Tiedät tarkalleen, mitä haluat uudesta autostasi. Olet valinnut tehokkaan V8-moottorin, pirteän nelisylinterisen, taloudellisen hybridin tai huippuluokan sähköauton, mutta On vielä yksi tärkeä kysymys pohdittavana: millaiseen käyttöjärjestelmään tuo moottori pitäisi kiinnittää? Takavetoinen? Etuveto? Neliveto? 4x4? Ajetaanpa autoasi etu-, taka-, kaikki neljä pyörää tai jotain siltä väliltä, jokaisessa järjestelmässä on etuja ja haittoja.
Ensinnäkin joitain perusasioita: "voimansiirto" on yhdistelmä moottorista tai sähköauton ("EV") tapauksessa "moottorista", joka käyttää autoa voimaa, ja tarttuminen, joka käyttää moottorin voimaa pyörien kääntämiseen ja auton liikkeelle panemiseen. Moottori ja vaihteisto ovat itse asiassa kaksi erillistä ja hyvin erilaista mekaanista järjestelmää, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa. Yhdessä ne muodostavat autosi voimansiirto, jota jotkut kutsuvat myös "voimansiirtona".
Suositellut videot
Tämä artikkeli on suunniteltu antamaan sinulle yleinen käsitys siitä, mitä on odotettavissa kustakin mahdollisesta voimansiirtokokoonpanosta. Muista, että yksittäiset autot voivat toimia hyvin eri tavoin riippuen siitä, miten ne on varustettu ja viritetty. Corvette ja Lincoln Town Car ovat molemmat takavetoisia, mutta ne eivät ilmeisesti toimi samalla tavalla. Tässä on syy.
Teho, määritelty
Jokainen voimansiirtokokoonpano, josta keskustelemme, lähettää moottorin tehon pyörille eri tavalla, mutta miten tarkalleen mitataan auton teho? Mitä tulee autoihin, tehoa mitataan yleensä kahdella tavalla: hevosvoimat (mitataan hevosvoimayksiköissä) ja vääntömomentti (mitataan pauna-jalkoina).
Ja kyllä, hevosvoimat ovat hevosperäisiä. Se on itse asiassa mielivaltainen luku, että höyrykoneen keksijä, 1700-luvun skotlantilainen insinööri James Watt, joka kehitettiin, kun hän halusi verrata koneensa tehoa vetohevosten tehoon. Se vastaa 746 wattia (saman henkilön mukaan nimetty mittayksikkö) sähköenergiaa.
Hevosvoima on energian muoto. Se ajaa auton tiellä ja tekee niistä sankarilliset huippunopeudet mahdollisia. Se ei kuitenkaan todellakaan saa pyörät pyörimään. Tätä varten tarvitset jotain nimeltä "vääntömomentti".
Vääntömomentti on vääntövoima; se on sama voima, jota käytät suolakurkkupurkin avaamiseen tai ruuvin löysäämiseen. Se on myös se, mikä saa auton liikkeelle pysähdyksestä. Siksi kuulet usein vaihdepäiden kerskailevan autojensa "matalasta vääntömomentista", ja tästä syystä lava-autoissa on niin paljon sitä: kiihdyttääksesi nopeasti tai saada raskaan kuorman liikkeelle, vääntömomentti on mitä tarvitset tarve.
Joten auton kyky liikkua perustuu sekä hevosvoimiin että vääntömomenttiin, mutta mitä teet sillä, kun olet saanut sen? Siellä voimansiirto tulee sisään.
Takaveto: alkuperäinen tapa eteenpäin
Ford Model T: n moottori oli edessä, kun voimansiirto käänsi pyöriä takana. Tuolloin suurin osa seuranneista autoista teki samoin, hyvästä syystä. "Takaveto" on yksinkertaisin tapa pakata auton voimansiirto, koska komponentit, jotka sisältävät järjestelmä, joka siirtää moottorin tehon pyörille, voidaan jakaa koko auton pituudelle alapuoli. Se on myös paras perusta erinomaiselle käsittelylle. Vaikka tämä kuulostaa melko hyvältä sopimukselta, samat hyveet voivat olla myös haittoja.
