자동차 입문자를 위한 자동차 작동 원리에 대한 기본 시리즈인 Gearhead 101에 다시 오신 것을 환영합니다.
시리즈의 첫 번째 기사에서 우리는 자동차 엔진의 작동 원리에 대해 논의했습니다. 우리는 일련의 작은 폭발을 통해 자동차 엔진이 크랭크 샤프트에서 회전 운동을 생성한다는 것을 배웠습니다. 이 회전 운동 — 토크 — 자동차에 동력을 공급하는 것입니다.
모두 잘되고 좋습니다. 하지만 자동차 바퀴를 움직이기 위해 엔진의 토크를 어떻게 전달할까요?
그 질문에 대한 답이 오늘 포스팅의 주제인 구동계입니다.
구동계는 자동차의 단일 부품이 아니라 함께 작동하여 엔진에서 생성된 회전력을 바퀴로 전달하여 자동차가 움직일 수 있도록 하는 일련의 부품입니다.
파워트레인(powertrain)이라는 단어를 본 적이 있을 것입니다. 드라이브 트레인과 종종 같은 의미로 사용되지만 동일한 것은 아닙니다. 파워트레인은 엔진을 포함하여 자동차를 움직이는 모든 것을 포함합니다. 구동계는 자동차를 움직이는 요소를 포함하지만 아니다. 엔진을 포함하여. 아래에서 중점적으로 다룰 것은 바로 이러한 엔진 전용 부품입니다.
여러 드라이브 트레인 배열이 있습니다. 이 기사에서는 대부분의 차량에서 볼 수 있는 후륜 구동계와 전륜 구동계의 두 가지에 중점을 둘 것입니다. 다음 기사에서 우리는 4륜 구동과 4륜 구동의 놀랍도록 복잡한 세계에 대해 알아볼 것입니다!
후륜 구동 장치 배열에서 동력은 자동차를 움직이기 위해 후륜으로 전달됩니다. 가장 오래되었고 오늘날에도 여전히 많은 자동차와 트럭에 사용되는 구동계 배열입니다.
이 배열은 전륜 다양성에 비해 무수한 이점을 제공합니다. 첫째, 각 타이어에 더 균등하게 무게를 분배하여 더 나은 조향과 핸들링을 제공합니다. 둘째, 후륜구동은 전륜구동 차량에 비해 우수한 제동력을 제공할 수 있습니다. 마지막으로 아마도 가장 중요한 것은 후륜 구동계 배열이 조향과 차량 운전을 분리하여 핸들링과 가속을 향상시킬 수 있다는 것입니다. 후륜구동 차량의 경우 뒷바퀴가 차량을 움직이기만 하면 됩니다. 전륜구동 자동차에서 바퀴는 자동차를 앞뒤로 그리고 움직여야 합니다. 왼쪽이나 오른쪽으로 조종하십시오. 아래에서 전륜 구동계 배열에 대해 논의할 때 이에 대해 더 자세히 이야기하겠습니다.
후륜 구동계는 다음과 같은 주요 부품으로 구성됩니다.
전송. 나는 전체 기사를 변속기가 작동하는 방식에 할애할 계획이지만, 지금은 변속기가 엔진에서 바퀴로 가는 동력의 양을 제어한다는 것을 이해하십시오. 후륜구동 자동차에서 변속기는 플라이휠을 통해 엔진 뒤쪽에 부착됩니다. 변속기는 엔진의 크랭크샤프트에서 회전 운동(토크)을 받아 ...
드라이브 샤프트. 구동축은 변속기 후면에 연결되고 엔진에서 시작된 회전력을 차동장치에서 차량 후면으로 전달하는 회전 튜브입니다(자세한 내용은 잠시 후에). 드라이브 샤프트 디자인은 토크 튜브와 Hotchkiss의 두 가지 유형이 있습니다.
토크 튜브 드라이브 샤프트는 구형 차량에 사용되었으며 오늘날에도 일부 트럭 및 SUV에 사용됩니다. 구동축 자체가 밀폐되어 있음 튜브에. 토크 튜브는 단일 유니버설 조인트(줄여서 U 조인트)를 통해 변속기와 차동 장치를 연결합니다.
Hotchkiss 드라이브 샤프트는 보다 일반적인 드라이브 샤프트 디자인입니다. 토크 튜브 드라이브 샤프트와 달리 Hotchkiss 드라이브 샤프트는 개방형 디자인으로 되어 있어 자동차가 움직일 때 자동차 아래에서 드라이브 샤프트가 회전하는 것을 실제로 볼 수 있습니다. 또한 Hotchkiss 드라이브 샤프트는 변속기와 차동 장치를 연결하기 위해 하나의 U-조인트를 사용하는 대신 두 개의 U-조인트를 사용합니다.
차이. 차동장치는 두 개의 뒷바퀴 사이에 있는 멜론 크기의 부품입니다. 토크가 뒷바퀴로 전달되기 전에 구동계의 마지막 정류장입니다. 차동 장치는 토크를 전달하여 회전하게 하고 차를 움직입니다.
