Bentornato a Gearhead 101, una serie sulle basi di come funzionano le auto per i neofiti automobilistici.
Nel nostro primo articolo della serie, abbiamo discusso i dettagli di come funziona il motore di un'auto. Abbiamo imparato che attraverso una serie di minuscole esplosioni, il motore della tua auto crea un movimento rotatorio nell'albero motore. Questo movimento rotatorio — chiamato coppia — è ciò che alimenta l'auto.
Tutto bene e bene. Ma come trasferiamo la coppia dal motore per muovere le ruote dell'auto?
La risposta a questa domanda è l'argomento del post di oggi:la trasmissione.
La trasmissione non è una singola parte della tua auto, ma piuttosto una serie di parti che lavorano insieme per trasferire la potenza di rotazione prodotta nel motore alle ruote in modo che la tua auto possa muoversi.
Potresti aver già incontrato la parola "propulsore". Sebbene sia spesso usato in modo intercambiabile con la trasmissione, non sono la stessa cosa. Il powertrain comprende tutto ciò che fa andare l'auto, incluso il motore. La trasmissione racchiude le cose che fanno andare l'auto, non compreso il motore. Di seguito ci concentreremo su queste parti esclusive del motore.
Ci sono diverse disposizioni di trasmissione. Per questo articolo, mi concentrerò sui due che si trovano nella maggior parte dei veicoli:trasmissioni a ruote posteriori e trasmissioni a ruote anteriori. Nel mio prossimo articolo entreremo nel mondo sorprendentemente complicato delle quattro ruote motrici e delle quattro ruote motrici!
Nelle disposizioni della trasmissione a ruote posteriori, la potenza viene trasferita alle ruote posteriori per muovere l'auto. È la disposizione della trasmissione che esiste da più tempo ed è ancora utilizzata oggi su molte auto e camion.
Questa disposizione offre una miriade di vantaggi rispetto alla varietà di ruote anteriori. Innanzitutto, distribuisce il peso in modo più uniforme su ogni pneumatico, il che a sua volta offre una migliore sterzata e manovrabilità. In secondo luogo, la trazione posteriore può offrire una frenata superiore rispetto ai veicoli a trazione anteriore. Infine, e probabilmente la cosa più importante, le disposizioni della trasmissione della ruota posteriore suddividono il lavoro di guida e guida del veicolo, il che può portare a una migliore maneggevolezza e accelerazione. Con i veicoli a trazione posteriore, le ruote posteriori devono solo muovere l'auto. Nelle auto a trazione anteriore, le ruote devono muovere l'auto in avanti o indietro e guidalo a sinistra o a destra. Ne parleremo di più quando discuteremo di seguito le disposizioni della trasmissione della ruota anteriore.
Le trasmissioni delle ruote posteriori sono costituite dalle seguenti parti principali:
Trasmissione. Ho intenzione di dedicare un intero articolo a come funzionano le trasmissioni, ma per ora capisci che la trasmissione controlla la quantità di potenza che va dal tuo motore alle ruote. Nelle auto a trazione posteriore, la trasmissione è fissata alla parte posteriore del motore tramite un volano. La trasmissione prende il movimento di rotazione - la coppia - dall'albero a gomiti del motore e lo trasmette al...
Albero di trasmissione. L'albero di trasmissione è un tubo rotante che si collega alla parte posteriore della trasmissione e trasmette la potenza di rotazione iniziata nel motore alla parte posteriore del veicolo al differenziale (ne parleremo tra poco). I modelli dell'albero di trasmissione sono di due tipi:tubo di torsione e Hotchkiss.
Gli alberi di trasmissione del tubo di reazione sono stati utilizzati su veicoli più vecchi e sono ancora utilizzati su alcuni camion e SUV oggi. L'albero di trasmissione stesso è chiuso in un tubo. I tubi di coppia collegano la trasmissione e il differenziale tramite un unico giunto cardanico, o giunto a U in breve.
Gli alberi di trasmissione Hotchkiss sono il design dell'albero di trasmissione più comune. A differenza degli alberi di trasmissione del tubo di torsione, gli alberi di trasmissione Hotchkiss hanno un design aperto, il che significa che puoi effettivamente vedere l'albero di trasmissione girare sotto la tua auto quando è in movimento. Inoltre, invece di utilizzare solo un giunto a U per collegare la trasmissione e il differenziale, gli alberi di trasmissione Hotchkiss utilizzano due giunti a U.
Differenziale. Il differenziale è la parte delle dimensioni di un melone che si trova tra le due ruote posteriori. È l'ultima fermata lungo la trasmissione prima che la coppia venga trasferita alle ruote posteriori. Il differenziale trasferisce la coppia, facendoli girare, che a sua volta muove l'auto.