Aloitetaan myönteisistä asioista: Takapyörien voimansiirto jättää etupyörät hoitamaan ohjauksen ja suurimman osan jarrutuksesta. Etupyörien pyytäminen myös liikuttamaan autoa – tekemään kaikki kolme – voi olla erittäin hankalaa, varsinkin tehokkaissa autoissa. Siksi takaveto on yleensä urheiluautojen ja niiden kuljettajien suosikkijärjestelmä.
Tämä työnjako etu- ja takapyörien välillä tekee ajamisesta hauskempaa. Erittäin tehokkaissa takavetoisissa autoissa ammattikuljettaja voi itse asiassa käyttää kaasupoljinta auttaakseen ohjaamaan kulman läpi pyörittämällä hieman takapyöriä! Tätä kutsutaan auton "takaohjaukseksi". Tehon huolellinen säätäminen kaasupolkimella vaikuttaa takapyörien pitoon, jolloin auto pääsee kääntymään hieman nurkassa. Sitä kutsutaan "yliohjatuksi", ja se on "ajautumisen" ja kaiken savuisen liukumisen takana Hollywoodin autoajoissa. Mutta älä kokeile sitä kotona.
Kyky vähentää pyörien pitoa voi olla pieni ongelma, jos et ole stunt-kuljettaja Hollywood-elokuvassa. Koska auton taka-akselilla on vähemmän tyypillisesti vähemmän painoa, takavetoisilla autoilla on luonnostaan vähemmän pitoa kuin muilla (siis kyky pyörittää pyöriä). Tämä tarkoittaa, että kun tiet muuttuvat liukkaiksi, takavetojärjestelmän pyörät voivat luistaa helpommin ja auto voi luistaa hallinnasta. Nykyaikaiset turvajärjestelmät, kuten luistonesto, auttavat välttämään tämän ongelman, mutta jos haluat oppia tämän edistyneen ajotekniikan, ota ammattiajokurssi. Jos teet sen väärin, seurauksena voi olla kolari, törmäys tai pahempi.
Tietysti saattaa tuntua siltä, että moottorin laittaminen taakse, taka-akselin yli, voisi ratkaista tämän veto-ongelman. Porsche on tehnyt sen alusta asti, ja 911:tä pidetään laajalti maailman parhaana urheiluautona. Se on myös ainoa tällä hetkellä tuotannossa oleva tavallinen takamoottorinen auto, koska tämä asettelu luo omat käsittelyongelmansa. Muistatko 1960-luvun Chevrolet Corvairin? Sen taakse asennetun moottorin luoma epätavallinen ajodynamiikka inspiroi muun muassa kirjan kirjoittaneen Ralph Naderin vihaa. Turvaton millä tahansa nopeudella ja tuhosi Corvairin. Mutta monet ihmiset – mukaan lukien monet taitavat kuljettajat – olivat sitä mieltä, että Nadar teki sen väärin, ja nykyään Corvair on haluttu klassikkoauto. Kuka oli oikeassa? Molemmat olivat jossain määrin. Väärin tehtynä takamoottorinen auto voi olla kourallinen ajettavana. Oikein tehtynä, kuten Porsche ja Volkswagen ovat osoittaneet, voidaan saada auto, joka on hauska ja turvallinen ajaa.
Takavetoon liittyy myös joitain pakkausongelmia. Jotta vetoakseli ja takatasauspyörästö (vaihdemekanismi, joka siirtää voiman vetoakselilta pyörille) tarpeeksi etäisyys, tarvitaan korkea vaihteistotunneli, joka kulkee alas auton keskeltä, ja se syö osan sisätilasta ja tavaratilasta tilaa. Sieltä se kyhmy takavetoauton sisätilojen keskellä on peräisin.
Pohjimmiltaan takaveto on hauskin mutta vähiten käytännöllinen tapa edetä. Pidon puute voi vaikeuttaa ajamista, jos asut alueella, jolla on paljon sadetta, lunta tai jäätä, mutta useimmat parhaiden kuljettajien autoista ovat takavetoisia. On vaikea väitellä nopeusdemonien, kuten Ferrari 458 Italian ja BMW M5:n, kanssa, jotka molemmat ovat takavetoisia.
