Sprzęgło samonastawne (samoregulujące) SAC zostało wprowadzone do powszechnego użycia w 1995 roku przez koncern LuK. Dziś ten rodzaj sprzęgła stosowany jest powszechnie w większości pojazdów. Ale w jakim celu skonstruowano ten rodzaj docisku?

Najważniejszą przesłanką było podniesienie komfortu użytkowania sprzęgła niezależnie od jego zużycia i przebiegu samochodu. Rozumiemy przez to, że w miarę zużywania się sprzęgła kierowca samochodu nie odczuwa zmiany położenia pedału sprzęgła, ani nie czuje, że sprzęgło zaczyna „brać zbyt wysoko”. Kolejnym powodem jest utrzymywanie stałej siły docisku tarczy sprzęgła do koła zamachowego, co znacząco wpływa na trwałość sprzęgła, szczególnie w połączeniu z silnikami o dużym momencie obrotowym.

Na czym polega samonastawność sprzęgła?

Sprzęgło samonastawne to właściwie sam docisk, w którego konstrukcji zastosowano sprężynę czujnikową, zmieniającą swoje położenie w trakcie zużywania się tarczy sprzęgła. Sprężyna ta utrzymuje stałe położenie sprężyny „słoneczka” w czasie, gdy płyta dociskowa sprzęgła dociska coraz cieńszą tarczę sprzęgła. Dzięki temu płyta dociskowa działa na tarczę ze stałą siłą. W przypadku sprzęgła starszej konstrukcji, czyli niewyposażonego w mechanizm samoregulacji, w miarę zużywania się tarczy sprzęgła płyta dociskowa dociska coraz cieńszą tarczę sprzęgła, ale przy tym wymuszone jest postępujące przegięcie sprężyny centralnej (słoneczka), co skutkuje:

• zmianą położenia punktu zasprzęglania w trakcie użytkowania pojazdu,
• zmniejszaniem siły dociskającej tarczę wraz z postępującym jej zużywaniem.

Analizując powyższe punkty, można dojść do dwóch wniosków. Pierwszym jest fakt, że kierowca samochodu z tradycyjnym sprzęgłem może się zorientować, kiedy zużywa się sprzęgło, natomiast drugim jest możliwość prześlizgiwania się sprzęgła przez niedostateczną siłę dociskającą tarczę.

Można by pomyśleć, że sprzęgło samonastawne jest więc stworzone po to, by kierowca, nie czując stanu sprzęgła, doprowadził do całkowitego jego zużycia, a w efekcie zniszczenia docisku i koła zamachowego przez kontakt z nimi nitów mocujących okładziny. Jeszcze 20 lat temu takie rozumienie mogło mieć uzasadnienie, jednak dziś – w przypadku wytrzymałości sprzęgieł na poziomie 200 tysięcy kilometrów i wymiany zawsze kompletu – teza ta jest, ogólnie rzecz ujmując, nieprawdziwa.

Generacje sprzęgła SAC

SAC używa czujnika obciążenia (sprężyny czujnikowej), aby aktywować funkcję regulacji zużycia poprzez obrót pierścienia regulacyjnego. Ta funkcja regulacji zużycia redukuje niezbędną siłę wysprzęglania, a jednocześnie wydłuża żywotność sprzęgła o 50%.

Z uwagi na fakt, iż zapewnienie wysokiego komfortu użytkowania, oprócz małej siły wysprzęglania, wymaga harmonicznej krzywej tej siły, SAC umożliwia jej dostosowanie do charakterystyki każdego pojazdu. To zadanie spełnia sprężyna czujnikowa, pozwalająca uzyskać płaską charakterystykę siły wysprzęglania. W sprzęgle SAC drugiej generacji sprężyna czujnikowa nie ma zastosowania jako czujnik obciążenia. Zredukowaną charakterystykę uzyskano dzięki odpowiednio uformowanym końcówkom czujnikowym w głównej sprężynie talerzowej i specjalnym sprężynom stycznym. Dzięki temu mechanizm samonastawny jest mniej podatny na większe skoki łożyska wysprzęglającego. Jest to możliwe dzięki zastosowaniu sprężyn stycznych o zredukowanej charakterystyce i sprężyny czujnikowej o liniowym przebiegu charakterystyki, sięgającej poza oś obrotu głównej sprężyny talerzowej. W wielu przypadkach sprężyna czujnikowa występuje w postaci specjalnych zakończeń uformowanych wprost na sprężynie talerzowej. Oddzielna sprężyna czujnikowa jest tu zbędna. Nowy typ SAC II pozwala zredukować siłę wysprzęglania nawet o 15%, bez wpływu na wielkość przenoszonego momentu obrotowego. Alternatywnie siła wysprzęglania pozostaje bez zmian a dodatkowy potencjał jest wykorzystany do optymalizacji charakterystyki sprzęgła. 

Czujnik obciążenia w sprzęgle SAC rozpoznaje wzrost siły wysprzęglania i dokonuje kompensacji grubości zużytych okładzin tarczy. W odróżnieniu od klasycznych sprzęgieł, sprężyna talerzowa nie jest przynitowana na stałe, lecz podparta ruchomą sprężyną czujnikową. Sprężynę czujnikową, w odróżnieniu do mocno zredukowanej charakterystyki roboczej sprężyny talerzowej, charakteryzuje duży zakres prawie stałej siły działania. Górny próg ugięcia sprężyny czujnikowej jest ustawiony nieco powyżej żądanej siły wysprzęglania. Tak długo, jak siła wysprzęglania jest mniejsza niż wartość siły ugięcia sprężyny czujnikowej, punkt obrotu sprężyny talerzowej nie ulega zmianie. Wraz ze wzrostem zużycia okładziny siła wysprzęglania rośnie powyżej wartości siły podparcia sprężyny czujnikowej, powodując przesunięcie punktu podparcia sprężyny talerzowej w kierunku koła zamachowego, do pozycji, w której nastąpi ponowne zrównanie wartości tych sił. Wraz z ugięciem sprężyny czujnikowej powstaje luka pomiędzy punktem podparcia a korpusem docisku, która może być skompensowana np. przez obrót pierścienia w formie klinów.

Budowa sprzęgła samonastawnego z czujnikiem obciążenia

W porównaniu do konwencjonalnych sprzęgieł, jedynymi dodatkowymi elementami potrzebnymi w tym modelu sprzęgła są:

• sprężyna czujnikowa;
• pierścień nastawczy.

Sprężyna czujnikowa jest podwieszona na zewnątrz w korpusie docisku i podpiera wewnętrznymi wygięciami sprężynę talerzową. Z uwagi na działanie sił odśrodkowych, kliny zapewniające kompensację, ustawione są zgodnie z kierunkiem obrotu. Stalowy pierścień nastawczy wykonany w formie klinów porusza się w interakcji z zagłębieniami w korpusie docisku. Jest on naprężony w kierunku obrotu siłą sprężynek nastawczych, co umożliwia kompensację luki pomiędzy sprężyną talerzową a korpusem docisku, powstałej w chwili ugięcia sprężyny czujnikowej. Dodatkową zaletą sprzęgła SAC jest większa rezerwa na zużycie, która już nie zależy od długości krzywej sprężyny talerzowej (jak w konwencjonalnych sprzęgłach), lecz od wysokości klinów, i może być zwiększona do 3 mm dla małych sprzęgieł i do 10 mm dla bardzo dużych sprzęgieł.