Dokąd zmierza sprzęgło?

Maciej Blum
14.9.2016
Reklama
Reklama

Wszędzie tam, gdzie zachodzi konieczność przeniesienia momentu obrotowego, stosuje się sprzęgło.

Aktualnie stosuje się sprzęgła pozwalające na przełączanie przełożeń w sposób niezauważalny dla kierowcy samochodu. Dzieje się tak, ponieważ sama praca sprzęgła realizowana jest za pośrednictwem sterowanych elektronicznie układów hydraulicznych, a przełączanie poszczególnych przełożeń odbywa się dzięki sterowanym elektronicznie układom przełączającym.

Reklama

Brak przerwy w przekazywaniu momentu obrotowego podczas zmiany przełożenia realizowany jest dzięki sprzęgłu podwójnemu oraz specjalnej, dwuwałkowej konstrukcji skrzyni biegów. Skrzynia biegów konstrukcyjnie składa się z dwóch skrzyń zamkniętych w jednej, wspólnej obudowie. Pierwsza z nich odpowiada za przełożenia parzyste, a druga za nieparzyste. Każda z tych skrzyń współpracuje z osobnym sprzęgłem. Przełączanie odbywa się w taki sposób, że przy wyborze pierwszego przełożenia od razu włączane jest także drugie przełożenie.

Ruszanie odbywa się po zasprzęglaniu sprzęgła odpowiedzialnego za współpracę z pierwszym przełożeniem. Sprzęgło wybranego, drugiego biegu jest rozłączone. W chwili gdy następuje konieczność zmiany przełożenia, sprzęgło pierwszego biegu jest rozłączane, a jednocześnie załączane jest sprzęgło biegu drugiego. Zmiana zasprzęglenia wykonywana jest tak, aby nieprzerwanie na koła dopływał moment obrotowy z silnika. Po zasprzęgleniu drugiego przełożenia pierwszy bieg (rozsprzęglony) jest wyłączany i następuje wstępny wybór przełożenia trzeciego. Co było powodem skonstruowania takiego rodzaju przeniesienia napędu?

Na pewno połączenie zalet skrzyni manualnej, czyli stałe, mechaniczne zazębienie kół i przeniesienie momentu napędowego z zaletami automatycznej przekładni, polegającej na samoczynnej zmianie przełożeń. Elektroniczne sterowanie pozwala na ciągle przenoszenie momentu obrotowego bez odczuwalnych zmian w „ciągu” podczas zmiany przełożeń.

Reklama

System ten trafił do seryjnej produkcji w 2008 roku i łączy w sobie komfort skrzyni automatycznej ze sportową dynamiką skrzyni manualnej. Przyczynia się także do znacznych oszczędności zużycia paliwa – do 6% w porównaniu do manualnej skrzyni biegów. Jest to możliwe dzięki rezygnacji ze sterowania hydraulicznego oraz dzięki wysokiej wydajności suchego sprzęgła podwójnego. Wśród kolejnych zalet można wymienić możliwość redukcji emisji CO2 o 8–12% w porównaniu do skrzyń manualnych i tradycyjnych skrzyń automatycznych.

Mokre czy suche?

Rodzaj sprzęgła podwójnego uzależniony jest od obciążenia sprzęgła. Istotną rolę odgrywa także maksymalny moment obrotowy. Podwójne suche sprzęgło sprawdza się doskonale w przypadku samochodów z momentem obrotowym do 250 Nm, czyli w małych i średnich samochodach z silnikami o pojemności 1.2, 1.4 lub 1.6 litra. Suche sprzęgło charakteryzuje się mniejszymi stratami zarówno podczas pracy, jak i na biegu jałowym. Dla porównania, podwójne mokre sprzęgła, zanurzone w oleju, stosowane są w samochodach wyższej klasy z momentem obrotowym powyżej 250 Nm. Ciepło wywołane zmianą biegów i przyspieszeniem pochłaniane jest przez olej w przekładni. Pomimo że podwójne mokre sprzęgło jest dostosowane do wyższych momentów obrotowych i samochodów o większej masie, przy zachowaniu tego samego rozmiaru co podwójne suche sprzęgło, to w momencie kiedy sprzęgło jest rozłączone, straty hydrauliczne obniżają jego efektywność. Dlatego suche sprzęgło dwutarczowe jest preferowane ze względu na swoją wydajność.

Konstrukcje jednotarczowe

Przed sprzęgłami podwójnymi w samochodowych układach przeniesienia napędu ciągle wykorzystuje się sprzęgła jednotarczowe. Te, w zależności od rodzaju silnika, z którym współpracują, posiadają koło zamachowe o dwóch masach – pierwotnej i wtórnej – co zmniejsza nadmierne drgania skrętne wału korbowego. Z dwumasowym kołem zamachowym współpracuje tarcza sprzęgła bez tłumika drgań, czyli tarcza sztywna. Osobną kwestią jest konstrukcja docisku sprzęgła. Ewoluuje on w stronę ujednolicenia siły dociskającej tarczę do koła zamachowego niezależnie od stopnia jej zużycia, czyli pośrednio niezależnie od wychylenia sprężyny centralnej. Ta ostatnia wraz ze zmianą wychylenia zmienia siłę docisku płyty dociskającej tarczę i umożliwia uślizg sprzęgła w chwili, kiedy jego grubość spadnie. Dociski z regulacją siły docisku mają oznaczenie SAC (Self Adjusting Clutch – sprzęgło samonastawne). W docisku tego typu zastosowano podkładki klinowe, które są przesuwane pod punktem podparcia sprężyny centralnej w miarę zużywania się tarczy sprzęgła. Dzięki temu w trakcie całego życia tarczy sprzęgła sprężyna docisku jest w tej samej pozycji, co skutkuje:

  • taką samą siłą docisku w przypadku tarczy nowej i zużytej,
  • taką samą siłą konieczną do obsługiwania pedału sprzęgła w przypadku tarczy nowej i zużytej.

W starszych samochodach stosowano tarcze bez tłumików drgań skrętnych w połączeniu ze standardowym kołem zamachowych o jednej masie. To rozwiązanie przenosiło wszystkie drgania z silnika na pozostałe części układu napędowego, co skutkowało dużymi wibracjami oraz skróceniem żywotności układu napędowego.

W samochodowych układach przeniesienia napędu w początkowych latach XX wieku stosowano pakiet tarcz sprzęgłowych, który był ściskany przekładkami. Dzięki temu konstrukcja przypominająca współczesne sprzęgło motocyklowe była niewielka i zdolna do przenoszenia dość dużych momentów obrotowych. Wynikało to ze zwielokrotnienia liczby par powierzchni trących, które w tradycyjnym sprzęgle jednotarczowym są dwie.

Reklama

O Autorze

autoEXPERT – specjalistyczny miesięcznik motoryzacyjny, przeznaczony dla osób zajmujących się zawodowo naprawą, obsługą, diagnostyką i sprzedażą samochodów oraz produkcją i sprzedażą akcesoriów motoryzacyjnych, części zamiennych i materiałów eksploatacyjnych.

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama