W układzie napędowym wielu samochodów z automatyczną skrzynią biegów kluczową rolę odgrywa sprzęgło hydrokinetyczne . Choć nie jest tak znane jak klasyczne sprzęgło w samochodzie z przekładnią manualną, to właśnie dzięki niemu jazda autem z automatyczną skrzynią biegów jest płynna i wygodna. W tym poradniku wyjaśnimy, czym jest sprzęgło hydrokinetyczne i jak działa.
Czym jest sprzęgło hydrokinetyczne?
Sprzęgło hydrokinetyczne (zwane również konwerterem momentu obrotowego ) to urządzenie stosowane głównie w pojazdach z automatycznymi skrzyniami biegów. Zastępuje ono tradycyjne sprzęgło mechaniczne, umożliwiając przenoszenie momentu obrotowego z silnika na skrzynię biegów bez użycia pedału sprzęgła .
Zamiast fizycznego połączenia mechanicznego, sprzęgło hydrokinetyczne wykorzystuje prawidłowości przepływu cieczy roboczej , czyli specjalnego oleju do skrzyń automatycznych (ATF – Automatic Transmission Fluid).
Budowa sprzęgła hydrokinetycznego
Sprzęgło hydrokinetyczne składa się z trzech głównych elementów:
Pompa (koło turbiny) – połączona z wałem korbowym silnika.
Turbo (turbina) – połączona z wejściowym wałem skrzyni biegów.
Stator – znajdujący się pomiędzy pompą a turbiną, odpowiedzialny za zmianę kierunku przepływu cieczy i wzmacnianie momentu obrotowego.
Wszystkie te elementy są zanurzone w oleju i umieszczone w szczelnej komorze o kształcie toroidalnym (jak obwarzanek).
Jak działa sprzęgło hydrokinetyczne?
Działanie sprzęgła hydrokinetycznego można podzielić na kilka etapów:
1. Rozruch silnika i niskie obroty
Gdy silnik pracuje na biegu jałowym, pompa wiruje powoli, przesyłając niewielką ilość oleju na łopatki turbiny. Turbina wiruje wolniej niż pompa, co powoduje, że moment obrotowy przenoszony na skrzynię biegów jest niewielki – samochód nie rusza się jeszcze.
2. Przyspieszanie
Podczas naciskania pedału gazu wzrasta liczba obrotów silnika. Pompa zaczyna szybciej tłoczyć olej na łopatki turbiny, która zaczyna się obracać coraz szybciej. Stator, który początkowo zmienia kierunek przepływu oleju, wspomaga ten proces, zwiększając moment obrotowy – dzieje się tzw. wzmacnianie momentu obrotowego .
3. Płynne przekazywanie mocy
Kiedy różnica prędkości między pompą a turbiną maleje (np. przy stałej prędkości), stator przestaje wpływać na przepływ oleju. W tym momencie sprzęgło hydrokinetyczne pracuje jako tzw. sprzęgło wirowe , które tylko przekazuje moc, bez jej wzmacniania.
4. Blokada sprzęgła (lock-up)
W nowoczesnych konwerterach momentu obrotowego występuje dodatkowy mechanizm zwany blokadą sprzęgła . Gdy samochód osiągnie odpowiednią prędkość, elektromagnes lub siłownik hydrauliczny blokuje turbinę z pompą, tworząc bezpośrednie połączenie mechaniczne. Dzięki temu ograniczane są straty energii i poprawia się sprawność paliwową pojazdu.
Zalety sprzęgła hydrokinetycznego
Eliminacja konieczności używania pedału sprzęgła.
Płynne ruszanie i przyspieszanie.
Możliwość wzmacniania momentu obrotowego.
Brak bezpośredniego kontaktu mechanicznego – mniejsze zużycie elementów.
Automatyczne dopasowanie obrotów silnika do warunków jazdy.
