A A A

Sprzęgła

Zadania sprzęgła. Sprzęgło służy do odłączania wału korbowego silnika od dalszych zespołów układu napędowego oraz do płynnego sprzęgania go z tymi zespołami. Sprzęgła używamy podczas ruszania pojazdu (w zakresie prędkości od 0 do vr na rys. 3.4) oraz podczas dokonywania zmiany przełożeń w skrzynce biegów. Ze względu na bezwładność pojazdu oraz ograniczoną siłę napędową i ograniczoną przyczepność kół do nawierzchni drogi osiągnięcie prędkości vr wymaga pewnego czasu. W tym czasie kierowca włącza sprzęgło, doprowadzając stopniowo do kół napędzanych taką ilość energii, która wystarcza do wprawienia pojazdu w ruchu i wyrównania się prędkości obrotowych ele mentów napędzających i napędzanych. Dopiero wtedy następuje całkowite sprzęgnięcie silnika z kołami. Sprzęgła używa się także do odłączania silnika od kół podczas zatrzymywania pojazdu, gdy prędkość obrotowa silnika maleje do prędkości biegu jałowego. Dodatkowym, bardzo istotnym, zadaniem sprzęgła jest zabezpieczenie mechanizmów układu napędowego przed nadmiernym obciążeniem. Obciążenie takie może powstać w wyniku nagłej zmiany prędkości obrotowej mas wirujących silnika i mas napędzanych w układzie napędowym (podczas gwałtownego ruszania, nagłego hamowania itp.), co wywołuje momenty dynamiczne niekiedy znacznie przekraczające wartość momentu obrotowego silnika. Sprzęgła cierne. W pojazdach samochodowych najpowszechniej są stosowane sprzęgła cierne, które przenoszą napęd dzięki siłom tarcia występującym między napędzającymi i napędza­nymi elementami sprzęgła. Zasadę działania sprzęgła ciernego tarczowego ilustruje rys. 3.5. Elementami napędzającymi stale połączonymi z wałem korbowym 2 silnika są: koło zamachowe 1 i przesuwna tarcza dociskowa 9. Między kołem zamachowym i tarczą dociskową jest umieszczona napędzana tarcza 3 sprzęgła, osadzona na wielowypuście wałka sprzęgłowego 6. Do tarczy sprzęgła z obydwu stron są przymocowane okładziny cierne 4. Przy włączonym sprzęgle sprężyny dociskowe 8 zaciskają tarczę sprzęgła między kołem zamachowym i tarczą dociskową. Występująca na styku tych elementów siła tarcia umożliwia przeniesienie momentu obrotowego. Wyłączenie sprzęgła polega na odsunięciu tarczy dociskowej od koła zamachowego. Ustaje wtedy nacisk na tarczę sprzęgła i znika siła tarcia. Tarcza sprzęgła, a wraz z nią dalsze ele- menty układu napędowego, mogą teraz wirować niezależnie od wału korbowego silnika. W celu odsunięcia tarczy dociskowej od koła zamachowego należy wcisnąć pedał 5 sprzęgła. Ruch pedału jest przekazywany na tarczę dociskową za pośrednictwem łożyska wyciskowego 7 oraz układu dźwigni. W zależności od liczby zastosowanych tarcz rozróżnia się sprzęgła jedno-, dwu- lub wielotarczowe. Sprzęgła jednotar-czowe i dwutarczowe są z reguły suche, natomiast sprzęgła wielotarczowe pracują zwykle w oleju i są nazywane mokrymi. Przykład konstrukcji sprzęgła ciernego jednotarczowego suchego przedstawia rys. 3.6. Naciśnięcie pedału sprzęgła powoduje przesunięcie łożyska wyciskowego w kierunku wału korbowego silnika. Łożysko to naciska na dżwigienki wyłączające, które odsuwają tarczę dociskową, luzując tarczę sprzęgła. Teraz wałek sprzęgłowy z tarczą sprzęgła mogą wirować niezależnie od wału korbowego silnika. W samochodach ciężarowych, w których przeniesienie dużego momentu napędowego wymagałoby zastosowania sprzęgła o zbyt dużej średnicy zewnętrznej, stosuje się sprzęgła cierne dwutarczowe. W takich sprzęgłach między tarczą dociskową a kołem zamachowym znajdują się dwie tarcze sprzęgła, osadzone na wałku sprzęgłowym i oddzielone od siebie pośrednią tarczą dociskową. Przykład konstrukcji