Alternatywne sprzęgła samochodowe – elektromagnetyczne i hydrokinetyczne
Źródło: pixabay.com

Alternatywne sprzęgła samochodowe – elektromagnetyczne i hydrokinetyczne

13 Listopada 2020

Sprzęgło to jeden z najważniejszych elementów w samochodzie. Pozwala bowiem na przeniesienie momentu obrotowego w skrzyni manualnej. Większość producentów stawia na sprawdzone i istniejące na rynku już od dziesięcioleci sprzęgło cierne. Ale są także dwie, o wiele nowsze alternatywy. Które jest najlepsze?

Sprzęgło w samochodzie – zastosowanie i funkcje

Być może wiesz, do czego służy sprzęgło w aucie. Podstawową jego funkcją jest przeniesienie napędu przez silnik do skrzyni biegów. Jeśli jest automatyczna, wówczas sprzęgło jest niepotrzebne, a przełożenia są przekładane samoczynnie. Jeśli jednak mówimy o skrzyni manualnej, to ten element musi się pojawić. Oczywiście, sterowanie sprzęgłem odbywa się poprzez pedał umieszczony w kabinie.

Jak już powiedzieliśmy sobie na wstępie, najczęściej stosowane jest sprzęgło cierne. Może być jednotarczowe, dwutarczowe lub wielotarczowe. Mamy, rzecz jasna, także sprzęgło elektromagnetyczne i hydrokinetyczne. To trzy podstawowe typy, jeśli omawiamy wyposażenie samochodu z manualną skrzynią biegów.

Do czego tak naprawdę potrzebne jest każde sprzęgło, bez względu na rodzaj? Pozwala na przełożenie momentu obrotowego silnika na skrzynię biegów. W ten sposób można zwiększać lub zmniejszać przekładnie (w postaci biegów), by móc dopasować sposób działania jednostki napędowej, a więc przede wszystkim obroty. Chodzi o to, by jazda jak najmniej obciążała motor i była jak najbardziej wydajna i ekologiczna.

Sprzęgło elektromagnetyczne – konstrukcja, sposób działania

Podstawowa różnica polega na sposobie przenoszenia napędu. W modelu elektromagnetycznym dzieje się tak w wyniku oddziaływania pola magnetycznego na elektromagnesy. To kierowca wprawia w ruch siłę poprzez naciśnięcie pedału sprzęgła. I w tym przypadku możemy zaobserwować różnice konstrukcyjne: mamy zaciskane tarcze lub specjalny proszek umieszczony między elementami. Czym się różnią?

Przy zaciskanej tarczy ciernej uzwojenie magnesu umieszcza się najczęściej w kole zamachowym. W ten sposób prąd, który dopływa do magnesu, pozwala na stworzenie pola magnetycznego i przysuwa tarczę dociskową do tarczy sprzęgła, czyli robi to, co my zwykle poprzez linkę w modelu klasycznym. Z kolei po naciśnięciu pedału sprzęgła następuje rozłączenie, bo do magnesu nie dochodzi prąd.

W drugim rodzaju wykorzystuje się specjalne sprzęgła proszkowe tarczowe lub proszkowe bębnowe. Warto zwrócić uwagę na ich konstrukcję. Między elementami napędzanymi i napędzającymi znajduje się pasta lub proszek ferromagnetyczny. Substancja, pod wpływem powstawania pola magnetycznego, zaczyna tężeć i przypomina ciało stałe. W ten sposób elementy układu mogą się łączyć i odpowiadać za docisk tarcz.

Wady i zalety sprzęgła elektromagnetycznego

Największą zaletą sprzęgła tego typu jest trwałość. Nie ma tu mowy o efekcie ścierania się elementów sprzęganych. To znacznie wydłuża żywotność całego sprzęgła, które w normalnych warunkach prędzej czy później musi się zetrzeć. W ten sposób wybór takiej części pozwala na zaoszczędzenie pieniędzy na częstym serwisowaniu. Warto brać to pod uwagę.

Sprzęgło bazujące na działaniu magnesów jest o wiele bardziej płynne niż to na lince. Co to oznacza? Że w przypadku jego montażu można zadbać o bardziej płynną, lekką i delikatną jazdę. Łatwiej wyczuć, jak regulować położenie pedału sprzęgła, dzięki czemu można zadbać o większą żywotność całego układu. Zaletą jest także rozmiar – sprzęgło elektromagnetyczne jest niewielkie i stosunkowo lekkie.

