Sprzęgło hydrokinetyczne – czym jest, jak działa, po czym poznać awarię?

W samochodach stosuje się różne rodzaje sprzęgła. Jego wybór dostosowany jest do konstrukcji silnika oraz budowy skrzyni biegów. W automatach montuje się sprzęgło hydrokinetyczne. Jak ono działa?

Czym jest sprzęgło hydrokinetyczne?

Wynalezienie sprzęgła hydrokinetycznego, zwanego też konwerterem momentu obrotowego, przypisuje się niemieckiemu profesorowi Hermannowi Fottingerowi. Zainicjował on stworzenie mechanizmu, który przenosi ruch obrotowy z elementu czynnego na bierny za pośrednictwem oleju, emulsji lub wody znajdującej się w obiegu zamkniętym. W autach osobowych z automatyczną skrzynią biegów stosuje się olej przekładniowy, taki sam jak w skrzyni.

Jak zbudowane jest sprzęgło hydrokinetyczne?

Podstawowe elementy, z jakich składa się sprzęgło hydrokinetyczne to:

• szczelna metalowa obudowa z uszczelnieniami (oringami) wałków wejściowych
• pompa, czyli wklęsła tarcza z odpowiednio ukształtowanymi łopatkami, zamontowana do koła zamachowego silnika
• turbina, czyli kolejna wklęsła tarcza z łopatkami, zamontowana na wale sprzęgłowym skrzyni biegów
• kierownica przepływu cieczy w kształcie płaskiego koła, ze sprzęgłem jednokierunkowym zamontowana pomiędzy pompą a turbiną
• łożyska oporowe

Wszystkie elementy sprzęgła wykonane są z metalu o odpowiednich właściwościach. Pomiędzy pompą a turbiną nie ma mechanicznego połączenia, dzięki czemu ruszenie z miejsca jest płynne.

Skrzynie automatyczne w nowych samochodach wyposażone są często w tarcze „lock-up”, czyli sprzęgło elektromagnetyczne, zazębiające tarcze na sztywno. Jego zadaniem jest niwelowanie strat mocy, które przekładają się na zwiększone zużycie paliwa podczas szybkiej jazdy.

Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego

Głównymi elementami, pozwalającymi na właściwe działanie sprzęgła hydrokinetycznego, są łopatki i kanały olejowe, których jest kilkadziesiąt na pompie i na tarczy oraz płyn, który wypełnia mechanizm w 70-80%.

Zasada działania sprzęgła hydrokinetycznego wygląda następująco. Gdy silnik zaczyna pracować, jednocześnie zaczyna kręcić się pompa sprzęgła. Jej obroty powodują, że ciecz wewnątrz mechanizmu zaczyna poruszać się, zgodnie z siłą bezwładności i uderzać o łopatki turbiny. Ta przejmując energię, zaczyna się obracać. Na turbinie znajdują się kanaliki, którymi płyn wraca znów na łopatki pompy.

Cechą sprzęgła hydrokinetycznego jest to, że pompa i turbina nie są ze sobą fizycznie połączone, ich łopatki ustawione są naprzeciw siebie. Natomiast ruch cieczy wynika z różnicy prędkości obu tych elementów, Jeśli kręciłyby się z tą samą prędkością, sprzęgło przestałoby działać i przekazywać moc.

Objawy awarii przekładni hydrokinetycznej

Producenci sprzęgła hydrokinetycznego zapewniają, że nie powinny pojawiać się objawy awarii tego podzespołu, ponieważ konwerter momentu obrotowego nie ma tarcz z okładzinami ciernymi, więc nie ma prawa się zużyć. A jednak do tego dochodzi.

Jak rozpoznać zużyte sprzęgło hydrokinetyczne?

• Słabe przyspieszenie – jest to częsty objaw awarii konwertera momentu obrotowego, przypominający odczuciem ślizgające się sprzęgło cierne.
• Drgania podczas jazdy utrudniające jazdę, które są mocno odczuwalne przez kierowcę.
• Przeciąganie biegów dopiero przy wysokich obrotach.
• Falowanie obrotów silnika przy jeździe ze stałą prędkością.
• Nieprawidłowe działanie przekładni – zepsute sprzęgło hydrokinetyczne może powodować mało elastyczną zmianę biegów lub niemożność ich wrzucania.
• Zbyt gorący olej przekładniowy może wskazywać na problem z przepływem w konwerterze hydrokinetycznym.
• Dziwne dźwięki np. stukanie, szumy albo piszczenie wydobywające się z okolic skrzyni biegów przy gwałtownym ruszeniu.
• Zwiększenie zużycia paliwa.

