Wiedza motoryzacyjna

Przewodnik po sprzęgłach ręcznej skrzyni biegów: Jak to działa, jak to naprawić

23 stycznia 2022

Więc jesteś właścicielem samochodu z trzema pedałami pod kierownicą. Podczas gdy samochody z ręczną zmianą biegów stały się prawie przestarzałe, wiele osób woli zmieniać biegi, w przeciwieństwie do "pozwalania na to" w tej magicznej skrzyni zwanej automatyczną skrzynią biegów. Niewiele jest rzeczy dających więcej frajdy niż wrzucenie sprzęgła i wciśnięcie pedału gazu, kiedy opony zostają pokonane przez moment obrotowy i szybko zamieniają się we wrzący dym.

Cała ta akcja z włączaniem i wyłączaniem sprzęgła odbija się na powierzchniach sprzęgła manualnej skrzyni biegów, w końcu je zużywając. Jeśli pozwolisz na to zbyt długo, koło zamachowe zostanie zjedzone przez nity, które trzymają płytki cierne sprzęgła do samej tarczy. Posiadanie samochodu z ręczną zmianą biegów jest świetną zabawą, jednak należy pamiętać o kilku kluczowych kwestiach, które pozwolą zachować dobrą zabawę i nie pozostawią Cię na szczycie wzgórza z nadzieją, że hamulec awaryjny będzie działał.

Anatomia sprzę

głaStandardowe

, podstawowe, jednotarczowe sprzęgło do manualnej skrzyni biegów jest tym, co typowy samochód z manualną skrzynią biegów prawie zawsze posiada z fabryki. Są one trwałe, mają dobre wyczucie pedału i świetnie sprawdzają się przy niskich i średnich osiągach. Sprzęgło manualnej skrzyni biegów ma za zadanie przenosić moc z silnika do skrzyni biegów, a także rozłączać to połączenie, gdy jest to wymagane. Nie brzmi to jak wiele, ale biorąc pod uwagę ogromną moc wyjściową niektórych pojazdów, utrzymanie tego połączenia bez poślizgu jest trudnym zadaniem. Istnieją dwa główne rodzaje sprzęgieł ręcznej skrzyni biegów: piasta sprężynująca i piasta pełna.

Sprężyny w środku pomagają zredukować drgania sprzęgła.

Większość sprzęgieł ulicznych ma piastę sprężynującą. Seria sześciu do ośmiu sprężyn jest używana do pochłaniania niewielkiej ilości uderzeń z obracającego się koła zamachowego, gdy chwyta ono nieruchome sprzęgło. Zmniejsza to hałas i drgania sprzęgła. Istnieje również seria ograniczników, które są maksymalnymi ograniczeniami obrotu dla połączenia piasty z tarczą. Jeśli sprężyny piasty są zbyt lekkie, to będą się odbijać od sworzni ograniczających, co spowoduje drgania. Jest jeszcze jeden element sprężysty często stosowany w tarczach sprzęgłowych - sprężyna Marcel. Są to cienkie sprężyny typu spryskiwacz, które umieszcza się pomiędzy tarczą a okładziną sprzęgła. Sprężyna Marcel również redukuje drgania. Piasty pełne są bardziej zorientowane na wyścigi, gdzie drgania i płynna zmiana biegów nie jest problemem. Sprzęgła z piastami pełnymi nie wytrzymują długo na ulicy z powodu zmęczenia wibracyjnego wielowypustów.

Tarcze

dociskoweSprzęgło wykonuje ciężką pracę, a tarcza dociskowa jest mechanizmem, który zwalnia i załącza tarczę. Istnieją trzy rodzaje tarcz dociskowych - membranowe, długie i Borg & Beck. Każdy z nich ma swoje własne zalety w ich użytecznych obszarach.

Typowy talerz dociskowy to projekt membranowy, taki jak ten.

Membranowe płyty dociskowe są najbardziej powszechne w zastosowaniach ulicznych. To jest to, o czym myślisz, kiedy ktoś mówi "płyta dociskowa"; membrana jest serią długich prętów sprężynujących, które rozchodzą się wachlarzowato wokół łożyska zwalniającego. Są one skuteczne w zastosowaniach ulicznych i wyczynowych, ponieważ mają doskonałe ciśnienie sprężynowe, obciążają tarczę sprzęgła równomiernie na całej średnicy, a sprężyny mają punkt przełamania. Oznacza to, że nacisk na sprzęgło znacznie się zmniejszy w momencie, w którym sprężyny znajdą się nad środkiem. Kiedy utkniesz na światłach, Twoje udo będzie Ci wdzięczne.

