niedziela 18 sierpień 2019

Aktualne wydanie

Nowe GVO
Okladka AMS 05 2019W 2023 r. wygaśnie rozporządzenie Komisji Europejskiej MVBER/GVO 461/2010 w sprawie wyłączeń grupowych w motoryzacji. Rozporządzenie zapewnia wyrównanie szans w dostępie do rynku warsztatom niezależnym i serwisom autoryzowanym.

Czytaj więcej>>>

Sprzęgło wyreguluje się samo

Wymiana sprzęgieł samonastawnych nastręcza warsztatom pewnych problemów. Producenci tych sprzęgieł skarżą się na znaczną liczbę reklamacji składanych przez mechaników, którzy w wielu przypadkach postępują niewłaściwe.
sprzeglo

Tarczowe suche sprzęgło składa się z tarczy z okładzinami ciernymi, tarczy dociskowej oraz układu rozłączającego. Tarcza cierna jest osadzona suwliwie na tzw. wałku sprzęgłowym, będącym elementem skrzyni biegów. W tarczy dociskowej (zwanej popularnie „dociskiem”) zabudowany jest układ sprężysty, umożliwiający dociśnięcie tarczy ciernej do koła zamachowego i skutkiem tego przeniesienie momentu obrotowego. Obecnie najczęściej stosuje się w tym miejscu sprężynę talerzową, będącą właściwie zespołem ustawionych promieniście i połączonych ze sobą na obwodzie płaskich stalowych sprężyn. Wszystkie one są podparte swobodnie na elemencie zamocowanym do obudowy sprzęgła, zaś końcami (czyli w efekcie krawędzią zewnętrzną całej sprężyny talerzowej) wywierają nacisk na umieszczoną na obwodzie krawędź tarczy dociskowej. W ten sposób generowana jest siła docisku tarczy dociskowej do tarczy ciernej, a zatem także do powierzchni ciernej na kole zamachowym.
zf
Rozłączenie sprzęgła następuje wtedy, gdy tzw. łożysko wyciskowe naciska i ugina wewnętrzne końcówki wszystkich elementów sprężyny talerzowej. Wtedy, działając jak dźwignie dwustronne, wszystkie segmenty sprężyny talerzowej oddalają się swymi zewnętrznymi końcami (czyli całym obwodem) od tarczy ciernej.
Do rozpowszechnienia sprężyny talerzowej, jako podstawowego elementu sprężystego sprzęgieł samochodowych, przyczyniła się jej specyficzna charakterystyka. Siła potrzebna do odkształcenia takiej sprężyny (przy naciskaniu jej wewnętrznej części) początkowo narasta, by później wyraźnie zmaleć. W porównaniu ze stosowanymi wcześniej sprężynami śrubowymi działającymi na obwodzie tarczy dociskowej (z ich liniową charakterystyką zwiększającą siłę potrzebną do rozłączenia sprzęgła w miarę przesuwania łożyska wyciskowego) pozwoliło to znacznie zredukować wymaganą siłę nacisku na pedał sprzęgła.
Maksymalny moment obrotowy, jaki może przenieść sprzęgło, zależy od jego średnicy, współczynnika tarcia elementów ciernych i siły ich docisku (siły, z jaką sprężyna talerzowa lub zestaw sprężyn śrubowych naciska na tarczę dociskową) oraz liczby par powierzchni trących (sprzęgło jednotarczowe ma dwie pary po obydwu stronach tarczy). Aby sprostać coraz większym momentom obrotowym, pojawiającym się szczególnie w samochodach z silnikami Diesla lub doładowanymi jednostkami z zapłonem iskrowym, trzeba albo zwiększać średnicę sprzęgła (co spowoduje wzrost masy i miejsca potrzebnego do zabudowy), albo siłę docisku. To z kolei zmniejsza komfort obsługi sprzęgła. Choć komfort działania sprzęgła ze sprężyną talerzową jest znacznie wyższy niż ten obserwowany w sprzęgłach ze sprężynami śrubowymi, to i tu w miarę zużywania się okładzin tarczy sprzęgłowej maleje siła docisku, a wraz z nią zdolność sprzęgła do przenoszenia dużego momentu obrotowego. Trzeba więc tak zaprojektować sprzęgło, aby także po częściowym zużyciu nadal mogło ono przenieść założony moment. To powoduje, że wymagana siła nacisku na pedał sprzęgła może być zbyt duża. Co istotne, innym skutkiem zużywania się okładzin tarczy i wynikającą z tego zmianą punktu pracy sprężyny talerzowej, jest dalszy wzrost siły potrzebnej do rozłączenia sprzęgła. Pojawiło się więc zapotrzebowanie na takie sprzęgło, w którym siła nacisku na pedał byłaby jak najbardziej stała podczas dłuższej eksploatacji.
Rozwiązaniem okazało się zastosowanie tzw. samonastawnego docisku sprzęgła. Zaczęto je powszechnie stosować około 20 lat temu. Mówiąc ogólnie, chodzi o taką konstrukcję sprzęgła, w której w miarę zużywania się (zmniejszania grubości) tarczy ciernej i w niewielkim zakresie tarczy dociskowej oraz powierzchni koła zamachowego, owa tarcza dociskowa będzie automatycznie dosuwana do koła zamachowego, pozostawiając ciągle ten sam punkt pracy wynikający z charakterystyki sprężyny talerzowej. Należy przy tym zaznaczyć, że nie chodzi tu o samoczynną regulację luzu w układzie pedał sprzęgła – łożysko wyciskowe. Takie rozwiązanie też jest potrzebne i często stosowane, ale nie zastępuje ono działania sprzęgła samonastawnego.

