동력전달장치

동력전달장치(power train system)는 원동기의 동력을 구동력이 발생하는 차축이나 드럼 같은 작업부에 전달하고, 엔진의 출력을 구동 바퀴에 전달하는 장치다.

개요

동력전달장치(power train system)는 원동기의 동력을 구동력이 발생하는 차축이나 드럼 같은 작업부에 전달하고, 엔진의 출력을 구동 바퀴에 전달하는 장치다. 기계식으로 기기를 이용한 기어전동장치, 벨트나 체인을 이용한 벨트전동장치, 마찰을 이용한 클러치 등의 마찰전동장치, 추진축의 회전력을 직각으로 바꾸어서 뒤자축에 전달해주고 동시에 감속하는 작용을 하는 종감속기어 등이 있다. 동력전달장치는 동력공급 및 전달, 회전속도제어 등의 역할을 하며 단독 또는 여러 장치가 어울려 동력전달 계통을 이루며 사용되고 있다.

종류

자전거의 페달을 이용한 동력 전달

페달/크랭크/크랭크축 -> 큰 스로킷/체인/작은 스프로킷 -> 뒷바퀴

마찰 전동 장치

동력전동장치 중 마찰 전동 장치는 2대의 바퀴를 접촉시켜 발생하는 마찰력을 이용하여 동력을 전달하는 방법으로 접촉을 유지한 상태로 이동이 가능하나 확실한 회전운동이나 큰 전동에는 부적합한 단점이 있다. 마찰차의 종류로는 평 마찰차, 원추 마찰차, V홈 마찰차 등이 있다.

• 평 마찰차: 두 축이 평행할 때 사용하며, 마찰력을 크게 하기 위해 가죽, 목재 등의 재료를 사용한다.
• 원추 마찰차: 마찰면이 V자 모양이며, 축이 만나는 각도에 따라 추의 모양이 다양하다.
• V홈 마찰차: 마찰면을 더욱 넓게 하기 위해 V자 홈이 있는 바퀴를 사용한 것이다.

기어 전동 장치

동력전달장치 중 기어 전동 장치는 한 쌍의 이가 서로 물려서 미끄러지지 않고 확실한 동력을 전달하며 물리는 기어 잇수에 따라 회전 속도가 달라지고, 내구성이 크다. 시계, 내연기관, 핸드 드릴, 감속 장치, 선반, 사진기 삼각대 등 많은 곳에서 사용되고 있다. 이 종류로는 평 기어, 헬리컬 기어, 래크와 피니언, 베벨 기어, 웜과 웜기어, 스크루 기어 등이 있다.

• 평기어: 두 축이 평행한 기어로서 잇줄이 축에 평행한 기어로 시계, 내연 기관 등에 쓰인다.
• 헬리컬 기어: 두 축이 평행한 기어로서 잇줄이 축에 경사진 기어로, 소음이 적으며 한쪽 방향으로 미는 힘이 작용된다.
• 래크와 피니언: 두 축이 평행한 기어로서 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 바꾸거나 그 반대일 때 사용한다. 예로는 선반, 사진기 삼각대 등이 있다.
• 베벨 기어: 두 축이 교차하는 기어로서 원뿔 면에 이를 만든 것으로 핸드 드릴, 자동차의 차동 장치에 사용된다.
• 웜과 웜기어: 두 축이 평행하지도 않고 교차하지도 않는 기어로서, 속도 비가 큰 경우에 사용하며, 배구나 테니스 코트의 네트를 치는데 사용된다.
• 스크루 기어: 두 축이 평행하지도 않고 교차하지도 않는 기어로서, 헬리컬 기어의 축을 엇갈리게 한 것으로 큰 감속 비를 얻을 수 있다.

동력전달장치 중 자동차의 변속 장치에 쓰이는 기어의 종류로는 평기어의 변속기, 헬리컬 기어의 클랭크축 기어와 타이밍 기어. 베벨 기어의 차동 장치, 래크와 피니언의 자동차 핸들 등이 있다.

벨트 전동 장치

동력전달장치 중 하나인 체인을 스프로킷의 이에 하나씩 물려서 동력을 전달하며 효율적인 확실한 전동이 되나, 소음과 진동 등으로 고속 회전에 부적합한 단점이 있다. 축간 거리가 짧고, 저속으로 큰 힘을 전달하는데 적합하다. 이 종류로는 롤러 체인과 사일런트 체인 등이 있다.

• 롤러 체인: 롤러 링크와 핀 링크 사이에 롤러를 끼워서 결합하여 만든다. 회전 시 소음이 발생하므로 고속 회전에 부적합하다
• 사일런트 체인: 링크를 부시에 끼우고 바깥쪽에 안내 링크를 결합시켜 핀으로 연결하여 만든다. 진동과 소음이 적어 고속 회전에 적합하며, 우리 생활 주변에서 체인이 사용되는 기계에는 자전거, 오토바이, 농업용 기계, 자동차 엔진 등에 사용되고 있다.

전달 순서

보통 엔진→클러치→변속기→추진축(앞 엔진, 뒷바퀴 구동의 경우)→종감속 장치 및 차동 기어 장치→차축→구동 바퀴의 순서로 전달된다. 클러치는 마찰판과 압력판으로 되어 있다. 보통 스프링의 힘으로 압착하여 동력을 전달하게 되어 있으며, 운전석의 클러치 페달을 밟으면 마찰판과 압력판의 접속이 떨어져 동력이 전달되지 않게 된다. 클러치는 수동식인 기어 변속기의 변속을 할 때, 또는 짧은 시간 동안 관성 운전을 할 때 등에 사용한다. 엔진은 일정한 속도로 운전할 때 큰 출력을 내는데, 자동차는 그 속도를 저속에서부터 고속까지 내야 한다. 이를 위해 기어를 조합하여 회전 속도와 힘이 변화하도록 한 것이 변속기이다. 변속기는 자동차가 원활하게 움직일 수 있도록 변속을 돕는 역할을 한다. 엔진의 출력이 큰 대형 자동차에는 전진 3단, 후진 1단의 것이 많고, 엔진의 출력이 비교적 작은 소형차에는 전진 4∼5단, 후진 1단의 것이 많으며, 스포츠카에는 전진 5단 이상, 후진 1단의 것도 있다.

부품

동력전달장치

참고자료

• 〈동력전달장치〉,《네이버 지식백과》
• 깜부,〈동력전달장치의 종류와 특성〉,《다음 블로그》, 2010-08-28
• 부품코리아〈동력전달장치〉,《부품코리아》

같이 보기

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