takiego sprzęgła przedstawia rys. 3.7. Niżej omówiono kolejno elementy składowe sprzęgła ciernego. • Tarcza sprzęgła (rys. 3.8) składa się z piasty 5, osadzonej na wielowypuście wałka sprzęgłowego, oraz z tarczy nośnej 3, do której za pomocą nitów 2 są przynitowane okładziny cierne 1. Nity 4 łączą piastę z tarczą nośną. Tarcze sprzęgła często są wyposażone w tłumiki drgań skrętnych. Zadaniem takich tłumików jest zabezpieczenie układu napędowego przed drganiami wywołanymi nagłymi zmianami momentu obrotowego. Okładziny cierne wykonuje się ze specjalnych materiałów, charakteryzujących się dużym współczynnikiem tarcia, odpor­nością na ścieranie, odpornością na wysoką temperaturę (ciepło wywiązuje się tu w wyniku tarcia) oraz odpornością na znaczne naciski. Materiały te zazwyczaj zawierają duże ilości azbestu oraz wiele dodatków wzmacniających i polepszających przewodność cieplną. Tłumiki drgań skrętnych to dodatkowe sprężyny 2 o określonej charakterystyce, umieszczone obwodowo między tarczą nośną 1 a piastą 3 (rys. 3.9). W chwili gwałtownego obciążenia na przykład piasty sprężyny ugną się, amortyzując impuls i przenosząc go na tarczę nośną. Dodatkowymi elementami tłumiącymi są tu zwykle wkładki cierne, umieszczone między tarczą nośną a piastą, które utrudniają względne ruchy tych elementów. • Sprężyny dociskające. Może to być kilka sprężyn śrubowych walcowych o niewielkiej średnicy lub jedna dużej średnicy sprężyna centralna (rys. 3.10). Tarcza dociskowa zwykle jest wykonana z żeliwa. Obraca się z kołem zamachowym, lecz jednocześnie ma możliwość przesuwania się wzdłuż osi sprzęgła w chwili jego wyłączania. Zapewniają to odpowiednie łączniki sprężyste lub specjalnie w tym celu wykonane nadlewy tarczy współpracujące z rowkami w kole zamachowym. Dźwigienki wyłączające przekazują ruch poosiowy łożyska wyciskowego na tarczę dociskową. Dźwigienki mają różnorodne kształty i są wykonywane jako odlewy, odkuwki lub wy-tloczki z blachy stalowej. Przykłady konstrukcji dźwigienek wyłączających przedstawia rys. 3.11a-i-d. Układ sterowania sprzęgła przenosi ruch pedału sprzęgła oraz przyłożoną do niego siłę na łożysko wyciskowe. Stosuje się dwa rodzaje układów sterowania: mechaniczne i hydrau- liczne W mechanicznych układach sterowania ruch pedału sprzęgła i siła do niego przyłożona zostają przeniesione na łożysko wyciskowe za pośrednictwem zestawu dźwigni i cięgien. W hydraulicznych układach sterowania (rys. 3.12) związana z pedałem 1 sprzęgła pompa 2 jest połączona przewodami 3 z siłownikiem 4. Siłownik ten jest sprzężony z dźwignią ste- rującą położeniem łożyska wyciskowego 5. Układ jest napełniony cieczą. Naciśnięcie pedału sprzęgła powoduje przesunięcie tłoka w pompie. Ciecz jest przetłaczana do siłownika, w którym wywiera parcie na tłok, powodując jego przesunięcie. Tłok siłownika za pośrednictwem dźwigni 5 przesuwa łożysko wyciskowe, wyłączając sprzęgło. Sprzęgła hydrokinetyczne. Oprócz sprzęgieł ciernych powszechne zastosowanie znalazły sprzęgła hydrokinetyczne, przenoszące napęd dzięki bezwładności cieczy wprawianej w ruch wirowy pomiędzy łopatkami dwóch wirników — napędzającego 1 i napędzanego 2 (rys. 3.13). Wirnik napędzający jest sprzężony z walem korbowym silnika, natomiast wirnik napędzany — z wałkiem sprzęgłowym skrzynki biegów. Ze względu na brak sztywnego połączenia między stroną napędzającą i napędzaną sprzęgło hydrokinetyczne pracuje z nieustannym poślizgiem. Wartość momentu przenoszonego przez takie sprzęgło zależy od intensywności wirowania cieczy, przeto moment ten jest tym większy, im większa jest różnica prędkości między obydwiema stronami sprzęgła.