Co je spojka, typy a účel?

Spojka – prvek převodovky automobilu, který přenáší točivý moment motoru a umožňuje krátce odpojit motor od všech ostatních prvků převodovky a plynule je opět připojit [1].

Obecně se termín „spojka“ vztahuje na součást převodovky vozidla navrženou tak, aby zapojovala nebo rozpojovala spojení mezi spalovacím motorem a převodovkou. Vynález spojky je připsán Karlu Bencovi.

Spojka slouží k dočasnému odpojení klikového hřídele motoru od přenosu síly vozidla, což je nutné při řazení převodových stupňů v převodovce a při brzdění vozidla až do úplného zastavení. Spojka navíc umožňuje plynulý rozjezd (bez cukání).

U traktorů a obrněných vozidel se používá ekvivalentní termín spojka.

Spojka se sestavou membránové pružiny

Obecné informace [ upravit | upravit kód]

Poháněný spojkový kotouč

Existuje mnoho různých typů spojek, ale většina se spoléhá na jeden nebo více třecích kotoučů přitlačených těsně k sobě nebo na setrvačník pružinami. Třecí materiál je velmi podobný materiálu používanému v brzdových destičkách a dříve téměř vždy obsahoval azbest, v poslední době byly používány materiály bez azbestu. Plynulý záběr a vyřazení ozubeného kola je zajištěno klouzáním neustále se otáčejícího hnacího kotouče upevněného na klikovém hřídeli motoru vzhledem k hnanému kotouči připojenému přes drážkování k převodovce.

Síla ze spojkového pedálu je přenášena na mechanismus mechanickým (pákovým nebo lankovým) nebo hydraulickým pohonem.

Sešlápnutí pedálu spojky (zmáčknutí, vypnutí) roztáhne lamely spojky, nakonec mezi nimi ponechá volný prostor a uvolní pedál (zapnout) vede k těsnému stlačení hnacího a hnaného kotouče.

Při sepnutí spojky se točivý moment přenáší z klikového hřídele na setrvačník, dále do skříně spojky a přes listové pružiny na hnací (přítlačný) kotouč. Ze setrvačníku a přítlačného kotouče pohonu se díky třecím silám přenáší krouticí moment na mezi nimi sevřený hnaný kotouč, jehož náboj má drážkové spojení s hnací hřídelí převodovky.

Pro vyřazení spojky sešlápněte pedál, který soustavou táhel a pák přenáší sílu na vidlici, spojku, páčky a prsty stahují přítlačný kotouč pohonu. Pružiny se v tomto případě stlačí a uvolní hnaný kotouč, na jehož obou stranách se vytvoří mezery, které přeruší přenos točivého momentu přes něj. U dvoukotoučové spojky jsou pro zajištění potřebných vůlí mezi hnacím a hnaným kotoučem při vyřazení ze záběru vypínací pružiny a mezilehlý seřizovací šroub. Při hladkém uvolnění pedálu vrátí tlačné pružiny všechny části vypínacího mechanismu do původní polohy, hnaný kotouč se přitlačí k hnacímu (přítlačnému) kotouči a setrvačníku.

Pokud při sešlápnutí spojky jednoduše „hodíte“ pedál, hnaný kotouč silně přitlačí na pohon (setrvačník) a zpomalí jej natolik, že se motor může zastavit (zhasnout) – tedy spojka bude fungovat jako brzdový mechanismus. Spojkový pedál proto musí být uvolněn plynule poté, co začnou kotouče zabírat. Konkrétní technika ovládání pedálu závisí na konstrukci pohonu spojky.

Moderní automobily používají dva typy pohonu spojky – hydraulické a mechanické lanko.

