ส่วนประกอบระบบขับเคลื่อนล้อหน้า

เนื้อหาสาระ

    จะกล่าวถึงโครงสร้างและหน้าที่ของระบบส่งกำลังในรถยนต์  ประเภทการขับเคลื่อน หน้าที่ของคลัตช์ในรถยนต์  กระปุกเกียร์รถยนต์  ข้อต่อและเพลากลาง เฟืองท้ายและเพลาท้าย  รถยนต์ในปัจจุบันมีการพัฒนาระบบส่งกำลังอย่างหลากหลาย ขึ้นอยู่กลับบริษัทผู้ผลิต อาจจะแตกต่างกันไปบ้าง แต่โดยหลักแล้ว มีจะประสงค์เดียวกันคือ การส่งกำลังหมุนจากเครื่องยนต์ไปที่ล้อเพื่อให้รถนั้นเคลื่อนที่ได้ตามความต้องการของผู้ขับขี่

หน้าที่ของระบบส่งกำลัง  (Powre train  System)

            คือการถ่ายทอดการหมุนของเครื่องยนต์ส่งไปยังล้อ เพื่อให้เคลื่อนที่ได้ ระหว่างทางการส่งกำลังหมุนไปนี้ก็จะผ่านส่วนประกอบ หลายส่วนคือ ชุดคลัตช์ (Clutch) ชุดเกียร์(Transmission) เพลาขับ (Drive  shaft)  ชุดเฟืองท้าย (Differrntial)  เพลา (Axle)  ล้อ (Wheel) สำหรับรถที่มีการขับเคลื่อนล้อหน้าจะมีเพลาขับต่อออกจากชุดเฟืองท้าย  ไปหมุนล้อโดยตรง

ประเภทของการขับเคลื่อนรถยนต์

               ระบบส่งกำลังจะส่งผ่านกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังล้อซึ่งแบ่งประเภทออกได้กว้างๆ

                รถยนต์ขับเคลื่อนล้อหน้า และวางเครื่องยนต์ด้านหน้ารถ (FF = Front Engine Front Wheel Drive) จะมีเพลาซ้าย - ขวา ต่อออกจากชุดเฟืองท้าย ไปหมุน ล้อ (แบบนี้ไม่ต้องมีเพลากลาง)

                รถยนต์ขับเคลื่อน 4 ล้อ (4 WD = Four Wheel Drive) มีแรงฉุดในการขับเคลื่อนจะมีประสิทธิภาพสูงขึ้น ไม่ลื่นไถลโดยเฉพาะการใช้งานบนถนนที่ไม่เรียบ ขรุขระ เป็นหลุมเป็นบ่อ ทางปีนป่าย หล่มโคลนทางโค้งและถนนลื่น จะได้ประโยชน์จากการขับเคลื่อน 4 ล้อดีที่สุด

กระปุกเกียร์ (Transmission)

            เกียร์รถยนต์ในระบบส่งกำลังคือ เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนอัตราทดประกอบไปด้วยชุดเฟืองหลายๆ ชุดที่ต่อกัน เพื่อให้รถยนต์สามารถส่งกำลังขับเคลื่อนได้มากขึ้น สามารถเคลื่อนที่ไปด้านหน้าหรือถอยหลังก็ได้ สามารถเพิ่มและลดแรงบิดให้กับเพลาเพื่อให้รถยนต์มีกำลังขับเคลื่อนในระยะที่เริ่มต้นและในขณะที่รถวิ่งด้วยความเร็วที่มากขึ้น

ข้อต่อต่าง ๆ ของเพลากลาง (Propeller Shaft And Universal joint)

          1 ข้อต่อเลื่อน (Slip joint)

เนื่องจากรถยนต์ต้องวิ่งไปตามพื้นถนนที่ไม่ราบเรียบ ขรุขระ ดังนั้นจึงทำให้การเต้นของเพลากลางเปลี่ยนแปลงไป คือเพลากลางจะต้องหดเข้าหรือยืดออกตลอดเวลา เนื่องจากการเต้นขึ้นลงตามสภาพของผิวถนน จึงจำเป็นต้องใส่ข้อต่อเลื่อนเข้าไปที่ส่วนปลายของเพลากลางด้านท้ายกระปุกเกียร์เพื่อป้องกันไม่ให้เพลาขาด โดยการเซาะร่องเพลา ให้เป็นร่องเรียกว่า สไปลน์ (Spline) ทำให้สามารถเลื่อนเข้าออกได้

3 เพลากลาง 

                พลากลางรถยนต์ทำหน้าที่ถ่ายทอดกำลังจากกระปุกเกียร์ไปยังเฟืองท้าย สำหรับเครื่องยนต์อยู่หน้าขับเคลื่อนล้อหลัง (FR) โดยมีข้อต่อเลื่อนและข้อต่ออ่อนจะถูกนำมาใช้ในบริเวณที่เพลาต่อกันเพื่อให้ถ่ายทอดกำลังได้อย่างราบรื่น แม้ว่ามุมของเพลากลางจะเปลี่ยนแปลงไป อันเนื่องมาจากการเคลื่อนตัว ในแนวตั้งของเฟืองท้าย

วิดีโอ YouTube

วีดีโอที่ 4  แสดงกาทำงานของเพลากลาง 

=player_embedded&v=QXev7RsZuPY

เพลาท้ายหรือเพลาขับล้อ (Rear Axle Shaft)

เพลาขับล้อ คือแกนโลหะที่ได้รับแรงหมุนมาจากเฟืองท้ายเพื่อส่งกำลังต่อไปให้กับล้อขับเคลื่อนและรวมถึงแกนเพลาท้ายประเภทที่เป็นแกนโลหะแท่งยาวจากล้อซ้ายถึงล้อขวา

