Az Indító és Automatikus Tengelykapcsolók Működési Elve és Fejlődése

A tengelykapcsolók, különösen az indító tengelykapcsolók működésüket a centrifugális erőn alapulva látják el, mely kulcsfontosságú a modern hajtásláncokban. Ezek a szerkezetek nem csupán az indítást teszik lehetővé, hanem hozzájárulnak a fokozatos nyomatékátvitelhez és a hajtómotorok védelméhez is.

A Centrifugális Tengelykapcsolók Működési Elve és Típusai

Az indító tengelykapcsoló működési elve egyszerű, de rendkívül hatékony. Működésük a centrifugális erőn alapul. Két fő csoportra oszthatók.

Dörzskapcsolású centrifugális tengelykapcsolók

Az elsőnél a centrifugális erő hatására a hajtószerkezetben levő dörzsbetétek a hajtott kapcsolófél belső hengeres palástjával súrlódó kapcsolatot létesítenek, és így viszik át a forgást, ill. a nyomatékot. Ezek a centrifugális dörzskapcsolású tengelykapcsolók dörzsbetétes szegmensek vagy tuskók segítségével tapadnak az ellendarab belső felületére és azt forgásba hozzák. Szereléskor ügyelni kell arra, hogy a dörzsbetéteket tartó kapcsolófél legyen a hajtórész. A tengelykapcsolók karbantartásigénye csupán abban nyilvánul meg, hogy a dörzsbetéteket időszakonként ellenőrizni kell és kopás esetén kicserélni.

Porkapcsolású centrifugális tengelykapcsolók

A másik csoportba azokat a fajtákat soroljuk, amelyekben a kapcsolat szintén a centrifugális erő hatására jön létre, de közvetve többnyire grafittal kevert acélpor vagy acélgolyók segítségével. Ezeknél a centrifugális porkapcsolású tengelykapcsolóknál a két részből álló, hűtőbordákkal ellátott kapcsolóház a hajtóagyhoz rögzített. A kapcsolóházban forog a hullámszerűen kiképzett lapáttárcsa, amelyet a hajtott agyra rögzítenek. Ez a rész a hajtóagyon forog két gördülőcsapágyon. A hajtott agyon foglal helyet a szíjtárcsa, fogaskerék vagy más gépelem. A kapcsolóházon levő csavarral elzárt nyílás a kapcsolatot közvetítő acélpor vagy kis acélgolyók betöltésére, ill. ürítésére való.

Kikapcsolt állapotban az acélpor a kapcsolóház alsó részén helyezkedik el. A motor indításakor a kapcsolóház forogni kezd, és az acélport a ház külső falához röpíti. Itt keletkezik az az acélporgyűrű, mely a lapáttárcsát először lassan, majd mindig gyorsabban, lökésmentesen magával visz, míg az eléri a megfelelő fordulatszámot, és akkor létrejön a teljes kapcsolat a hajtómotor és a hajtott szerkezet között.

Civic kipufogó leömlő választék

Az Indító Tengelykapcsolók Alkalmazásának Szükségessége és Előnyei

Az indítókapcsolók felépítése hasonló, sőt némely esetben teljesen megegyezik a biztonsági kapcsolókkal, de a feladatuk más. Ezek különösen ott alkalmazandók, ahol nagyobb tömeget kell forgásba hozni és lágy, fokozatos indítás szükséges. A villamos hajtómotorok közül gyakran alkalmazzák az egyszerű és olcsó rövidrezárt motorokat. Ezek indítási áramfelvétele függ a terheléstől és az üzemi árfelvétel többszöröse is lehet. Ez a hálózatot erősen terhelné.