U hydraulického spojkového pohonu zůstává plný zdvih spojkového pedálu konstantní (což je zajištěno přítomností vratné pružiny u spojkového pedálu), mění se však velikost jejího pracovního zdvihu, kompenzující zmenšení tloušťky spojkového pedálu. poháněný kotouč v důsledku opotřebení – čím menší je tloušťka zbývajícího kotouče, stejný plný zdvih pedálu spojky, tím větší je jeho pracovní zdvih a tím „vyšší“ (blíže ke konci zpětného zdvihu pedálu, když to uvolněná) spojka sepne. Spojkový pedál s hydraulickým pohonem lze poměrně prudce uvolnit až do okamžiku, kdy do sebe začnou hnací a hnaný kotouč zabírat (což je pociťováno slabým škubnutím vozu v okamžiku rozjezdu) – poté již pracovní začíná zdvih pedálu, při kterém je třeba jej plynule uvolnit. S novým poháněným kotoučem spojka sepne „dolů“ a vůz se začne rozjíždět i při mírném uvolnění pedálu; u silně opotřebovaného poháněného kotouče naopak kotouče zabírají až na samém konci šlapání. Hydraulicky poháněný spojkový pedál má vždy malou (obvykle ne více než 10. 15 mm na pedálu) vůli na samém začátku sešlápnutí pedálu, kvůli přítomnosti konstrukční mezery 2. 3 mm mezi tlačnou pákou otočně spojenou se spojkovým pedálem a jím poháněným pístem spojky – je to nutné pro zajištění plného záběru spojky při uvolnění pedálu a pro odstranění jeho prokluzování, když je vůz v pohybu.

U lankem poháněného spojkového pedálu se plný zdvih zvyšuje s opotřebením hnaného kotouče (spojkový pedál se zvedá vzhledem k podlaze) a spolu s tím se zvyšuje i jeho pracovní zdvih. Pedál by měl být uvolněn hladce od samého začátku, protože spojka vždy pracuje „dolů“. Volná vůle pedálu je zajištěna úpravou délky lanka a bývá cca 30. 40 mm.

Hnaný kotouč spojky se skládá z vlastního kotouče s pružinovými lamelami, ke kterým jsou nezávisle na sobě přinýtována nebo přilepena dvě třecí obložení. Toto upevnění obložení zajišťuje jejich rozbíhavost při vyřazení spojky při záběru se lamely pružiny postupně stlačují, čímž je zajištěn hladký záběr. Střední část kotouče spojky – náboj – má drážkové spojení a pohybuje se podél vstupního hřídele převodovky. Náboj je s kotoučem pohyblivě spojen přes tlumicí pružiny a třecí podložky tlumiče torzních kmitů (viditelné na obrázku), které slouží k vyrovnání kolísání točivého momentu, které nevyhnutelně vzniká vlivem proměnných zatížení a setrvačnosti hmoty při jeho přenosu z motoru na hnací kola a zpět. Za určitých podmínek mohou tyto vibrace způsobit zlomení hřídele.

Klasifikace [upravit | upravit kód]

• Podle způsobu ovládání – spojky s mechanickým, hydraulickým, pneumatickým, elektrickým nebo kombinovaným pohonem (například hydromechanickým).
• Podle typu tření – suché (třecí obložení pracují na vzduchu) a mokré (práce v olejové lázni).
• Podle spínacího režimu – trvale zavřeno a netrvale zavřeno.
• Podle počtu slave disků – jedno-, dvou- a vícediskové.
• Podle typu a uspořádání tlačných pružin – s uspořádáním více válcových pružin po obvodu tlačného kotouče a s centrální membránovou pružinou.
• Podle počtu proudů přenosu točivého momentu – jednoproudové a dvouproudové.

Konstrukce a princip činnosti spojky automobilu [ editovat | upravit kód]

Automobilové jednolamelové spojkové zařízení

1 – setrvačník
2 — obložení z třecího materiálu (ferodo)
3 — kotouč poháněný spojkou
4 – šrouby držící hnací kotouč k setrvačníku
5 — vysouvací vidlice spojky
6 – tlačná spojka
7 — hřídel spojkového pedálu
8 – pedál spojky
9 – hnací (tlakový) disk
10 — ovládací páka (nebo uvolňovací páka, 3 kusy na obrázku)
11 — vypínací (axiální) ložisko
12 — hnací (primární) hřídel převodovky

Jednokotoučová spojka [ upravit | upravit kód]

Princip činnosti:

