Dizajn automobilovej spojky, hlavné prvky

Spojka je mechanizmus, ktorý prenáša krútiaci moment z motora na prevodovku prostredníctvom trenia. Umožňuje tiež rýchle odpojenie motora od prevodovky a bezproblémové opätovné pripojenie. Existuje mnoho druhov spojok. Líšia sa počtom pohonov, ktoré spravujú (jeden, dvoj alebo viac pohonov), typom prevádzkového prostredia (suché alebo mokré) a typom pohonu. Rôzne typy spojok majú svoje výhody a nevýhody, ale v moderných vozidlách sa najčastejšie používa mechanicky alebo hydraulicky ovládaná jednolamelová suchá spojka.

Účel spojky

Spojka je inštalovaná medzi motorom a prevodovkou a je jednou z najviac namáhaných častí prevodovky. Vykonáva tieto hlavné funkcie:

1. Mäkké odpojenie a spojenie motora a prevodovky.
2. Prenos krútiaceho momentu bez preklzovania (bezstratový).
3. Kompenzácia vibrácií a zaťaženia vznikajúceho pri nerovnomernom chode motora.
4. Znížte namáhanie častí motora a prevodovky.

Komponenty spojky

Štandardná spojka na väčšine vozidiel s manuálnou prevodovkou obsahuje tieto hlavné komponenty:

• Zotrvačník motora - Hnací kotúč.
• Kotúč spojky.
• Spojkový kôš - prítlačný tanier.
• Vypínacie ložisko spojky.
• vyťahovacia spojka.
• Vidlica spojky.
• Pohon spojky.

Trecie obloženia sú namontované na oboch stranách spojkového kotúča. Jeho funkciou je prenášať krútiaci moment prostredníctvom trenia. Pružinový tlmič vibrácií zabudovaný v tele disku zmäkčuje spojenie so zotrvačníkom a tlmí vibrácie a namáhanie vyplývajúce z nerovnomerného chodu motora.

Prítlačný kotúč a membránová pružina pôsobiaca na kotúč spojky sú spojené do jedného celku, nazývaného „spojkový kôš“. Kotúč spojky je umiestnený medzi košom a zotrvačníkom a je spojený drážkovaním so vstupným hriadeľom prevodovky, po ktorom sa môže pohybovať.

Pružina koša (membrána) môže byť tlačná alebo výfuková. Rozdiel spočíva v smere pôsobenia sily z ovládača spojky: buď na zotrvačník, alebo preč od zotrvačníka. Konštrukcia ťažnej pružiny umožňuje použitie košíka, ktorý je oveľa tenší. Vďaka tomu je zostava čo najkompaktnejšia.

Ako funguje spojka

Princíp činnosti spojky je založený na tuhom spojení kotúča spojky a zotrvačníka motora v dôsledku trecej sily generovanej silou generovanou membránovou pružinou. Spojka má dva režimy: "on" a "off". Vo väčšine prípadov je poháňaný kotúč pritlačený k zotrvačníku. Krútiaci moment zo zotrvačníka sa prenáša na hnaný disk a potom cez drážkové spojenie na vstupný hriadeľ prevodovky.

Na vypnutie spojky vodič stlačí pedál, ktorý je mechanicky alebo hydraulicky spojený s vidlicou. Vidlica posúva vypínacie ložisko, ktoré zatlačením na konce plátkov membránovej pružiny zastaví svoj účinok na prítlačnú dosku, ktorá zase uvoľní poháňaný kotúč. V tejto fáze je motor odpojený od prevodovky.

Po zaradení vhodného prevodového stupňa v prevodovke vodič uvoľní pedál spojky, vidlica prestane pôsobiť na vypínacie ložisko a pružinu. Prítlačná doska pritláča hnaný kotúč k zotrvačníku. Motor je spojený s prevodovkou.

Spojkové odrody

Suchá spojka

Princíp činnosti tohto typu spojky je založený na trecej sile vytvorenej interakciou suchých povrchov: hnacích, hnaných a prítlačných kotúčov. To poskytuje pevné spojenie medzi motorom a prevodovkou. Suchá jednolamelová spojka je najbežnejším typom na väčšine vozidiel s manuálnou prevodovkou.

