden, sie direkt neben dem Motor montieren, verwenden einige Sportwagen Transaxles auf Hinterradantriebssträngen für eine gleichmäßige Gewichtsverteilung.
Halbwelle. Da sich alle Komponenten des Antriebsstrangs vorne im Auto befinden, benötigen Fahrzeuge mit Frontantrieb keine langen Antriebswellen, um das Drehmoment auf die Räder zu übertragen. Stattdessen verbindet sich eine Halbwelle von der Transachse mit der Radbaugruppe.
Anstelle von U-Gelenken verbinden Halbwellen die Transachse und die Radbaugruppe mit Gleichlaufgelenken oder Gleichlaufgelenken. Gleichlaufgelenke verwenden einen Kugellagermechanismus, um die Reibung zu reduzieren und die komplexeren Radbewegungen zu ermöglichen, die in Autos mit Frontantrieb verwendet werden – denken Sie daran, dass Autos mit Frontantrieb das Auto nicht nur vorwärts bewegen, sondern auch nach links und rechts lenken müssen.
Nun, los geht’s – die Grundlagen des Antriebsstrangs. Jetzt können Sie Ihrem fünfjährigen Sohn erklären, wie sich Ihr Auto bewegt. Wenn Sie weitere Informationen zu Automobilsystemen wünschen, lesen Sie das Buch How Cars Work. Es hat mir in meiner Forschung sehr geholfen. Der Autor macht einen tollen Job, Dinge in eine Sprache zu zerlegen, die selbst der Anfänger verstehen kann.
In unserer nächsten Sitzung von Gearhead 101 werfen wir einen Blick auf zwei weitere Arten von Antriebsstranganordnungen: Allradantrieb und 4X4.
Illustrationen von Ted Slampyak
Schlagwörter: Autos