FahrzeugeBearbeiten
Ein Kraftfahrzeug kann eine Längswelle verwenden, um die Kraft von einem Motor/Getriebe an das andere Ende des Fahrzeugs zu leiten, bevor sie an die Räder gelangt. Ein Paar kurzer Antriebswellen wird üblicherweise verwendet, um die Kraft von einem zentralen Differential, Getriebe oder Transaxle zu den Rädern zu leiten.
Frontmotor, HinterradantriebEdit
Bei Fahrzeugen mit Frontmotor und Hinterradantrieb ist auch eine längere Antriebswelle erforderlich, um die Kraft über die Länge des Fahrzeugs zu übertragen. Es dominieren zwei Formen: Das Torsionsrohr mit einem einzigen Kreuzgelenk und der häufigere Hotchkiss-Antrieb mit zwei oder mehr Gelenken. Dieses System wurde als Système Panhard bekannt, nach der Automobilfirma Panhard et Levassor, die es patentiert hat.
Die meisten dieser Fahrzeuge haben eine Kupplung und ein Getriebe, die direkt am Motor montiert sind, mit einer Antriebswelle, die zu einem Endantrieb in der Hinterachse führt. Wenn das Fahrzeug stillsteht, dreht sich die Antriebswelle nicht. Einige Fahrzeuge (in der Regel Sportwagen, wie die Chevrolet Corvette C5/C6/C7, Alfa Romeo Alfetta und Porsche 924/944/928), die eine bessere Gewichtsverteilung zwischen Vorder- und Hinterachse anstreben, verwenden eine hinten montierte Transaxle. Bei einigen Modellen, die nicht von Porsche stammen, befinden sich die Kupplung und das Getriebe am Heck des Fahrzeugs und die Antriebswelle zwischen ihnen und dem Motor. In diesem Fall dreht sich die Antriebswelle kontinuierlich mit dem Motor, auch wenn das Auto steht und keinen Gang eingelegt hat. Bei den Porsche-Modellen 924/944/928 ist die Kupplung jedoch an der Rückseite des Motors in einem Glockengehäuse montiert, und die Antriebswelle des Kupplungsausgangs, die sich in einem hohlen Schutzrohr befindet, überträgt die Kraft auf die hinten montierte Transaxle (Getriebe + Differential). Die Porsche-Antriebswelle dreht sich also nur, wenn sich die Hinterräder drehen, da die am Motor montierte Kupplung die Drehung der Motorkurbelwelle von der Antriebswelle abkoppeln kann. Wenn der Fahrer also die Kupplung betätigt, während er zügig hoch- oder herunterschaltet (Schaltgetriebe), kann der Motor bei Betätigung des Gaspedals frei drehen, da die Trägheit von Motor und Schwungrad bei ausgerückter Kupplung relativ gering ist und nicht durch die zusätzliche Rotationsträgheit der Antriebswelle belastet wird. Das Porsche-Drehmomentrohr ist sowohl an der Motorglocke als auch am Transaxle-Gehäuse fest angebracht, wodurch die Länge und Ausrichtung zwischen der Glocke und dem Transaxle fixiert und das Reaktionsmoment des Hinterradantriebs, das durch die Verdrehung des Transaxle in jeder Ebene entsteht, stark minimiert wird.
Eine Antriebswelle, die ein Hinterraddifferenzial mit einem Hinterrad verbindet, kann als Halbwelle bezeichnet werden. Der Name leitet sich von der Tatsache ab, dass zwei solcher Wellen erforderlich sind, um eine Hinterachse zu bilden.
Frühe Automobile verwendeten oft Ketten- oder Riemenantriebsmechanismen anstelle einer Antriebswelle. Einige verwendeten elektrische Generatoren und Motoren, um die Kraft auf die Räder zu übertragen.
VorderradantriebEdit
Im britischen Englisch beschränkt sich der Begriff Antriebswelle auf eine quer verlaufende Welle, die die Kraft auf die Räder, insbesondere die Vorderräder, überträgt. Die Welle, die das Getriebe mit einem hinteren Differential verbindet, wird als „propeller shaft“ oder „prop-shaft“ bezeichnet. Eine Kardanwellenbaugruppe besteht aus einer Kardanwelle, einem Gleitgelenk und einem oder mehreren Kreuzgelenken. Wenn Motor und Achsen voneinander getrennt sind, wie bei Fahrzeugen mit Allradantrieb und Hinterradantrieb, dient die Gelenkwelle dazu, die vom Motor erzeugte Antriebskraft auf die Achsen zu übertragen.
In der Automobilindustrie werden verschiedene Arten von Antriebswellen verwendet:
- Einteilige Antriebswelle
- Zweiteilige Antriebswelle
- Gleitrohr-Antriebswelle
Die Gleitrohr-Antriebswelle ist ein neuer Typ, der die Crash-Sicherheit verbessert. Sie kann zusammengedrückt werden, um im Falle eines Aufpralls Energie zu absorbieren, und wird daher auch als „einklappbare Antriebswelle“ bezeichnet.
AllradantriebBearbeiten
Diese Antriebswellen haben sich aus dem Frontmotor-Hinterradantrieb entwickelt. Eine neue Form des Getriebes, das Verteilergetriebe, wurde zwischen Getriebe und Achsantriebe beider Achsen geschaltet. Es teilte den Antrieb auf die beiden Achsen auf und konnte auch Untersetzungsgetriebe, eine Klauenkupplung oder ein Differential enthalten. Es wurden mindestens zwei Antriebswellen verwendet, eine vom Verteilergetriebe zu jeder Achse. Bei einigen größeren Fahrzeugen war das Verteilergetriebe mittig angeordnet und wurde selbst über eine kurze Antriebswelle angetrieben. Bei Fahrzeugen von der Größe eines Land Rover ist die Antriebswelle zur Vorderachse deutlich kürzer und steiler gekrümmt als die Hinterachse, was die Konstruktion einer zuverlässigen Antriebswelle erschwert und unter Umständen eine kompliziertere Form von Kardangelenk erfordert.
Moderne Leichtfahrzeuge mit Allradantrieb (insbesondere Audi oder Fiat Panda) verwenden unter Umständen ein System, das eher einem Vorderradantrieb ähnelt. Das Getriebe und der Achsantrieb für die Vorderachse sind in einem Gehäuse neben dem Motor untergebracht, und eine einzige Antriebswelle führt über die gesamte Länge des Fahrzeugs zur Hinterachse. Diese Bauweise wird bevorzugt eingesetzt, wenn das Drehmoment auf die Vorderräder übertragen werden soll, um ein Pkw-ähnliches Fahrverhalten zu erreichen, oder wenn der Hersteller sowohl Fahrzeuge mit Allradantrieb als auch Fahrzeuge mit Frontantrieb produzieren möchte, bei denen viele Komponenten gemeinsam genutzt werden.
Forschung und EntwicklungBearbeiten
Die Automobilindustrie verwendet Gelenkwellen auch in Prüfanlagen.An einem Motorenprüfstand wird eine Antriebswelle verwendet, um eine bestimmte Drehzahl oder ein bestimmtes Drehmoment vom Verbrennungsmotor auf einen Leistungsprüfstand zu übertragen.
An einer Wellenverbindung wird ein „Wellenschutz“ verwendet, um vor Berührung mit der Antriebswelle zu schützen und um einen Wellenbruch zu erkennen. An einem Getriebeprüfstand verbindet eine Antriebswelle die Antriebsmaschine mit dem Getriebe.