구동축과 하프{0}}샤프트는 모두 자동차에서 동력 전달을 담당하는 구성 요소입니다. 구동축은 구동축의 차동장치에 동력을 전달하며 대부분 중공축입니다. 하프-샤프트는 왼쪽 및 오른쪽 구동 휠에 동력을 전달합니다. 각 바퀴가 구동 장치의 절반을 차지하므로 이를 하프-샤프트라고 하며, 자동차 하프-샤프트의 대부분은 솔리드입니다.
동일한 직경과 재질을 사용하면 중실 샤프트가 더 강하다는 사실은 모두가 알고 있습니다. 그렇다면 구동축은 왜 속이 빈 구조로 설계되었을까요? 가장 큰 이유는 길이 때문입니다.
구동축이 견고한 경우 강도 요구 사항을 충족하기 위해 직경이 매우 클 필요는 없습니다. 그러나 구동축은 자동차의 앞쪽에서 뒤쪽으로 이어져 있으며, 그렇게 긴 거리를 주행하면 중력으로 인해 자연스럽게 약간 구부러집니다. 자동차가 움직이는 동안 구동축은 고속으로 회전하기 때문에 조금만 구부려도 격렬하게 진동할 수 있습니다.
구동축 중공을 설계하면 이 문제가 해결됩니다. 토크를 전달할 때 샤프트 중심에 가까울수록 비틀림 힘이 줄어듭니다. 중심에는 비틀림 힘이 전혀 없습니다. 즉, 토크를 전달할 때 샤프트의 바깥쪽 부분이 대부분의 비틀림 힘을 견뎌냅니다. 따라서 가운데가 비어 있더라도 샤프트가 충분히 두꺼우면 바깥 부분은 변속기 요구 사항을 충족하기에 충분합니다.
따라서 구동축은 중공 구조로 설계됩니다. 이를 통해 자재 중량을 변경하지 않고도 더 두꺼운 구동축을 만들 수 있어 토크 전달 요구 사항을 충족하는 동시에 과도한 길이로 인한 굽힘을 방지할 수 있습니다.
반면에 하프-샤프트는 짧고 휘어지는 문제가 없습니다. 또한, 하프-샤프트는 휠에 연결되어야 하며, 그 설치 위치는 스티어링 및 서스펜션 시스템과 교차하므로 견고한 디자인이 레이아웃에 더 편리합니다. 또한 많은 승용차는 반-부동식 하프-샤프트를 사용하는데, 이는 비틀림 힘을 전달할 뿐만 아니라 차체에서 전달되는 전단력도 견뎌낸다는 의미입니다. 이 점에서 중실축은 중공축보다 훨씬 더 강합니다. 따라서 거의 모든 자동차 하프-샤프트는 중공형 설계를 사용합니다.
