Hajtóműtengely
A hajtótengely, hajtótengely, hajtótengely, propellertengely vagy kardántengely a gép olyan része, amely a motortól vagy a motortól olyan helyre viszi az energiát, ahol hasznos munkát lehet végezni.
A legtöbb motor vagy motor nyomaték formájában termel teljesítményt, amikor valamit forgásba hoz. Ez történhet belsőégésű motorral (mint egy autóban), vízzel, amely egy vízkereket hajt, vagy gázzal vagy vízzel, amely egy turbinán megy keresztül. Ezt a forgó erőt nevezzük nyomatéknak. Az elforgatott terhelés csavaró és nyírófeszültséget hoz létre. A hajtótengelyeknek elég erősnek kell lenniük ahhoz, hogy elviseljék ezt a feszültséget. Egy könnyű hajtótengely hatékonyabban juttatja el a teljesítményt a terheléshez, ezért egyensúlyt kell teremteni az erő és a súly között.
Egy klasszikus BMW motorkerékpár kitett hajtótengelye
Kardántengely kardántengellyel és kardáncsuklóval
Automobiles
Napjainkban a legtöbb gépkocsi hajtókarokat használ a motorból a kerekekhez történő erőátvitelhez. A legtöbb ma gyártott autó elsőkerék-meghajtású (az első kerekek mozgatják az autót). Ebben az esetben a hajtótengelyek a transaxle és az egyes első kerekek között vannak.
A hátsókerék-hajtású autókban a differenciálmű és az egyes hátsó kerekek között hajtótengelyek vannak. Az autó hosszában fut egy hajtástengely is, az elöl lévő sebességváltótól a hátul lévő differenciálműig - a brit angol nyelvben ezt nem hajtástengelynek, hanem propellertengelynek vagy prop-shaftnak nevezik, és a hajtástengelyeket féltengelyeknek is nevezhetjük (mivel kettő alkot egy tengelyt).
Az autókban különböző típusú hajtótengelyeket használnak:
- 1 darab hajtótengely
- 2 darab hajtott tengely
- Csúszás a cső meghajtó tengelyen
A Slip in Tube Drive tengely az új típus, amely segít elnyelni az energiát egy ütközés során, megvédve a személygépkocsiban vagy teherautóban ülőket. Összecsukható hajtótengelyként is ismert.
Tehergépkocsi dupla propellertengelye
Motorkerékpár meghajtó tengelyek
Hajtótengelyeket szinte azóta használnak motorkerékpárokon, amióta motorkerékpárok léteznek. Sok motorkerékpár egyszerűbb lánc- vagy szíjhajtást használ helyette, de a hajtótengelyek kevesebb törődést igényelnek, és hosszú élettartamúak. A meghajtótengelyek motorkerékpáron való használatával az a probléma, hogy a tengelyről a hátsó kerékre történő 90°-os forduláshoz fogaskerékre van szükség, ami némi teljesítményveszteséggel jár.
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgium, négyhengeres, tengelyes meghajtással.
Traktorok
A mezőgazdasági traktorok egy olyan meghajtótengelytípust használnak, amelyet teljesítményleadó tengelynek vagy PTO-tengelynek neveznek. Ez egy olyan tengely, amely a traktor hátulján jön ki. Bármilyen olyan mezőgazdasági berendezéshez csatlakoztatható, amelynek a traktor motorjától kell energiát kapnia, például szénabálázóhoz vagy kukoricahántolóhoz. Ez lehetővé teszi, hogy a traktort sokféleképpen lehessen használni, és a mezőgazdasági berendezésnek nincs szüksége saját motorra, így pénzt takaríthat meg.
Régi John Deere traktor PTO-val egy védősapka alatt
Hajtótengelyek a kerékpárokban
A hajtótengely a kerékpárban is használható láncos meghajtás helyett. Már az elmúlt évszázadban is használták, bár soha nem vált nagyon népszerűvé. Kerékpárban használva a hajtótengelynek számos előnye és hátránya van:
Előnyök
- A meghajtórendszer kevésbé valószínű, hogy elakad vagy eltörik, ami a láncos kerékpároknál gyakori probléma.
- Nincs zsír a lovasra, és nincs "láncharapás" a ruházaton.
- Kevesebb gondosságra van szükség, mint a láncos rendszereknél, amikor a hajtótengelyt csőbe zárják, ami a szokásos konvenció.
- Következetesebb teljesítmény. A Dynamic Bicycles azt állítja, hogy egy hajtott tengelyes kerékpár egyenletesen 94%-os hatékonyságot biztosít, míg egy láncos kerékpár 75-97%-os hatékonyságot biztosíthat az állapottól függően.
- Több hely a talaj felett (hasmagasság), hogy át tudjon menni a bukkanókon vagy az útjába kerülő dolgokon.
- A kerékpárkölcsönző cégek számára egy hajtott tengelyű kerékpárt kevésbé valószínű, hogy ellopnak, mivel nyilvánvalóan másképp néz ki. Ez a kerékpártípus Európa számos nagyvárosában használatos, ahol nagy városi kerékpárkölcsönző vagy -megosztó projektek indultak.
Hátrányok
- A hajtótengelyes rendszer súlya nagyobb, mint a láncos rendszeré, általában 1-2 kilóval nehezebb.
- Legjobb állapotában a lánc nagyobb hatékonyságot biztosít.
- A lánc és a fogaskerekek fém- vagy műanyag borítása megoldja a láncok néhány problémáját.
- Könnyű, nagy áttételszámú fogaskerekek használata lehetetlen, bár a hub fogaskerekek használhatók.
- A kerék levétele nehéz lehet
Egy tengely meghajtású kerékpár.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a hajtótengely?
V: A hajtótengely a gép olyan része, amely a motortól vagy a motortól az energiát oda továbbítja, ahol hasznos munkát lehet végezni.
K: Hogyan jön létre a teljesítmény a motorokban vagy a motorokban?
V: A motorokban és motorokban a teljesítményt nyomaték formájában hozzák létre azáltal, hogy valamit forgásba hoznak.
K: Milyen példák vannak a forgó erőforrásokra?
V: A forgó erőforrások közé tartozik például a belsőégésű motor (egy autóban), a víz, amely egy vízkereket hajt, és a gáz vagy víz, amely egy turbinán megy keresztül.
K: Mi a torziós és a nyírófeszültség?
V: A torzió és a nyírófeszültség olyan feszültségtípusok, amelyek akkor keletkeznek, amikor a hajtótengely által megforgatott terhelés ellenállást hoz létre a forgással szemben.
K: Miért kell a hajtótengelyeknek erősnek lenniük?
V: A hajtótengelyeknek elég erősnek kell lenniük ahhoz, hogy elviseljék ezt a terhelés által létrehozott nyomatékot, torziót és nyírófeszültséget.
K: Milyen egyensúlyt kell elérni a hajtótengelyek tervezésekor?
V: A hajtótengelyek tervezése során egyensúlyt kell teremteni az erő és a súly között, hogy a hajtótengely erős, de ne legyen túl nehéz.
K: Hogyan befolyásolja a könnyű hajtótengely az erőátvitel hatékonyságát?
V: Egy könnyű hajtótengely hatékonyabban továbbítja a teljesítményt a terheléshez, mivel kisebb tömeggel kell gyorsítania és lassítania, ami kevesebb energia elvesztegetését eredményezi.
