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자동차구조 - 동력전달장치
작성자 : 관리자 | 작성일 : 2007/06/23 12:12 | 조회 : 115
동력전달장치
엔진으로부터 파워를 휠까지 전달하는 동력 전달장치(Powertrain)는 저속에서 고속까지 언제나 원활하고 효율성있게 주행하도록 하는 기능을 한다. 엔진의 구동력을 끊거나 이어주는 클러치, 스피드에 맞게 엔진동력을 선택하는 변속기, 변속기와 종감속기어 사이에 설치되어 변속기의 출력을 종감속기어에 전달하는 추진축, 추진축을 통해 온 기관의 회전력을 최종적으로 증가시킴과 동시에 회전시 좌우 구동바퀴에 알맞는 속도로 동력을 전달하는 종감속기어와 차동장치로 주요 부분이 구성되어 있다.

클러치
클러치(Clutch)는 Fly Wheel과 변속기의 사이에 설치되어 변속기에 전달되는 엔진의 동력을 필요에 따라 단속(단속)하는 일을 하는 장치로 엔진을 시동할 때, 또는 기어변속을 할 때에는 엔진과이 연결을 차단하고 출발할 때에는 엔진의 동력을 서서히 연결하는 일을 하여 부드러운 출발을 가능케하고 엔진과 동력전달장치를 과부하로부터 보호한다. 클러치 본체는 직접 동력의 단속을 하는 부분으로 클러치판, 압력판, 클러치스프링, 클러치 커버 등이 있으며, 이들 부품을 부착시키기 위한 플라이 휠 및 클러치축으로 구성된다.

변속기
변속기(Transmission)는 클러치와 추진축의 사이에 설치되어 엔진의 동력을 자동차의 주행상태에 알맞도록 엔진이 회전력을 증대시키거나 감소시켜 구동바퀴에 전달하는 역할을 하며, 자동차를 후진하게 하는 역할을 갖고 있는 장치이다. 변속기의 종류에는 변환(Shift)에 직접 기어를 변속시키는 활동기어식(Sliding Gear Type), 주축에서 상시 자유롭게 회전하는 기어와 부축기어가 항상 맞물린 상태로 회전하는 상시치합식(Constant-Mesh Type), 그리고 상시치합식을 개선한 동기치합식(Synchro-Mesh Type)이 있다. 자동변속기(A/T)는 운전자의 조작에 의하지 않고 자동적으로 기어비가 선택되어 치합되어 No-Clutch라고 부른다. 이 A/T는 Manual에 비해 운전이 용이하고 엔진과 동력전달장치 외에 기계적 접촉이 없기 때문에 각부에 가해지는 충격이 적은 장점이 있으나, 구조가 복잡하고 가격이 비싸며 정비하기 어렵고 연료소모가 약 10% 많이 드는 단점이 있다. 한편 트랜스액슬(Transaxle)은 전륜구동차에서 엔진에 부착된 변속장치와 Final Drive(Axle)의 합성어(T/A)로 T/M과 Axle이 일체로 되어있는 것을 말한다. 트랜스퍼 케이스(Transfer Case)는 4륜구동(4WD) 자동차에만 장치된 일종의 보조변속기로서 변속기 뒷부분에 설치되어 앞·뒤 바퀴로 모두에 동력이 구동되도록 기관이 동력을 분배하는 일을 한다.

추진축과 유니버설 조인트
추진축(Propeller Shaft)은 강한 비틀림을 받으면서 고속으로 회전하기 때문에 이에 견디도록 속이 빈 강관으로 되어 있으며 회전할 때 평형을 유지하기 위한 평형추(Balance Weight)와 길이 변화에 대응하기 위한 슬라이브 조인트가 설치되어 있다. 자재이음(Universial Joint)은 일직선상에 있지 않는 2개의 축이 어느 각도를 이루어 교차할 때 자유로이 동력을 전달하기 위한 장치이다. 등속조인트(Constant Velocity Toint)는 일반적으로 전륜(FF) 구동차에서 종감속장치에 연결된 구동차축에 설치되어 바퀴에 동력전달용으로 사용된다.

차축(Axle)
차축은 부착되어 있는 바퀴를 통해 차의 무게를 지지하는 부분이며 엔진에서 발생한 동력을 전달하며 구조상 현가 방식에 따라 좌우바퀴를 1개의 차축으로 결합한 일체차축식(Rigid Axle)과 좌우바퀴가 각각 별개로 움직일 수 있게 되어 있는 분할 차축식(Divided Axle)으로 나눌 수 있다. 기관의 회전력은 차동장치로부터 다시 구동차축을 경유하여 바퀴로 전달된다. 이 차축은 바퀴와 더불어 자동차의 중량을 받고 있다. 차축의 기본적 종류는 우마차의 차축처럼 동력을 저달하지 못하는 사축(Dead Axle)과 동력을 전달하는 활축(Live Axle)로 나누어지는데 전륜구동차의 뒷차축은 사축이며 후륜구동차는 앞차축이 사축이 되고 4륜구동차는 모두 활축이 된다.

종감속기어와 차동장치
종감속기어(Final Reduction Gear/Final Drive Gear)는 추진축에서 받은 동력을 직각이 각도로 바꾸어 뒷차축에 전달함과 동시에 최종적인 감속을 통한 회전력의 증대를 위해 설치되며 차동장치(Differential Gear)는 주행 중에 선회하거나 노면이 울퉁불퉁하면 좌우 바퀴에 회전차가 생기므로 자동차가 원활한 회전을 할 수 있도록 하기 위해 설치되며 종가속기어와 일체로 되어 액슬 하우징(Axle Housing)에 설치되어 있다. 종감속기어는 구동피니언과 링기어로 구성되며 스파이럴 베벨기어와 하이포이드 기어가 사용된다. 종감속기어의 감속비는 링기어의 잇수와 구동피니언의 잇수와이 비(Ratio)로 나타내며 엔지이 출력, 차량무게, 가속성능, 등판능력 등에 따라 정해진다. 구동축인 프로펠러축의 회전비인 가속비는 기관의 출력, 차량중량, 가속도 등에 따라 일정하지는 않으나 승용차는 3~8, 버스는 5~8, 트럭은 5~10이다. 그러므로 이 최종 감속비(Final Reduction Gear Ratio)와 변속기의 변속비를 곱한 것이 구동 계통의 총감속비이다.
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