A Tárcsás Tengelykapcsolók Teljesítménye és Működése a Modern Járművekben

A tengelykapcsolók, köznapi nevén kuplungok, két tengely vagy más gépelem ideiglenes vagy tartós összekapcsolására szolgáló alkatrészek. Alapfeladatuk a nyomaték (teljesítmény) vagy erő és a forgó vagy haladó mozgás egyik tengelyvégről a másikra való átvitele. Leggyakrabban erő- és munkagépek vagy közbeiktatott hajtóművek tengelyeinek összekötése a feladat. A tengelykapcsoló a hajtáslánc egyik fontos eleme, a gépalkatrészek együttforgását és a forgatónyomaték átvitelét szolgálják. Több kapcsoló összeépítése is szokásos. A tengelykapcsolókat akkor használják, ha szükségessé válik a mozgás- vagy erőátvitelt időben vagy mértékben ellenőrizni.

A súrlódó kapcsolók jellemzője, hogy a kapcsolófelek közötti nyomatékátvitel dörzsfelületek összeszorításával erőzárás útján valósul meg. A felületek egyike vagy egyik csoportja axiálisan elmozdítható, így a hajtó és hajtott oldal közötti kapcsolat tetszés szerint, akár forgás közben is megszüntethető. A súrlódó tengelykapcsolók nyomatékátvitelét az érintkező felületekkel kialakított erőzáró kapcsolat biztosítja, amit rászorítással érünk el. Ebből adódik, hogy a kapcsoló működése könnyen befolyásolható az összeszorító erővel. Az egyik súrlódó felület elmozdításával (a távolság növelésével vagy éppen a felületek teljes összenyomásával) történhet a ki- és bekapcsolás.

I. Tárcsás Tengelykapcsolók az Erőátvitelben

A belsőégésű motorok hátrányos tulajdonsága, hogy terhelés alatt nem indíthatók és csak bizonyos fordulatszám felett képesek teljesítményt leadni. Ezért a motor és a nyomatékváltó közé változó kapcsolatú tengelykapcsolót kell iktatni. A célnak leginkább a tárcsás tengelykapcsolók felelnek meg. A tárcsás tengelykapcsoló két fele a tengelyre merőleges síkjával illeszkedik egymáshoz. Az összekötött forgórészek egytengelyűségét általában központosító váll és furat biztosítja. Egészen nagy nyomatékokig is alkalmazható kapcsoló.

A személygépkocsi egytárcsás főkapcsolón a tárcsás tengelykapcsoló bemutatása: a tengelykapcsolóhoz csatlakozik egy kapcsolómechanizmus, mellyel a kapcsolóhüvely elmozdítható. Erre akkor van szükség, ha oldani akarjuk a kapcsolót. A tengely bordáin elhelyezett súrlódó tárcsát a préselt lemezfedélben ülő rugók a nyomótárcsa közvetítésével a lendkerék oldalához szorítják. Az oldás érdekében a szögemelőt a kapcsolóhüvellyel a belső végén levő nyomócsavarjánál fogva a lemezköpenybe ágyazott nyomótárcsáról leemeljük a súrlódó felületről. A lendkerék a forgattyús tengely tárcsás peremére van csavarozva.

A motor és a hajtómű között súrlódás révén létesít sebességfokozatok kapcsolását lehetővé tevő, oldható nyomaték átviteli kapcsolatot. A tengelykapcsoló teszi lehetővé, hogy a belsőégésű motor alapjárati fordulatszámon működjön, miközben a gépkocsi áll. Egy tárcsás, szárazlemezes tengelykapcsolókat személygépkocsiknál és haszonjárműveknél egyaránt alkalmaznak. Két tárcsás, szárazlemezes tengelykapcsolókat haszonjárműveknél a nagyobb nyomaték miatt és személygépkocsik DSG sebességváltóinál alkalmazzák.

Egytárcsás kistraktor specifikációk

A Tányérrugó és az Önműködő Utánállítású Rendszerek

Tekercsrugó helyett ma már legtöbbször tányérrugót alkalmaznak a tengelykapcsolókban. Ebből a szempontból is különbség van a kétféle rugó viselkedésében. A tányérrugó esetében a tárcsa vékonyodása következtében a szorító erő csökkenhet, de a modern tányérrugós kialakítások ezt minimalizálják, sőt, megjelenésével egyidejűleg kezdődik meg a pedálmozgás is. 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).

II. A Tengelykapcsoló Működtetésének Automatizálása

A komfort igények növekedése miatt a tengelykapcsoló működtetését a konstruktőrök igyekeznek minél kisebb erőszükséglettel megvalósítani, illetve automatizálni, hasonló módon mint a sebességváltóknál. Az egyre nagyobb forgalomsűrűség, a dráguló hajtóanyagok, a környezetkímélőbb közlekedés, a komfortosabb autózás igénye miatt egyre nagyobb a jelentősége, hogy automatizálják a hajtáslánc elemeit. Ennek egyik példája a kézi kapcsolású sebességváltók automatizálása ASG (Automatisierten Schaltgetrieben), amely önműködő tengelykapcsolót igényel. A tengelykapcsoló automatikus működtetését, és ellenőrzését a sebességváltó elektronika végzi.

Különböző Működtető Rendszerek

1. Mechanikus Működtetés

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.

2. Hidraulikus Működtetés

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. 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 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 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. Nem szabad megfeledkezni a nyomás kivezérlés és a nyomás csökkentés dinamikájáról sem, mert alapvetően az befolyásolja a tengelykapcsoló működésének minőségét.

Kéttárcsás kuplung

3. Elektrohidraulikus Működtetés

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 elmozdulása.

4. Elektromechanikus Működtetés

A tengelykapcsoló és a sebességváltó működtetéséhez új villanymotorokat fejlesztettek ki. Ezzel helyettesítik a korábban alkalmazott ablakemelőknél 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 fejlesztettek ki 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 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.

5. Elektropneumatikus Működtetés

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 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.

Honda Civic kuplungtuning és fejlesztési tippek

III. Elektronikus Szabályozás és Érzékelők

A működtető elektronikának potenciométer jelzi vissza a tengelykapcsoló működtetési útját. A sebességváltó elektronika vezérli a villanymotort. A tengelykapcsoló elmozdulását potenciométer jelzi vissza az elektronikának. 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. Ez utóbbi információnak a betét kopottságára vonatkozó diagnosztikai tartalma is van. Ezek miatt különböző érzékelőket szerelnek fel a kuplung pedálra, melyeknek olykor szélsőséges hőmérsékleteknél is működniük kell.

Különféle Pedálhelyzet-érzékelők Összehasonlítása

A tengelykapcsoló pedál helyzetének, illetve elmozdulásának pontos érzékelése kritikus fontosságú a modern rendszerek számára. Az alábbi táblázat bemutatja a gyakran alkalmazott érzékelő típusokat:

Az Elektronikus Vezérlés További Előnyei

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.

IV. Teljesítménykövetelmények és Dinamikai Kihívások

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 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.

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.

tags: #tarcsas #tengelykapcsolo #teljesitmeny #p7 #információk

• nagykonyhai elszívó rendszerek
• tudj meg többet a Freelander sárfogókról
• Motorbak felújítási útmutató Espace-hez
• Útmutató a helyes Suzuki felni választáshoz
• a tökéletes fürdőszobaszőnyeg választása