Getriebe 101: Der Antriebsstrang

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Willkommen zurück zu Getriebe 101 - eine Reihe über die Grundlagen der Funktionsweise von Autos für die Automobil-Neulinge da draußen.


In unserem ersten Artikel in der Reihe haben wir die Vor- und Nachteile der Funktionsweise eines Automotors erörtert. Wir haben erfahren, dass Ihr Automotor durch eine Reihe winziger Explosionen eine Drehbewegung in der Kurbelwelle erzeugt. Diese Drehbewegung - genannt Drehmoment - treibt das Auto an.

Alles schön und gut. Aber wie übertragen wir das Drehmoment vom Motor, um die Räder des Autos zu bewegen?


Die Antwort auf diese Frage ist das Thema des heutigen Beitrags: der Antriebsstrang.

Was ist der Antriebsstrang?

Der Antriebsstrang ist kein einzelnes Teil Ihres Autos, sondern eine Reihe von Teilen, die zusammenarbeiten, um die in Ihrem Motor erzeugte Rotationskraft 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 Fahren bringt, einschließlich des Motors. Der Antriebsstrang umfasst die Dinge, die das Auto fahren lassen, nicht einschließlich des Motors. Es sind diese motor-exklusiven Teile, auf die wir uns unten konzentrieren werden.



Es gibt verschiedene Antriebsstranganordnungen. In diesem Artikel werde ich mich auf die beiden in den meisten Fahrzeugen vorkommenden konzentrieren: Hinterradantriebe und Vorderradantriebe. In meinem nächsten Artikel werden wir in die überraschend komplizierte Welt des Allrad- und Allradantriebs eintauchen!


Hinterradantrieb

Abbildung des Hinterradantriebssystems.

Bei Anordnungen mit Hinterradantrieb 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 bei 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 eine bessere Lenkung und ein besseres Handling ermöglicht. Zweitens kann der Hinterradantrieb im Vergleich zu Fahrzeugen mit Vorderradantrieb ein überlegenes Bremsen bieten. Schließlich und wahrscheinlich am wichtigsten ist, dass die Hinterradantriebsanordnungen die Aufgaben des Lenkens und Fahrens des Fahrzeugs aufteilen, was zu einem besseren Handling und einer besseren Beschleunigung führen kann. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb müssen die Hinterräder nur das Auto bewegen. Bei Fahrzeugen mit Frontantrieb müssen die Räder das Fahrzeug vorwärts oder rückwärts bewegen und lenke es nach links oder rechts. Wir werden mehr darüber sprechen, wenn wir unten die Anordnungen des Vorderradantriebs besprechen.

Hinterradantriebe bestehen aus folgenden Hauptteilen:


Übertragung. Ich habe vor, einen ganzen Artikel der Funktionsweise von Getrieben zu widmen, aber ich verstehe vorerst, dass das Getriebe die Leistung steuert, die von Ihrem Motor auf Ihre Räder übertragen wird. Bei Fahrzeugen mit Hinterradantrieb ist das Getriebe über ein Schwungrad am Heck des Motors angebracht. Das Getriebe nimmt die Drehbewegung - das Drehmoment - von der Kurbelwelle des Motors und leitet sie an die…

Antriebswelle. 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). Es gibt zwei Arten von Antriebswellenkonstruktionen: Drehmomentrohr und Hotchkiss.


Abbildung des Universal-U-Gelenkwellen-Antriebssystems.

Drehmomentrohr-Antriebswellen wurden bei älteren Fahrzeugen verwendet und werden heute noch bei einigen Lastkraftwagen und SUVs verwendet. Die Antriebswelle selbst ist beigefügt in einer Röhre. Drehmomentrohre verbinden das Getriebe und das Differential über ein einziges Universalgelenk, kurz U-Gelenk.

Hotchkiss-Antriebswellen sind die gebräuchlichere Antriebswellenkonstruktion. Im Gegensatz zu Antriebswellen mit Drehmomentrohr haben Hotchkiss-Antriebswellen ein offenes Design, sodass Sie sehen können, wie sich die Antriebswelle unter Ihrem Auto dreht, wenn es sich bewegt. Anstatt nur ein U-Gelenk zum Verbinden des Getriebes und des Differentials zu verwenden, verwenden die Hotchkiss-Antriebswellen zwei U-Gelenke.

