Spojka v autě: k čemu slouží a jaké typy existují?

Spojka je jedna z komponentů auta, která může někoho pořádně bolet. Jakmile však pochopíte, co to je, jak to funguje a jak ovládat spojkový pedál při řízení auta, pak vše zapadne na své místo a v zásadě se řazení a jízda stanou hladkými a pohodlnými.

Navrhujeme ponořit se hlouběji do tohoto technického problému a zjistit, co je spojka, proč je potřeba, jaké existují typy – a najít odpovědi na řadu dalších souvisejících otázek.

Co to je a proč potřebujete spojku?

Spojka je jednou z ústředních součástí převodovky automobilu. Zejména u vozů s manuální převodovkou zajišťuje plynulou souhru mezi motorem a převodovkou – spojka dokáže spojit nebo oddělit oba agregáty.

Při trvalém chodu motoru umožňuje spojka místní a dočasné rozpojení spojení s převodovkou a tedy mezi motorem a hnacími koly. Tato funkce je nezbytná pro vyrovnání rychlostí při rozjezdu nebo řazení rychlostních stupňů mezi pohonem motoru a pohonem převodovky nebo pro oddělení motoru od převodovky při zastavení vozidla s běžícím motorem.

Jaké typy spojek existují?

Typ spojky často používaný u osobních automobilů je tzv. jednolamelová suchá spojka. To využívá třecího odporu mezi dvěma „deskami“ k přenosu výkonu motoru z jednoho disku na druhý.

Při nesešlápnutém spojkovém pedálu je spojkový kotouč přitlačován k setrvačníku motoru tzv. přítlačným kotoučem. Při zařazení převodového stupně v hnacím ústrojí získáme spojité spojení, které zajišťuje přenos síly motoru na hnací kola. Při sešlápnutí spojkového pedálu se přeruší spojení mezi spojkou a setrvačníkem a tedy vlastně i mezi motorem a převodovkou a tedy i mezi motorem a hnacími koly.

Tento ze své podstaty jednoduchý mechanismus je důležitý zejména pro řazení u vozů s manuální převodovkou („na klice“). Pokud je spojka otevřená, můžete zvolit jiný rychlostní stupeň. Pokud je například zvolen vyšší převodový stupeň, budou mezi motorem a převodovkou různé úrovně otáček. Když sepnete spojku, tedy když sundáte nohu ze spojkového pedálu, spojka tento rozdíl otáček vyrovná. Čím jemněji řidič sešlápne spojkový pedál, tím hladší bude trakce a ovládání rychlosti.

Kromě klasické spojky se v automobilovém průmyslu používají další typy spojek. Motocykly a sportovní vozy častěji používají mokrou spojku, ve které je spojkový systém v olejové lázni. Moderní, pohodlná a běžná možnost (zejména u nových čínských vozů na ruském trhu) je dvojitá spojka, skládající se ze dvou automatizovaných „částečných převodovek“, z nichž každá má svou vlastní spojku. Tato technologie umožňuje měnit rychlostní stupně plně automaticky bez přerušení trakce. Tento systém již nepotřebuje spojkový pedál – to je hlavní!

Dalším typem je hydraulická spojka, která se používá u těžkých užitkových vozidel a zemědělských strojů.

Známky špatné spojky a způsoby, jak prodloužit její životnost

Klasická spojka u vozů s manuální převodovkou je opotřebitelný díl, který se u mnoha vozů dokonce musí po určité době vyměnit za zcela novou. Potřeba a frekvence výměny spojky závisí na různých faktorech.

Šetrný styl jízdy také chrání spojku a prodlužuje její životnost. Časté částečné sepnutí spojky však může způsobit větší opotřebení, protože neustále takříkajíc „drtí“. V ideálním případě by při řazení měl být pedál spojky vždy zcela sešlápnutý a pokud možno se vyvarujte prokluzu!

Typickým znakem zvýšeného opotřebení je prokluzování spojky. Pokud se při pokusu o zrychlení zvýší otáčky motoru, aniž by došlo k výraznému zrychlení samotného vozidla, znamená to opotřebenou lamelu spojky. V nejhorším případě je trakce nemožná vůbec, to znamená, že už není možné s autem pohnout ani o metr. Zatuhlý spojkový pedál naopak mimo jiné signalizuje opotřebované vypínací ložisko nebo problém v hydraulickém systému.

Z historie. Jako teď

Klasická spojka byla přítomna téměř v každém autě po mnoho desetiletí, protože vozy s manuální převodovkou byly dlouhou dobu pravidlem a vozy s automatickou převodovkou byly výjimkou!