A kedvezőbb indítás érdekében olyan kapcsolókat fejlesztettek ki, melyekben a működtető kapcsolási folyamat csak a teljes fordulatszám elérése után indul meg. Ez annyit jelent, hogy addig az időpontig a kapcsoló csúszik, fokozatosan veszi át a hajtómotor fordulatszámát és adja át a hajtott gépnek vagy alkatrésznek. Indító tengelykapcsoló alkalmazási területei: Általában olyan helyen alkalmazzák őket, ahol nagyobb tömeget kell forgásba hozni és lágy, fokozatos indítás szükséges.

Mechanikus Tengelykapcsolók Személygépkocsikban

A mechanikus tengelykapcsolók világa egészen kisméretűre csökkent, ma már szinte csak a legegyszerűbb felszereltségű személygépkocsikhoz és a sportautók egy részéhez kapunk manuális sebességváltót, technikai szempontból azonban tartogat néhány érdekességet. A mechanikus tengelykapcsolók története szerkezeti okokból összefügg a kézi sebességváltóéval.

Felépítés és működés

A tengelykapcsoló egy oldható szerkezet, mely valamilyen módon kapcsolatot teremt a jármű motorja és a sebességváltó között. Feladatai közé tartozik a motor maximális nyomatékának üzembiztos átvitele a sebességváltóra, valamint a sima, egyenletes, vibrációmentes indítás biztosítása. Személygépkocsikban a mechanikus változatok hamar népszerűvé váltak a fenti feladatok betöltésére. A mechanikus tengelykapcsolók súrlódó tárcsával kapcsolódnak a hajtóegységekhez, melynél egészen pontosan megadható, hogy mekkora nyomatékot képes átvinni a motortól. Ez természetesen nagyobb kell legyen, mint a motor legnagyobb nyomatéka. Ennek a két számnak az aránya a tengelykapcsoló biztonsági tényezője, azaz a nyomatékfelesleg tényező. A tengelykapcsoló teszi lehetővé, hogy a belsőégésű motor alapjárati fordulatszámon működjön, miközben a gépkocsi áll. A sebességváltóval elérték, hogy mindig viszonylag közel tartsák a motor fordulatszámát ehhez a tartományhoz.

A gépkocsi indulásakor és azután a sebességfokozatok váltásánál pontos és mérsékelt sebességű tengelykapcsoló működtetés szükséges. Menet közben, különösen hegymenetben a sebességváltás gyors kell legyen, hogy a gépkocsi ne veszítse el a lendületét, a tengelykapcsoló működtetés is ennek megfelelően a megszokottól gyorsabb kell bekövetkezzen. A motor és a hajtómű között létesít súrlódás révén, a sebességfokozatok kapcsolását lehetővé tevő, oldható nyomaték átviteli kapcsolatot.

Civic EK tuning lehetőségek

Különleges mechanikus tengelykapcsoló változatok

Létezik olyan mechanikus tengelykapcsoló, melyet nem lehet csúsztatni, csak a két végállása létezik. Ennek nagy előnye a hagyományos súrlódótárcsákhoz képest, hogy jelentősen nagyobb nyomatékot képes átvinni. Hátránya viszont, hogy a közúti használat során is csúsztatás nélkül kell megoldanunk az elindulást, mely extra terhet ró az autó hajtásláncára és annak vezetőjére is. Egy tárcsás, szárazlemezes tengelykapcsoló, melyet személygépkocsiknál és haszonjárműveknél egyaránt alkalmaznak, valamint két tárcsás, szárazlemezes, amit haszonjárműveknél a nagyobb nyomaték miatt és személygépkocsik DSG sebességváltóinál alkalmazzák.

