Välkommen tillbaka till Gearhead 101 — en serie om grunderna för hur bilar fungerar för fordons neophytes där ute.
i vår första artikel i serien diskuterade vi ins och outs av hur en bilmotor fungerar. Vi lärde oss att genom en massa små explosioner skapar din bilmotor en rotationsrörelse i vevaxeln. Denna rotationsrörelse-kallad vridmoment-är det som driver bilen.
allt gott och väl. Men hur överför vi vridmoment från motorn för att flytta bilens hjul?
svaret på den frågan är ämnet för dagens inlägg: drivlinan.
vad drivlinan är
drivlinan är inte en enda del i din bil, utan snarare en serie delar som arbetar tillsammans för att överföra rotationseffekten som produceras i din motor till dina hjul så att din bil kan röra sig.
du kanske har stött på ordet ”drivlina” innan. Medan det ofta används utbytbart med drivlinan, är de inte samma sak. Drivlinan omfattar allt som får bilen att gå, inklusive motorn. Drivlinan omfattar de saker som gör att bilen går, inte inklusive motorn. Det är dessa motorexklusiva delar som vi kommer att fokusera på nedan.
det finns flera drivlinearrangemang. För den här artikeln kommer jag att fokusera på de två som finns i de flesta fordon: bakhjulsdrivna drivlinor och framhjulsdrivna drivlinor. I min nästa artikel kommer vi in i den överraskande komplicerade världen av fyrhjulsdrift och fyrhjulsdrift!
bakhjuls drivlina
i bakhjulsarrangemang överförs kraften till bakhjulen för att flytta bilen. Det är drivlinearrangemanget som har funnits längst och används fortfarande idag på många bilar och lastbilar.
detta arrangemang ger otaliga fördelar jämfört med framhjulssorten. För det första fördelar den vikten mer lika för varje däck, vilket i sin tur ger bättre styrning och hantering. För det andra kan bakhjulsdrift erbjuda överlägsen bromsning jämfört med framhjulsdrivna fordon. Slutligen, och förmodligen viktigast, delar bakhjulets drivlinor upp arbetet med att styra och köra fordonet, vilket kan leda till bättre hantering och acceleration. Med bakhjulsdrivna fordon behöver bakhjulen bara flytta bilen. I framhjulsdrivna bilar måste hjulen både flytta bilen framåt eller bakåt och styra den åt vänster eller höger. Vi kommer att prata mer om detta när vi diskuterar framhjulsdrivrutiner nedan.
Bakhjulsdrivlinor består av följande huvuddelar:
växellåda. Jag planerar att ägna en hel artikel till hur överföringar fungerar, men för nu förstår du att överföringen styr mängden kraft som går från din motor till dina hjul. I bakhjulsdrivna bilar är växellådan fäst på baksidan av motorn med hjälp av ett svänghjul. Växellådan tar spinnrörelsen-vridmomentet-från motorns vevaxel och passerar den vidare till…
drivaxel. Drivaxeln är ett spinnrör som ansluter till baksidan av överföringen och överför spinnkraften som började i motorn till baksidan av fordonet vid differentialen (mer om det i lite). Drivaxelkonstruktioner finns i två typer: vridmomentrör och Hotchkiss.
Torque tube drivaxlar användes på äldre fordon och används fortfarande på vissa lastbilar och SUV: er idag. Drivaxeln själv är innesluten i ett rör. Momentrör ansluter överföringen och differentialen via en enda universalfog, eller U-fog för kort.
Hotchkiss drivaxlar är den vanligaste drivaxeldesignen. Till skillnad från vridmomentrörsdrivaxlar har Hotchkiss drivaxlar en öppen design, vilket innebär att du faktiskt kan se drivaxeln snurra under din bil när den rör sig. I stället för att bara använda en U-fog för att ansluta växellådan och differentialen använder Hotchkiss drivaxlar två U-fogar.
