2.5 การส่งกำลังเพื่อให้เกิดแรงฉุดลาก และความเร็วของยานยนต์

รูป ภาพรวมของการส่งกำลังในรถยนต์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

         ในการส่งกำลังของรถยนต์ ดังแสดงในรูปด้านบน ที่ประกอบไปด้วย ต้นกำลัง (เครื่องยนต์, มอเตอร์ ฯลฯ), คลัตช์ในกระปุกเกียร์ธรรมดา หรือทอร์ค คอนเวอร์เตอร์ในกระปุกเกียร์อัตโนมัติ, กระปุกเกียร์, เพลากลาง, เฟืองท้าย และล้อ

      แรงบิด และความเร็วการหมุนของเครื่องยนต์ต้นกำลัง ที่ส่งมาที่เพลา และส่งต่อไปขับล้อ ผ่านคลัตช์ หรือทอร์ค คอนเวอร์เตอร์, กระปุกเกียร์, เพลากลาง, เฟืองท้าย

รูปกระปุกเกียร์ธรรมดา

คลัตช์มีใช้ในกระปุกเกียร์ธรรมดาเพื่อตัด / ต่อกำลังงานจากเครื่องยนต์

รูปกระปุกเกียร์อัตโนมัติ

ส่วนทอร์ค คอนเวอร์เตอร์ในกระปุกเกียร์อัตโนมัติเป็นอุปกรณ์ประเภท อุทกพลศาสตร์ (Hydrodynamic) หน้าที่ของมันทำงานเหมือนคลัตช์ในกระปุกเกียร์ธรรมดา พร้อมกับมีการทำงานต่อเนื่องของอัตราเฟืองที่ผันแปรไปตามความเร็วรถยนต์ ดูรายละเอียดได้ในหัวข้อต่อไป

                กระปุกเกียร์ จ่ายอัตราทดจากเพลาขาเข้า (ต้นกำลัง) แล้วแปลงออกมาสู่เพลาขาออก (เพลาล้อ) ส่วนความเร็วจะเป็นไปตามความต้องการของโหลด ผ่านการขับสุดท้ายที่เฟืองท้าย แล้วแยกไปแต่ละล้อ แรงบิดในเพลาขับล้อ ที่ส่งมาจากต้นกำลัง สามารถคำนวณออกมาได้โดยใช้สมการดังนี้

T_w = i_g i_oh_tT_p                                    (2.27)

กำหนดให้   T_w = แรงบิดของล้อ (Nm)

                i_g = อัตราทดของเกียร์ = N_in / N_out (N_in= ความเร็วรอบขาเข้า (เครื่องยนต์ มอเตอร์), N_out= ความเร็วรอบขาออก (เพลากลาง))

                 i_o = อัตราทดของเฟืองท้าย

                h_t = (ตัวอักษรกรีกอ่านว่า อีต้า) ประสิทธิภาพโดยรวมของการขับเคลื่อนที่คิดจากต้นกำลังไปจนถึงขับที่ล้อ

                T_p = แรงบิดด้านขาออกจากต้นกำลัง (Nm)

 ส่วนแรงฉุดลากที่เกิดที่ล้อ ดูได้ที่รูปด้านล่าง

รูปแรงฉุดลากที่ล้อ

สามารถคำนวณได้จาก

F_t = T_w/r_d                             (2.28)

นำสมการที่ 2.27 ไปแทนในสมการที่ 2.28 จะได้

F_t = i_g i_oh_tT_p /r_d                           (2.29)

      ความเสียดทานในฟันเฟือง และในแบริ่งจะสร้างความสูญเสียทางกลต่อเฟืองส่งกำลัง  ซึ่งจะคิดเป็นประสิทธิภาพเชิงกลของส่วนประกอบต่าง ๆ ต่อไปนี้

                ประสิทธิภาพทางกลโดยรวมของการส่งกำลังระหว่างเพลาเครื่องยนต์ขาออก และล้อขับ หรือโซ่ขับเป็นการสร้างของประสิทธิภาพของส่วนประกอบทั้งหมดในระบบขับเคลื่อน ซึ่งเป็นการประมาณเบื้องต้น ค่าเฉลี่ยดังต่อไปนี้ของประสิทธิภาพทางกลโดยรวมของ การเปลี่ยนเกียร์ธรรมดาเอาตัวนี้ไปใช้ได้

ความเร็วรอบของล้อที่หมุน สามารถคำนวณได้ดังนี้

N_w= N_p / i_g i_o                        (2.30)

กำหนดให้   N_w= จำนวนรอบของล้อ (rpm)

                N_p= จำนวนรอบเพลาเครื่องยนต์ (rpm)

ส่วนเราจะสามารถแปลงจำนวนรอบของล้อรถยนต์ไปเป็นความเร็วรอบได้ ดังสมการนี้

                  V = p N_wr_d/30 (m/s)                           (2.31)

นำสมการที่ 2.30 ไปแทนใน 2.31 จะได้

V = p N_p r_d/30 i_g i_o (m/s)                           (2.32)

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ทุกครั้งที่เรา ไม่เข้าใจกัน

ไม่ผิดที่จะโกรธ

แต่ผิดที่เราไม่ขอโทษกัน”