Samonastawność na kilka sposobów
Mechanizmy samonastawnych sprzęgieł są do siebie dość podobne, choć każdy większy producent tych zespołów stosuje swoje rozwiązanie. We wszystkich przypadkach chodzi o to, by urządzenie w jakiś sposób „wyczuwało” zmianę grubości tarczy ciernej i wzrost luzu pomiędzy sprężyną talerzową i tarczą dociskową, a następnie, by odpowiednio przesuwało punkt podparcia sprężyny w obudowie, lub miejsce podparcia pomiędzy sprężyną talerzową i tarczą dociskową. Z konstrukcji sprzęgła ze sprężyną talerzową wynika, że można dla kompensacji zużycia okładzin ciernych tarczy wykorzystać jeden z dwóch punktów podparcia tej sprężyny, pomiędzy sprężyną a tarczą dociskową, lub pomiędzy sprężyną a obudową sprzęgła, względnie trzeci punkt – miejsce oparcia obudowy sprzęgła na kole zamachowym silnika. Producenci zwykle wykorzystują wspomniane pierwsze dwa rozwiązania.

ZF/Sachs XTend
Jednym z nich jest układ XTend firmy ZF/Sachs (podparcie sprężyny talerzowej na tarczy dociskowej sprzęgła) stosowany w sprzęgłach pchanych i ciągnionych. Zastosowano tu zabudowany na tarczy dociskowej układ dźwigni i elementów sprężystych, który kontroluje obwodowy ruch klinowego suwaka, podpierającego również klinową podporę sprężyny talerzowej. Gdy pojawia się zużycie tarczy ciernej, powstały luz pozwala na obwodowe przesunięcie wspomnianych części oporowych, co powoduje zwiększenie ich łącznej wysokości, a więc odsunięcie pierścienia dociskowego od sprężyny.
Istnieją pewne trudności montażowe dotyczące samonastawnych sprzęgieł – jest niezwykle istotne, aby urządzenia te, gdy są nowe (i nowa jest tarcza cierna), rozpoczynały pracę z właściwie ustawionym mechanizmem regulacji. Mechanizm ten zasadniczo jest fabrycznie prawidłowo wyregulowany, ale procedura montażu sprzęgła może wymagać ścisłego zastosowania się do specyficznej instrukcji oraz użycia specjalistycznych narzędzi. Używany XTend z nową tarczą nie będzie funkcjonował prawidłowo, gdyż nie da się cofnąć mechanizmu samonastawnego. Można go zastosować ponownie z tą samą tarczą, z którą wcześniej pracował docisk. W XTend nie ma możliwości w warsztacie regulacji mechanizmu samonastawnego. Przy demontażu sprzęgła XTend, które zamierzamy ponownie zamontować, należy zwolnić ogranicznik regulatora, gdyż w wyniku jego blokady spowodowanej korozją pomiędzy obudową docisku a kołem zamachowym nie zostanie zwolniona płaska sprężyna płytkowa regulatora, co spowoduje przestawienie mechanizmu i przy ponownym montażu problemy w pracy sprzęgła.
xtend

LuK SAC
Innym rozwiązaniem jest sprzęgło SAC (Self Adjusting Clutch) firmy LuK należącej do koncernu Schaeffler Group. W tym przypadku regulator działa pomiędzy sprężyną talerzową, a jej wahliwym mocowaniem do obudowy sprzęgła. Znajdują się tam specyficzne sprężyny oporowe (czujnikowe), które odkształcając się, pozwalają na ruch klinowego elementu regulacyjnego dopiero po przekroczeniu pewnej ściśle określonej siły występującej podczas wysprzęglania. Wykorzystano tu charakterystykę pracy sprężyny talerzowej – siła wysprzęglania rośnie wraz ze zmniejszaniem grubości tarczy ciernej.
Trzeba podkreślić, że sprzęgło SAC, pomimo względnie prostej budowy nastawnika, wymaga precyzyjnej regulacji, która może być wykonana jedynie w fabryce. Aby niezamontowane sprzęgło nie rozregulowało się, może być ono zablokowane specjalnym elementem zabezpieczającym. Należy go usunąć dopiero po zamontowaniu sprzęgła, a wymaga to zastosowania specjalnego ramieniowego przyrządu montażowego Całość ustala się przy użyciu nietypowego (w zależności od modelu samochodu) osiowego trzpienia centrującego. Element blokujący odkręca się dopiero po dokręceniu sprzęgła, a ostatnią operacją jest wyciągnięcie z wielowypustu tarczy owego specjalnego centrowania.
I tutaj dostarczane są specjalizowane zestawy narzędzi do montażu sprzęgieł, specjalne trzpienie centrujące oraz urządzenia umożliwiające usunięcie blokad po zamontowaniu sprzęgła. Warto zaznaczyć, że procedury mogą się istotnie różnić w zależności od marki i modelu samochodu, a z drugiej strony zawsze potrzebna jest pełna precyzja i dokładność. Dlatego LuK podkreśla istotną rolę szkoleń i dostępności zarówno odpowiednich narzędzi montażowych, jak i właściwych instrukcji. Z kolei zaletą stosowania sprzęgieł SAC jest nie tylko zmniejszenie siły potrzebnej do wysprzęglania, lecz także zwiększenie przebiegów międzynaprawczych, wynikające z powiększonego dopuszczalnego zakresu zużycia tarczy ciernej – od 3 mm dla małych sprzęgieł, do 10 mm dla dużych urządzeń.
SAC

