A A A

Sprzęgło

W samochodzie, sprzęgłem nazywamy mechanizm pozwalający na czasowe odłączanie oraz łagodne i stopniowe łączenie silnika z pozostałymi mechanizmami przeniesienia napędu. Sprzęgło znajduje się zawsze pomiędzy silnikiem a skrzynką biegów.

Konieczność zastosowania sprzęgła wynika z właściwości pracy silnika spalinowego.

Parowóz kolejowy nie ma sprzęgła. W parowozie, przez stopniowe otwieranie zaworu, zwiększa się stopniowo ciśnienie pary na tłok i tłok zaczyna powoli przesuwać się, uruchamiając parowóz. W silniku samochodowym nie można uzyskać takiej powolnej stopniowo wzrastającej siły napędowej.

Wiemy, że przy spalaniu mieszanki ciśnienie w cylindrach silnika spalinowego wzrasta bardzo szybko, a więc wał korbowy silnika nie może się obracać powoli (np. z szybkością 5 obrotów na minutę). Najniższa liczba obrotów wału korbowego wynosi około 500 obrotów na minutę. Jeżeli silnik byłby bezpośrednio połączony z układem napędowym, to przy takiej liczbie obrotów wału korbowego samochód ruszałby z miejsca z tak dużym „zrywem", że nie wytrzymałyby tego ani mechanizmy ani pasażerowie. Sprzęgło umożliwia również zmianę biegów w skrzynce biegów oraz chroni silnik i zespoły napędu przed uszkodzeniami w przypadku nagłego zahamowania.

Aby lepiej zrozumieć działanie sprzęgła ciernego, wykonamy proste doświadczenie. Na stole układamy dwie długie kartki papieru w ten sposób, aby jedna częściowo przykrywała drugą. Jeżeli pociągniemy kartkę jak na rysunku V-4 a, to kartkę dolną wyciągniemy spod górnej, która zostanie na miejscu. Ułożymy ponownie kartki, a w miejscu, gdzie zachodzą na siebie postawimy kałamarz (rys. V-4b). Pociągając teraz za kartkę leżącą na spodzie zauważymy, że obie kartki przesuwają się równocześnie: kartka ciągnąca (silnik) i kartka ciągniona (koła samochodu). „Sprzęgłem" w tym przypadku były powierzchnie papieru przyciśnięte kałamarzem. To „sprzęgło" zaczęło działać dopiero wtedy, kiedy ciężar kałamarza wywołał nacisk pomiędzy kartkami papieru. Nacisk ten wywołuje siłę tarcia między kartkami z chwilą pociągnięcia za jedną z nich.

Sprzęgło samochodowe wprawdzie działa na zasadzie podobnej jak w wykonanym doświadczeniu, lecz zamiast ruchu liniowego przekazywać musi ruch obrotowy.

Do obracającego się wału korbowego przykręcone jest na stałe koło zamachowe. Koło zamachowe jest równocześnie tarczą metalową, do której przyciskana będzie tarcza sprzęgła. Ponieważ w przypadku pokazanym ma rysunku V-5a tarcza sprzęgła odsunięta jest od koła zamachowego, to tarcie między tarczami nie występuje i wałek sprzęgłowy nie obraca się. Jeżeli natomiast tarcza sprzęgła wraz z wielowypustem zostanie przesunięta wzdłuż wałka sprzęgłowego i przyciśnięta do koła zamachowego, to będzie się obracać równocześnie z wałem korbowym.

Jeżeli tarcza cierna sprzęgła będzie miała pewien poślizg względem koła zamachowego, to obroty wałka sprzęgłowego mogą być wolniejsze, niż obroty silnika. Poślizgowi tarczy sprzęgła zapobiega bardzo silna sprężyna, która bez przerwy dociska tarczę cierną do koła zamachowego. W ten sposób, sprzęgło jest stale włączone.

W rzeczywistości sprzęgło samochodu jest bardziej skomplikowane. Tarcza cierna sprzęgła dociskana jest z obydwu stron. Na kole zamachowym przykręcona jest pokrywa sprzęgła w kształcie misy.

Wewnątrz tej pokrywy znajduje się sześć sprężyn śrubowych, które dociskają dodatkowy metalowy pierścień dociskowy. Pomiędzy metalowym pierścieniem dociskowym a kołem zamachowym znajduje się tarcza cierna.

Przy naciśnięciu pedału łożysko oporowe naciska na dźwignie wyłączające, a te odciągają metalowy pierścień dociskowy. Zwolniona w ten sposób tarcza cierna nie przenosi napędu na wałek sprzęgłowy.

Do tarczy ciernej przynitowane są z obydwu stron specjalne okładziny. Okładziny te wykonane są z tworzywa o dużym współczynniku tarcia (np. Ferrodo). Ponieważ okładziny ścierają się, metalowy pierścień dociskający tarczę będzie osiadać coraz bliżej koła zamachowego. W wyniku tego, w miarę zużywania okładzin, należy regulować długość cięgieł wyłączających.

W niektórych samochodach stosuje się sprzęgła hydro- kinetyczne. W odróżnieniu od sprzęgła ciernego przeniesienie napędu odbywa się tutaj przez cząsteczki płynu (oleju), który zawirowany przez łopatki pompy uderza o łopatki turbiny. Sprzęgło takie charakteryzuje duży poślizg w przypadku dużych różnic obrotów pompy i turbiny, a bardzo mały poślizg po wyrównaniu obrotów.

Sprzęgło hydrokinetyczne stosuje się niezależnie od normalnego sprzęgła ciernego.

Pomiędzy pedałami sprzęgła a tuleją przesuwaną łożyska oporowego sprzęgła, znajduje się zwykle układ dźwigni i cięgieł wyłączających.

Zbyt duże lub zbyt małe luzy tych dźwigni utrudnić mogą właściwą pracę sprzęgła.