Wewnątrz tarczy dociskowej znajduje się obrobiona tarcza. Kiedy pedał sprzęgła zostaje zwolniony, tarcza zamyka się na tarczy sprzęgła, zaciskając ją pomiędzy tarczą dociskową a kołem zamachowym.

Styl Long jest częściej spotykany w zastosowaniach ściśle wyścigowych. Styl Long wykorzystuje trzy wąskie palce, które łączą łożysko zwalniające z grupą dziewięciu sprężyn wokół tarczy dociskowej. Aby zwolnić sprzęgło, dziewięć sprężyn musi zostać ściśniętych. Ta konstrukcja jest bardzo popularna w drag racing, gdzie wymaga szybkiej zmiany biegów. Sprzęgło typu Long jest bardzo elastyczne dzięki zastosowaniu sprężyn, wysokości podstawki oraz ciężarków odśrodkowych. Ciężarki odśrodkowe dodają dodatkową siłę do sprzęgła, gdy silnik obraca się szybciej.

Borg & Beck jest wersją Long, która wykorzystuje trzy palce do ściśnięcia sprężyn w celu zwolnienia tarczy. Styl Borg & Beck wykorzystuje rolki, które odchylają się wraz z obrotami silnika, aby zwiększyć nacisk na tarczę.

Materiały mają znaczenieMateriał

cierny

jest tak samo ważny jak reszta konstrukcji. Istnieją cztery rodzaje materiałów ciernych stosowanych w sprzęgłach, ale około miliona różnych gatunków dla nich wszystkich. Te cztery rodzaje materiałów to: organiczne, ceramiczne, węglowe/kevlarowe i metaliczne. Jak już wcześniej wspomniano, im wyższy współczynnik tarcia, tym większa przyczepność materiału kosztem jego trwałości. Istnieje również kilka innych czynników wpływających na wybór materiału ciernego:

• Organiczne - Materiały organiczne składają się z włókien metalowych wplecionych we włókna organiczne, które kiedyś były azbestem, ale obecnie najbardziej powszechne materiały to włókno szklane, włókno węglowe, drut mosiężny i kilka zastrzeżonych żywic wiążących, aby utrzymać to wszystko razem. Żywice wiążące są głównym problemem w sprzęgłach organicznych. Podobnie jak w przypadku klocków hamulcowych, przegrzanie spowoduje ich zeszklenie. Zapach spalenizny z nosa, który wyczuwa się podczas pieczenia sprzęgła (lub klocków hamulcowych) to paląca się żywica. Po ostygnięciu, na obu powierzchniach pozostaje cienka warstwa śliskiej, skrystalizowanej żywicy. Chociaż sprzęgła organiczne są podatne na przegrzanie, są one bardzo wydajne dla większości samochodów ulicznych. Materiały organiczne są najbardziej miękkie ze wszystkich materiałów ciernych, co oznacza niski poziom drgań, płynne załączanie i dobrą siłę trzymania.
• Kevlar - Tarcze kevlarowe są dobrą alternatywą dla sprzęgieł organicznych w samochodach ulicznych/stripowych. Wykonane w podobny sposób jak organiczne, włókna kevlarowe są tkane i ściskane żywicą. Są one twardsze niż organiczne, więc bardziej drgają. Jednym z problemów z tego typu sprzęgłami jest to, że chociaż mają one doskonałą odporność na ciepło w sprzęgle, to również zatrzymują ciepło. Oznacza to, że koło zamachowe będzie się bardziej nagrzewać i pozostanie gorące. Kiedy przegrzejesz sprzęgło kevlarowe, nie odzyska ono szybko swojej sprawności. Te materiały są doskonałe do zastosowań ulicznych/stripowych, w których nie występuje dużo ruchu stop-n-go.
• Ceramiczne - sprzęgła ceramiczne są bardzo dobre w pochłanianiu ciepła i odprowadzaniu go z powierzchni współpracujących tarczy dociskowej i koła zamachowego. Mają one lepszą siłę trzymania w porównaniu do materiałów organicznych, jak również. Materiały ceramiczne są natomiast gorsze pod względem trwałości i drgań. Twardość materiałów sprawia, że drgają znacznie bardziej niż organiczne z ich gwałtownego zaangażowania. Powoduje to również szybsze zużywanie się powierzchni współpracujących niż w przypadku materiałów organicznych. Ceramika zużywa się szybciej niż sprzęgła Kelvar/węglowe, ale ma większą tolerancję na ciepło. Ruch typu stop-n-go może być problemem dla sprzęgieł ceramicznych.
• Metaliczne - Metaliczne sprzęgła są wykonane ze spiekanego żelaza, a czasami z brązu, który jest bardzo twardy. Proces spiekania rozgrzewa cząsteczki do czerwoności, a następnie ściska je razem, pozostawiając chropowaty blok. Nie są one całkiem stopione, tylko podgrzane do punktu, w którym się sklejają. Nie ma żywicy, która mogłaby się przegrzać i zeszklić. Te złe chłopaki dużo gadają, ale mają też największą siłę trzymania. Nie są one przyjazne dla ulicy, ponieważ zaangażowanie jest bardzo gwałtowne. Oznacza to, że będą one zużywają się współpracujących powierzchni szybko, jak również. Są one w stanie obsłużyć ponad 750 koni mechanicznych w systemie jednotarczowym.
• Hybrydowe - Sprzęgła hybrydowe wykorzystują jeden rodzaj materiału z jednej strony i inny materiał z drugiej. Pozwala to producentowi sprzęgła na połączenie właściwości obu materiałów. Zapewnia to dłuższą żywotność koła zamachowego, płynniejsze załączanie i lepsze trzymanie przez tarczę dociskową.