โดยทั่วไปแล้วเพลาขับล้อ จะส่งแรงขับเพียง 2 ล้อ ซึ่งเป็นการขับเคลื่อนล้อหลัง หรือขับเคลื่อนล้อหน้าแล้วแต่บริษัทผู้ผลิต

วิดีโอ YouTube

วิดีโอที่ 6 แสดงการทำงานของชุดเฟืองท้าย

อ้างอิงข้อมูล 

 จัดทำโดย  นายอมรไชย  กาวิใจ  นักศึกษาครุศาสตร์อุสาหกรรมเครื่องกล  คอบ  3.10  เลขที่  29  คณะวิศวกรรมศาสตร์  ()

(ส่งงานรายวิชาจิตวิทยาการศึกษา_30 มกราคม 2555)

                การทำงานของระบบส่งกำลัง เริ่มต้นที่ตัวเครื่องยนต์หมุน ในส่วนของเพลาข้อเหวี่ยง ก็จะมีแกนต่อออกมายึด กับล้อช่วยแรง (Fly Wheel) เมื่อเครื่องยนต์หมุน ล้อช่วยแรงก็หมุนไปด้วย ชุดคลัตช์ (Clutch) ที่ติดตั้งอยู่ในระบบ จะมาช่วยรับแรงหมุนนี้ ส่งผ่านไปตามเพลาคลัตช์ (Clutch shaft) เข้าไปสู่ห้องเกียร์ (Transmission) ภายในห้องเกียร์ ก็จะมีฟันเฟืองโลหะ หลายขนาดแตกต่างกันไปตามความเร็วที่ต้องการใช้

วิดีโอ YouTube

 วีดีโอที่ 1   แสดงการทำงานระบบส้งกำลัง

คลัตช์ (Clutch)

คลัตช์รถยนต์ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อระหว่างเครื่องยนต์กับชุดเฟืองเกียร์ ซึ่งเป็นชุดเฟืองทดกำลังที่จะใช้ในการขับเคลื่อนรถยนต์ ในชุดเฟืองเกียร์ของรถยนต์ มีแผ่นซึ่งเรียกกันทั่วไปว่า แผ่นคลัตช์อยู่ด้วยเมื่อผู้ขับขี่รถยนต์เหยียบแป้นเหยียบคลัตช์เรียกว่าการตัดกำลัง และเมื่อปล่อยคลัตช์เรียกว่าการต่อกำลัง เข้ากับชุดเฟืองเกียร์ที่ได้เลือกขึ้นมาใช้ตามความต้องการของผู้ขับขี่

ส่วนประกอบคลัตช์รถยนต์  

1. แป้นเหยียบคลัตช์        2. ก้านดัน      3. แม่ปั๊มคลัตช์ตัวบน      4. ท่อทางน้ำมัน

5. ปั๊มคลัตช์ตัวล่าง        6. ก้ามปูคลัตช์ (ตีนผี)           7. ชุดกดคลัตช์  

วิดีโอ คลัตช์

 วิดีโอที่ 2  การทำงานของคลัตช์   

 2 ข้อต่ออ่อน (Universal joint)

                ข้อต่ออ่อนมีส่วนประกอบ คือกากบาทและชุดลูกปืน หรือที่เราเรียกกันว่า "ยอย" เป็นข้อต่อส่งกำลัง สำหรับเพลาขับที่จะต้องหมุน ไปยังปลายทาง ที่ต่างระนาบกัน ตัวอย่างเช่น เครื่องยนต์ขับเคลื่อนล้อหลัง มีเครื่องยนต์ และชุดเกียร์อยู่ช่วงหน้ารถ แต่จะต้องส่งแรงขับไปที่เพลากลางเพื่อให้ไปถึงเฟืองท้ายซึ่งอยู่ท้ายรถยนต์ แต่ด้วยระบบกันสเทือนล้อหลัง ทำให้การขับเคลื่อนไปตามท้องถนนมีการกระเด้งเต้นขึ้น-ลงไปตามสภาพถนนที่ขรุขระด้วยเหตุนี้ การส่งแรงขับเคลื่อนไปตามเพลาขับจากห้องเกียร์ถึงเฟืองท้ายจึงไม่เป็นไปตามระนาบเดียวกัน (เพราะองศาของเฟืองท้ายเปลี่ยนไปเรื่อย ๆ) ดังนั้น จึงต้องใช้ข้อต่ออ่อน ติดตั้งอยู่บริเวณจุดมุม ที่มีการเปลี่ยนองศาแนวระนาบ 

วิดีโอ YouTube

วิดีโอที่ 3  แสดงการทำงานของข้อต่ออ่อน

อ้างอิง http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=F8xEfygF3tY

เฟืองท้าย (Differential)

                เฟืองท้าย บางครั้งเรียกว่า Final gear คืออุปกรณ์ส่งต่อแรงหมุนจากเพลาขับ ไปยังดุมล้อ และในขณะเดียวกัน เฟืองท้าย จะมีอัตราส่วนการทดรอบด้วย แต่จะไม่สามารถเปลี่ยนอัตราส่วนการทดรอบ เป็นหลายระดับเหมือนเกียร์

วิดีโอ YouTube

วีดีโอที่ 5   แสดงการทำงานของชุดเฟืองท้าย

vS6FXZSx8aA&feature=player_embedded

วิดีโอ YouTube

วิดีโอที่ 7 แสดงการทำงานของชุดเฟืองท้าย