A Tengelykapcsoló Működtetés Fejlesztése és Automatizálása

A komfort igények növekedése miatt a tengelykapcsoló működtetését a konstruktőrök igyekeznek minél kisebb erőszükséglettel megvalósítani, illetve automatizálni. Hasonló módon, mint a sebességváltóknál. A korszerű gépkocsikba a SAC (Self Adjusting Clutch) önműködő utánállítású tányérrugós tengelykapcsolókat szerelnek be. Ezzel csökken a működtetéshez szükséges erő és a karbantartási igény is. A kisebb zajszinthez és a komfortosabb működéshez hozzájárul az 1985 óta alkalmazott kéttömegű lendítőkerék is (ZMS). A másik fontos tendencia, hogy a gyártók szeretnének rendszerbeszállítókká válni. Az egyre nagyobb forgalomsűrűség, a dráguló hajtóanyagok, a környezetkímélőbb közlekedés, a komfortosabb autózás igénye miatt egyre nagyobb a jelentősége, hogy automatizálják a hajtáslánc elemeit.

Automatizált sebességváltók és tengelykapcsolók

Ennek egyik példája a kézi kapcsolású sebességváltók automatizálása ASG (Automatisierten Schaltgetrieben), amely önműködő tengelykapcsolót igényel. A tengelykapcsoló automatikus működtetetést és ellenőrzését a sebességváltó elektronika végzi. A fejlesztés az LuK és a Robert Bosch GmbH. együttműködésében történt. Az XSG családnál a mechanikus működtetés önzáró csavarhajtással, vagy csigahajtással történhet. A mechanikus kiemelő szerkezetnél golyósoros emelőpályát alkalmaznak, melynél a működtető egység bowden huzallal fejti ki az erőt. Ekkor a beavatkozó egység a tengelykapcsoló közelébe szerelhető fel. A kinyomó-csapágy működtetése a másik típusváltozatnál mechanikus áttétellel is történhet.

Villanymotoros és elektrohidraulikus működtetés

A tengelykapcsoló és a sebességváltó működtetéséhez új villanymotorokat fejlesztettek ki. Ezzel helyettesítik a korábban alkalmazott ablak-emelőknél is használatos DC motorokat. Azért is szükségessé vált a fejlesztés, mert ennél nagyobb a mechanikai igénybevétel, a hőmérséklet és a rezgés is, valamint a sós víz is hatást gyakorol rá. Az tűzték ki célul, hogy a hidraulika nélkülözhetővé váljék és a lehető legkisebb tömegű lehessen a beavatkozó egység. A Bosch-al közösen fejlesztették ki az olcsóbb kivitelű, de nagyobb teljesítményű szénkefe nélküli típusból. Elektronikus kommutációt valósítanak meg, ez adja a villanymotor típusmegjelölésnél használt EC rövidítést. A mágnesnél alkalmazott ritka földfém ötvözők alkalmazásával a motor kompakt kivitelű lett. A forgórész tömege kedvezően kicsi. A villanymotor mechanikus áttételek segítségével végzi a tengelykapcsoló működtetését. A működtető elektronikának potenciométer jelzi vissza a tengelykapcsoló működtetési útját.

