Vrste in sestava avtomobilskih šasij

Prenosni sistem lahko razdelimo na mehanski prenos, hidravlični prenos, hidravlični prenos, električni prenos itd. Glede na različne načine prenosa energije.
Spodaj so načela delovanja in funkcije vsakega podsklopa majhnega prenosnega sistema:
Sklopka: Sklopka se nahaja znotraj ohišja vztrajnika med motorjem in menjalnikom in je z vijaki pritrjena na zadnjo ravnino vztrajnika. Izhodna gred sklopke je vhodna gred menjalnika. Med postopkom vožnje avtomobila lahko voznik pritisne ali sprosti pedal sklopke, kot je potrebno, da začasno loči in postopoma vključi motor in menjalnik, da prekine ali prenese vhodno moč iz motorja v menjalnik. Stanje vklopa sklopke, stanje izklopa sklopke in funkcije sklopke vključujejo predvsem:
1. Poskrbite za nemoten zagon avtomobila: Pred zagonom naj avto miruje. Če sta motor in menjalnik togo povezana, bo po vklopu prestave avto zaradi nenadnega preklopa moči nenadoma sunilo naprej, kar ne bo povzročilo le škode na komponentah, temveč tudi pogonska sila ne bo zadostovala za premagovanje ogromna vztrajnostna sila, ki jo ustvari potisk avtomobila naprej, zaradi česar vrtilna frekvenca motorja močno pade in zastane. Če sta motor in menjalnik med zagonom začasno ločena s sklopko, nato pa se sklopka postopoma vklopi, lahko zaradi pojava trenja med aktivnim in gnanim delom sklopke navor, ki ga prenaša sklopka, postopoma narašča od nič, postopoma pa se povečuje tudi pogonska sila avtomobila, kar omogoča nemoteno speljevanje avtomobila.
2. Enostavno prestavljanje: med postopkom vožnje avtomobila se različne prestave menjalnika pogosto spreminjajo, da se prilagodijo nenehno spreminjajočim se voznim razmeram. Če ni sklopke, ki bi začasno ločila motor od menjalnika, bo zobnike menjalnika v menjalniku težko ločiti zaradi visokega tlaka med njihovimi zobmi, ki je posledica neodstranjene obremenitve. Po drugi strani pa je zobnike, ki se ujemajo, težko začeti zaradi neenakih obodnih hitrosti obeh. Tudi če je prisiljen v zaskok, bo povzročil znaten udarec na koncu zoba, ki lahko zlahka poškoduje komponente. Z uporabo sklopke za začasno ločevanje motorja in menjalnika pred prestavljanjem je mogoče prvotno vklopljen par zobnikov zlahka ločiti zaradi odstranitve obremenitve, kar močno zmanjša pritisk med površinami, ki se povezujejo. Drugi par zobnikov, ki se zapletajo, se lahko zaradi majhnega vztrajnostnega momenta pogonskega orodja, ko je ločen od motorja, ustrezno premakne, da postane obodna hitrost zobnikov, ki se zapletajo, enaka ali skoraj enaka, s čimer se izognete ali zmanjšate udarec med zobniki.
3. Preprečevanje preobremenitve prenosnega sistema: Ko avtomobil nujno zavira, se kolesa nenadoma močno upočasnijo, medtem ko prenosni sistem, povezan z motorjem, ohranja prvotno hitrost zaradi vztrajnosti vrtenja. To pogosto ustvarja vztrajnostne momente v prenosnem sistemu, ki so veliko večji od navora motorja, zaradi česar so komponente prenosnega sistema občutljive na poškodbe. Zaradi dejstva, da sklopke prenašajo navor s trenjem, ko obremenitev v prenosnem sistemu preseže navor, ki se lahko prenaša s trenjem, glavni in gnani deli sklopke samodejno zdrsnejo in tako preprečijo preobremenitev prenosnega sistema.
Menjalnik: Avtomobilski menjalnik: S spreminjanjem prestavnega razmerja in navora ročične gredi motorja se prilagaja različnim zahtevam oprijema pogonskih koles in hitrosti vozila v različnih voznih pogojih, kot so speljevanje, pospeševanje, vožnja in premagovanje različnih cestnih ovir. Splošno znan kot ročni menjalnik (MT), samodejni menjalnik (AT), ročni/avtomatski menjalnik in brezstopenjski menjalnik.