Si chiama “differenziale” perché permette alle due ruote posteriori sullo stesso asse di muoversi a diverse velocità. Probabilmente stai pensando:"Quando le mie ruote posteriori si muoverebbero a velocità diverse?" Bene, un'istanza comune è ogni volta che giri l'angolo. Quando fai una svolta a destra, la tua ruota interna (la ruota destra) percorre una distanza inferiore rispetto alla ruota esterna (ruota sinistra). Per stare al passo con la ruota interna, la ruota esterna deve girare leggermente più velocemente. Il differenziale lo rende possibile. Se ci fosse una solida connessione tra entrambe le ruote, una delle ruote dovrebbe slittare affinché l'asse possa continuare a muoversi.
Se vuoi un'idea migliore di come funziona un differenziale, dai un'occhiata a questo fantastico video del 1937:
Molte auto oggi usano la trazione anteriore. Invece delle ruote posteriori che alimentano il movimento, le ruote anteriori lo fanno. Di conseguenza, non è necessario un lungo albero di trasmissione che percorre la lunghezza dell'auto per trasferire la coppia per muovere le ruote. Tutti i componenti della trasmissione - trasmissione, differenziale e alberi di trasmissione - si trovano nella parte anteriore dell'auto. Per montare tutti questi componenti nella parte anteriore, le auto con una disposizione della trasmissione a ruota anteriore posizionano il motore lateralmente nell'auto. Questo è chiamato "posizionamento trasversale del motore". Apri il cofano della tua auto:se il motore funziona in orizzontale e non in verticale, probabilmente hai un'auto a trazione anteriore.
Poiché tutte le parti di una trazione anteriore sono posizionate nella parte anteriore di un veicolo, puoi renderle più piccole e leggere. Oppure puoi ingrandire le auto, ma solo avere più spazio per i passeggeri. Di conseguenza, la maggior parte dei minivan utilizza la trazione anteriore.
Un altro vantaggio dei veicoli a trazione anteriore è che, poiché c'è più peso nella parte anteriore del veicolo a causa della presenza di tutti i componenti della trasmissione nella parte anteriore, fornisce più trazione su superfici scivolose, come la neve. Tuttavia, ottieni questo vantaggio di trazione solo a velocità inferiori. Quando viaggi a velocità più elevate, la trazione posteriore offre effettivamente una trazione migliore.
Le trasmissioni delle ruote anteriori hanno la stessa configurazione di base delle trasmissioni delle ruote posteriori, ma le parti sono leggermente diverse:
Cambio. Invece di una trasmissione, la maggior parte delle trasmissioni a ruota anteriore ha un cambio. Un transaxle combina la trasmissione e il differenziale in un'unica unità. Se hai un'auto a trazione anteriore e vuoi guadagnare punti bonus Car Guy, non riferirti alla tua trasmissione come a una trasmissione, ma come a un cambio.
Mentre la maggior parte delle auto che utilizzano il cambio li monta proprio accanto al motore, alcune auto sportive utilizzano il cambio sui treni a trazione posteriore per una distribuzione uniforme del peso.
Mezzo albero. Poiché tutti i componenti della trasmissione si trovano nella parte anteriore dell'auto, i veicoli a trazione anteriore non hanno bisogno di alberi di trasmissione lunghi per trasferire la coppia alle ruote. Invece, un semialbero si collega dal cambio al gruppo ruota.
Al posto dei giunti a U, i semiassi collegano il cambio e il gruppo ruota con giunti omocinetici o giunti CV. I giunti omocinetici utilizzano un meccanismo con cuscinetti a sfera per ridurre l'attrito e consentire i movimenti delle ruote più complessi utilizzati nelle auto a trazione anteriore:ricorda, le auto a trazione anteriore non solo devono spostare l'auto in avanti, ma anche sterzarla a sinistra e a destra .
Bene, ecco qua:le basi della trasmissione. Ora puoi spiegare a tuo figlio di cinque anni come si muove la tua macchina. Se desideri ulteriori informazioni sui sistemi automobilistici, dai un'occhiata al libro Come funzionano le automobili . Mi ha aiutato molto nella mia ricerca. L'autore fa un ottimo lavoro scomponendo le cose in un linguaggio che anche il principiante totale può capire.
Nella nostra prossima sessione di Gearhead 101, daremo un'occhiata ad altri due tipi di disposizioni di trasmissione:trazione integrale e 4X4.
Illustrazioni di Ted Slampyak
