หน่วยที่8 เฟืองท้าย
หน่วยที่8 เฟืองท้าย
สาระสำคัญ
ระบบส่งกำลังรถยนต์ คือ กลไกรวมซึ่งเป็นการถ่ายทอดกำลังงานที่เกิดขึ้นจากเครื่องยนต์ไปขับล้อของรถยนต์ และระบบส่งกำลังยังทำหน้าที่ส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังล้อด้วยอัตราทดของเฟือง ในอัตราทดต่าง ๆ กัน อัตราทดที่ออกแบบไว้อาจจะเป็นเกียร์เดินหน้า 4 หรือ 5 อัตราทดและเกียร์ถอยหลัง 1 อัตราทด สำหรับการส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังกระปุกเกียร์ให้นุ่มนวลและสม่ำเสมอในขณะที่รถยนต์ออกตัว โดยมีคลัตช์ซึ่งเป็นอุปกรณ์ทำหน้าที่ตัดต่อ การส่งกำลังจากเครื่องยนต์ไปยังกระปุกเกียร์ เพื่อทำการเปลี่ยนเกียร์ เครื่องยนต์ก็จะสามารถเดินเบาอยู่ได้โดยไม่ดับในขณะที่ยังไม่ปลดเกียร์ว่าง
เนื้อหาสาระ
1.โครงสร้างส่วนประกอบของเฟืองท้าย
เฟืองท้ายจะติดตั้งอยู่ภายในเสื้อของเพลาท้าย ซึ่งจะอยู่ในแนวกึ่งกลางของโครงตัวรถ โดยจะยกอยู่กับแหนบหรือคอยล์สปริง และโช้คอัฟ ซึ่งอาจจะติดตั้งอยู่ตรงส่วนหน้าของรถยนต์ สำหรับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนล้อหน้า และติดตั้งอยู่ตรงส่วนหลังของตัวถังรถยนต์สำหรับรถยนต์ที่ขับเคลื่อนที่ล้อหลัง
2. หน้าที่ของเฟืองท้าย
เฟืองท้ายทำหน้าที่ เปลี่ยนทิศทางการหมุนของเพลาเพื่อส่งแรงขับไปยังเพลาขับและล้อรถยนต์ นอกจากนี้ยังทำห้าที่ลดความเร็ว และเพิ่มแรงในการขับเคลื่อนล้อรถยนต์ เมื่อรถยนต์เลี้ยวหรือวิ่งบนพื้นผิวถนนที่ขรุขระ โดยล้อรถยนต์ด้านหนึ่งจะหมุนเร็วกว่าล้ออีกด้านหนึ่ง เพราะถ้าล้อทั้งสองข้างของรถยนต์หมุนด้วยความเร็วเท่ากัน จะทำให้ล้อด้านหนึ่งจะครูดไปบนถนน ซึ่งจะทำให้ยางสึกหรอ และทำให้การควบคุมรถยากขึ้น เฟืองท้ายจะเป็นตัวแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้
3. หน้าที่และหลักการทำงานของเกียร์สุดท้าย
เกียร์เฟืองท้ายที่ใช้กับรถยนต์รุ่นเก่า เป็นเกียร์แบบเฟืองตัวหนอนหรือเกียร์แบบเฟืองฟันโค้ง รถยนต์ในปัจจุบันนี้ จะมีเฟืองท้ายและที่เฟืองเกียร์แบบเฟืองฟันโค้งเยื้องศูนย์ เกียร์แบบไฮปอยด์นี้ จะมีการขบกันของฟันเฟืองระหว่างฟันเฟืองเดือยหมู และเฟืองบายศรีอยู่ในลักษณะเยื้องศูนย์ สำหรับรถยนต์ที่เครื่องยนต์ติดตั้งอยู่ด้านหน้า แต่ขับเคลื่อนล้อหลังเฟืองบายศรีจะขบกันอยู่กับเฟืองเดือยหมู ซึ่งจะต่อกับเพลากลาง เฟืองแบบนี้จะเพิ่มแรงในการขับได้ด้วยการลดความเร็วของการหมุนลง
