Alternatywne sprzęgła samochodowe – elektromagnetyczne i hydrokinetyczne

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.