Když sešlápnete pedál 8 hřídel 7 otáčky, nejprve vyberte mezeru (volná vůle spojkového pedálu) mezi vypínací vidlicí spojky 5 a stiskněte spojku 6. Pak spojka s vypínacím ložiskem 11 se pohybuje a vypínací ložisko tlačí na vnitřní konce ramen 10, které svými vnějšími konci zatahují přítlačný kotouč 9 z poháněného disku 3. V tomto případě tlačné pružiny 4 jsou stlačené – spojka je vypnutá a točivý moment se nepřenáší z motoru na převodovku. Po uvolnění pedálu se vypínací spojka spojky s vypínacím ložiskem působením pružin vrátí do původní polohy. Působením tlačných pružin se přítlačná deska 9 tlačí na setrvačník 1, při mačkání poháněného disku 3 — spojka je zapnutá, točivý moment se přenáší z motoru na převodovku. Poháněný disk 3 má drážky a pohybuje se podél spojovacích drážkování vstupního hřídele převodovky 12. Plynulý přenos točivého momentu při sepnutí spojky zajišťují tlumicí pružiny uložené v hnaném kotouči.

Všechny díly spojky jsou kryty pláštěm (košíkem spojky), který je přišroubován k setrvačníku; Osy uvolňovacích pák jsou připevněny ke skříni přes oka.

Spojka motocyklů s podélným motorem se zásadně neliší.

• Vypínací ložisko je obvykle speciální axiální kuličkové ložisko; Některá vozidla používají axiální kluzná ložiska (grafit), v tomto případě termín axiální ložisko (vozy „Záporožec“; Moskvič-412, s výjimkou pozdějších verzí).

Membránová pružinová spojka [ upravit | upravit kód]

Spojka membránového typu.
A – na pozici, B – vypnutá poloha
1 – klikový hřídel
2 – setrvačník
3 — kotouč poháněný spojkou
4 – přítlačná deska
5 – membránová pružina
6 – vstupní hřídel převodovky
7 – přítlačná spojka a vypínací ložisko
8 — kryt spojky (košík spojky)
9 – spojení
10 – cvočky
11 – zastaví

Osobní automobily obvykle používají spojku s membránovou pružinou namísto velkého počtu záběrových pák a vinutých pružin. Pružina spojky je plochá nebo má tvar komolého kužele, v její střední části jsou vyraženy asi dva tucty, které zároveň slouží jako uvolňovací páky. Když sešlápnete pedál, vypínací vidlice spojky posune přítlačnou spojku a vypínací ložisko 7, vnitřní okraj pružiny se posune dopředu, pružina se ohne a její vnější okraj stáhne přítlačnou desku 4, spojka se vypne. Po uvolnění pedálu se díly pohybují v opačném pořadí, membránová pružina se vrátí do tvaru komolého kužele a spojka se zapne. Membránová pružinová spojka je lehčí a levnější než páková spojka a vyžaduje méně seřízení během oprav.

Dvoukotoučová spojka [ upravit | upravit kód]

Schéma zařízení dvoukotoučové spojky

Na těžkých nákladních automobilech, traktorech, obrněných vozidlech, na některých těžkých motocyklech (Ural, Dnepr) a také na některých sportovních autech se používají dvoukotoučové spojky.

Dvoukotoučové mechanismy jsou instalovány pro zvýšení životnosti spojky, vzhledem k vysokému výkonu motorů a nutnosti přenášet zvýšené krouticí momenty.

Obecná konstrukce dvoukotoučové spojky [ editovat | upravit kód]

• Třecí plocha setrvačníku motoru – modrá barva vlevo
• Dva hnané kotouče – hnědé
• Mezilehlý disk – modrý
• Disk tlakového pohonu – zelená barva
• Tlačné pružiny – šedá
• Pouzdro – modrá barva vpravo

Na obrázku není zobrazeno [upravit | upravit kód]

• Vidličky
• Vypínací páčky spojky
• Uvolněte ložisko
• Vypínací vidlice spojky
• Uvolněte pružiny

Princip činnosti dvoukotoučové spojky [ upravit | upravit kód]

Vypínací ložisko tlačí uvolňovací páky, ty stahují přítlačnou desku. Přítlačná deska se oddálí od první hnané a uvolní uvolňovací pružiny. Uvolňují mezilehlý hnací kotouč a ten se díky jiným uvolňovacím pružinám vzdaluje od druhé třecí pružiny, stejně jako se tlaková vzdaluje od první třecí pružiny. Při zpětném pohybu napomáhají uvolňovací pružiny rovnoměrnému přitlačování mezilehlého kotouče k druhému hnanému a přítlačný kotouč k prvnímu hnanému.