Differential. Das Differential ist der melonengroße Teil, der zwischen den beiden Hinterrädern sitzt. Dies ist der letzte Stopp entlang des Antriebsstrangs, bevor das Drehmoment auf die Hinterräder übertragen wird. Das Differential überträgt das Drehmoment, wodurch sie sich drehen, was wiederum das Auto bewegt.

Eine Auto Differentialachse Radillustration.

Es wird als 'Differential' bezeichnet, da sich die beiden Hinterräder auf derselben Achse bewegen können anders Geschwindigkeiten. Sie denken wahrscheinlich: 'Wann würden sich meine Hinterräder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen?' Nun, eine häufige Instanz ist, wenn Sie um eine Ecke gehen. Wenn Sie nach rechts abbiegen, fährt Ihr Innenrad (das rechte Rad) weniger weit als Ihr Außenrad (linkes Rad). Um mit dem Innenrad Schritt zu halten, muss das Außenrad etwas schneller durchdrehen. Das Differential macht dies möglich. Wenn es eine feste Verbindung zwischen beiden Rädern gäbe, müsste eines der Räder rutschen, damit die Achse in Bewegung bleibt.

Wenn Sie eine bessere Vorstellung davon haben möchten, wie ein Differential funktioniert, schauen Sie sich dieses fantastische Video von 1937 an:

Vorderradantrieb

Abbildung des Vorderradantriebssystems.

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 das Drehmoment zum Bewegen der Räder zu übertragen. Alle Komponenten des Antriebsstrangs - Getriebe, Differential und Antriebswellen - befinden sich vorne im Fahrzeug. Um all diese Komponenten vorne zu montieren, platzieren Fahrzeuge mit einer Vorderradantriebsanordnung den Motor seitlich im Fahrzeug. Dies wird als 'Quermotorplatzierung' 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 vorne am Fahrzeug positioniert 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 vorne mehr Gewicht hat, da sich alle Komponenten des Antriebsstrangs vorne befinden und auf rutschigen Oberflächen wie Schnee mehr Traktion bietet. Diesen Traktionsvorteil erhalten Sie jedoch nur bei niedrigeren Geschwindigkeiten. Wenn Sie mit höheren Geschwindigkeiten fahren, bietet der Hinterradantrieb tatsächlich eine bessere Traktion.

Vorderradantriebe haben die gleiche Grundeinstellung wie Hinterradantriebe, aber die Teile sind etwas anders:

Transaxle. Anstelle eines Getriebes haben die meisten Vorderradantriebe ein Getriebe. Ein Getriebe 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 Getriebe.

Während die meisten Autos, die Transaxles verwenden, diese direkt neben dem Motor montieren, verwenden einige Sportwagen Transaxles in 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 wird eine Halbwelle vom Getriebe mit der Radbaugruppe verbunden.

Anstelle von U-Gelenken verbinden Halbwellen das Getriebe und die Radbaugruppe mit Gleichlaufgelenken oder Gleichlaufgelenken. Gleichlaufgelenke verwenden einen Kugellagermechanismus, um die Reibung zu verringern und die komplexeren Radbewegungen in Fahrzeugen mit Frontantrieb zu ermöglichen. Denken Sie daran, dass Fahrzeuge mit Vorderradantrieb das Fahrzeug 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 Fahrzeugsystemen wünschen, lesen Sie das Buch Wie Autos funktionieren. Es hat mir bei meinen Recherchen sehr geholfen. Der Autor macht einen großartigen Job, indem er Dinge in eine Sprache zerlegt, die selbst der Anfänger verstehen kann.

In unserer nächsten Sitzung von Gearhead 101 werden wir uns zwei weitere Arten von Antriebsstranganordnungen ansehen: Allradantrieb und Allradantrieb.

Illustrationen von Ted Slampyak