Převodovky s automatickým řazením, převodovky s měničem točivého momentu, převodovky CVT, automatizované manuální převodovky a dvouspojkové převodovky jsou však nyní běžné a stále si získávají na popularitě.

Na druhou stranu, manuální převodovky, „mechanika“, jsou nyní v mnoha zemích považovány za „ohrožený druh“. Mnozí odborníci proto dokonce říkají, že klasický spojkový pedál může za pár desítek let z aut zmizet.

Je dost možné, že tomu tak bude, ale o našem trhu se to s jistotou říci nedá – převodovky vyžadující spojkový pedál jsou stále příliš oblíbené a „adeptů“ aut s klasickými manuálními převodovkami máme opravdu hodně.

Technické centrum NIVUS se nachází na adrese:

• Moskva, sv. Avtozavodskaya, 16, budova 2, budova 16

• +7 (495) 132-13-22
• +7 (495) 620-35-37

Denně od 8: 00 21 na: 00

Enrol
Robotický přenos

Základem robotické převodovky je mechanická převodovka, ale funkce vypínání spojky a řazení rychlostních stupňů jsou automatizované. Provoz převodovky je řízen elektronickou jednotkou s vestavěným řídicím algoritmem.

Robotická převodovka kombinuje úsporu paliva a vysokou spolehlivost manuální převodovky s komfortem automatické převodovky. Cena „robota“ je však výrazně nižší než u klasické automatické převodovky. Tyto faktory přispěly k tomu, že většina výrobců automobilů v současné době vybavuje svá vozidla robotickými převodovkami. Instalují se do modelů ekonomické i prémiové třídy.

Návrh robotické převodovky

V závislosti na výrobci se může konstrukce robotických převodovek lišit. Je však třeba zdůraznit jejich obecnou strukturu: mechanická převodovka s integrovaným systémem spojky a řízení převodových stupňů.

V automatizovaných převodovkách se používá třecí spojka: buď samostatný kotouč, nebo sada třecích kotoučů. Za inovativní je považována tzv. dvojitá spojka, schopná přenášet točivý moment bez ztráty výkonu.

Jak je uvedeno výše, základem konstrukce robotické převodovky je manuální převodovka. Výrobci zpravidla používají hotová technická řešení. Například automatizovaná převodovka Speedshift od Mercedesu je postavena na základě automatické převodovky 7G-Tronic – v tomto případě byl měnič točivého momentu nahrazen třecí lamelovou spojkou. Základem SMG od BMW je šestistupňová „mechanika“ vybavená elektrohydraulickým pohonem spojky.

„Roboti“ mohou být vybaveni hydraulickou nebo elektrickou spojkou a ozubeným pohonem. Jako aktuátory v elektrickém pohonu se používají servomechanismy (mechanická převodovka a elektromotor). Hydraulický pohon je aktivován pomocí hydraulických válců, které jsou ovládány elektromagnetickými ventily. Tento typ pohonu se také nazývá elektrohydraulický. Některé konstrukce robotických převodovek s elektrickým pohonem (Durashift EST od Fordu, Easytronic od Opelu) jsou vybaveny hydromechanickou jednotkou s elektromotorem pro pohyb hlavního válce pohonu spojky.

Elektrický pohon se vyznačuje nižší spotřebou energie a nízkou provozní rychlostí – časový interval pro řazení se pohybuje v rozmezí 0,3-0,5 sekundy. Hydraulický pohon neustále udržuje tlak v systému, takže vyžaduje více energie. Zároveň se vyznačuje vyšší provozní rychlostí. Některé robotické převodovky s hydraulickým pohonem, kterými jsou vybaveny sportovní vozy, se vyznačují úžasnou rychlostí řazení, například u Lamboghini Aventador je toto číslo 0,05 s a u Ferrari 599GTO – 0,06 s.

Tyto vlastnosti určují rozsah použití jednotek. „Roboti“ s elektrickým pohonem se tak instalují do levných vozidel a s hydraulickým pohonem do prémiových vozů.

Následující převodovky jsou vybaveny elektrickým pohonem:

• SensoDrive od Citroënu;
• 2-Tronic od Peugeotu;
• Easytronic od Opelu;
• MultiMode od Toyoty;
• Dualogic od Fiatu;
• Allshift od Mitsubishi;
• Durashift EST od Fordu.