Přítlačné kotouče se pohybují na čepech zašroubovaných do setrvačníku a je k nim připevněn i spojkový koš. Uvolňovací pružiny jsou umístěny na čepech.

Pneumatický posilovač spojky [ upravit | upravit kód]

Těžká nákladní vozidla, například MAZ, mají spojkový pohon s pneumatickým posilovačem – určeným ke snížení síly působící na spojkový pedál.

Zařízení: pedál, tyč, cívka (regulační ventil), hadice, pneumatická komora, páky, brzda, vstupní hřídel s brzdovým bubnem.

Princip činnosti: při uvolnění pedálu je vstupní ventil cívky uzavřen a výstupní ventil je otevřen. Když sešlápnete pedál, síla se přenese přes táhlo a cívku na vypínací vidlici spojky. V této době se otevře vstupní ventil v šoupátku a uzavře se výstupní ventil – těleso šoupátka nasune na výstupní ventil, výstupní ventil se přitlačí na vstupní ventil a uzavře se a tímto pohybem se otevře vstupní ventil. Vstupním ventilem se do pneumatické komory dostává vzduch, který vlivem tlaku pomáhá stlačit vypínací vidlici spojky.

Kuželová spojka [ upravit | upravit kód]

Nejstarší typ spojky, široce používaný na mnoha autech z počátku 1920. století. Třecí plochy měly kónický tvar. Přenášel více točivého momentu při stejných rozměrech ve srovnání s jednokotoučovým byl jednoduchý na konstrukci a údržbu. Těžký kotouč takové spojky měl ale velkou setrvačnost a při řazení po sešlápnutí pedálu se dále točil na volnoběh, což znesnadňovalo nebo prostě znemožnilo zařazení převodového stupně. K brzdění spojkového kotouče byla použita speciální jednotka – spojková brzda, ale její použití bylo jen polovičním řešením problému, stejně jako výměna jednoho kužele za dva méně masivní. Spojka byla navíc těžká a objemná. V důsledku toho byl ve XNUMX. letech XNUMX. století opuštěn.

Nechyběla ani spojka zpátečky, která pracovala na uvolnění.

Synchronizátory převodovky jsou v podstatě kuželové spojky, které fungují třením bronzu (nebo jiného kovu s vysokým třením) o ocel.

Spojkový mechanismus tvoří spolu s převodovkou (převodovkou) převod vozidla. Od dob prvních mechanických vozíků se vynálezci nejvíce zajímali o převodovku: na začátku 20. století bylo jen na konstrukci spojky více než dvacet patentů. Byly mezi nimi přímé a zpětné kužely, spirálové systémy, odstředivé a planetové převodové mechanismy. Některé z nich byly skutečně revoluční. V tomto článku vám řekneme, proč potřebujete spojku v autě, jaká jsou nejčastější provedení a jak spojku udržovat.

Co je spojka

• hnací disk, který přenáší výkon motoru. V každodenním životě se tomu říká „koš“. Jedná se o zařízení poměrně složité konstrukce, skládající se z přítlačné desky s hladkým povrchem, membránové pružiny (podobné plátkům) a pouzdra, které je pevně spojeno se setrvačníkem motoru;
• poháněný disk. Má pružinové desky, na kterých jsou nanýtována třecí obložení;
• vypínací ložisko, hydraulické nebo mechanické. Když je vozidlo v pohybu, je v klidu a uvádí se do provozu pouze při řazení;
• pohon, který umožňuje uvolnit spojku prostřednictvím pedálu.

