Przekazać moc

ZF
Maciej Blum
26.9.2016
Reklama
Reklama

Sprzęgła – tą nazwą określa się mechanizmy umożliwiające płynne łączenie i rozłączanie silnika spalinowego z pozostałymi elementami układu napędowego. Jest to konieczne podczas ruszania i zmiany biegów, a także w zapobieganiu przenoszenia się drgań skrętnych z wału korbowego na wały skrzyni przekładniowej.

Sprzęgła główne stosowane w pojazdach drogowych działają na zasadzie ciernej lub hydrokinetycznej. Spośród licznych odmian sprzęgieł ciernych w motoryzacji wykorzystuje się:
jedno- lub wielotarczowe, suche, z okładzinami ciernymi o wysokim współczynniku tarcia (większość głównych sprzęgieł samochodowych), wielotarczowe mokre (większość głównych sprzęgieł motocyklowych).

Sprzęgła cierne łączą sprzęgane wały dzięki siłom tarcia powstającymi między powierzchniami roboczymi. Pozwala to odpowiednio dozować wartości przekazywanych momentów i prędkości obrotowych (stopniowe sprzęganie wału zatrzymanego z ruchomym). Maksymalna wartość przenoszonego momentu uzależniona jest od liczby, średnicy i powierzchni elementów ciernych.

Przekroczenie maksymalnej wartości przekazywanego momentu powoduje samoczynne rozłączenie (poślizg) powierzchni ciernych sprzęgła. Klasyczne, jednotarczowe sprzęgło cierne przenosi moment obrotowy za pośrednictwem suchego tarcia mechanicznego. Składa się ono z następujących elementów:
przytwierdzonej do koła zamachowego oprawy sprzęgła ze sprężyną talerzową (w starszych konstrukcjach z zespołem sprężyn śrubowych) i pierścieniem dociskowym;
tarczy sprzęgła (przeważnie z tłumikiem drgań skrętnych) z przymocowanymi po obu jej stronach okładzinami ciernymi; koła zamachowego (a dokładniej: jego płaszczyzny ciernej i łożyska wałka sprzęgłowego skrzyni biegów); urządzenia wyłączającego sprzęgło (składającego się z łożyska wyciskowego i widełek wyłączających).

Sprzęgła cierne pojazdów samochodowych pozostają normalnie w pozycji włączonej, zapewniającej pełne przekazywanie momentu obrotowego z silnika do skrzyni przekładniowej. Między okładzinami ciernymi zazwyczaj znajduje się tłoczona tarcza, do której są one przytwierdzone. Przetłoczenie tarczy ma na celu płynne jej ściskanie, co powoduje płynne rozpoczęcie przekazywania napędu . Płaszczyzny cierne dociskane są do siebie przez sprężynę (sprężyny) za pośrednictwem pierścienia dociskowego. Dopiero po uruchomieniu przez kierowcę pedału lub dźwigni (w jednośladach) następuje poosiowe przesunięcie łożyska wyciskowego, powodujące zwolnienie docisku tarczy (tarcza sprzęgłowa może się teraz swobodnie obracać pomiędzy odsuniętym pierścieniem dociskowym a kołem zamachowym) i przerwę w przekazywaniu momentu obrotowego.

Przekazywanie sił z pedału lub dźwigni do mechanizmu wysprzęglającego odbywa się za pośrednictwem cięgien sztywnych lub elastycznych bądź też układów hydrostatycznych podobnych do używanych przy sterowaniu hamulców. Ponadto używane bywają do tego celu mechanizmy specjalne, do których należą: popularne w najmniejszych jednośladach samoczynne systemy odśrodkowe z wirującymi ciężarkami i dociskające powierzchnie cierne z siłą rosnącą wraz z prędkością obrotową wału korbowego; używane w cięższych pojazdach systemy półodśrodkowe, w których siła sprężyn dociskających tarcze cierne zastępowana jest w znacznej części siłą odśrodkową (co zmniejsza siłę potrzebną do rozłączania sprzęgła przy mniejszych prędkościach obrotowych wału korbowego).

Systemy automatycznego sterowania sprzęgłem w ich najstarszych, hydraulicznych wersjach stosowane są w autobusach miejskich i samochodach osobowych przystosowanych do kierowania przez inwalidów z upośledzeniem kończyn dolnych. Wykorzystują one siłowniki podobne do stosowanych przy hydrostatycznym przenoszeniu sił na mechanizm rozłączania sprzęgła, lecz siłę ludzkich mięśni zastępuje w nich dodatkowa, napędzana przez silnik pojazdu pompa hydrauliczna, która utrzymuje płyn roboczy pod zwiększonym ciśnieniem. Odpowiedni zawór otwiera zasilanie siłownika hydraulicznego dzięki mechanicznemu lub elektrycznemu sprzężeniu z dźwignią zmiany biegów. Po zamknięciu zaworu odpływ płynu z siłownika dławiony jest przez dyszę o ciasnym przelocie, co zapewnia łagodne włączanie sprzęgła i płynne ruszanie.

Reklama

Sprzęgła dwumasowe

Sprzęgła zwane dwumasowymi to właściwie dwumasowe koła zamachowe, do których przytwierdzone są pozostałe elementy sprzęgła, podobnie jak w rozwiązaniach tradycyjnych. Znacznie poprawiają one izolację układów napędowych i zabezpieczają je przed drganiami skrętnymi wałów korbowych powodujących hałaśliwą pracę i przyspieszone zużycie części. Jeden z elementów koła zamachowego, wyposażony w wieniec zębaty rozrusznika, połączony jest sztywno z wałem korbowym. Drugi, łożyskowany, jest połączony z pierwszym za pośrednictwem łożyska tocznego i sprzężony z nim sprężystym układem tłumiącym.

Reklama

Skrzynie dwusprzęgłowe

Skrzynie biegów wyposażone w podwójne sprzęgła zapewniają nieodczuwalne przełączanie biegów przy jednoczesnym obniżeniu zużycia paliwa podczas jazdy. Są to skrzynie mechaniczne, mimo wrażenia z jazdy przypisywanego automatom z hydraulicznym przemiennikiem momentu.

Ideą stworzenia takiej skrzyni biegów było połączenie efektywności manualnej skrzyni biegów i komfortu jazdy znanego ze skrzyń automatycznych. Sporym krokiem naprzód w przypadku skrzyń dwusprzęgłowych jest fakt ciągłego przekazywania napędu bez strat wynikających z mechaniki płynów obecnych w skrzyniach z hydraulicznym napędem przekładni planetarnych.

Więcej na temat sprzęgła znajduje się w numerze 9 magazynu autoEXPERT.

Reklama

O Autorze

Maciej Blum

Redaktor naczelny miesięcznika „autoEXPERT”

Tagi artykułu

Zobacz również

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę
Reklama