Hnací hřídel

Hnací hřídel, hnací hřídel, hnací hřídel, hnací hřídel vrtule nebo kardanová hřídel je část stroje, která přenáší výkon z motoru nebo pohonné jednotky na místo, kde lze vykonávat užitečnou práci.

Většina motorů vytváří výkon jako točivý moment tím, že něco otáčí. Může to být spalovací motor (jako v autě), voda pohánějící vodní kolo nebo plyn či voda procházející turbínou. Tato rotační síla se nazývá točivý moment. Břemeno, které se otáčí, vytváří torzní a smykové napětí. Hnací hřídele musí být dostatečně pevné, aby toto namáhání unesly. Lehký hnací hřídel bude účinněji přenášet výkon na zátěž, takže je třeba najít rovnováhu mezi pevností a hmotností.

Kardanový hnací hřídel s univerzálními kloubyZoom
Kardanový hnací hřídel s univerzálními klouby

Obnažená hnací hřídel na klasickém motocyklu BMWZoom
Obnažená hnací hřídel na klasickém motocyklu BMW

Automobily

Většina dnešních automobilů používá k přenosu výkonu z motoru na kola hnací hřídele. Většina dnes vyráběných automobilů má pohon předních kol (pohon předních kol zajišťuje pohyb automobilu). V tomto případě jsou hnací hřídele mezi poloosou a jednotlivými předními koly.

U vozů s pohonem zadních kol jsou mezi diferenciálem a každým zadním kolem hnací hřídele. Po celé délce vozu vede také hnací hřídel od převodovky vpředu k diferenciálu vzadu - v britské angličtině se tomu neříká drive shaft, ale propeller shaft nebo propeller-shaft, a hnací hřídele se mohou nazývat half shafts (protože jsou dva, které tvoří jednu nápravu).

V automobilech se používají různé typy hnacích hřídelí:

  • 1 kus hnacího hřídele
  • 2dílná hnací hřídel
  • Sklouznutí hnacího hřídele trubky

Hřídel Slip in Tube Drive je nový typ, který pomáhá absorbovat energii při nárazu a chrání tak osoby v osobním nebo nákladním automobilu. Je také známý jako skládací hnací hřídel.

Dvojitý hřídel vrtule nákladního automobiluZoom
Dvojitý hřídel vrtule nákladního automobilu

Hnací hřídele motocyklů

Hnací hřídele se na motocyklech používají téměř po celou dobu existence motocyklů. Mnoho motocyklů používá místo toho jednodušší řetězový nebo řemenový pohon, ale hnací hřídele vyžadují méně péče a mají dlouhou životnost. Problémem použití hnacích hřídelí na motocyklu je, že k otočení výkonu o 90° z hřídele na zadní kolo je zapotřebí převodovka, čímž se ztrácí část výkonu.

A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgie, čtyřválec a hřídelový pohonZoom
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgie, čtyřválec a hřídelový pohon

Traktory

Zemědělské traktory používají typ hnacího hřídele, který se nazývá vývodový hřídel. Jedná se o hřídel, která vychází ze zadní části traktoru. Může být připojen k jakémukoli zemědělskému zařízení, které potřebuje pohon od motoru traktoru, jako je lis na seno nebo řezačka kukuřice. Díky tomu lze traktor používat k mnoha různým účelům a zemědělské zařízení nepotřebuje vlastní motor, což šetří peníze.

Starý traktor John Deere s vývodovým hřídelem pod ochranným krytemZoom
Starý traktor John Deere s vývodovým hřídelem pod ochranným krytem

Hnací hřídele u jízdních kol

Hnací hřídel lze použít i v jízdním kole místo řetězového pohonu. Používaly se již v minulém století, i když se nikdy nestaly příliš oblíbenými. Při použití v jízdním kole má hnací hřídel několik výhod i nevýhod:

Výhody

  • Pohonný systém je méně náchylný k zaseknutí nebo přetržení, což je častý problém u řetězových kol.
  • Jezdec není namazaný a řetěz se mu nezachytává za oděv.
  • V případě, že je hnací hřídel uzavřena v trubce, je třeba věnovat menší pozornost než u řetězového systému, což je běžná konvence.
  • Konzistentnější výkon. Společnost Dynamic Bicycles tvrdí, že jízdní kolo s hnací hřídelí dosahuje trvale 94% účinnosti, zatímco jízdní kolo poháněné řetězem může dosahovat 75-97% účinnosti v závislosti na stavu.
  • Větší prostor nad zemí (světlá výška) pro překonávání nerovností nebo věcí na cestě.
  • Pro půjčovny jízdních kol je pravděpodobnost krádeže jízdního kola s hnacím hřídelem nižší, protože zjevně vypadá jinak. Tento typ jízdního kola se používá v několika velkých evropských městech, kde byly realizovány rozsáhlé městské projekty půjčování nebo sdílení jízdních kol.

Nevýhody

  • Systém hnacího hřídele váží více než řetězový systém, obvykle o 1-2 kg více.
  • V nejlepším stavu řetěz poskytuje vyšší efektivitu.
  • Zakrytí řetězu a převodů kovovým nebo plastovým krytem řeší některé problémy s řetězy.
  • Použití lehkých převodů s vysokým počtem převodových stupňů není možné, lze však použít nábojové převody.
  • Sundání kola může být obtížné

 

Kolo s hřídelovým pohonem.Zoom
Kolo s hřídelovým pohonem.

Otázky a odpovědi

Otázka: Co je to hnací hřídel?


Odpověď: Hnací hřídel je část stroje, která přenáší sílu z motoru nebo pohonné jednotky na místo, kde může být vykonána užitečná práce.

Otázka: Jak se vytváří výkon v motorech?


A: Výkon v motorech a hřídelích vzniká jako točivý moment tím, že se něco otáčí.

Otázka: Jaké jsou příklady zdrojů točivého výkonu?


Odpověď: Mezi příklady zdrojů rotační síly patří spalovací motor (v automobilu), voda pohánějící vodní kolo a plyn nebo voda procházející turbínou.

Otázka: Co je to torzní a smykové napětí?


Odpověď: Torzní a smykové napětí jsou druhy napětí, které vznikají, když zatížení otáčené hnacím hřídelem vytváří odpor proti otáčení.

Otázka: Proč musí být hnací hřídele pevné?


Odpověď: Hnací hřídele musí být dostatečně pevné, aby unesly točivý moment, torzní a smykové napětí, které vznikají při zatížení.

Otázka: Jaké rovnováhy je třeba dosáhnout při konstrukci hnacích hřídelů?


Odpověď: Při konstrukci hnacích hřídelí je třeba dosáhnout rovnováhy mezi pevností a hmotností, aby hnací hřídel byla pevná, ale ne příliš těžká.

Otázka: Jak ovlivňuje lehký hnací hřídel účinnost přenosu výkonu?


Odpověď: Lehký hnací hřídel účinněji přenáší výkon na zátěž, protože má menší hmotnost na zrychlování a zpomalování, což vede k menšímu plýtvání energií.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3