Etuveto: valtavirran valinta
Takavedon rajat saivat autonvalmistajat etsimään vaihtoehtoa, ja he keksivät markkinoiden suosituimman kokoonpanon: etuveto. Honda Civicin ja Toyota Camryn suosima asetus on takavetoisuuden vastakohta, eikä vain ilmeisellä tavalla. Takaveto tarjoaa ajamisen iloa monille suorituskykyisille autoille käytännöllisyyden kustannuksella, kun taas etuveto asettaa käytännöllisyyden etusijalle ja hauskuuden toiseksi.
Etuveton selvä etu on parempi pito: koska moottori istuu vetävien pyörien päällä, enemmän painoa työntää ne tielle. Tämä helpottaa etuvetoisten autojen ajamista talvella tai liukkaissa olosuhteissa.
Etuveto on myös anteeksiantavampi. Sen ominainen ajotuntuma on aliohjautuvuus, tunne, että etupyörät eivät käänny auton ajaessa nurkkaan. Kun useimmat ihmiset tuntevat menettävän autonsa hallinnan, he päästävät vaistomaisesti kaasun pois ja ohjaavat. Tämä polvinykäysreaktio toimii parhaiten etuvetoisena, mutta se voi aiheuttaa pyörimisen yliohjautuvassa takavetoisessa autossa.
Etupyörien käyttö voi olla turvallisempaa, mutta se on myös vähemmän nautittavaa. Etupyörien pyytäminen ajamiseen, jarruttamiseen ja ohjaamiseen on pitkä tehtävä; ihmiset eivät ole kovin hyviä moniajossa, eivätkä autotkaan. Tehokkaissa etuvetoisissa autoissa on "vääntömomenttiohjaus", jossa moottorin voima itse asiassa vetää pyöriä eri suuntiin auton kiihtyessä. Se ei todellakaan ole hauskaa, ja siksi useimmat urheilulliset etuvetoautot ovat pieniä, kohtalaisen voimakkaita viistoperäisiä, kuten Ford Focus ST, Mazdaspeed3 ja Volkswagen GTI.
Etuveto on loppujen lopuksi enemmän pakkaamisesta kuin suorituskyvystä. Useimmissa etuvetoisissa autoissa on "vaihteisto", joka yhdistää vaihteiston ja etuakselin yhdeksi osaksi (siis nimi), mutta toimii samalla tavalla kuin tavallinen takavetojärjestelmä. Sen lisäksi, että vaihteisto on kompaktimpi kuin erillinen vaihteisto ja akseli, se mahdollistaa myös etuvetoautojen moottorin asentamisen sivusuunnassa. Tämä mahdollistaa pienemmän moottoritilan ja jättää enemmän tilaa matkustamolle. Vaihteistotunnelin ja takatasauspyörästön puute lisää myös sisä- ja tavaratilatilaa – auton sisätilojen keskellä ei ole kohoumaa.
Neliveto: molempien maailmojen paras?
Vain kahdella pyörällä, joko edessä tai takana, on selvästi rajoituksia ja etuja. Entä sitten kaikkien neljän virran saaminen?
On olemassa useampi kuin yksi tapa tehdä tämä. Autonvalmistajat viittaavat yleensä "nelivetoon" ja "nelivetoon" eri asioina, ja itse asiassa on olemassa kaksi erilaista järjestelmää. Ensimmäinen ja alkuperäinen järjestelmä, neliveto, joka tunnetaan laajalti nimellä "4X4", sisältää voiman ohjauksen vaihteistosta sekä taka- että etupyörille. mekaanisen laitteen kautta, jota kutsutaan "siirtokoteloksi". Tämä on suositeltava järjestelmä maastoajoneuvoissa, kuten Jeepsissä, tyypeissä, joissa on yleensä "4×4" tarrat. Tästä ihmiset yleensä puhuvat, kun he käyttävät ilmausta "neliveto".