Hydraulický pohon je instalován na následujících robotických převodovkách:

• Samopal od BMW;
• R-Tronic od Audi;
• Quickshift od Renaultu;
• ISR od Lamborghini;
• Selespeed od Alfy Romeo.

Elektronický systém řídí robotickou převodovku. Skládá se ze vstupních senzorů, akčních členů a elektronické řídicí jednotky. Úkolem vstupních senzorů je monitorovat hlavní parametry převodovky: polohu voliče, polohu řadicí vidlice, vstupní a výstupní otáčky, teplotu a tlak převodového oleje. Všechny parametry jsou přenášeny do řídicí jednotky.

S ohledem na příchozí signály ze senzorů generuje elektronická řídicí jednotka příkazy pro akční členy v souladu s vestavěným programem. Kromě toho elektronická jednotka během provozu interaguje s dalšími elektronickými systémy, včetně systému řízení motoru, systému ABS (ESP). U převodovek s hydraulickým pohonem obsahuje řídicí systém také hydraulickou řídicí jednotku (zodpovědnou za řízení hydraulických válců a tlaku v systému).

V závislosti na pohonu jsou akčními členy elektromagnetické ventily hydraulických válců (hydraulický pohon) a elektromotory (elektrický pohon).

Dvouspojková převodovka

Robotická převodovka má poměrně významnou nevýhodu – relativně dlouhou dobu řazení. Tato nevýhoda s sebou nese trhání a trhání během řízení vozu, což následně vede ke snížení komfortu. Pro vyřešení tohoto problému byla vyvinuta dvouspojková převodovka, která umožňuje řazení bez ztráty výkonu.

I když je zařazený rychlostní stupeň, dvojitá spojka umožňuje zařadit další rychlostní stupeň v okamžiku první potřeby, aniž by se přerušil chod převodovky. Odtud pochází i její druhý název – předvolba převodovky (preselect).

Další výhodou dvouspojkového „robota“ je jeho vysoká rychlost řazení. Rychlost navíc závisí pouze na rychlosti řazení spojky (DCT M Drivelogic od BMW – 0,1 s, DSG od Volkswagenu – 0,2 s). Tento typ převodovky se vyznačuje kompaktními rozměry, což je důležité zejména pro malé vozy. Zároveň je zaznamenána zvýšená spotřeba energie, zejména u převodovky s „mokrou“ spojkou. Vysoká rychlost řazení spolu s plynulým přenosem točivého momentu zajišťuje dobrou dynamiku zrychlení vozidla a značnou úsporu paliva.

Mnoho robotických převodovek je vybaveno dvojitou spojkou:

• DSG od Volkswagenu;
• Převodovka Speedshift DCT od Mercedesu;
• DCT M Drivelogic od BMW;
• PDK od Porsche;
• S-Tronic od Audi;
• Dvouspojková převodovka SST od Mitsubishi;
• Powershift od Fordu a Volva;
• TCT od Alfa Romeo.

Dokonce i sportovní vůz Ferrari 458 Italia je vybaven dvouspojkovou převodovkou (Doppelkupplungsgetriebe). Výše uvedené převodovky mají hydraulický pohon spojky a ozubených kol. V současné době pouze jedna převodovka využívá elektrický pohon zařízení – EDC (Efficient Dual Clutch) od Renaultu. Za zmínku stojí, že doba řazení je pouze 0,29 s.

Za lídry v masovém používání dvouspojkových převodovek jsou právem považovány Audi a Volkswagen, které od roku 2003 instalují do svých vozů převodovky S-tronic a DSG. S-tronic je na rozdíl od DSG instalován podélně na nápravách vozů s pohonem všech kol a pohonem zadních kol.

DCT M Drivelogic je automatizovaná převodovka s funkcí Drivelogic. Tato funkce nabízí 11 programů řazení, z nichž 6 je manuálních a zbývajících 5 je automatizovaných programů řazení. Díky této funkci lze řazení přizpůsobit specifickému stylu jízdy.

Princip fungování robotické převodovky

Tento typ převodovky má dva provozní režimy: automatický a poloautomatický. V prvním případě elektronická řídicí jednotka aktivuje specifický algoritmus pro řízení převodovky s ohledem na signály ze vstupních senzorů. Povely řídicí jednotky jsou prováděny akčními členy.

Poloautomatický režim řazení je podobný funkci Tiptronic u automatické převodovky. Tento režim umožňuje sekvenční řazení pomocí volicí páky a/nebo páček na volantu. Z tohoto důvodu se robotická převodovka nazývá také sekvenční převodovka (sequensum – sekvence).