Urządzenie i zasada działania wielotarczowego sprzęgła ciernego

Wielotarczowe sprzęgło cierne to rodzaj mechanizmu przenoszenia momentu obrotowego, składający się z pakietu tarcz ciernych i stalowych. Moment jest przenoszony dzięki sile tarcia, która występuje podczas ściskania tarcz. Sprzęgła wielopłytkowe są szeroko stosowane w różnych przekładniach pojazdów. Rozważ urządzenie, zasadę działania, a także zalety i wady tych mechanizmów.

Jak działa sprzęgło

Głównym zadaniem sprzęgła wielotarczowego jest płynne łączenie i rozłączanie we właściwym czasie wału wejściowego (napędowego) i wyjściowego (napędzanego) wykorzystując siłę tarcia między tarczami. W takim przypadku moment obrotowy jest przenoszony z jednego wału na drugi. Dyski są ściskane pod ciśnieniem płynu.

Należy zauważyć, że im silniejsze powierzchnie styku tarcz, tym większa wartość przenoszonego momentu obrotowego. Podczas pracy sprzęgło może się ślizgać, a wał napędzany przyspiesza płynnie, bez szarpnięć i uderzeń.

Główna różnica między mechanizmem wielotarczowym a innymi polega na tym, że zwiększając liczbę dysków, zwiększa się liczba powierzchni styku, w wyniku czego możliwe staje się przenoszenie większego momentu obrotowego.

Podstawą normalnej pracy sprzęgła ciernego jest obecność regulowanej szczeliny między tarczami. Ten przedział musi być równy wartości ustawionej przez producenta. Jeśli szczelina między tarczami sprzęgła jest mniejsza niż zalecana wartość, sprzęgła będą stale znajdować się w stanie „wciśniętym” i odpowiednio szybciej się zużywają. Jeśli odległość jest większa, podczas pracy będzie obserwowany poślizg sprzęgła. Również w tym przypadku nie da się uniknąć szybkiego zużycia. Dokładna regulacja luzów między sprzęgłami podczas naprawy sprzęgła jest kluczem do jego prawidłowej pracy.

Urządzenie i główne komponenty

Wielotarczowe sprzęgło cierne jest strukturalnie zestawem stali i tarcz ciernych, które występują naprzemiennie ze sobą. Ich liczba zależy bezpośrednio od tego, ile momentu obrotowego trzeba przenieść między wałami.

Tak więc w sprzęgle występują dwa rodzaje tarcz - stalowe i cierne. Jaka jest różnica między nimi? Rzecz w tym, że drugi rodzaj krążków ma specjalną powłokę zwaną „tarciem”. Wykonany jest z materiałów o wysokim współczynniku tarcia: ceramiki, kompozytów węglowych, nici kevlarowych itp.

Najczęściej tarcze cierne to tarcze stalowe z warstwą cierną. Jednak nie zawsze są one oparte na stali, czasami te części złącza wykonane są z wytrzymałego tworzywa sztucznego. Tarcze są przymocowane do piasty wału napędowego.

Tradycyjne stalowe tarcze bez powłok ciernych są zamocowane w bębnie połączonym z napędzanym wałem.

Sprzęgło zawiera również tłok i sprężynę powrotną. Pod działaniem ciśnienia płynu tłok naciska na pakiet tarcz, dzięki czemu między nimi powstaje siła tarcia, a także przenoszony jest moment obrotowy. Po zwolnieniu ciśnienia sprężyna cofa tłok, a sprzęgło zostaje rozłączone.

Istnieją dwa rodzaje sprzęgieł wielopłytkowych: suche i mokre. Drugi typ urządzenia jest częściowo wypełniony olejem. Smar jest wymagany do:

• wydajniejsze rozpraszanie ciepła;
• smarowanie części sprzęgła.

Mokre sprzęgło wielotarczowe ma jedną wadę - ma niski współczynnik tarcia. Producenci kompensują tę wadę, zwiększając nacisk na tarcze, a także stosując najnowsze materiały cierne.

Zalety i wady

Zalety wielotarczowego sprzęgła ciernego:

• ścisłość;
• przy zastosowaniu sprzęgła wielopłytkowego wymiary urządzenia są znacznie zmniejszone;
• przenoszenie znacznego momentu obrotowego przy niewielkich rozmiarach mechanizmu (ze względu na wzrost liczby tarcz);
• płynność pracy;
• możliwość współosiowego połączenia wału napędowego i napędzanego.

Jednak ten mechanizm nie jest pozbawiony wad. Na przykład podczas pracy mogą palić się stal i tarcze cierne. W mokrych sprzęgłach wielopłytkowych współczynnik tarcia zmienia się również wraz ze zmianą lepkości środka smarnego.

Aplikacja sprzęgająca

Sprzęgła cierne wielotarczowe są szeroko stosowane w samochodach. To urządzenie jest używane w następujących systemach:

• sprzęgło (w wariatorach bez przekładni hydrokinetycznej);
• automatyczna skrzynia biegów (automatyczna skrzynia biegów): sprzęgło w automatycznej skrzyni biegów służy do przenoszenia momentu obrotowego na przekładnię planetarną;
• zrobotyzowana skrzynia biegów: pakiet tarcz z podwójnym sprzęgłem w zrobotyzowanej skrzyni biegów służy do szybkiej zmiany biegów;
• systemy napędu na wszystkie koła: w skrzyni rozdzielczej zamontowane jest urządzenie cierne (tu potrzebne jest sprzęgło do automatycznego blokowania środkowego mechanizmu różnicowego);
• mechanizm różnicowy: urządzenie mechaniczne pełni funkcję pełnego lub częściowego blokowania.