Kuljettajan istuimelta nelivetoiset ajoneuvot tuntuvat selvästi vanhalta koululta. Useimmat 4X4-ajoneuvot vaativat kuljettajien vaihtamaan nelivetoon manuaalisesti vaihdevivun viereen asennetun vivun avulla, tai ylellisissä maastoajoneuvoissa on erityinen painike painettavaksi. Suurimman osan ajasta 4X4-järjestelmällä varustetut ajoneuvot käyttävät vain kaksipyörävetoa liikkumiseen, kunnes meno on vaikeaa. Koska ne on suunniteltu ensisijaisesti maastoajoon, 4 × 4 -ajoneuvot luottavat myös alhaiseen vaihteeseen parantaakseen ja hallitakseen pidon. Jos olet koskaan ajanut maastopyörällä vaihtelevassa maastossa, tiedät, että vaihteiden vaihtaminen voi todella helpottaa asioita. Sama koskee 4x4-autoja: niiden alhainen vaihteisto voi rajoittaa kiihtyvyyttä ja tylsää käsiteltävyyttä, mutta ne pystyvät myös ylittämään esteet, jotka häiritsisivät ajoneuvoja ilman 4x4-järjestelmää.
Vaikeasta maastosta poistuttuaan useimmat 4x4-ajoneuvot voivat vaihtaa takaisin kaksipyörävetoon ja ajaa normaalisti. Tässä on 4x4-toimintaa Jeepissä ja Range Roverissa:
Toinen ja suositumpi vaihtoehto on muunnelma elektroniikan ohjaamasta nelivedosta, jota kutsutaan yleisesti "nelivetoksi" tai AWD: ksi. Jälleen vaihteisto antaa voiman etupyörille toisen ulostuloakselin kanssa, joka lähettää voiman takapyörille. Koska se ei vaadi matalalla roikkuvaa etutasauspyörästöä, tämä on suositeltava kokoonpano maantieautoille ja crossovereille, kuten Subaru Forester.
Uusien autojen ja katumaasturien tietokoneohjatut nelivetojärjestelmät mahdollistavat niiden ajamisen kuin mitä tahansa muuta autoa: vain nouset sisään ja lähdet. Yleensä ei ole painikkeita painaa tai vipuja vetämiseen, AWD-järjestelmä on "päällä" koko ajan. Tietokoneet valvovat pyörien nopeuksia ja voivat lähettää tehoa pyörille, joilla on eniten pitoa lennossa. Tästä syystä nelivetoautot ja katumaasturit pärjäävät tiellä enemmän kuin kaksipyöräiset vastineensa. Insinöörit voivat vaihdella etu-takavoiman jakoa ja tarjota erilaisia ominaisuuksia eri ajotilanteissa. Avotieajo saattaisi suosia enemmän tehoa etupyörille, mikä helpottaa risteilyä ja parantaa polttoaineen kulutusta lumessa ajaessa kaikki pyörät pitävät pidon ilman, että auto tekee muutoksia kuljettaja. Eri autot käyttävät AWD-järjestelmiä eri tavoin. Perheen crossover-maastoauto saattaa toimia hyvin lähettäessään suurimman osan tehostaan etupyörille, mutta Superautoissa, kuten Audi R8 tai Lamborghini Gallardo, enemmän tehoa takapyöriin johtaa parempaan kiihtyvyys. Se on joustava järjestelmä.
Onko nelivetoisissa haittoja? Nelivetojärjestelmät lisäävät auton painoa ja monimutkaisuutta, ja moottorin on työskenneltävä kovemmin kääntääkseen kaikkia neljää pyörää tarpeen mukaan. Tämä tarkoittaa, että polttoainetalous kärsii, ja AWD-versioiden perushinnat autoissa, joissa se on lisävaruste, ovat korkeammat kuin niiden kaksipyöräiset versiot. Ostajien on myös oltava markkinoilla oikeantyyppistä autoa varten: muutkin kuin katumaasturit, jotkut luksussedanit ja useimmat kaikki Subarut, valinnat ovat myös rajalliset, mutta saatat yllättyä nähdessäsi millaisia autoja sinä pystyt nyt AWD: llä.
Mutta odota, siellä on enemmän.
Sähkömoottorit ja yksinkertaisempi lähestymistapa
Hybridit ja sähköajoneuvot (EV) tuovat markkinoille uudenlaista nelivetoa: ne voivat käyttää sähkömoottoreita suoraan yksittäisten pyörien voimanlähteeksi itse pyörän sisällä, ei tarvita vetoakseleita, siirtokoteloita tai monimutkaisia vaihteistoja.