Pogonska gred: Sklop pogonske gredi je sestavljen iz zunanjega kardanskega zgloba (RF-spoj), notranjega kardanskega zgloba (VL-spoj) in utorne gredi. Tako spoj RF kot VL sta univerzalna zgloba s kroglično kletko s konstantno hitrostjo. Zglob VL je povezan s prirobnico pogonske gredi diferenciala z sorniki, spoj RF pa je povezan s prednjim kolesom prek utorne gredi na koncu zunanjega kolesa. Levo in desno sprednje kolo poganja kardanska gred s konstantno hitrostjo.
Glavni reduktor: Glavni reduktor je glavna komponenta v avtomobilskem prenosnem sistemu, ki zmanjša hitrost in poveča navor. Pri avtomobilih z vzdolžno nameščenimi motorji glavni reduktor uporablja tudi menjalnik s stožčastimi zobniki za spreminjanje smeri moči.
Ko avto vozi normalno, je število vrtljajev motorja običajno okoli 2000 do 3000 vrt/min. Če tako visoko hitrost zmanjša samo menjalnik, mora biti prestavno razmerje zobniškega para znotraj menjalnika zelo veliko. Večje kot je prestavno razmerje zobniškega para, večje je razmerje polmera obeh zobnikov, z drugimi besedami, večja je velikost menjalnika. Poleg tega se z zmanjšanjem hitrosti neizogibno poveča navor, kar poveča obremenitev prenosa na menjalniku in mehanizmu prenosa prve stopnje za menjalnikom. Zato lahko namestitev končnega pogona pred diferencialom, ki porazdeli moč na levo in desno pogonsko kolo, zmanjša navor, ki ga prenašajo komponente menjalnika pred končnim pogonom, kot so menjalnik, prenosno ohišje in univerzalna prenosna naprava. Prav tako lahko zmanjša velikost in maso menjalnika, kar olajša upravljanje. Glavni reduktor sodobnih avtomobilov široko uporablja spiralne stožčaste zobnike in hiperbolične zobnike. Ko delujejo hiperbolični zobniki, sta pritisk in drsenje med površinami zob velika, oljni film na površini zob se zlahka poškoduje. Za mazanje je treba uporabiti hiperbolično olje za menjalnike, ki ga nikoli ne sme zamenjati z navadnim oljem za menjalnike, sicer se površina zob hitro opraska in obrabi, kar močno skrajša življenjsko dobo.
Diferencial: Če sta pogonski kolesi na obeh straneh pogonske osi togo povezani z eno osjo, se lahko obe kolesi vrtita samo z enako kotno hitrostjo. Na ta način, ko se avto obrača in vozi, se bodo zunanja kolesa premaknila na večjo razdaljo kot notranja kolesa, kar bo povzročilo drsenje zunanjih koles med kotaljenjem, medtem ko bodo notranja kolesa med kotaljenjem drsela. Tudi pri vožnji v ravni črti lahko kolesa zdrsnejo zaradi neravnih voznih površin ali neenakomernih kotalnih radijev pnevmatik (napake pri izdelavi pnevmatik, različna obraba, neenakomerna obremenitev ali neenakomeren zračni tlak). Ko kolesa drsijo, to ne le poveča obrabo pnevmatik, poveča moč in porabo goriva, ampak tudi oteži obračanje avtomobila in poslabša zavorno delovanje. Da bi zmanjšali drsenje koles, je treba zagotoviti, da se vsako vozilo strukturno lahko vrti z različnimi kotnimi hitrostmi. Običajno so kolesa vlaka za visoke hitrosti podprta na vretenu z ležaji, ki jim omogočajo vrtenje s poljubno kotno hitrostjo, medtem ko so pogonska kolesa togo povezana z dvema polgredema, med obema polgredi pa je nameščen diferencial. Ta vrsta diferenciala je znana tudi kot medkolesni diferencial. Terenska vozila z več osmi so nekatera opremljena z medosnim diferencialom med obema pogonskima osoma, da bi omogočili vrtenje vsake pogonske osi z različnimi kotnimi hitrostmi in odpravili drsenje pogonskih koles na vsaki osi. Diferenciali