A tengelykapcsoló működtetéséhez villanymotoros, csigahajtással és mechanikus áttétellel mozdítja el a hidraulikus főhenger dugattyúját. Az így létrehozott olajnyomást cső vezeti a munkahengerhez, melynek dugattyúja kar áttétellel emeli ki a tengelykapcsolót. A tengelykapcsoló működtetése különösen elinduláskor és manőverezésnél, de a sebességfokozatok kapcsolásakor finoman adagolható kell legyen. Vészfékezésnél vagy megálláskor az indulásnál lényegesen nagyobb dinamikával kell nyitni a tengelykapcsolót. Emelkedőn, vagy lejtőn haladáskor is más a dinamikai igény. Egyre nagyobb a jelentősége az elektronikus tengelykapcsoló működtetésnek. Az alkalmazott hidraulikus nyomás általában 40 - 60 bar közötti, melyet vagy egy villanymotorral hajtott hidraulikaszivattyú hoz létre, vagy a gépkocsi központi hidraulika rendszere biztosítja. A sebességváltó elektronika vezérli a villanymotort. A tengelykapcsoló nyitásához a nyomástárolóból elektromágneses szelep vezérli ki az olajnyomást a munkahengerbe. Annak dugattyúja Bowdennel adja át a működtető erőt a kiemelő szerkezetnek. A tengelykapcsoló zárása és a munkahenger dugattyújának visszaállítása rugókkal történik. A tengelykapcsoló elmozdulását potenciométer jelzi vissza az elektronikának. A villanymotor, a mechanikus áttétel és a hidraulika egyetlen közös szerelési egységet alkot. A tengelykapcsoló nyitásához a nyomástárolóból elektromágneses szelep látja el olajnyomással a munkahengert. Nem szabad megfeledkezni a nyomás kivezérlés és a nyomás csökkentés dinamikájáról sem, mert alapvetően az befolyásolja a tengelykapcsoló működésének minőségét. A munkahenger dugattyúja például egy bowdennel adhatja át a működtető erőt a kiemelő szerkezetnek. A tengelykapcsoló zárása és a munkahenger dugattyújának visszaállítása rugókkal történik. A tengelykapcsoló elmozdulását potenciométer jelzi vissza az elektronikának. A VW Lupo -nál a hidraulikus tápegységen helyezik el a tengelykapcsolót működtető elektromágneses szelepet. Az elektronika áramot kapcsol az elektromágneses szelepre, amikor a tengelykapcsoló nyit, részlegesen, vagy teljesen.

Műszaki adatok: Honda CB500 (1998)

Az FTE vállalat olyan elektrohidraulikus tengelykapcsoló működtető egységet gyárt, amely az elektronikától a CAN hálózaton keresztül kapja az utasítást a tengelykapcsoló kiemelésére illetve zárására. Az egyenáramú villanymotort impulzus szélesség vezérelt jel működteti. Az eredő feszültséggel arányos lesz a dugattyú elmozdulás.

Lineáris villanymotorok a tengelykapcsoló működtetésben

A fejlesztéseknél azt kellett figyelembe venni, hogy a tengelykapcsoló működtetés szempontjából az a legnehezebb üzemállapot, amikor a gépkocsi a legnagyobb teljesítménnyel gyorsul és utána, mindjárt nagy fékezés következik valamely váratlan forgalmi esemény miatt. Először induláskor zár a tengelykapcsoló és nagy nyomatékot visz át, majd röviddel utána nyit, hogy a motor ne fulladjon le. Erre a folyamatra csupán 50 - 90 ms áll rendelkezésre. Ez nagy követelményt támaszt a villanymotoros tengelykapcsoló működtetéssel szemben, mert a zárás után le kell győzni a működtető egység tehetetlenségét és gyorsan ellentétesen kell mozgatni. A lineáris villanymotor előnyös, mert elmarad a mechanikus hiszterézis. Kevesebb részegységből áll, ezért nagyobb a megbízhatósága. Közvetlen működtető erő valósítható meg mechanikus áttétel nélkül. A feladat ellátására úgynevezett „elektromechanikus lineáraktuátort” fejlesztettek ki.

Elektropneumatikus tengelykapcsoló működtetés haszongépjárművekben

Ezt a tengelykapcsoló működtető változatot sűrített levegő ellátó és tároló rendszerrel ellátott haszonjárműveknél alkalmazzák. Az elektro-pneumatikus tengelykapcsoló működtető egység betölti a rásegítő feladatát is, mert hatékonyan csökkentik a működtető erő szükségletet. Leggyakrabban automatizált sebességváltóval szerelt haszonjárműveknél alkalmazzák. Minden sebességváltáskor működteti a tengelykapcsolót. A működtető egységet a sebességváltón kialakított tengelykapcsoló házra szerelik. A pneumatikus tengelykapcsoló működtetés teljesen automatikusan történik. A vezérlését a sebességváltó elektronika végzi.

