Drivaxel
En drivaxel, drivaxel, drivaxel, propelleraxel eller kardanaxel är en del av en maskin som för kraft från motorn till en plats där användbart arbete kan utföras.
De flesta motorer skapar kraft i form av vridmoment genom att få något att rotera. Det kan vara en förbränningsmotor (som i en bil), vatten som driver ett vattenhjul eller gas eller vatten som går genom en turbin. Denna roterande kraft kallas för vridmoment. Lasten som vrids skapar vridning och skjuvspänning. Drivaxlarna måste vara tillräckligt starka för att klara av denna belastning. En lätt drivaxel flyttar effektivare kraften till lasten, så det måste finnas en balans mellan styrka och vikt.
Kardanaxel med kardanledningar
Exponerad drivaxel på en klassisk BMW-motorcykel
Bilar
De flesta bilar idag använder drivaxlar för att överföra kraften från motorn till hjulen. De flesta bilar som tillverkas i dag har framhjulsdrift (framhjulen har kraften att driva bilen). I det här fallet finns drivaxlarna mellan växellådan och varje framhjul.
I bilar med bakhjulsdrift finns det drivaxlar mellan differentialen och varje bakhjul. Det finns också en drivaxel som löper i bilens längd, från växellådan fram till differentialspaken bak - på brittisk engelska kallas detta inte drivaxel utan propelleraxel, och drivaxlarna kan kallas halva axlar (eftersom det är två som utgör en axel).
Det finns olika typer av drivaxlar som används i bilar:
- 1 stycke drivaxel
- Drivaxel i 2 delar
- Slip in Tube drivaxel
Slip in Tube Drive axeln är den nya typen som hjälper till att absorbera energi vid en krock och skyddar personerna i bilen eller lastbilen. Den kallas också för en hopfällbar drivaxel.
En lastbils dubbla propelleraxel
Drivaxlar för motorcyklar
Drivaxlar har använts på motorcyklar nästan lika länge som det har funnits motorcyklar. Många motorcyklar använder en enklare kedja eller remdrift i stället, men drivaxlar kräver mindre skötsel och har en lång livslängd. Ett problem med att använda drivaxlar på en motorcykel är att det behövs en växel för att vända kraften 90° från axeln till bakhjulet, vilket innebär att man förlorar en del kraft i processen.
A 1913 FN (Fabrique Nationale), Belgien, fyra cylindrar och axeldrift.
Traktorer
Lantbrukstraktorer använder en typ av drivaxel som kallas kraftuttagsaxel, eller PTO-axel. Det är en axel som kommer ut bakifrån traktorn. Den kan anslutas till all jordbruksutrustning som behöver kraft från traktorns motor, t.ex. en höbalpress eller en majshuggare. Detta gör att traktorn kan användas för många olika ändamål, och jordbruksutrustningen behöver inte ha en egen motor, vilket sparar pengar.
Gammal John Deere-traktor med kraftuttag under en skyddskåpa
Drivaxlar i cyklar
Drivaxeln kan också användas i en cykel i stället för kedjedrift. De har använts under det senaste århundradet, även om de aldrig blev särskilt populära. När en drivaxel används på en cykel har den flera för- och nackdelar:
Fördelar
- Det är mindre sannolikt att drivsystemet fastnar eller går sönder, vilket är ett vanligt problem med kedjedrivna cyklar.
- Inget fett på ryttaren och inget "kedjebett" som tar tag i kläderna.
- Det krävs mindre omsorg än för ett kedjesystem när drivaxeln är innesluten i ett rör, vilket är den vanliga konventionen.
- Mer konsekventa prestanda. Dynamic Bicycles hävdar att en cykel med kardanaxel konsekvent ger en effektivitet på 94 %, medan en kedjedriven cykel kan ge en effektivitet på 75-97 % beroende på konditionen.
- Mer utrymme ovanför marken (markfrigång) för att kunna köra över gupp eller saker i vägen.
- För cykeluthyrningsföretag är det mindre troligt att en cykel med kardanaxel stjäls, eftersom den uppenbarligen ser annorlunda ut. Denna typ av cykel används i flera större städer i Europa, där det har funnits stora stadsdrivna projekt för cykeluthyrning eller delning av cyklar.
Nackdelar
- Ett drivaxelsystem väger mer än ett kedjesystem, vanligtvis 1-2 pund tyngre.
- I bästa skick ger en kedja större effektivitet.
- Att täcka kedjan och kugghjulen med ett metall eller plastöverdrag löser vissa problem med kedjor.
- Det är omöjligt att använda lättviktsväxlar med ett stort antal utväxlingar, även om navväxlar kan användas.
- Det kan vara svårt att ta bort hjulet
En axeldriven cykel.
Frågor och svar
F: Vad är en drivaxel?
S: En drivaxel är en del av en maskin som överför kraft från en motor till en plats där användbart arbete kan utföras.
F: Hur skapas kraft i motorer?
S: Kraft i motorer skapas som vridmoment genom att något roterar.
F: Vilka är några exempel på källor till roterande kraft?
S: Exempel på källor till roterande kraft är en förbränningsmotor (i en bil), vatten som driver ett vattenhjul och gas eller vatten som går genom en turbin.
F: Vad är vridning och skjuvspänning?
S: Torsions- och skjuvspänningar är typer av spänningar som uppstår när den last som drevs av drivaxeln skapar motstånd mot rotationen.
F: Varför måste drivaxlar vara starka?
S: Drivaxlar måste vara tillräckligt starka för att klara det vridmoment, den vridning och den skjuvspänning som skapas av lasten.
F: Vilken balans måste uppnås vid utformningen av drivaxlar?
S: Det måste finnas en balans mellan styrka och vikt vid utformningen av drivaxlar så att drivaxeln är stark men inte för tung.
F: Hur påverkar en lätt drivaxel effektiviteten i kraftöverföringen?
S: En lätt drivaxel kommer att överföra kraften effektivare till lasten eftersom den har mindre massa att accelerera och bromsa, vilket leder till att mindre energi slösas bort.
