• Trwałość okładzin ciernych sprzęgła zależy od wielu czynników
• Najnowocześniejsze materiały, stosowane obecnie w produkcji okładzin ciernych, pozwoliły na znaczną redukcje masy okładzin
• Przy każdym włączaniu sprzęgła ciernego energia kinetyczna wału korbowego  zamieniana jest częściowo w ciepło na skutek tarcia
• Aby zachować satysfakcjonującą żywotność układu sprzęgła, czas poślizgu na styku okładzina – powierzchnia tarcia na kole zamachowym lub docisku sprzęgła nie powinien przekraczać 2 sekund
• Dłuższe poślizgi, dochodzące do 10 sekund, powodują chwilowy wzrost temperatury powyżej 400°C

Trwałość okładzin ciernych sprzęgła zależy od wielu czynników takich, jak materiał, z jakiego zostały wykonane, obliczenie kryterium przenoszonego momentu obrotowego przez sprzęgło, gdzie pod uwagę brane są takie parametry, jak wartość nacisku jednostkowego, średni promień okładziny ciernej czy współczynnik tarcia dynamicznego.
Dalej - częstość załączania sprzęgła, czas oraz prędkość poślizgu na styku okładziny i drugiej powierzchni trącej (docisk, powierzchnia koła zamachowego). Także masa okładziny jest ważnym czynnikiem, mającym wpływ na żywotność synchronizatorów w skrzyni biegów czy wpływ na komfort przełączania biegów.
Najnowocześniejsze materiały, stosowane obecnie w produkcji okładzin ciernych, pozwoliły na znaczną redukcje masy okładzin, jednocześnie nie wpływając na spadek żywotności i wytrzymałości materiału. Moment przenoszony przez sprzęgło oblicza się według następującego wzoru (wzór 1):

M = F • rm • μ • z

gdzie: F - sumaryczna siła nacisku sprężyn w [N] (1 kp = 10 N)
rm - średni promień okładziny w mm
μ - współczynnik tarcia
z - ilość par powierzchni trących

Średni promień okładziny trącej wylicza się z kolejnego wzoru (wzór 2):

r_m = 2 • r³_a - r³_i / 3 • r²_a - r²_i

gdzie:
r_a to średnica zewnętrzna okładziny
r_i to średnica wewnętrzna okładziny

Przykład:
Dla wartości r_a = 130 mm i r_i = 70 mm wartość r_m = 103 mm
Dla wartości r_a = 130 mm i r_i = 90 mm wartość r_m wynosi już 111 mm

Co się dzieje przy ruszaniu

Kierowca przy każdym włączaniu sprzęgła ciernego zamienia energię kinetyczną w ciepło na skutek tarcia. Przy tym nagrzewają się elementy metalowe układu sprzęgła, co ma istotny wpływ na zużycie okładzin ciernych. Przyjmuje się z reguły, że okładzina cierna (zastosowany jej typ) tarczy sprzęgłowej wyznacza granice funkcjonalności całego sprzęgła.
Maksymalna temperatura pracy sprzęgła to ta, przy której sprzęgło jest jeszcze w stanie normalnie funkcjonować, a gdzie nie dochodzi do uszkodzenia rdzenia okładziny ciernej, mimo występującego bardzo dużego zużycia. Dla okładzin ciernych organicznych bezazbestowych stosowanych w dzisiejszych tarczach sprzęgłowych przyjmuje się temperaturę mierzoną na dolnej krawędzi tarczy dociskowej wynoszącą 280°C.
Aby zachować satysfakcjonującą żywotność układu sprzęgła, czas poślizgu na styku okładzina – powierzchnia tarcia na kole zamachowym lub docisku sprzęgła nie powinien przekraczać 2 sekund. W tym czasie średnia temperatura na powierzchni ciernej wynosi 80°C-90°C i nawet w ruchu miejskim przy jeździe „stop and go” praktycznie nie przekracza nigdy 130°C. A trzeba tutaj podkreślić, że w ruchu miejskim częstość włączania sprzęgła zależnie od typu pojazdu może wynosić 15 do 30 razy na 1 km jazdy.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Technika motoryzacyjna

Co dwie masy, to nie jedna

Aby zapewnić komfort jazdy, poszczególne elementy układu przeniesienia napędu muszą być elastycznie połączone. Ma to zapobiec przenoszeniu udarowo momentów obrotowych w nim występujących.

Silnik i układ napędowy

Między silnikiem a skrzynią, czyli różne rodzaje sprzęgieł

Sprzęgło jest mechanizmem służącym do rozłączania oraz płynnego sprzęgania wału korbowego silnika z pozostałym elementami układu napędowego samochodu. Moment obrotowy jest przekazywany przez sprzęgło na wałek wejściowy skrzyni biegów, a dalej przez skrzynię biegów na koła pojazdu.

Silnik i układ napędowy

Jak działa sprzęgło?

Sprzęgło to mechanizm stosowany w budowie maszyn do łączenia i rozłączania wałów w celu przekazywania momentu obrotowego. 

• 1
• 2
• 3

Gdy nadmiernie wzrośnie temperatura

Dłuższe poślizgi, dochodzące do 10 sekund, powodują chwilowy wzrost temperatury powyżej 400°C, co prowadzi do spalenia okładziny ciernej oraz przegrzania płaszczyzn współpracujących, przede wszystkim tarczy dociskowej i w konsekwencji dalej doprowadza do ich uszkodzenia.
Przyjmuje się, że do temperatury 130°C zużycie okładziny ciernej jest prawie niezależne od działania temperatury. Dopiero kiedy średnia temperatura na powierzchni ciernej zaczyna przekraczać 150°C wymagana jest specjalna konstrukcja obudowy dzwonowej sprzęgła (dotyczy to przede wszystkim pojazdów komercyjnych, jak autobusy miejskie, pojazdy komunalne - śmieciarki, czy maszyny rolnicze - traktory ). W tym celu stosuje się otwory w obudowie dzwonowej sprzęgła, dalej użebrowanie chłodzące po obu stronach obudowy ułatwiające wymianę powietrza, a co za tym idzie jego chłodzenie.
Także w obudowie tarczy dociskowej zostają wtedy przedsięwzięte środki konstrukcyjne obniżające temperaturę sprzęgła, jak otwory na zewnętrznym obwodzie, celem polepszenia recyrkulacji powietrza oraz w pojazdach komercyjnych często ożebrowanie chłodzące na tylnej stronie obudowy docisku.
Konstrukcyjnie trzeba wziąć pod uwagę, że temperatura w obudowie dzwonowej, działająca na wysprzęglik (łożysko sprzęgła), nie powinna przekraczać 130°C, gdyż może dojść do wypłynięcia smaru z łożyska, a dalej do uszkodzenia całego sprzęgła. W sprzęgle ciernym ważne jest przekazywanie do otoczenia ciepła powstającego w wyniku tarcia. Ze względu na mniejszą zdolność kumulacji ciepła przez tarczę dociskową w stosunku do koła zamachowego (różnica mas), okładzina cierna tarczy sprzęgła od strony tarczy dociskowej jest narażona na szybsze zużycie.

Artykuł powstał na podstawie informacji dostarczonych przez fi rmy Valeo oraz ZF