The Mercedes-Benz SLS AMG Electric Drive on akkukäyttöinen versio Mercedeksen huippuurheiluautosta. Se korvaa bensiiniversion yhden V8-moottorin ja perinteisen voimansiirron neljällä sähkömoottorilla. Ne eivät ainoastaan anna tälle sähköistetylle urheiluautolle tasapainoa ja pitoa kuin neliveto, neljän pyörän moottoreita voidaan käyttää myös yksittäisten pyörien jarruttamiseen kaarreissa, mikä ohjaa auton oikeaan kaarreajoon linja. Tässä on video SLS AMG EV: stä toiminnassa näyttää, mikä on mahdollista kunkin pyörän sähkömoottoreilla.
Monimoottorinen lähestymistapa voi toimia hyvin myös hybridiauton kanssa. The Porsche 918 Spyder on ehdottomasti kaikkien aikojen törkein ladattava hybridi, ja se käyttää kahta sähkömoottoria; yksi kuljettaa etupyöriä ja toinen kiinnitetty sen 4,6-litraiseen V8-moottoriin auton takana. Sähkömoottorit ovat tietokoneohjattuja ja mahdollistavat myös auton ajamisen puhtaasti sähköllä, mikä antaa 918 hämmästyttävän kaasun ajokilometrimäärän niin korkean suorituskyvyn autolle. Tuleva Acura NSX (alla) käyttää kolmea moottoria: yhtä kutakin etupyörää varten ja yhtä, joka yhdistää takapyörät 3,5-litraisella V6-kaasumoottorilla. Tulevaisuus on auki sen suhteen, kuinka monella tavalla sähkömoottoreita voidaan hyödyntää autoissa.
Suosituissa Tesla Model S sähköauto, yksi vesimelonin kokoinen sähkömoottori on sijoitettu takapyörien väliin. Koska sähkömoottorit tuottavat tehoa paljon suuremmalla alueella kuin kaasumoottorit, useimmissa sähköautoissa ei ole vaihteistoa tavallisessa merkityksessä. Toisin sanoen vaihteita ei tarvitse vaihtaa, koska sähkömoottori on kytketty vetopyöriin lähes suoraan, ehkä yksinkertaisella alennusvaihteella moottorin ja pyörän välissä. Nopeaa kulkua varten sähkömoottori yksinkertaisesti pyörii nopeammin, ylimääräistä vaihteistoa ei tarvita. Mahdollisuus tuottaa autoja ilman monimutkaista vaihteistoa vähentää painoa, kustannuksia ja monimutkaisuutta autovalmistajista ja johtaa myös erittäin hiljaiseen ja tasaiseen ajoon, mitä useimmat sähköautot tunnetaan varten. Useimpien sähköautojen voimansiirto on todella yksinkertainen verrattuna kaasukäyttöisiin autoihin, ja se voi parantaa luotettavuutta ja pienentää omistajien korjauskustannuksia.
Tämä herättää kysymyksen: Kun niin monta moottoria on ahdettu yhteen ajoneuvoon, kuinka voit selvittää hybridi- tai sähköauton hevosvoimat? Helpoin tapa on lisätä moottorin ja kunkin sähkömoottorin teho; autonvalmistajat kutsuvat tätä "järjestelmän kokonaistehoksi". Otetaan edellä mainittu Porsche 918 Spyder: se on bensiiniä moottori tuottaa 608 hv, sen etusähkömoottori tuottaa 127 hv ja sen takamoottori 154 hv. Tämä nostaa kokonaistehoksi hämmästyttävän 887 hv!
Tietenkin sähkömoottoreiden teho mitataan yleensä kilowateissa (kW), ei hevosvoimissa. Miten muutat kilowatit hevosvoimaiksi? Yksinkertaisesti kerrotaan kilowattien määrä 1,341:llä (eli: 100 kW x 1,341 = 134 hevosvoimaa).
On myös huomattava, että hybrideissä sähkömoottorit voivat tuottaa virtaa vain, kun niiden akut on ladattu, joten kaikki tämä teho ei välttämättä ole käytettävissä koko ajan. Hybrideillä on usein erilaisia ajomuotoja, jotka asettavat etusijalle täyssähköajon, polttoainetalouden tai suorituskyvyn vaihtelemalla pyöriin syötettävän bensiinin ja sähkön yhdistelmää. Nämä järjestelmät vaihtelevat malleittain.
Jos sinulla on kysyttävää voimansiirroista, kerro meille kommenteissa.