Priľnavosť za mokra

Spojky tohto typu pracujú v olejovom kúpeli na trecích plochách. V porovnaní so suchým poskytuje táto schéma hladší kontakt disku; agregát je chladený efektívnejšie vďaka cirkulácii kvapaliny a môže preniesť viac krútiaceho momentu na prevodovku.

Mokrý dizajn je široko používaný v moderných dvojspojkových automatických prevodovkách. Zvláštnosťou činnosti takejto spojky je, že párne a nepárne prevody prevodovky sú zásobované krútiacim momentom zo samostatných poháňaných kotúčov. Pohon spojky - hydraulický, elektronicky riadený. Prevodové stupne sú radené s konštantným prenosom krútiaceho momentu na prevodovku bez prerušenia toku výkonu. Tento dizajn je drahší a náročnejší na výrobu.

Dvojkotúčová suchá spojka

Dvojkotúčová suchá spojka má dva hnané kotúče a medzi nimi medzikus. Táto konštrukcia je schopná prenášať väčší krútiaci moment pri rovnakej veľkosti spojky. Samo o sebe je to jednoduchšie ako mokrý vzhľad. Typicky sa používa v nákladných a osobných automobiloch s obzvlášť výkonnými motormi.

Spojka s dvojhmotovým zotrvačníkom

Dvojhmotový zotrvačník sa skladá z dvoch častí. Jeden z nich je pripojený k motoru, druhý - k poháňanému disku. Oba prvky zotrvačníka majú voči sebe v rovine otáčania malú vôľu a sú vzájomne prepojené pružinami.

Charakteristickým znakom spojky dvojhmotového zotrvačníka je absencia tlmiča torzných vibrácií v hnanom kotúči. Konštrukcia zotrvačníka využíva funkciu tlmenia vibrácií. Okrem prenosu krútiaceho momentu účinne znižuje vibrácie a namáhanie vyplývajúce z nerovnomerného chodu motora.

Životnosť spojky

Životnosť spojky závisí najmä od prevádzkových podmienok vozidla, ako aj od štýlu jazdy vodiča. V priemere môže životnosť spojky dosiahnuť 100 - 150 tisíc kilometrov. V dôsledku prirodzeného opotrebovania, ku ktorému dochádza pri kontakte kotúčov, sú trecie plochy vystavené opotrebovaniu a je potrebné ich vymeniť. Hlavným dôvodom je skĺznutie disku.

Dvojkotúčová spojka má dlhú životnosť vďaka zvýšenému počtu pracovných plôch. Vypínacie ložisko spojky sa zapojí pri každom prerušení spojenia motor/prevodovka. V priebehu času sa všetko mazivo vyrába v ložisku a stráca svoje vlastnosti, v dôsledku čoho sa prehrieva a zlyhá.

Charakteristika keramickej spojky

Životnosť spojky a jej maximálny výkon sú určené vlastnosťami materiálu záberu. Štandardné zloženie spojkových kotúčov na väčšine vozidiel je stlačená zmes sklenených a kovových vlákien, živice a gumy. Keďže princíp činnosti spojky je založený na sile trenia, trecie obloženia hnaného kotúča sú prispôsobené na prácu pri vysokých teplotách, až do 300-400 stupňov Celzia.

V silných športových autách je spojka namáhaná viac ako zvyčajne. Niektoré prevody môžu používať keramickú alebo sintrovanú spojku. Materiál týchto povlakov zahŕňa keramiku a kevlar. Keramicko-kovový trecí materiál menej podlieha opotrebovaniu a vydrží zahriatie až na 600 stupňov bez straty svojich vlastností.

Výrobcovia používajú rôzne konštrukcie spojok, ktoré sú optimálne pre konkrétne vozidlo v závislosti od jeho zamýšľaného použitia a nákladov. Suchá jednolamelová spojka zostáva pomerne efektívnym a lacným dizajnom. Táto schéma je široko používaná na lacných a stredne veľkých autách, ako aj na SUV a nákladných automobiloch.