A minusy? Na pewno wada takiego rozwiązania jest skomplikowana konstrukcja, która może powodować problemy – rzadkie, ale za to dość poważne. Co ważne, tego rodzaju sprzęgło jest całkowicie zależne od instalacji elektrycznej w aucie, więc w przypadku, gdy brakuje zasilania, także sprzęgło nie będzie działało. Eksploatacyjnie problemy są związane jedynie z proszkiem. Dość szybko mogą zużyć się szczotki i pierścienie stykowe. Warto więc wiedzieć, jakie są zalety i felery sprzęgła elektromagnetycznego oraz hydrokinetycznego.

Jak jest zbudowane i w jaki sposób działa sprzęgło hydrokinetyczne?

Czas na drugi rodzaj sprzęgła – hydrokinetyczne. Co ciekawe, sam pomysł nie jest nowy. Opracowanie technologii przypisuje się prof. Hermannowi Föttingerowi jeszcze w pierwszej połowie XX wieku. W myśl tego, co opracował, praca sprzęgła odbywa się przez wymuszony ruch obrotowy – prowadzony z elementu czynnego do biernego. Tylko co to tak naprawdę znaczy?

W jednej obudowie umieszczony jest płyn krążący pomiędzy łopatkami pompy oraz turbiny. Te umiejscowione są w jednym pudełku, przeciwlegle do siebie. Siła napędowa jest przenoszona między wałem korbowym a skrzynią biegów poprzez wykorzystanie bezwładności cieczy. Wirnik pompy wprawia w ruch wodę lub olej (są także specjalne płyny), a łopatki wirnika turbiny odbierają przekazywaną energię.

Energia kinetyczna powstaje przez obracający się wał korbowy oraz pracującą pompę. Płyn wpływa między łopatki turbiny i w ten sposób energia ta zamieniana jest z powrotem na energię mechaniczną. Dlatego przenoszony moment obrotowy zależny jest od wirowania cieczy. Wynika z tego, że im większy jest poślizg sprzęgła, tym większy moment może zostać przeniesiony.

Sprzęgło hydrokinetyczne – wady i zalety

Oczywiście nie ma rozwiązań idealnych, więc sprzęgła elektromagnetyczne i hydrokinetyczne mają wiele wad. Największą jest zmienny poślizg, który ma wpływ na sprawność całego układu napędowego. Ponadto trzeba stosować dodatkowe chłodzenie tego elementu, gdy energia mechaniczna zamieniana jest na energię cieplną. Minusem są także duże gabaryty. Najczęściej dokuczać Ci może późna reakcja sprzęgła. Potrzebuje ono czasu, by się włączyć.

Jednocześnie tego rodzaju sprzęgło zapewnia płynne przeniesienie momentu obrotowego. To oznacza, że pracuje bardzo cicho i delikatnie, a sprzęganie wału korbowego z wałem sprzęgowym jest lekkie i nie powoduje wielu problemów z utrzymaniem jakość powierzchni. Te nie ścierają się i nie psują pod wpływem pracy jednostki napędowej.

Doskonałe tłumienie drgań sprawi, że jazda autem z takim sprzęgłem jest o wiele bardziej komfortowa, zwłaszcza dla pasażerów. Moment obrotowy nie produkuje wielu hałasów, nie przenosi drgań, nie ma ryzyka przeciążenia (a na pewno zdarza się ono niezwykle rzadko). Konstrukcja jest trwała, więc nie ma problemu z częstą koniecznością serwisowania auta wyposażonego w takie rozwiązanie.

Jak popularne są inne niż cierne rodzaje sprzęgieł?

Nowoczesne sprzęgło elektromagnetyczne i hydrokinetyczne najczęściej pojawia się w większych, współczesnych samochodach. Stosuje się je w SUV-ach i crossoverach, rzadziej w samochodach miejskich czy z segmentu C. Coraz częściej jednak te rodzaje sprzęgła są wybierane przez producentów ze względu na ich właściwości oraz możliwości.

Następny artykuł