Jak działa sprzęgło

Jak działa sprzęgło

Sprzęgło samochodowe to niezwykle istotne urządzenie zbudowane z wielu elementów, dzięki któremu możliwe jest płynne rozłączenie wałka skrzyni biegów od wału korbowego silnika w celu zmiany biegów lub zatrzymania pojazdu. Dzięki jego elementom wałek przekładni otrzymuje moment obrotowy od wału korbowego. Jego rola jest znacząca, ponieważ bez sprzęgła silnik spalinowy gasłby podczas postoju. W tym artykule wyjaśniamy jego budowę, zasadę działania oraz jakie rodzaje sprzęgieł można znaleźć w pojazdach.

Elementy sprzęgła

Elementy sprzęgła

Sprzęgło cierne, bo to właśnie ono w większości przypadków łączy silnik ze skrzynią biegów w samochodzie, składa się z wielu elementów. Podstawowymi wśród nich są tarcza sprzęgła, tarcza dociskowa i łożysko wyciskowe naciskające na sprężynę talerzową. Pierwsza z nich zamontowana jest na wałku sprzęgłowym, dzięki któremu tarcza sprzęgłowa obraca się i przesuwa wzdłuż wału. Kolejnym elementem jest koło zamachowe, do którego od strony silnika przymocowany jest wał korbowy, a od strony skrzyni biegów połączone jest z dociskiem. To właśnie dzięki tarczy dociskowej koło zamachowe przenosi moment obrotowy z wału korbowego na tarczę cierną sprzęgła. Po wciśnięciu pedału sprzęgła dochodzi do przesunięcia łożyska wyciskowego (zwanego potocznie oporowym), które naciska na sprężynę talerzową, sprawiając, że koło zamachowe i tarcza cierna oddzielają się od siebie. Sprzęgło zostaje wtedy rozłączone.

Jak działa sprzęgło cierne?

Sprzęgło służy do przekazywania momentu obrotowego z silnika do skrzyni biegów w samochodzie. Jest ono wymagane do bezpiecznego uruchomienia silnika i podtrzymywania jego pracy podczas postoju bez przenoszenia napędu na koła. Ponadto umożliwia zmianę przełożeń i wyrównanie obrotów silnika. Od strony aktywnej, czyli napędowej znajduje się wał korbowy, do którego przytwierdzone jest koło zamachowe. Moment obrotowy z silnika trafia na koło zamachowe i zamontowany do niego docisk poprzez wał, a następnie przekazywany jest na tarczę sprzęgła (stronę bierną). Ta natomiast oprócz przenoszonych obrotów wykonuje również ruch posuwisty na wałku sprzęgłowym zależnie od zaangażowania pedału sprzęgła, umożliwiając rozłączanie lub załączanie napędu. Wałek sprzęgłowy połączony z wałem korbowym otrzymuje moment obrotowy od tarczy sprzęgła na zasadzie tarcia. Tarcza dociskana jest do koła zamachowego dzięki sprężynie talerzowej docisku. Następnie obroty przekazywane są do skrzyni biegów i układu napędowego.

Pedału sprzęgła

Po wciśnięciu pedału sprzęgła w celu zatrzymania pojazdu lub zmiany biegu następuje jego rozłączenie, czyli odsunięcie tarczy ciernej od koła zamachowego. Jest to możliwe dzięki widełkom angażującym łożysko oporowe, które w konsekwencji odciąga tarczę dociskową. Gdy puszczamy nogę z pedału sprzęgła, docisk z powrotem przesuwa tarczę cierną w stronę koła zamachowego, umożliwiając ponowne połączenie całego mechanizmu.

Jak ważne jest sprzęgło w samochodzie?

Sprzęgło cierne jest podzespołem niezbędnym w każdym aucie z silnikiem spalinowym ze względu na charakterystykę jego pracy. Do obciążenia jednostki napędowej konieczne jest osiągnięcie wymaganych obrotów, co najmniej obrotów biegu jałowego (ok. 600-1000 obr/min, a w przypadku zimnego silnika jeszcze wyższych). Dodatkowo, aby obciążyć jednostkę napędową, czyli połączyć wał korbowy ze skrzynią biegów, silnik musi być na chodzie, ponieważ jego obroty nie rozpoczynają się od zera. W związku z tym rozłączenie napędu za pomocą sprzęgła jest niezbędne do płynnego uruchomienia silnika, jak również wyrównuje jego obroty podczas rozpoczynania jazdy i przy zmianie biegów.

Silniki elektryczne ze względu na odmienny charakter pracy nie potrzebują sprzęgła, ponieważ tego typu jednostki napędowej nie trzeba uprzednio wprawić w ruch, aby ją obciążyć. Dlatego też w samochodach elektrycznych lub hybrydowych ten podzespół nie jest konieczny.

