Sprzęgło wiskotyczne: jak jest zbudowane, jak działa, jakie są objawy jego uszkodzenia?

Sprzęgła wiskotyczne stosuje się jako element łączący wentylator chłodnicy z pompą wody oraz jako element układu przeniesienia napędu w samochodach z napędem 4×4. Na jakiej zasadzie działa ten element? Co się w nim psuje?

Sprzęgło wiskotyczne – czym jest i jak działa

Sprzęgło wiskotyczne to rodzaj sprzęgła pozwalający na płynną regulację rozdziału momentu obrotowego – od rozłączenia do niemal sztywnego połączenia. Załączenie i rozłączenia sprzęgła pomiędzy dwoma obracającymi się elementami następuje za pośrednictwem płynu o dużej lepkości. Regulację stopnia zakleszczenia uzyskuje się poprzez zmianę ilości cieczy pomiędzy tarczami, zmianę odległości pomiędzy tarczami lub zmianę lepkości płynu uzyskiwaną w wyniku wahania temperatury, lub innych parametrów fizycznych. Ze względu na cechę cieczy, podzespół nazywany jest sprzęgłem lepkościowym.

Rozróżnia się trzy typy sprzęgieł wiskotycznych w zależności od zasady działania:

• mechanizm termiczny, który reaguje na temperaturę przepływającego powietrza z chłodnicy (zwykle sprzęgło aktywuje się przy temperaturze silnika ok. 80-90℃, a ustaje przy ok. 60-70℃). Kiedy nagrzewa się chłodnica, przepływające powietrze także się ociepla, to powoduje, że nagrzewa się też biometal na zaworze oleju. W tym momencie uwalnia on gęstą ciecz, która wypełnia przestrzeń pomiędzy tarczami, co powoduje załączenie się wentylatora
• sprzęgło odśrodkowe, które reaguje na prędkość obrotową silnika. Zawór olejowy otwiera się na jałowym albo niskim biegu i pozwala na przepływ oleju, który łączy łopatki wentylatora z wałem napędowym sprzęgła. Wraz ze wzrostem prędkości, sprzęgło stopniowo się odłącza
• elektryczne sprzęgło wiskotyczne jest sterowane przez sterownik silnika (ECM), choć działanie jest podobne do poprzednich typów

Budowa sprzęgła wiskotycznego

Sprzęgło wiskotyczne ma dość prostą konstrukcję. Składa się ze szczelnej obudowy, w której znajdują się dwa zespoły tarcz umieszczone naprzemiennie. Jeden z nich jest zamknięty w obudowie, drugi osadzony jest na wałku sprzęgła. Tarcze mogą się nieznacznie przesuwać poziomo. Całe sprzęgło wiskotyczne wewnątrz wypełnione jest olejem silnikowym lub płynem kinetycznym.

Jaką rolę odgrywa sprzęgło wiskotyczne w układzie chłodzenia?

Sprzęgło wiskotyczne w układzie chłodzenia to najpopularniejsze rozwiązanie w autach. Jest tak zbudowane, aby zwiększało wydajność układu.

W samochodach za chłodzenie silnika odpowiada układ chłodniczy i krążący w nim płyn. W trakcie zwykłej jazdy samochodem przepływające powietrze przez chłodnicę jest wystarczające do prawidłowej pracy układu. Jednak w przypadku dłuższej jazdy na wysokich obrotach, np. w korku albo na postoju na światłach, potrzebne jest wsparcie wentylatora. W takiej sytuacji sprzęgło wiskozowe łączy wirnik pompy z wentylatorem, który załączając się, wymusza przepływ powietrza.

Sprzęgło wiskotyczne w samochodach z napędem na cztery koła

W autach z napędem na cztery koła, sprzęgło wiskotyczne montuje się w celu utrzymania takiej samej prędkości pomiędzy kołami pojazdu lub pomiędzy jego przednią a tylną osią. Jeśli różnice są niewielkie np. wynikające z nierówności terenu lub pokonywania zakrętu – sprzęgło jest wyłączone. Jednak kiedy różnica prędkości przekroczy określoną wartość, która może wynikać np. z poślizgu – następuje zasprzęglenie obu tarcz sprzęgła i w efekcie wyrównanie prędkości.

Zaletami tego rozwiązania jest to, że na śliskiej nawierzchni moment obrotowy automatycznie przenoszony jest na oś o lepszej przyczepności. Do tego odbywa się to płynnie. Mechanizm jest prosty i praktycznie bezobsługowy. Wymaga jedynie systematycznych kontroli pod względem ewentualnych wycieków.

Niestety sprzęgło działa z opóźnieniem, co wynika z jego budowy i zależy tylko od prędkości obrotowej kół. Co więcej, wpływa negatywnie na stan opon.

Jakie są najczęstsze objawy uszkodzenia sprzęgła?