Oznaki złego sprzę

głaGdy sprzęgło

manualnej skrzyni biegów wysiada, istnieje kilka oznak zbliżającej się zagłady.

Kiedy sprzęgło się psuje, może się rozpaść, lub może być po prostu zużyte do nitów. To sprzęgło przegrzało się i rozpadło. Zdjęcie autorstwa Steve'a Baur.

Sprzęgło ślizgowe

W miarę zużywania się płytek ciernych, jest coraz mniej materiału, który może chwycić koło zamachowe i tarczę dociskową. Kiedy materiał zużyje się wystarczająco, silnik będzie się kręcił trochę wyżej niż normalnie, kiedy sprzęgło jest włączone (pedał zwolniony). Dzieje się tak, ponieważ nie ma wystarczającego tarcia, aby utrzymać sprzęgło mocno. Dodatkowo można zauważyć, że sprzęgło rozłącza się szybciej niż zwykle, tzn. nie trzeba tak mocno wciskać pedału. Przyspieszenie pojazdu będzie również wolniejsze. Jest to najczęstszy problem związany z zużyciem sprzęgła. Ślizgające się sprzęgło będzie również pachnieć jak palące się sprzęgło, co jest nie do pomylenia.

Jeśli nie zwrócisz na to uwagi, twoje koło zamachowe może być spalone jak to. Zdjęcie autorstwa Steve'a Baur.

Zacinające się sprzęgło

Jeśli sprzęgło nie rozłącza się po wciśnięciu pedału, może to być spowodowane kilkoma problemami. Istnieją trzy rodzaje połączeń sprzęgła w manualnej skrzyni biegów - hydrauliczne, linkowe i drążkowe. Sprzęgło drążkowe jest solidnym mechanicznym połączeniem pomiędzy układem sprzęgła a pedałem. Jeśli ten typ sprzęgła utknął, jest to zawsze problem z płytą dociskową lub łożyskiem wyrzutowym i wymaga wymiany. Może się to zdarzyć również w przypadku innych typów sprzęgieł.

Sprzęgła linkowe wykorzystują linkę pomiędzy pedałem a układem sprzęgła do obsługi łożyska wyrzucającego. Linki mogą się złamać, zawiesić lub rozprostować. Niektóre z nich są samoregulujące, ale inne wymagają okresowej regulacji, aby utrzymać prawidłowe działanie sprzęgła.

Standardowe łożysko wyrzutowe jest stosowane w systemach sprzęgieł popychaczowych i linkowych. Powinny być one wymieniane przy każdej wymianie sprzęgła.

Większość nowoczesnych sprzęgieł wykorzystuje systemy hydrauliczne, w których pedał steruje pompą hamulcową (podobną do pompy hamulcowej) na ścianie ogniowej, która steruje hydraulicznym łożyskiem wyrzutowym wewnątrz systemu sprzęgła w obudowie skrzyni biegów. Jeśli w cylindrze głównym zabraknie płynu, pojawią się w nim pęcherzyki powietrza lub ulegnie on uszkodzeniu, wówczas sprzęgło będzie trudne do uruchomienia. Dodatkowo, łożysko wyrzucające może również ulec uszkodzeniu.