Az elektro-pneumatikus tengelykapcsoló működtető egység olyan konstrukció, hogy bizonyos zavaró körülmények nem váltanak ki váratlan reakciókat a tengelykapcsoló működtetésében. A hátsó részben van a négy elektromágneses szelep, az elmozdulás érzékelő, az elektronika és a visszacsapó szelep. A négy elektromágneses szelep működteti a sűrített levegő energiájával a tengelykapcsolót. Ezek közül kettő kis átömlési keresztmetszetű és a lassú működtetést végzi. A munkahenger dugattyú helyzetét és ezzel együtt a tengelykapcsoló helyzetét is induktív elmozdulás érzékelő figyeli. Az elmozdulás érzékelő egy rögzített tekercsből és egy mozgó vasmagból áll, amely kapcsolatban van a dugattyúval. Az elmozdulás érzékelő a sebességváltó elektronikától pontosan beállított tápfeszültséget kap és a dugattyú helyzetének megfelelő feszültség jelet ad az elektronikának. Ebből a jelből az elektronika pontosan meghatározza a tengelykapcsoló pillanatnyi helyzetét és a löketet. Így a tengelykapcsoló kiemelése és zárása a pillanatnyi igényeknek mindig megfelelő. További lehetőség, hogy a sebességváltó elektronika a löket meghatározása alapján meg tudja állapítani a súrlódó betétek pillanatnyi kopottságát. A ház hátsó részén helyezték el a sűrített levegő csatlakozást. Ha sűrített levegő ellátásban nem várt tömítetlenség lép fel, a csatlakozóba beépített visszacsapó-szelep megakadályozza, hogy az éppen nyitott tengelykapcsoló záródjon. A tengelykapcsoló oldásához a munkahenger két elektromágneses szelepen keresztül sűrített levegővel töltődik fel. A tengelykapcsoló záráshoz a munkahengerből a sűrített levegőt két másik elektromágneses szelep engedi a szabadba.

Elektronikus Szabályozás és Érzékelők a Tengelykapcsoló Rendszerekben

A hagyományos tengelykapcsolóval és sebességváltóval szerelt korszerű személygépkocsiknál egyre több tengelykapcsoló működtetés függő elektronikus szabályozást valósítanak meg. A motor elektronika a takarékosság jegyében megváltoztatja a tüzelőanyag befecskendezést nyitott tengelykapcsolónál. Ezzel egyaránt csökkenthető a tüzelőanyag fogyasztás és a kipufogógáz emisszió is. A tengelykapcsoló pedál helyzet érzékelőjének jelét hasznosító rendszerek közé sorolható az USA-ban és Japánban a gépkocsikba kötelező alkalmazású úgynevezett „Start-Lock” működés. Ezt a hagyományos mechanikus sebességváltós gépkocsiknál alkalmazzák. Megakadályozza, hogy bekapcsolt sebességfokozatnál az indítómotor azonnal mozgásba hozza a gépkocsit. Ezzel elkerülhetővé válnak a kisebb koccanásos balesetek. Ez a rendszer csak akkor engedi az indító motort működni, amikor a tengelykapcsoló kiemelt állapotban van. A tengelykapcsoló állapot információt használja fel az elektromechanikus rögzítő fék is a működéséhez. A fentiekben említett rendszerek működéséhez fontos a tengelykapcsoló pedál helyzetének, illetve elmozdulásának pontos érzékelése. Ez utóbbi információnak a betét kopottságára vonatkozó diagnosztikai tartalma is van. Ezek miatt különböző érzékelőket szerelnek fel a kuplung pedálra. Ezeknek olykor szélsőséges hőmérsékleteknél is működniük kell.

Tengelykapcsoló pedál érzékelő típusok

tags: #honda #centrifugalis #tengelykapcsolo #működése

• C5 fedélzeti rendszerének fejlesztése
• Megelőző karbantartás a nagynyomású szivattyúkhoz
• Euphorbia umbellata jellemzői
• tudnivalók a FIAT DOBLO 1.9 JTD kettős tömegű lendkerékről
• Land Rover: kihívások a piacon