Najczęstsze objawy, po których można rozpoznać awarię sprzęgła wiskotycznego to:

• wyświetlenie na ekranie komputera pokładowego komunikatu o usterce wraz z zapaleniem się kontrolki z ikoną silnika
• przegrzewanie się silnika na niskich obrotach (prędkości) lub jego zatrzymanie
• głośny dźwięk wiatraka podczas dużej prędkości
• niedobór ciepła podczas zimy to kolejny częsty problem, spowodowany ciągłą pracą wiatraka, a to przyczynia się do zwiększenia zużycia paliwa i niższych osiągów
• wentylator obraca się po wyłączeniu silnika

Jeśli elementem przeniesienia napędu jest sprzęgło wiskotyczne, objawy uszkodzenia 4x4 to:

• głośna praca całego mechanizmu słyszalna przez kierowcę jako grzechotanie
• brak rozłączania napędu podczas poruszania się samochodem w warunkach dobrej przyczepności

Trzeba pamiętać, że uszkodzone sprzęgło wiskotyczne może zablokować się w pozycji załączonej, jak i rozłączonej.

Przyczynami awarii sprzęgła wiskotycznego mogą być:

• zużycie lub uszkodzenie tarcz sprzęgła, uszczelniaczy, łożysk lub innych elementów
• zanieczyszczenie lub wyciek oleju wiskotycznego w sprzęgle
• niewłaściwa regulacja lub kalibracja sprzęgła
• zbyt ciężkie warunki pracy sprzęgła wiskotycznego, np. bardzo wysoka temperatura, wilgoć abo kurz
• zakleszczenie się sprzęgła
• uszkodzenia mechaniczne

Jazda z niesprawnym sprzęgłem wiskotycznym wentylatora może doprowadzić do awarii łożyska, uszkodzenia chłodnicy oraz dużego obciążenia pompy wody, a w efekcie do uszkodzenia rozrządu.

Jak sprawdzić sprzęgło wiskotyczne wentylatora? Najprostszym sposobem jest próba obrócenia wiatraka ręką przy zgaszonym i zimnym silniku. Jeśli wentylator obróci się więcej niż trzy razy, może to świadczyć o awarii sprzęgła, a kiedy nie obraca się wcale, to oznacza, że łożysko jest zatarte. Warto też sprawdzić prędkość wentylatora. Na jałowym biegu, gdy temperatura silnika wzrasta, sprzęgło powinno się załączać przy określonej wartości. Należy też zweryfikować szczelność obudowy. Jeśli na wiskozie są widoczne wycieki, sprzęgło nadaje się do wymiany.

Sprawdzenie sprzęgła wiskotycznego sterowanego elektrycznie lub elektronicznie, wymaga użycia testera diagnostycznego.

Wymiana czy regeneracja sprzęgła wiskotycznego – co się bardziej opłaca?

Warto wiedzieć, że praktycznie nie ma możliwości naprawy uszkodzonego sprzęgła wiskotycznego. Trzeba albo wymienić sprzęgło na nowe, albo dać do regeneracji.

Regeneracja sprzęgła wiskotycznego, wymaga specjalistycznego sprzętu i wiedzy. Prace wymagają rozcięcia obudowy, wymiany uszkodzonych elementów np. uszczelniaczy, tarcz albo płynu i ponowne zespawanie. Koszt zależy do typu i stopnia uszkodzenia, modelu samochodu, ceny części i robocizny. Zwykle jest to wydatek od 300 do 1000 zł. Natomiast nowe sprzęgło układu chłodzenia kosztuje od 100 do ok. 600 zł. Znacznie droższe jest sprzęgło wału napędowego – jego cena zaczyna się od ok. 2500 zł.

Z racji kosztów opłaca się oddać do regeneracji sprzęgło wału napędowego. Natomiast decydując się na jego wymianę, trzeba pamiętać, że część musi być odpowiednio przechowywana, dlatego zakupu trzeba dokonywać w renomowanych sklepach.

FAQ

Jaką funkcję pełni sprzęgło wiskotyczne?

Sprzęgło wiskotyczne ma w samochodach dwa zastosowania. Po pierwsze odpowiada za prawidłową pracę wentylatora chłodnicy. Po drugie, w autach z napędem 4x4, stanowi element przeniesienia napędu – odpowiada za rozdział mocy pomiędzy osiami.

Jak działa sprzęgło wiskotyczne?

Działanie sprzęgła wiskotycznego opiera się na zmianie lepkości oleju w zależności od temperatury. Wysoka zwiększa lepkość, co sprawia, że tarcze zaczynają współpracować ze sobą, i sprzęgło wiskotyczne wentylatora zasprzęgla się i wprawia wentylator w ruch. Jeżeli temperatura oleju spada, to napęd wentylatora lub drugiej osi samochodu się rozłącza.

Jakie są objawy uszkodzenia sprzęgła wiskotycznego?

Najczęstsze objawy awarii tego podzespołu to: przegrzewanie się silnika, zwiększone zużycie paliwa i spadek mocy, nieprawidłowe odczyty wskaźnika temperatury silnika lub lampki ostrzegawczej, hałas lub wibracje dobiegające z okolicy sprzęgła.

Ile kosztuje naprawa sprzęgła wiskotycznego?

Cena zależy modelu samochodu, ceny części i robocizny oraz od rodzaju i stopnia uszkodzenia sprzęgła wiskotycznego. Regeneracja średnio kosztuje w granicach 300-1000 zł.