Co to jest podwójne sprzęgło w samochodzie (urządzenie i zasada działania)
Zawartość
Elementy przekładni każdego samochodu są zaprojektowane tak, aby zapewnić przeniesienie momentu obrotowego silnika na koła napędowe. U zarania motoryzacji urządzenia pełniące tę funkcję nie były zbyt wydajne ze względu na prostotę konstrukcji. Modernizacja prezentowanych węzłów doprowadziła do tego, że możliwe było osiągnięcie płynnej zmiany biegów bez utraty mocy i charakterystyki dynamicznej auta.
Sprzęgło odgrywa kluczową rolę w przenoszeniu momentu obrotowego. Ten złożony węzeł przeszedł wiele zmian, zanim stał się tym, do czego przywykliśmy go teraz.
Wiele ulepszeń, które trafiły do cywilnego przemysłu motoryzacyjnego, zostało zapożyczonych z samochodów wyścigowych. Jeden z nich można przypisać tak zwanemu podwójnemu sprzęgłu, o którym będziemy rozmawiać w tym artykule.
Jaka jest różnica między dwusprzęgłową skrzynią biegów a automatyczną skrzynią biegów i manualną skrzynią biegów?
Spróbujmy dowiedzieć się, czym jest to dziwaczne dzieło inżynierii. Sama koncepcja podwójnego sprzęgła sugeruje, że taka konstrukcja przewiduje obecność 2 elementów.
Tak jest, ten typ sprzęgła wyróżnia obecność dwóch napędzanych tarcz ciernych, ale nie wszystko jest tak proste, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka.
Prezentowany typ mechanizmu jest sparowany z zrobotyzowanymi skrzyniami biegów. W tym przypadku mówimy o sparowanych skrzyniach biegów, które odpowiadają za włączanie określonego zestawu prędkości. Jeden odpowiada za biegi nieparzyste, a drugi za parzyste.
Być może definiującą różnicę między dwusprzęgłową skrzynią biegów a wszystkimi innymi jest obecność tak zwanego podwójnego wału. W pewnym stopniu jest to ta sama przekładnia o bardziej skomplikowanej konstrukcji.
Koła zębate na wale zewnętrznym takiego zestawu kół zębatych sprzęgają się z kołami parzystymi, a koła zębate tzw. wału wewnętrznego współpracują z kołami nieparzystymi.
Sterowanie prezentowanymi przekładniami odbywa się dzięki systemowi napędów hydraulicznych i automatyzacji. Warto zaznaczyć, że prezentowany typ skrzyni biegów, w przeciwieństwie do automatycznej skrzyni biegów, nie jest wyposażony w zmiennik momentu obrotowego.
W takim przypadku zwykle mówi się o dwóch rodzajach sprzęgła: suchym i mokrym. Zajmiemy się nimi bardziej szczegółowo poniżej w tekście.
Zasada działania
Po zapoznaniu się z niektórymi cechami konstrukcyjnymi prezentowanego węzła spróbujmy zrozumieć zasadę jego działania.
Jeśli nie zagłębisz się w techniczne subtelności, algorytm pracy można podzielić na kilka etapów:
- Po rozpoczęciu ruchu na pierwszym biegu system przygotowuje się do włączenia kolejnego;
- Po osiągnięciu pewnego momentu odpowiadającego ustalonej charakterystyce prędkości pierwsze sprzęgło zostaje odłączone;
- Drugie sprzęgło włącza się, zapewniając automatyczne włączenie drugiego biegu;
- Analizując proces zwiększania obrotów silnika, siłowniki realizujące polecenia pochodzące z modułu sterującego przygotowują się do włączenia trzeciego biegu.
Kolejne włączenie prędkości odbywa się zgodnie z tą samą zasadą. Warto podkreślić, że system czujników zainstalowany w prezentowanej postaci skrzyni biegów pozwala na analizę różnych parametrów, m.in.: prędkości koła, położenia dźwigni zmiany biegów, intensywności wciskania pedału gazu/hamulca.
Analiza otrzymanych danych, automatyzacja i dobór trybu optymalnego dla konkretnej sytuacji.
Między innymi warto zauważyć, że w obecności takiego systemu po prostu nie ma pedału sprzęgła. Wybór biegów odbywa się automatycznie, a w razie potrzeby ręcznie za pomocą przycisków sterujących umieszczonych w kierownicy.
Urządzenie mechanizmu
Aby bardziej szczegółowo zapoznać się z prezentowanym węzłem, konieczne jest przestudiowanie samego urządzenia mechanizmu, które zapewnia płynną zmianę biegów.
W przeciwieństwie do wszystkich innych rodzajów sprzęgła, ta odmiana wyróżnia się obecnością wielu unikalnych węzłów i elementów.
Tak więc system ten obejmuje następujące kluczowe elementy:
- pakiet tarcz ciernych;
- ciało z suchą lub olejową miską;
- mechatroniczny.
Jeśli pierwsze dwa węzły są wystarczająco znane kierowcom, to trzeci sprawia wrażenie czegoś dotychczas nieznanego.
A więc mechatronika, to zaawansowane technologicznie sprzęgło, które pozwala na zamianę sygnałów elektrycznych na pracę mechaniczną zespołów uruchamiających.
Mechatronika współczesnego samochodu z reguły składa się z dwóch elementów: jednostki elektromagnetycznej i tablicy kontrolnej.
Pierwszy to zestaw zaworów elektromagnetycznych, tzw. solenoidów. Wcześniej zamiast elektrozaworów stosowano hydrauliczne mechanizmy dystrybucji, tzw. hydrobloki. Jednak ze względu na ich niską wydajność zostały zastąpione bardziej zaawansowanymi urządzeniami elektromagnetycznymi.
Rozważ podstawowe cechy sprzęgieł mokrych i suchych.
„Mokry” podwójny
Jeśli przeprowadzimy wycieczkę do historii danego węzła, to tak zwany „typ mokry” jest uważany za protoplastę sobowtóra.
Jest to zestaw dwóch sekcji tarcz Ferodo zanurzonych w kąpieli olejowej w obudowie obudowy sprzęgła.
W tym przypadku zwyczajowo rozróżnia się dwa rodzaje „mokrego sprzęgła” w zależności od rodzaju napędu pojazdu. Tak więc w samochodach z napędem na przednie koła stosuje się sprzęgło z koncentrycznym układem tarcz Ferodo. Dla właścicieli samochodów z napędem na tylne koła osobliwość tego urządzenia przejawia się w równoległym ustawieniu napędzanych dysków.
Składniki obu odmian „mokrego sprzęgła” są takie same. Obejmują one:
- kołnierz wlotowy;
- kołnierz główny;
- napęd główny;
- pakiet tarcz ciernych pierwszego i drugiego rzędu;
- sprężyna membranowa, sprężyna pomocnicza;
- tłok nurnikowy;
- cylindry hydrauliczne;
- wał główny pierwszego i drugiego rzędu.
„Suche” podwójne
Oprócz sprzęgła „mokrego” istnieje również tak zwane sprzęgło „suche”. Nie można powiedzieć, że jest gorszy czy lepszy od poprzedniego. W tym przypadku należy podkreślić, że każdy z nich jest efektywnie wykorzystywany w przewidzianych dla niego warunkach pracy.
W przeciwieństwie do poprzedniego typu, cecha konstrukcyjna „suchego” sprzęgła nie wymaga użycia smarów. Napędzane tarcze są bezpośrednio sprzężone z wałami wejściowymi każdej ze skrzyń biegów.
Elementy robocze takiego mechanizmu obejmują:
- wały główne;
- łożyska zwalniające;
- tarcze cierne;
- napęd główny;
- dwa dyski pomocnicze;
- koło zamachowe;
- sprężyny membranowe.
Ta konstrukcja jest zaprojektowana tak, aby przenosić mniejszy (w przeciwieństwie do „mokrego”) moment obrotowy, ze względu na niski współczynnik przenikania ciepła.
Jednak ze względu na brak konieczności stosowania pompy olejowej, co nieuchronnie prowadzi do strat mocy, sprawność tego typu sprzęgła znacznie przewyższa poprzednio rozważaną odmianę.
Plusy i minusy podwójnego sprzęgła
Jak każdy inny element pojazdu, podwójne sprzęgło ma zarówno szereg pozytywnych cech, jak i szereg wad. Zacznijmy od pozytywów.
Tak więc wprowadzenie takiego udoskonalenia w układzie przeniesienia napędu pojazdu umożliwiło osiągnięcie:
- znaczne oszczędności paliwa;
- wysoka dynamiczna wydajność;
- płynna praca;
- brak utraty mocy silnika.
Pomimo tak znaczących zalet prezentowanego węzła, istnieje szereg punktów ujemnych. Obejmują one:
- niezwykle ograniczony zasób elementów roboczych;
- niskie koszty utrzymania;
- kosztowne naprawy.
Być może kolejną równie istotną wadą tej skrzyni biegów jest to, że w przypadku zwiększonego zużycia elementów roboczych zespołu dalsza eksploatacja pojazdu staje się niemożliwa.
Innymi słowy, jeśli ta sama „kopiąca” automatyczna skrzynia biegów pozwoli Ci samodzielnie dostać się do serwisu i dokonać naprawy, to w tym przypadku będziesz musiał polegać tylko na pomocy lawety.
Niemniej jednak postęp nie stoi w miejscu, a producenci, koncentrując się na doświadczeniach operacyjnych swoich opracowań, wprowadzają różne innowacje do konstrukcji jednostek „podwójnego sprzęgła”, zaprojektowane w celu zwiększenia zasobów jego mechanizmów i poprawy łatwości konserwacji.