Valeo SAT
Kolejny potentat w branży sprzęgieł samochodowych – Valeo – stosuje przy budowie sprzęgieł samonastawnych technologię SAT (Self Adjusting Technology). Rozwiązanie jest podobne do Xtend ZF/Sachs i polega na zastosowaniu obwodowego/klinowego pierścienia regulacyjnego, współpracującego z tarczą dociskową. W razie pojawienia się luzu ruch obwodowy tego pierścienia wymuszony jest przez niewielkie zazębienie ślimakowo-zapadkowe. Zwiększony skok sprężyny talerzowej wykrywany jest przez sprężynę detekcyjną mechanizmu i powoduje przeskok o jeden stopień zapadki oraz obrót przekładni ślimakowej. Ta z kolei powoduje obrót pierścienia dociskowego, zintegrowanego z pierścieniem oporowym, na którym znajduje się listwa zębata przekładni ślimakowej. W efekcie następuje przemieszczenie pochylni kompensacyjnych i przybliżenie pierścienia dociskowego do tarczy sprzęgła o wartość zużycia okładziny.
Zaletą rozwiązania SAT jest możliwość łatwego przywrócenia (zresetowania) zdemontowanego docisku sprzęgła do jego nominalnego nastawienia. Obniża to koszty naprawy w sytuacji, gdy zużyciu uległa tylko tarcza (należy wymienić ją na nową), a sam docisk nie wykazuje zużycia. W rezultacie możliwa jest eksploatacja tego samego docisku nawet przez cały okres eksploatacji samochodu. Zauważmy też, że Valeo nie wymaga do montażu docisków SAT użycia zestawu specjalnych narzędzi, a procedury techniczne są dość proste.
SAT

Zalecenia dotyczące wymiany sprzęgieł XTend/SAC

Przed montażem zalecany jest pomiar bicia bocznego tarczy sprzęgłowej (maks. 0,5 mm) specjalnym przyrządem. Unikamy w ten sposób problemów przy ewentualnej reklamacji.
• Sprzęgła samonastawne należy wymieniać tylko w kompletach, gdyż są one fabrycznie ustawione odpowiednio do grubości tarczy.
• Trzeba unikać upuszczania czy rzucania docisków, gdyż może to doprowadzić do zmiany położenia pierścieni przesuwnych i zmienić ich nastawy. Docisk sprzęgła jest wyposażony w blokadę mechanizmu samoregulującego, działającego w oparciu o zasadę samohamowności między pierścieniami przesuwnymi.
• Nie można docisku czyścić, np. olejem napędowym, gdyż może to zmienić współczynnik tarcia powierzchni przesuwnych i uniemożliwić prawidłową pracę docisku. Do czyszczenia trzeba używać sprężonego powietrza.
• Podczas montażu zestawu typu XTend należy przykręcać płytę dociskową „na krzyż”, dokręcając jednorazowo śruby tylko o jeden lub dwa obroty, by nie odkształcić obudowy.
• Poprawnie wymieniona płyta dociskowa sprzęgła powinna po zamontowaniu mieć końce sprężyny tarczowej (centralnej) ustawione pod kątem prostym do osi wałka sprzęgłowego.
• Jeśli planowany jest montaż tego samego sprzęgła, należy podczas demontażu zachować ostrożność, unikać upuszczania, zalania płynami eksploatacyjnymi czy olejem. Sprzęgło można oczyścić wyłącznie sprężonym powietrzem. Podczas demontażu należy zwrócić uwagę, by luzując śruby docisku, od razu poluzować śrubę blokady mechanizmu samoregulującego.
• Podczas ponownego przykręcania docisku trzeba śrubę blokady przykręcić z właściwym momentem.

Po zamontowaniu sprzęgła następuje automatyczna korekta ustawienia docisku i położenia łożyska wyciskowego. Sprzęgło powinno od razu pracować poprawnie, nie „ułoży się” podczas jazdy.


Jerzy Dyszy
Redakcja dziękuje Panu Grzegorzowi Fedorowiczowi z firmy ZF za pomoc przy opracowaniu materiału

 

UWAGA! Ten serwis używa cookies i podobnych technologii.

Brak zmiany ustawienia przeglądarki oznacza zgodę na to. Czytaj więcej…

Zrozumiałem