같은 차축에 있는 두 개의 뒷바퀴가 다른으로 움직일 수 있기 때문에 "차동 장치"라고 합니다. 속도. "내 뒷바퀴가 언제 다른 속도로 움직일까요?"라고 생각할 것입니다. 글쎄, 일반적인 경우는 모퉁이를 돌 때마다입니다. 우회전할 때 안쪽 바퀴(오른쪽 바퀴)가 바깥쪽 바퀴(왼쪽 바퀴)보다 더 적은 거리를 이동합니다. 안쪽 바퀴를 따라잡으려면 바깥쪽 바퀴가 약간 더 빠르게 회전해야 합니다. 디퍼렌셜이 이를 가능하게 합니다. 두 바퀴 사이에 단단한 연결이 있었다면 차축이 계속 움직이기 위해 바퀴 중 하나가 미끄러져야 했습니다.
차동 장치가 어떻게 작동하는지 더 잘 알고 싶다면 1937년의 이 멋진 비디오를 확인하십시오.
오늘날 많은 자동차가 전륜구동을 사용합니다. 뒷바퀴가 움직임에 동력을 공급하는 대신 앞바퀴가 움직입니다. 결과적으로 바퀴를 움직이기 위해 토크를 전달하기 위해 자동차의 길이를 달리는 긴 구동축이 필요하지 않습니다. 드라이브 트레인의 모든 구성 요소(변속기, 차동 장치 및 드라이브 샤프트)는 자동차 전면에 있습니다. 이러한 모든 구성 요소를 전면에 맞추기 위해 전륜 구동 장치 배열이 있는 자동차는 엔진을 자동차의 옆으로 배치합니다. 이것을 "횡방향 엔진 배치"라고 합니다. 자동차의 후드를 엽니다. 엔진이 수직이 아닌 수평으로 작동한다면 아마도 전륜구동 차량일 것입니다.
전륜 구동계의 모든 부품이 차량의 앞쪽에 위치하므로 더 작고 가볍게 만들 수 있습니다. 또는 자동차를 더 크게 만들 수 있지만 승객을 위한 더 많은 공간을 확보할 수 있습니다. 따라서 대부분의 미니밴은 전륜구동을 사용합니다.
전륜구동 차량의 또 다른 장점은 구동계의 모든 구성 요소가 전면에 있기 때문에 차량 전면에 더 많은 무게가 있기 때문에 눈과 같은 미끄러운 노면에서 더 많은 견인력을 제공한다는 것입니다. 그러나 이 트랙션 이점은 저속에서만 얻을 수 있습니다. 더 빠른 속도로 여행할 때 후륜 구동이 실제로 더 나은 트랙션을 제공합니다.
전륜 구동계는 후륜 구동계와 기본 설정이 동일하지만 부품이 약간 다릅니다.
트랜스액슬. 변속기 대신 대부분의 전륜 구동 트레인에는 트랜스 액슬이 있습니다. 트랜스 액슬은 변속기와 차동 장치를 하나의 단일 장치로 결합합니다. 전륜구동 차량이 있고 Car Guy 보너스 포인트를 받고 싶다면 변속기를 변속기가 아닌 트랜스액슬이라고 부르십시오.
트랜스 액슬을 사용하는 대부분의 자동차는 엔진 바로 옆에 장착하지만 일부 스포츠카는 무게 분산을 위해 후륜 구동 트레인에 트랜스 액슬을 사용합니다.
하프 샤프트. 구동계의 모든 구성 요소가 자동차 전면에 있기 때문에 전륜 구동 차량은 토크를 바퀴에 전달하기 위해 긴 구동축이 필요하지 않습니다. 대신 하프 샤프트가 트랜스액슬에서 휠 어셈블리로 연결됩니다.
U-조인트 대신에 하프 샤프트는 트랜스액슬과 휠 어셈블리를 등속 조인트 또는 CV 조인트로 연결합니다. CV 조인트는 마찰을 줄이기 위해 볼 베어링 메커니즘을 사용하고 전륜구동 자동차에 사용되는 보다 복잡한 휠 움직임을 허용합니다. 전륜구동 자동차는 자동차를 앞으로 움직일 뿐만 아니라 좌우로 조종해야 한다는 점을 기억하십시오. .
자, 이제 구동계의 기본 사항입니다. 이제 차가 어떻게 움직이는지 다섯 살짜리 아들에게 설명할 수 있습니다. 자동차 시스템에 대한 더 많은 정보가 필요하면 How Cars Work 책을 확인하세요. . 제 연구에 많은 도움이 되었습니다. 저자는 모든 것을 초보자도 이해할 수 있는 언어로 분해하는 일을 훌륭하게 수행합니다.
Gearhead 101의 다음 세션에서는 4륜 구동과 4X4라는 두 가지 유형의 구동계 배열을 더 살펴보겠습니다.
Ted Slampyak의 삽화
