Na przestrzeni lat dopracowywano różnego rodzaju rozwiązania, mające za zadanie przenoszenie napędu przy jednoczesnym zwiększeniu płynności i dynamiki jazdy. Jednym z takich rozwiązań jest sprzęgło hydrokinetyczne, którego początki sięgają do XX wieku. Jak powstało sprzęgło hydrokinetyczne? Co warunkuje jego prawidłowe działanie? Gdzie znajduje swoje zastosowanie? Jakie są jego mocne strony oraz wady?
Wynalezienie sprzęgła hydrokinetycznego przypisywane jest profesorowi Hermannowi Fottingerowi, niemieckiemu uczonemu urodzonemu w Norymberdze w roku 1877. Działanie przekładni hydrokinetycznej wykorzystuje fizyczne zjawisko bezwładności cieczy. Fottinger zauważył, że ciecz może być świetnym medium do przenoszenia momentu obrotowego między skrzynią biegów a wałem korbowym. Mechanizm, którego stworzenie zainicjował, przenosi ruch obrotowy z elementu czynnego na bierny za pośrednictwem oleju, emulsji lub wody znajdującej się w obiegu zamkniętym.
Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego
W dużym uproszczeniu, sprzęgło hydrokinetyczne składa się z pompy oraz turbiny, które są połączone ze sobą w obrębie jednej obudowy poprzez ciecz. Wirnik pompy, czyli element czynny, zamienia energię mechaniczną z silnika w energię kinetyczną, wprawiając w ruch ciecz wypełniającą mechanizm w około 70 - 80% swojej objętości. Ciecz z kolei wprawia w ruch łopatki wirnika turbiny - elementu biernego - i energia kinetyczna z powrotem jest zamieniona na mechaniczną, a następnie przekazywana do skrzyni biegów.
Niestety, ciągły delikatny poślizg powoduje też nieuniknione straty w mocy, co skutkuje nieco wyższym spalaniem. Aby załagodzić ten problem, sprzęgła hydrokinetyczne w nowszych samochodach z automatem wyposażone są w tarczę lock-up. Podczas jazdy ze stałą, dość dużą prędkością, ma ona za zadanie czasowo spinać – połączyć mechaniczne części konwertera. Pompa z turbiną łączą się, spadają straty mocy wywołane ciągłą jazdą w poślizgu, a co za tym idzie, zmniejsza się też spalanie.
Zastosowanie przekładni hydrokinetycznej
W jakiego typu pojazdach swoje zastosowanie znajduje sprzęgło hydrokinetyczne? Ze względu na charakterystykę działania, przekładnia hydrokinetyczna najczęściej stosowana jest w samochodach z automatyczną skrzynią biegów. Znajdziemy ją także w samochodach osobowych oraz pojazdach o dużych gabarytach, na przykład w samochodach ciężarowych oraz autach terenowych.
Należy jednak podkreślić, że entuzjaści dynamicznej jazdy nie będą należeć do grupy zwolenników sprzęgła hydrokinetycznego. Ze względu na dość duży poślizg, sprzęgło to działa z większym opóźnieniem niż na przykład sprzęgło cierne. Z tego właśnie względu element ten spotkamy raczej w wygodnych i bardziej luksusowych pojazdach z automatyczną skrzynią biegów niż w autach sportowych, gdzie stosowane są skrzynie manualne lub automatyczne dwusprzęgłowe.
Sprzęgła hydrokinetyczne - plusy i minusy
Sprzęgła hydrokinetyczne, jak każda z tego typu konstrukcji, posiadają swoje zalety i wady. Do najistotniejszych zalet zalicza się:
- wyjątkowy komfort prowadzenia pojazdu ze względu na nadzwyczajną płynność przekazywania momentu obrotowego
- łatwa zmiana biegów
- wydłużenie żywotności elementów układu napędowego dzięki delikatnemu sprzęganiu
- bardzo łagodny rozruch silnika
- nadzwyczaj cicha praca jednostki napędowej
- dłuższa żywotność sprzęgła
- skuteczne wytłumienie drgań momentu obrotowego
Nie istnieją jednak rozwiązania doskonałe - do wad sprzęgła hydrokinetycznego zaliczamy:
- zwiększone zużycie paliwa ze względu na straty mocy wywołane ciągłą pracą w poślizgu
- duży rozmiar
- duża waga
- mniejsza dynamika pracy
- wysoka cena wymiany elementu
- konieczność zastosowania dodatkowego chłodzenia ze względu na wysoką temperaturę wytwarzaną w trakcie pracy sprzęgła
Awarie i wymiana sprzęgieł hydrokinetycznych
Najczęstszymi objawami wskazującymi na usterkę konwertera momentu obrotowego jest spadek osiągów przypominający odczuciem ślizgające się sprzęgło cierne. Nieelastyczna zmiana biegów, dziwne dźwięki dochodzące z okolicy skrzyni biegów lub odczuwalne falowanie obrotów silnika w pojazdach ze skrzynią automatyczną to także niepokojące sygnały możliwej awarii sprzęgła hydrokinetycznego. Jednak jednoznaczna diagnoza usterki jest możliwa tylko w trakcie wizyty w warsztacie wyspecjalizowanym w naprawach i wymianach skrzyń automatycznych.
Nowe sprzęgło hydrokinetyczne oraz jego wymiana to dość duża inwestycja finansowa, dlatego wielu kierowców szuka innych rozwiązań, takich jak regeneracja konwertera. Inni decydują się kupno używanej części. Nie jest to rozwiązanie idealne - nigdy nie wiemy dokładnie jaki przebieg wykonał pojazd, z którego element został wymontowany. Z kolei regeneracja sprzęgła hydrokinetycznego, aby była opłacalna, musi zostać powierzona specjalistycznemu warsztatowi, który ma doświadczenie oraz odpowiednie narzędzia do przeprowadzenia naprawy. Niezbędna jest ocena zużycia, oczyszczenie wszystkich elementów, wymiana zużytych części na nowe, dokładne zespawanie obudowy i zbadanie ciśnieniowe jej szczelności. Następnie konieczne jest przeprowadzenie testów pomiarowych oraz wyważenie dynamiczne całego elementu. Ponieważ zaufanych warsztatów oferujących profesjonalną i kompleksową usługę regeneracji sprzęgła hydrokinetycznego nie ma zbyt wiele, koszt usługi jest wysoki, a regenerowany element nigdy nie będzie tak dobry i trwały jak nowe sprzęgło, najrozsądniejszym wyborem w wielu wypadkach jest zakup nowego sprzęgła hydrokinetycznego z gwarancją od producenta.
Autorami artykułu są eksperci sklepu sprzeglo.com.pl.
Komentarze (4)