na sodobnih avtomobilih so običajno razdeljeni v dve kategoriji glede na njihove delovne lastnosti: prestavni diferenciali in diferenciali proti zdrsu. Ko obstaja razlika v hitrosti med levim in desnim pogonskim kolesom, diferencial porazdeli več navora na počasi vrteča se pogonska kolesa kot na hitro vrteča se pogonska kolesa. Ta funkcija delitve diferencialnega navora izpolnjuje zahteve za normalno vožnjo avtomobilov na dobrih cestnih površinah. Ko pa avto vozi po slabi cesti, to resno vpliva na njegovo sposobnost prevoza. Na primer, ko se eno pogonsko kolo avtomobila zagozdi na blatni cesti, čeprav je drugo pogonsko kolo na dobri cestišču, se avtomobil pogosto ne more premakniti naprej (splošno znano kot zdrs). V tem trenutku se pogonska kolesa vrtijo na blatnem vozišču, kolesa na dobrem vozišču pa mirujejo. To je zato, ker je oprijem med kolesi in cestiščem na blatnih cestah majhen, površina cestišča pa lahko prek tega kolesa izvaja le majhen reakcijski moment na pol osi. Zato je tudi navor, ki ga diferencial dodeli temu kolesu, majhen. Čeprav je oprijem med drugim pogonskim kolesom in dobro cestiščem velik, lahko zaradi lastnosti enakomerne porazdelitve navora to pogonsko kolo prejme le enako količino navora kot drsno pogonsko kolo, zato pogonska sila ni dovolj za premagajo vozni upor in se avto ne more premakniti naprej, medtem ko se moč porablja na drsečem pogonskem kolesu. Na tej točki povečanje plina ne le ne premakne avtomobila naprej, ampak tudi zapravlja gorivo, pospešuje obrabo komponent in še posebej povečuje obrabo pnevmatik. Učinkovita rešitev je, da izkopljete redko blato pod drsečim pogonskim kolesom ali pod to kolo nasujete suho zemljo, gramoz, veje dreves, seno ipd. Da bi izboljšali sposobnost avtomobilov za vožnjo po slabih cestah, so nekatera terenska vozila in luksuzni avtomobili opremljeni s protizdrsnimi diferenciali. Značilnost diferenciala proti zdrsu je, da ko ena stran pogonskega kolesa zdrsne na slabi cesti, lahko prenese večino ali celo ves navor na pogonsko kolo na dobri cestišču, pri čemer v celoti izkoristi oprijem te vožnje kolo za ustvarjanje zadostne pogonske sile, ki omogoča nemoteno speljevanje ali nadaljevanje vožnje avtomobila.
Polgred: Polgred je polna gred, ki prenaša navor med diferencialom in pogonskimi kolesi. Njegov notranji konec je na splošno povezan z zobnikom polovične gredi prek utora, njegov zunanji konec pa je povezan s pestom kolesa.
Običajno uporabljene pol osi v sodobnih avtomobilih so razdeljene na dve vrsti glede na vrsto podpore: popolnoma plavajoče in pol plavajoče.
Popolnoma plavajoče polovice gredi prenašajo samo navor in ne prenašajo nobene reakcije ali upogibnega momenta, zaradi česar se pogosto uporabljajo v različnih vrstah avtomobilov. Popolnoma lebdečo pol os je enostavno razstaviti in sestaviti. Preprosto odvijte vijake na robu polovice osi, da jo odstranite, in kolesa in ohišje osi lahko še vedno podpirajo avto, kar prinaša udobje pri vzdrževanju avtomobila.
Pollebdeča polgred ne prenaša samo navora, ampak tudi nosi vse reakcijske sile in upogibne momente. Njegova nosilna konstrukcija je preprosta in stroškovno učinkovita, zaradi česar se pogosto uporablja v različnih tipih avtomobilov z majhnimi reakcijskimi upogibnimi momenti. Vendar je to vrsto nosilca polovice osi težko odstraniti, in če se polovica osi zlomi med vožnjo avtomobila, lahko zlahka povzroči tveganje, da se kolesa odlepijo.