4. โครงสร้างของเกียร์สุดท้าย
1. เฟืองเดือยหมูหรือเฟืองขับ
2. เฟืองเดือยบายศรีหรือเฟืองวงแหวน
3. เฟืองทด เรียกว่า ดิฟเฟอร์เรนเทียล
4. เรือนเฟืองท้าย หรือดิฟเฟอร์เรนเทียล
5. โครงสร้างของเฟืองทด
เฟืองทดจะประกอบด้วย เฟืองเพลาข้าง เรียกว่า ไซด์ เกียร์ 2 ตัว ประกอบด้วยภายในตัวเรือนของเฟืองทด ซึ่งจะยึดติดกับเฟืองบายศรี เฟืองดอกจอก เรียกว่า พิเนียล เมทเกียร์ 2 อัน ขบกันอยู่กับเฟืองเพลาข้าง
6. หลักการของเฟืองท้าย (
เมื่อขับรถยนต์ในทางตรง แรงบิดจากเครื่องยนต์จะถูกถ่ายทอดกำลังงานผ่านกระปุกเกียร์มายังเพล
กลาง แล้วส่งต่อไปยังเพลาขับเฟืองเดือยหมู ทำให้เฟืองเดือยหมู ทำให้เฟืองวงแหวนหรือเฟืองบายศรีหมุนและทำให้เสื้อเฟืองทดหมุนด้วยด้วยความเร็วเท่ากัน ถ้าล้อทั้งสองข้างหมุนด้วยความเร็วเท่ากัน จะทำให้ล้อด้านในครูดกับถนน
7. หลักการทำงานของเฟืองท้าย
เมื่อขับรถยนต์ในทางตรง แรงบิดจากเครื่องยนต์จะถูกถ่ายทอดกำลังงานผ่านกระปุกเกียร์มายังเพลากลาง แล้วส่งต่อไปยังเพลาขับเฟืองเดือยหมู ทำให้เฟืองเดือยหมู ทำให้เฟืองวงแหวนหรือเฟืองบายศรีหมุน และทำให้เสื้อเฟืองทดหมุนด้วย ในขณะที่ รถยนต์วิ่งในทางตรง จะทำให้เกิดความต้านทานต่อการหมุนทั้งสองข้างต่างกัน เฟืองดอกจอกจะไม่หมุนรอบตัวเองบนแกนเพลาแต่จะหมุนไปทั้งสองชุดเฟืองทด ซึ่งจะทำให้ล้อรถยนต์ทั้งสองข้างหมุนด้วยความเร็วรอบเท่ากันด้วย
8. ระยะฟรีโหลดและแรงเบียดข้าง
ในขณะที่ออกรถจะมีแรงเบียด หรือเรียกว่า ทรุชโหลด (Thrust load) ที่เกิดขึ้นนั้นในเฟืองเดือยหมูนั้นสูงมาก และยังทำให้แรงเบียดที่เกิดขึ้น เปลี่ยนแปลงไปตามทิศทางการเคลื่อนที่ของรถด้วย เช่น รถเดินหน้าหรือถอยหลัง ซึ่งจะทำให้เฟืองเดือยหมูเลื่อนไปตามแนวนอน (เข้า-ออก) ได้ ดังนั้น เพื่อป้องกันการเลื่อนเข้าออกโดยให้มีระยะฟรีโหลดแก่ลูกปืนไว้ก่อนซึ่งการให้ฟรีโหลดนี้ยังเป็นการป้องกันระยะรุน เนื่องจากสึกหรอของลูกปืนด้วย
9. การบำรุงรักษาเฟืองท้ายรถยนต์
ในขณะที่ท่านทำการตรวจระดับน้ำมันหล่อลื่นของเฟืองท้ายถ้าหากท่านพบว่า ระดับของน้ำมันหล่อลื่นลดลงต่ำมากเกินไปจนผิดปกติ (ตามปกติแล้วระดับน้ำมันหล่อลื่นของเฟืองท้ายจะมีระดับไม่ต่ำกว่าที่เติมไว้มากนัก) ดังนั้น ให้ท่านสังเกตดูตามฝาปิดรูเติมน้ำมันหล่อลื่นหรือบริเวณเสื้อเฟืองท้าย อาจจะมีร่องรอยการรั่วของน้ำมันหล่อลื่น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ระดับน้ำมันหล่อลื่นต่ำลงไปมาก