Zadaniem sprzęgła samochodowego jest zapewnienie przeniesienia napędu generowanego przez jednostkę napędową do skrzyni biegów poprzez rozłączanie oraz sprzęganie wału korbowego silnika z elementami układu napędowego auta. We współczesnych samochodach montowane są sprzęgła różnego typu. Dziś przyjrzymy się bliżej dwóm z nich – sprzęgłu elektromagnetycznemu oraz hydrokinetycznemu.

Najbardziej rozpowszechnionym obecnie rozwiązaniem jest, oczywiście, jedno-, dwu- lub wielotarczowe sprzęgło cierne, stosowane głównie wraz z manualnymi przekładniami. Jedno- i dwutarczowe sprzęgła cierne pracują najczęściej „na sucho”, natomiast wielotarczowe „na mokro” w otoczeniu oleju. Całkiem inaczej sprawy się mają w przypadku sprzęgła elektromagnetycznego oraz hydrokinetycznego.

Sprzęgło na bazie pola magnetycznego

W przypadku sprzęgła elektromagnetycznego przeniesienie napędu ma miejsce za sprawą pola magnetycznego, które oddziałuje na elektromagnesy. Te z kolei są sterowane za pomocą pedału sprzęgła. Przerwa w obwodzie elektrycznym powoduje wyłączenie lub włączenie sprzęgła. Przerywacz obwodu elektromagnesu jest montowany najczęściej na dźwigni zmiany biegów, przez co jej poruszenie powoduje przerwanie lub włączenie dopływu prądu do elektromagnesu i włączenie lub wyłączenie sprzęgła. Rozwiązanie elektromagnetyczne występuje w dwóch konstrukcjach – pierwsza wykorzystuje zaciski tarczowe, natomiast druga specjalny proszek znajdujący się między elementami sprzęgła.

Godnym uwagi jest szczególnie drugie rozwiązanie, w którym pomiędzy elementami napędzającymi oraz napędzanymi znajduje się pasta lub proszek ferromagnetyczny. Powstające pole magnetyczne sprawia, że powyższe substancje zaczynają tężeć, a więc następuje zmiana struktury wewnętrznej, która pod wpływem oddziaływania siły magnetycznej przybiera strukturę podobną do ciała stałego. Powoduje to, że elementy układu sprzęgła łączą się.

Sprzęgło na bazie pola magnetycznego

Zalety i wady

Ogromną zaletą sprzęgła elektromagnetycznego jest jego duża trwałość pod względem braku efektu ścierania się elementów sprzęganych. Na plus można zaliczyć również stopniowe włączanie się sprzęgła, dzięki czemu możliwe jest płynne ruszanie samochodu z miejsca, a także niewielkie rozmiary całej konstrukcji. Do wad sprzęgła elektromagnetycznego można zaliczyć dość skomplikowaną budowę całej konstrukcji oraz jej zależność od instalacji elektrycznej pojazdu, której awarie są stosunkowo częste. Mankamentem, zwłaszcza sprzęgieł proszkowych, jest dość szybkie zużywanie się pierścieni stykowych oraz szczotek na skutek wirowania elektromagnesów. Jednocześnie tego rodzaju sprzęgła są odporne na ścieranie się elementów sprzęganych.

Sprzęgło hydrokinetyczne

Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego jest bardziej złożona w porównaniu do sprzęgła elektromagnetycznego i opiera się na założeniu prof. Hermanna Föttingera (1877–1945), według którego rozwiązaniem zdającym egzamin będzie umieszczenie w jednej obudowie pompy oraz turbiny. Oba urządzenia napędzane są krążącą w obiegu zamkniętym cieczą w postaci oleju, emulsji lub wody. W efekcie praca sprzęgła odbywa się na skutek wymuszonego ruchu obrotowego z elementu czynnego do biernego. Tak skonstruowana koncepcja przeszła długą drogę ewolucji i w końcowym efekcie przyjęła ona zasadę działania sprzęgła kinetycznego, polegającą na wykorzystaniu bezwładności cieczy umieszczonej w sprzęgle.

Moment obrotowy przekazywany jest za pomocą cieczy krążącej pomiędzy łopatkami pompy i turbiną, które są przeciwlegle ustawione względem siebie. Siła napędowa trafia między wał korbowy a skrzynię biegów. Łopatki wirnika pompy odpowiedzialne za odbieranie przekazywanej energii znajdują się na wałku sprzęgłowym skrzyni biegów i są one wypełnione cieczą w 70-80 procentach objętości. Powstająca w wyniku obracania się wału korbowego oraz pracującej pompy energia kinetyczna powoduje poruszanie się odśrodkowe łopatek pompy. Energia ta w wyniku poruszania się łopatek turbiny zostaje zamieniona na energię mechaniczną. W tym przypadku przenoszony moment obrotowy jest zależny od wirowania cieczy. Sprzęgło hydrokinetyczne pracuje nieustannie z poślizgiem, przez co jego sprawność jest znacznie mniejsza niż np. standardowego sprzęgła ciernego. Takie rozwiązanie jest idealne dla automatycznych skrzyń biegów.

Zalety i wady

Sprzęgło hydrokinetyczne zapewnia płynne (nomen omen) przeniesienie momentu obrotowego, łagodne sprzęganie wału korbowego z wałem sprzęgłowym oraz wyjątkowo cichą pracę. Na plus można także zaliczyć bardzo dobre tłumienie drgań momentu obrotowego, niezłe zabezpieczenie układu przed przegrzaniem oraz przeciążeniem, a także stosunkowo wysoką trwałość takiej konstrukcji. Wadą sprzęgła hydrokinetycznego jest na pewno zmienny poślizg, który zmniejsza sprawność układu napędowego, konieczność zastosowania dodatkowego chłodzenia sprzęgła (zmiana energii mechanicznej na cieplną), a także dość duże gabaryty konstrukcji oraz długi czas potrzebny do włączenia lub wyłączenia sprzęgła.

Zniżka na części samochodowe

Opublikowane przez Daniel Bień

Odpowiedz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *