Sprzęgła środkowe - prosty sposób na wydajny napęd na cztery koła 4×4

Sprzęgło odpowiedzialne za zmianę biegów nie jest jedynym w skrzyni biegów samochodu. Sprzęgła można spotkać także w napędach 4x4, gdzie pełnią nieco inną rolę.

Podczas jazdy po zakrętach koła samochodu pokonują różne odległości i mają różne prędkości obrotowe. Gdyby każdy z nich obracał się niezależnie, różnica w prędkości nie miałaby znaczenia. Ale koła są ze sobą połączone na różne sposoby i potrzebne są mechanizmy, aby skompensować różnicę prędkości. Stosowany jest jeden mechanizm różnicowy z napędem na jedną oś. Jeżeli mówimy o napędzie 4×4 to potrzebne są dwa mechanizmy różnicowe (dla każdej osi) oraz dodatkowy centralny mechanizm różnicowy, który kompensuje różnicę w obrotach pomiędzy osiami.

To prawda, że ​​niektóre pojazdy z napędem na dwa koła nie są wyposażone w centralny mechanizm różnicowy (np. pickupy lub prostsze SUV-y, takie jak Suzuki Jimny), ale wiąże się to z pewnymi ograniczeniami. W takim przypadku napęd na wszystkie koła można włączać wyłącznie na sypkiej nawierzchni lub drogach całkowicie pokrytych śniegiem lub lodem. W nowoczesnych rozwiązaniach centralny mechanizm różnicowy jest „obowiązkowy”, a w wielu przypadkach jego rolę spełniają sprzęgła wielopłytkowe. Cieszą się popularnością, ponieważ w stosunkowo prosty i tani sposób pozwalają na szybkie podłączenie napędu drugiej osi (w wersjach z układami aktywacyjnymi) i mniej lub bardziej precyzyjne sterowanie rozdziałem napędu, w zależności od konstrukcji.

Sprzęgło wiskotyczne

Jest to najprostszy i najtańszy typ sprzęgła wielopłytkowego, gdyż nie posiada elementów uruchamiających i sterujących. Tarcze sprzęgła będące elementami ciernymi osadzone są naprzemiennie na wale pierwotnym i wtórnym i mogą ślizgać się w kierunku osiowym. Jeden zestaw tarcz obraca się z wałem wejściowym (napędowym), ponieważ jest z nim połączony wzdłuż wewnętrznego obwodu poprzez wypusty pokrywające się z wypustami wału. Na wale wtórnym zamontowany jest drugi zestaw tarcz ciernych, który w tym miejscu ma kształt dużej „miski” z wycięciami na wypusty tarcz sprzęgła, rozmieszczonymi na ich zewnętrznym obwodzie. Zestaw tarcz ciernych zamknięty jest w obudowie. Tak jest ułożone każde sprzęgło wielopłytkowe, różnice polegają na układzie uruchamiania i sterowania sprzęgłem, czyli tj. w sposobach dokręcania i luzowania tarcz sprzęgła. W przypadku sprzęgła wiskotycznego obudowę wypełnia się specjalnym olejem silikonowym, który wraz ze wzrostem temperatury zwiększa jego gęstość. Obydwa wały wraz z zamontowanymi na nich tarczami sprzęgła, a także powiązane z nimi osie pojazdu, mogą obracać się niezależnie od siebie. Kiedy auto pracuje w normalnych warunkach, bez poślizgu, oba wały kręcą się z tą samą prędkością i nic się nie dzieje. Sytuacja wygląda tak, jakby oba wały były ze sobą w stałym stosunku, a olej cały czas utrzymywał tę samą lepkość.

Redaktorzy polecają:

Przyciski dla pieszych znikną ze skrzyżowań?

To musisz wiedzieć kupując polisę AC

Używany roadster w rozsądnej cenie

Jeśli jednak wał napędowy napędzany przez oś napędzaną zacznie się szybciej obracać z powodu poślizgu, temperatura w sprzęgle wzrośnie i olej zacznie gęstnieć. Konsekwencją tego jest „zacinanie się” tarcz sprzęgła, sprzęganie obu osi i przenoszenie napędu na koła, które w normalnych warunkach nie jeżdżą. Sprzęgło wiskotyczne nie wymaga systemu aktywacji, ponieważ tarcze sprzęgła włączają się automatycznie. Dzieje się to jednak ze znacznym opóźnieniem, co jest największą wadą tego typu sprzęgła. Kolejnym słabym punktem jest przenoszenie tylko części momentu obrotowego. Olej w sprzęgle, nawet gdy zgęstnieje, pozostaje płynny, a pomiędzy tarczami zawsze występuje poślizg.

Zobacz też: Hyundai i30 w naszym teście

Polecamy: Nowe Volvo XC60

sprzęgło hydrauliczne

Przykładem hydraulicznego sprzęgła wielopłytkowego jest pierwsza wersja sprzęgła Haldex, stosowanego głównie w pojazdach marki Volkswagen i Volvo. Różnica prędkości obrotowej między wałem wejściowym i wyjściowym prowadzi do wzrostu ciśnienia oleju w części hydraulicznej sprzęgła. Wzrost ciśnienia powoduje ruch tłoka, który dociska tarcze sprzęgła przez specjalną tarczę dociskową. To, jaki moment obrotowy zostanie przeniesiony na wał wyjściowy, zależy od ciśnienia oleju. Ciśnienie tarcz sprzęgła jest kontrolowane przez sterownik elektroniczny i zawory ciśnieniowe. Na układ sterowania składa się wiele elementów: czujnik sprzęgła, czujnik temperatury sprzęgła, siłownik sprzęgła, sterownik silnika, sterownik systemów ABS i ESP, czujnik prędkości obrotowej silnika, czujnik prędkości obrotowej koła, czujnik położenia pedału gazu, czujnik przyspieszenia wzdłużnego, sygnał stopu. czujnik, czujnik hamulca pomocniczego, dodatkowa pompa olejowa i czujnik automatycznej skrzyni biegów w przypadku wersji automatycznych. 

Sprzęgło elektrohydrauliczne

W tego typu sprzęgle nie ma potrzeby różnicy prędkości obrotowej pomiędzy wałem wejściowym i wyjściowym, aby uzyskać ciśnienie oleju potrzebne do ściśnięcia tarcz sprzęgła. Ciśnienie generowane jest przez elektryczną pompę oleju, co znacznie upraszcza cały układ hydrauliczny. Zadany moment obrotowy przekazywany na wał wyjściowy realizowany jest poprzez zawór sterujący stopniem otwarcia sprzęgła, który sterowany jest przez sterownik sprzęgła. Elektryczna pompa oleju zwiększa prędkość sprzęgła, ponieważ może niemal natychmiast wytworzyć wystarczające ciśnienie oleju. Układ sterowania opiera się na takiej samej liczbie elementów jak w sprzęgłach hydraulicznych. Taka konstrukcja sprzęgła centralnego występuje głównie w samochodach Volkswagen, Ford i Volvo.