Differential. Skillnaden är den melonstora delen som sitter mellan de två bakhjulen. Det är det sista stoppet längs drivlinan innan vridmomentet överförs till bakhjulen. Differentialen överför vridmoment, vilket får dem att snurra, vilket i sin tur flyttar bilen.
det kallas en ”differential” eftersom det gör att de två bakhjulen på samma axel kan röra sig i olika hastigheter. Du tänker förmodligen, ” när skulle mina bakhjul röra sig i olika hastigheter?”Tja, en vanlig instans är när du går runt ett hörn. När du gör en högersväng, färdas ditt inre hjul (det högra hjulet) mindre avstånd än ditt yttre hjul (vänster hjul). För att hålla jämna steg med det inre hjulet måste det yttre hjulet snurra något snabbare. Skillnaden gör detta möjligt. Om det fanns en solid koppling mellan båda hjulen, skulle ett av hjulen behöva glida för att axeln skulle fortsätta röra sig.
om du vill ha en bättre uppfattning om hur en differential fungerar, kolla in den här fantastiska videon från 1937:
Framhjulsdrivlina
många bilar använder idag framhjulsdrift. I stället för bakhjulen driver rörelse, gör framhjulen. Följaktligen behöver du inte en lång drivaxel som kör längden på bilen för att överföra vridmoment för att flytta hjulen. Alla komponenter i drivtåget — överföring, differential och drivaxlar — finns på framsidan av bilen. För att passa alla dessa komponenter framtill placerar bilar med framhjulsarrangemang motorn i sidled i bilen. Detta kallas en ” tvärgående motorplacering.”Öppna huven på din bil-om motorn går horisontellt och inte vertikalt har du förmodligen en framhjulsdriven bil.
eftersom alla delar av en framhjulsdrivning är placerade på framsidan av ett fordon kan du göra dem mindre och lättare. Eller så kan du göra bilarna större, men bara ha mer utrymme för passagerare. Följaktligen använder de flesta minibussar framhjulsdrift.
en annan fördel med framhjulsdrivna fordon är att eftersom det finns mer vikt på framsidan av fordonet på grund av att alla komponenter i drivlinan är framtill, ger det mer dragkraft på hala ytor, som snö. Du får dock bara denna dragfördel vid lägre hastigheter. När du reser med högre hastigheter ger bakhjulsdrift faktiskt bättre dragkraft.
framhjuls drivlinor har samma grundläggande inställning som bakhjuls drivlinor, men delarna är lite annorlunda:
Transaxel. I stället för en växellåda har de flesta framhjulsdrivrutinerna en växellåda. En Transaxel kombinerar överföringen och differentialen i en enda enhet. Om du har en framhjulsdriven bil och du vill tjäna Car Guy bonuspoäng, hänvisa inte till din överföring som en överföring, utan som en Transaxel.
medan de flesta bilar som använder transaxlar monterar dem precis bredvid motorn, använder vissa sportbilar transaxlar på bakhjulsdrivna tåg för jämn viktfördelning.
halvaxel. Eftersom alla komponenter i drivlinan är på framsidan av bilen behöver framhjulsdrivna fordon inte långa drivaxlar för att överföra vridmoment till hjulen. Istället ansluter en halvaxel från transaxeln till hjulaggregatet.
i stället för U-fogar förbinder halvaxlarna transaxeln och hjulaggregatet med konstanta hastighetsfogar eller CV-fogar. CV-fogar använder en kullagermekanism för att minska friktionen och möjliggöra de mer komplexa hjulrörelser som används i framhjulsdrivna bilar-kom ihåg att framhjulsdrivna bilar inte bara måste flytta bilen framåt utan också styra den åt vänster och höger.
Tja, där går du — grunderna i drivlinan. Nu kan du förklara för din femåriga son hur din bil rör sig. Om du vill ha mer information om fordonssystem, kolla in boken Hur bilar fungerar. Det har hjälpt mig mycket i min forskning. Författaren gör ett bra jobb att bryta ner saker till språk som även den totala nybörjaren kan förstå.
i vår nästa session med Gearhead 101 tar vi en titt på ytterligare två typer av drivlinearrangemang: fyrhjulsdrift och 4X4.
illustrationer av Ted Slampyak
taggar: bilar