Typy spojky

• Třecí, kdy se výkon přenáší v důsledku tření. V tomto případě může být spojka suchá nebo mokrá, tzn. ke tření pracovních ploch dochází buď v suchém (vzduchovém) prostředí nebo v olejovém prostředí. Suchá spojka přenáší točivý moment efektivněji, protože spojkový kotouč a hřídel motoru jsou v přímém kontaktu. Snadněji se udržuje, ale také se častěji opotřebovává.

• Hydraulické. U automatické převodovky dochází k přenosu výkonu vlivem tlaku pracovní tekutiny v měniči točivého momentu. Skládá se ze tří oběžných kol ponořených v oleji uvnitř utěsněného pouzdra. Ke klikovému hřídeli motoru je připojeno čerpadlové kolo a k převodovce je připojeno kolo turbíny. Mezi nimi cirkulující kapalina přenáší mechanickou energii z motoru na mechanismus řazení.

• Elektromagnetické. Podřízené a hlavní disky mají vestavěné elektromagnety. Stlačují disky, když je proud dodáván z generátoru. K ovládání nejsou potřeba žádné mechanické pohony; spojka funguje hladce a automaticky.

Princip činnosti

Pojďme zjistit, jak funguje spojka v autě s manuální převodovkou. Když řidič sešlápne pedál (vypne spojku), vypínací ložisko tlačí na plátky pružiny koše a hnané a hnané kotouče se otevřou. Hřídel převodovky je odpojen od setrvačníku – motor a převodovka jsou odděleny. V tomto okamžiku řidič zařadí rychlostní stupeň. Poté pedál uvolní a tím opět sepne spojku. Vypínací ložisko přestane tlačit, kotouče se opět zavřou. Přenos energie je obnoven. Stejný princip fungování je zachován u vozů s robotizovanou převodovkou. V podstatě je tam nainstalována stejná manuální převodovka, ale s elektronickou řídicí jednotkou, která zapíná a vypíná spojku a také mění rychlostní stupně. Řidič jednoduše přesune volič bloků do požadovaného režimu. Mimochodem, u aut s „robotem“ je zachována možnost přepnutí na ruční ovládání, tzn. na tradiční „mechaniku“. U vozů s automatickou převodovkou se točivý moment motoru přenáší na převody přes měnič točivého momentu. Změnou provozního tlaku oleje můžete měnit rychlostní stupně. Řidič ovládá rychlost pomocí voliče: každá poloha páky odpovídá vlastnímu tlaku oleje a převodovému poměru. V poslední době si oblibu získává variátor (označovaný zkratkou CVT – kontinuálně variabilní převodovka). V něm jsou hnací a hnaný hřídel spojeny řemenovým převodem, přičemž kovový řemen se pohybuje ve speciálních kuželových kladkách, tzn. Průměr řemenice je plynule měnitelný. V závislosti na průměru v místě otáčení pásu se mění převodový poměr a s ním i rychlost otáčení a výstupní krouticí moment. Protože zde není řazení jako takové, CVT na rozdíl od jiných převodovek poskytuje maximální plynulost.

Co způsobuje poruchy spojky?

• Spojka se pohybuje (neúplné rozpojení). Chcete-li to zkontrolovat, musíte plně sešlápnout spojku bez použití ruční brzdy a se zařazeným rychlostním stupněm. Zároveň se vůz rozjede dopředu, protože hnané a poháněné kotouče se zcela neotevřou. Častým důvodem je, že není seřízen pohon spojky (dráha pedálu).

• Neúplný záběr nebo prokluzování v důsledku skutečnosti, že hnané a hnané kotouče k sobě těsně nedoléhají a prokluzují. Při uvolnění spojky se nekoná plynulý pohyb, auto cuká a je slyšet skřípění. Auto nezrychluje, i když se otáčky motoru zvyšují.

• Vibrace a zvuky. Může nastat, když se pružiny tlumiče hnacího kotouče oslabí při tažení těžkého přívěsu. Objevují se také, pokud jsou třecí obložení opotřebovaná.

Kde vyměnit spojku

• údržba a opravy spojky automobilů.
• opravy motorů, převodovek a dalších komponentů,
• počítačová diagnostika závad,
• seřizování kol, montáž pneumatik a mnoho dalšího.