Rodzaje sprzęgieł samochodowych

Oprócz opisanego już sprzęgła ciernego, które jest najczęstszym rodzajem tego podzespołu występującym w samochodach osobowych, istnieją jeszcze sprzęgła hydrokinetyczne i elektromagnetyczne.

Dwusprzeglowa

Typ cierny dzieli się na kilka podkategorii w zależności od paru czynników. Biorąc pod uwagę budowę podzespołu rozróżniamy sprzęgła jedno-, dwu- i wielotarczowe. Ostatnie z nich mają podobną zasadę działania, co tradycyjne sprzęgło jednotarczowe, ale dzięki obecności wielu tarcz są w stanie przenosić większy moment obrotowy i lepiej znoszą tarcie. W związku z tym znajdują zastosowanie w ciężarówkach i pojazdach terenowych.

Kolejnym czynnikiem decydującym o podziale sprzęgieł ciernych są warunki, w jakich podzespół funkcjonuje – mogą być to elementy suche lub mokre, które działają w oleju. Nie bez znaczenia jest również sposób sterowania urządzenia i wykorzystanych w tym celu elementów, które decydują o podziale podzespołów na hydrauliczne, pneumatyczne i mechaniczne.

Ze względu na sposób załączania rozróżnia się mechanizmy manualne lub elektroniczne. Najczęściej występującym w samochodach osobowych jest mechanizm cierny, jednotarczowy, suchy i sterowany mechanicznie. Do jego zalet należą prostota i łatwość serwisowania oraz stosunkowo dobra wytrzymałość poszczególnych elementów. Do wad zaliczyć można ograniczony moment obrotowy przenoszony przez układ.

Typ hydrokinetyczny to konwerter momentu obrotowego, który można spotkać w tradycyjnych skrzyniach automatycznych. Przenoszenie momentu obrotowego odbywa się w nim przy pomocy płynu hydraulicznego i następuje pomiędzy pompą od strony wału korbowego a turbiną po stronie układu napędowego. Tego typu sprzęgło pracuje przez cały czas z poślizgiem, dlatego może dochodzić do zmniejszenia osiągów podzespołu i zwiększenia zużycia paliwa. Ponadto mechanizm zajmuje wiele miejsca, a koszty wymiany są wyższe w porównaniu z tradycyjnym układem. Ze względu na płynne przenoszenie momentu obrotowego i w konsekwencji łagodniejszy rozruch, niższe zużycie okładzin ciernych oraz ochronę elementów układu napędowego wykorzystuje się je w cięższych autach i pojazdach terenowych, które są użytkowane w trudnych warunkach. Dodatkową zaletą jest ciche działanie układu.

Ostatnim typem jest mechanizm elektromagnetyczny wykorzystujący elektromagnes do rozłączania tarcz ciernych. Ponieważ tego typu układ wymaga ciągłego doprowadzania prądu, nie jest on zbyt popularnym rozwiązaniem. Dodatkowo koszty serwisowe w tym przypadku są dość wysokie, ponieważ specyfika działania elektromagnesu powoduje szybkie zużycie niektórych elementów. Tego typu sprzęgło można znaleźć w niektórych crossoverach i SUV-ach. Częściej jednak wykorzystuje się je w napędach kompresorów klimatyzacji i wentylatorów chłodzących silnik.

Jak używać sprzęgła?

W przypadku sprzęgieł w skrzyniach automatycznych nie musimy się zanadto kłopotać, ponieważ nie mamy na nie jako takiego wpływu. Jednakże w samochodach ze skrzyniami manualnymi, to od naszego zachowania podczas jazdy zależy żywotność i wydajność tego podzespołu. Dla wydłużenia okresu eksploatacyjnego i zadbania o jego stan warto wprowadzić lub zmienić parę nawyków. Trzeba pamiętać o wciskaniu pedału sprzęgła podczas uruchamiania i gaszenia silnika. Ważna jest płynna jazda, a przy zmianie biegów pedał należy wciskać aż do podłogi. Nie powinno się trzymać nogi na pedale przez cały czas, aby nie dochodziło do jazdy na półsprzęgle i w konsekwencji szybszego ścierania okładzin ciernych. Zbyt raptowne hamowanie silnikiem jest również destrukcyjne dla elementów sprzęgła. Aby ten podzespół służył nam jak najdłużej, ważne jest płynne ruszanie samochodem i unikanie gwałtownego przyspieszania. Wprowadzenie tych paru zmian do codziennej jazdy pozwoli nam uniknąć niespodziewanych wydatków na naprawę i wydłuży okres eksploatacji poszczególnych elementów.

[Głosów: 0   Average: 0/5]