Welkom terug bij Gearhead 101 - een serie over de basisprincipes van hoe auto's werken voor de neofieten in de auto-industrie.
In ons eerste artikel in de serie bespraken we de ins en outs van hoe een automotor werkt. We hebben geleerd dat je automotor door een aantal kleine explosies een draaiende beweging in de krukas veroorzaakt. Deze roterende beweging — genaamd torque — is wat de auto aandrijft.
Allemaal goed en wel. Maar hoe brengen we het koppel van de motor over om de wielen van de auto te laten bewegen?
Het antwoord op die vraag is het onderwerp van de post van vandaag:de aandrijflijn.
De aandrijflijn is geen enkel onderdeel in uw auto, maar eerder een reeks onderdelen die samenwerken om het door uw motor geproduceerde rotatievermogen over te brengen op uw wielen, zodat uw auto kan bewegen.
Misschien ben je het woord 'aandrijflijn' al eens tegengekomen. Hoewel het vaak door elkaar wordt gebruikt met aandrijflijn, zijn ze niet hetzelfde. De aandrijflijn omvat alles wat de auto doet rijden, inclusief de motor. De aandrijflijn omvat de dingen die de auto laten rijden, niet inclusief de motor. Het zijn deze motor-exclusieve onderdelen waar we ons hieronder op zullen concentreren.
Er zijn verschillende aandrijflijnen. Voor dit artikel zal ik me concentreren op de twee die in de meeste voertuigen worden aangetroffen:achterwielaandrijvingen en voorwielaandrijvingen. In mijn volgende artikel gaan we in op de verrassend gecompliceerde wereld van vierwielaandrijving en vierwielaandrijving!
Bij opstellingen met achterwielaandrijving wordt het vermogen overgebracht naar de achterwielen om de auto te verplaatsen. Het is de aandrijflijn die het langst bestaat en nog steeds wordt gebruikt in veel auto's en vrachtwagens.
Deze opstelling biedt talloze voordelen ten opzichte van de voorwielvariant. Ten eerste verdeelt het het gewicht gelijkmatiger over elke band, wat op zijn beurt zorgt voor een betere besturing en handling. Ten tweede kan achterwielaandrijving een superieure remwerking bieden in vergelijking met voertuigen met voorwielaandrijving. Ten slotte, en waarschijnlijk het belangrijkste, splitsen de achterwielaandrijflijnen de taken van het sturen en besturen van het voertuig, wat kan leiden tot een betere wegligging en acceleratie. Bij voertuigen met achterwielaandrijving hoeven alleen de achterwielen de auto te verplaatsen. Bij auto's met voorwielaandrijving moeten de wielen de auto zowel naar voren als naar achteren bewegen en stuur hem naar links of naar rechts. We zullen hier meer over vertellen wanneer we de voorwielaandrijflijnen hieronder bespreken.
Achterwielaandrijvingen bestaan uit de volgende hoofdonderdelen:
Verzending. Ik ben van plan een heel artikel te wijden aan hoe transmissies werken, maar begrijp voor nu dat de transmissie de hoeveelheid vermogen regelt die van uw motor naar uw wielen gaat. Bij auto's met achterwielaandrijving is de transmissie door middel van een vliegwiel aan de achterkant van de motor bevestigd. De transmissie neemt de draaiende beweging - het koppel - van de krukas van de motor en geeft deze door aan de...
Aandrijfas. De aandrijfas is een draaiende buis die wordt aangesloten op de achterkant van de transmissie en de spinkracht die in de motor begon, overbrengt naar de achterkant van het voertuig bij het differentieel (daarover later meer). Aandrijfasontwerpen zijn er in twee soorten:koppelbuis en Hotchkiss.
Aandrijfassen met koppelbuis werden gebruikt op oudere voertuigen en worden tegenwoordig nog steeds gebruikt op sommige vrachtwagens en SUV's. De aandrijfas zelf is ingesloten in een buis. Koppelbuizen verbinden de transmissie en het differentieel via een enkele kruiskoppeling, of kortweg U-verbinding.
Hotchkiss aandrijfassen zijn het meest voorkomende aandrijfasontwerp. In tegenstelling tot aandrijfassen met koppelbuis, hebben Hotchkiss-aandrijfassen een open ontwerp, wat betekent dat u de aandrijfas onder uw auto kunt zien draaien wanneer deze in beweging is. Bovendien gebruiken Hotchkiss-aandrijfassen in plaats van slechts één U-verbinding om de transmissie en het differentieel met elkaar te verbinden, twee U-verbindingen.
Differentieel. Het differentieel is het gedeelte ter grootte van een meloen dat tussen de twee achterwielen zit. Het is de laatste stop langs de aandrijflijn voordat het koppel wordt overgebracht naar de achterwielen. Het differentieel brengt koppel over, waardoor ze gaan draaien, wat op zijn beurt de auto in beweging brengt.
Het wordt een "differentieel" genoemd omdat het de twee achterwielen op dezelfde as in staat stelt om verschillend te bewegen snelheden. U denkt waarschijnlijk:"Wanneer zouden mijn achterwielen met verschillende snelheden bewegen?" Nou, een veelvoorkomend voorbeeld is wanneer je de hoek omgaat. Wanneer u een bocht naar rechts maakt, legt uw binnenwiel (het rechterwiel) minder afstand af dan uw buitenwiel (linkerwiel). Om het binnenwiel bij te houden, moet het buitenwiel iets sneller ronddraaien. Het differentieel maakt dit mogelijk. Als er een solide verbinding was tussen beide wielen, zou een van de wielen moeten slippen om de as te laten bewegen.
Als je een beter idee wilt hebben van hoe een differentieel werkt, bekijk dan deze geweldige video uit 1937:
Veel auto's gebruiken tegenwoordig voorwielaandrijving. In plaats van dat de achterwielen de beweging aandrijven, doen de voorwielen dat. Daarom hebt u geen lange aandrijfas nodig die over de hele lengte van de auto loopt om koppel over te brengen om de wielen te bewegen. Alle componenten van de aandrijflijn - transmissie, differentieel en aandrijfassen - bevinden zich aan de voorkant van de auto. Om al deze componenten voorin te passen, plaatsen auto's met een voorwielaandrijflijn de motor zijwaarts in de auto. Dit wordt een "dwars geplaatste motor" genoemd. Open de motorkap van uw auto. Als de motor horizontaal loopt en niet verticaal, heeft u waarschijnlijk een auto met voorwielaandrijving.
Omdat alle onderdelen van een voorwielaandrijving aan de voorkant van een voertuig zijn geplaatst, kun je ze kleiner en lichter maken. Of je kunt de auto's groter maken, maar gewoon meer ruimte voor passagiers hebben. Daarom gebruiken de meeste minibusjes voorwielaandrijving.
Een ander voordeel van voertuigen met voorwielaandrijving is dat omdat er meer gewicht aan de voorkant van het voertuig zit omdat alle componenten van de aandrijflijn aan de voorkant zitten, het meer tractie biedt op gladde oppervlakken, zoals sneeuw. U krijgt dit tractievoordeel echter alleen bij lagere snelheden. Als je met hogere snelheden rijdt, zorgt achterwielaandrijving eigenlijk voor betere tractie.
Voorwielaandrijvingen hebben dezelfde basisafstelling als achterwielaandrijvingen, maar de onderdelen zijn een beetje anders:
Transaxle. In plaats van een transmissie hebben de meeste voorwielaandrijvingen een transaxle. Een transaxle combineert de transmissie en het differentieel in één enkele eenheid. Als je een auto met voorwielaandrijving hebt en je wilt Car Guy-bonuspunten verdienen, noem je transmissie dan geen transmissie, maar een transaxle.
Terwijl de meeste auto's met transaxles deze direct naast de motor monteren, gebruiken sommige sportwagens transaxles op achterwielaangedreven treinen voor een gelijkmatige gewichtsverdeling.
Halve schacht. Omdat alle componenten van de aandrijflijn zich voor in de auto bevinden, hebben voertuigen met voorwielaandrijving geen lange aandrijfassen nodig om het koppel op de wielen over te brengen. In plaats daarvan wordt een steekas van de transaxle naar het wielsamenstel aangesloten.
In plaats van U-verbindingen verbinden steekassen de transaxle en het wielsamenstel met verbindingen met constante snelheid of homokineten. Homokineten gebruiken een kogellagermechanisme om wrijving te verminderen en zorgen voor de meer complexe wielbewegingen die worden gebruikt in auto's met voorwielaandrijving - onthoud dat auto's met voorwielaandrijving niet alleen de auto vooruit moeten bewegen, maar deze ook naar links en rechts moeten sturen .
Nou, daar ga je - de basis van de aandrijflijn. Nu kunt u aan uw vijfjarige zoon uitleggen hoe uw auto beweegt. Als je meer informatie wilt over autosystemen, bekijk dan het boek How Cars Work . Het heeft mij enorm geholpen bij mijn onderzoek. De auteur doet geweldig werk door dingen op te splitsen in taal die zelfs de totale beginner kan begrijpen.
In onze volgende sessie van Gearhead 101 zullen we nog twee soorten aandrijflijnconfiguraties bekijken:vierwielaandrijving en 4X4.
Illustraties door Ted Slampyak