Trzeba jednak pamiętać, że nie ma możliwości tylko na podstawie zewnętrznych objawów ustalić, czy uszkodzone jest sprzęgło, czy sama skrzynia automatyczna. Jak sprawdzić sprzęgło hydrokinetyczne? Awarie może zdiagnozować wyspecjalizowany warsztat, zajmującym się naprawami lub wymianami skrzyń automatycznych.

Awaria sprzęgła hydrokinetycznego wynika często ze zużycia uszczelniaczy tzw. oringów. Ich zadaniem jest utrzymywanie optymalnego ciśnienia w trakcie pracy sprzęgła. W wyniku dostania się do nich wody i glikolu ulegają pękaniu, rozciąganiu lub puchnięciu, co powoduje wycieki oleju oraz ubytki ciśnienia i spadek osiągów samochodu. Najczęściej uszkodzeniu ulega oring tłoka.

Jeśli doszło do wycieku oleju lub zatarcia łożysk, należy jak najszybciej udać się do warsztatu, ponieważ uszkodzone sprzęgło hydrokinetyczne może doprowadzić do usterek silnika albo skrzyni biegów.

Kierowcy muszą też pamiętać o regularnej wymianie oleju w skrzyni biegów. Zanieczyszczenia mogą osiadać na elementach sprzęgła i spowalniać jego działanie.

Ile kosztuje naprawa lub wymiana sprzęgła hydrokinetycznego?

Koszt regeneracji sprzęgła to wydatek od ok. 900 do 2000 zł – w zależności od modelu auta oraz renomy warsztatu. Naprawa polega na rozcięciu podzespołu, ocenie zakresu uszkodzeń i wymianie zużytych elementów na nowe. Zakres prac może się różnić, ale zawsze wymienia się na nowe uszczelniacze, łożyska oraz tarcze cierne. Montaż kosztuje ok. 1 tys. zł.

Nowe sprzęgło hydrokinetyczne, w zależności od modelu, kosztuje od 5 tys. zł do nawet 15 tys. zł. Mniej zapłacimy za zamiennik dobrej jakości. Do ceny należy doliczyć montaż – ok. 1 tys. zł. Cena jest wysoka z racji skomplikowania pracy. Aby wstawić nowe sprzęgło, trzeba wymontować całą skrzynię biegów.

Zalety i wady sprzęgła hydrokinetycznego

Oto najważniejsze plusy i minusy, wynikających z zastosowania w aucie sprzęgła hydrokinetycznego.

Zalety:

• duży komfort jazdy ze względu na niezwykłą płynność i łagodność rozruchu silnika oraz jego cichą pracę
• duża wytrzymałość sprzęgła
• łatwa i łagodna zmiana biegów
• skuteczne tłumienie drgań
• długa, bezawaryjna praca
• zabezpieczenie układu napędowego przed przeciążeniami
• ochrona układu napędowego przed przegrzaniem, nawet w przypadku długiej jazdy

Wady sprzęgła hydrokinetycznego:

• wysoka cena nowego elementu i napraw
• duża waga
• duże rozmiary
• mniejsza dynamika prasy silnika
• konieczność zastosowania dodatkowego chłodzenia sprzęgła ze względu na generowanie wysokiej temperatury w trakcie pracy
• zwiększone zużycie paliwa ze względu na straty mocy wywołane ciągłą pracą w poślizgu

FAQ

Jak działa sprzęgło hydrokinetyczne?

Wraz z uruchomieniem silnika, zaczyna obracać się pompa z łopatkami, które wprowadzają w ruch ciecz. Ta z kolei wprawia w ruch obrotowy łopatki turbiny. Z im większą prędkością i siłą ciecz oddziałuje na turbinę, tym większy moment obrotowy jest przenoszony.

Jakie są objawy uszkodzenia sprzęgła hydrokinetycznego?

Objawy zużycia sprzęgła hydrokinetycznego to m.in.: spadek osiągów, przeciąganie biegów i zmiana przełożeń w niewłaściwym momencie, nierównomierne rozwijanie mocy, szarpanie podczas przyspieszania oraz falowanie obrotów podczas jazdy.

W jakich samochodach występuje przekładnia hydrokinetyczna?

Przekładnię tego typu stosuje się w samochodach wyposażonych w klasyczną automatyczną skrzynię biegów.