Hydrauliczne łożyska wyrzucające wytrzymują znacznie dłużej niż zwykłe, ale wymagają specjalnego ustawienia.

Twarde sprzęgłoInnym

problemem, który się pojawia jest twarde sprzęgło, gdzie pedał jest sztywny i nie rozłącza sprzę

gła.

Jest to zazwyczaj spowodowane uszkodzeniem tarczy dociskowej i wymaga wymiany. Inne potencjalne przyczyny to zacięte połączenie lub uszkodzona pompa hamulcowa.

Naprawa sprzęgłaNaprawa

uszkodzonego sprzęgła manualnej skrzyni biegów obejmuje zazwyczaj trzy główne elementy

.

• Tarcza sprzęgła i tarcza dociskowa
• Koło zamachowe
• Łożysko wyrzucające

Często wszystkie trzy muszą zostać wymienione, ale w większości przypadków można wymienić pakiet sprzęgła (tarczę dociskową i tarczę sprzęgła) oraz łożysko wyrzucające. Łożysko jest elementem zużywającym się w dużym stopniu i o ile nie było niedawno wymieniane samodzielnie, dobrym pomysłem jest jego wymiana przy każdym montażu nowej tarczy sprzęgła, chyba że jest to łożysko hydrauliczne, w którym może być ponownie użyte.

Pakiet sprzęgła powinien być wymieniany jako zestaw, z nową tarczą i nową płytą dociskową. Tarcza dociskowa wykorzystuje sprężyny do włączania i wyłączania sprzęgła, które z czasem ulegają zmęczeniu i zużyciu, podobnie jak tarcza sprzęgła. Jest to element zużywalny. W większości przypadków tarcza sprzęgła jest zamawiana z pasującą tarczą dociskową jako zestaw, więc nie należy tracić czasu na ponowne użycie starej tarczy dociskowej.

Koło zamachowe nie musi być wymieniane. Jeśli powierzchnia koła zamachowego jest czysta, bez rowków, przebarwień lub wyżłobień, może być ponownie użyta w takim stanie, w jakim jest. Jeśli powierzchnia ma jakieś wady, należy ją sprawdzić. Wymontuj koło zamachowe, zabierz je do lokalnego sklepu NAPA i sprawdź, czy można je obrócić. Podobnie jak tarcza hamulcowa, koło zamachowe jest wykonane bardzo grubo, aby można było je obrobić, kiedy sprzęgło w końcu się rozpadnie, oszczędzając na kosztach wymiany. Koło zamachowe może być poddane obróbce mechanicznej w celu usunięcia defektu spowodowanego zużytym sprzęgłem w większości przypadków, ale nie zawsze. Głębokie wyżłobienia, pęknięcia i poważne uszkodzenia termiczne będą wymagały całkowitej wymiany. Zawsze należy sprawdzić koło zamachowe, niezależnie od tego, jak wygląda. Koła zamachowe mogą się wypaczać i choć nie będzie tego widać, poczujecie to po założeniu nowego sprzęgła.

Hydrauliczne łożyska wyrzucające wymagają podkładki, aby ustawić odpowiednią głębokość, aby działały prawidłowo.Po zamontowaniu sprzęgła i tarczy dociskowej oraz wyrównaniu ich za pomocą narzędzia do pilotowania sprzęgła, mierzona jest odległość pomiędzy obudową dzwonu a membraną tarczy dociskowej.Następnie należy zdjąć pakiet sprzęgła i zmierzyć odległość od łożyska do powierzchni uszczelnienia skrzyni biegów. Te dwa pomiary są używane do określenia właściwej głębokości według specyfikacji producenta.

Niebezpieczeństwa

związane ze

zmianą sprzęgłaGłównym niebezpieczeństwem, z którym będziecie musieli się zmierzyć podczas zmiany sprzęgła w manualnej skrzyni biegów jest coś, co rozbije Waszą twarz lub ciało. Jeśli nie macie dostępu do podnośnika, będziecie pracować pod samochodem (na stojakach, NIE

na bloczkach żużlowych!!!), skrzynia biegów musi zostać usunięta, silnik musi być podparty, aby nie oderwał się od swoich mocowań. To równa się wielu ciężkich przedmiotów czekających, aby rozbić swoją twarz w tył głowy, więc bądź ostrożny. Będziesz chciał pomocnika tam, aby pomóc usunąć skrzynię biegów, jack podłoga pomaga tutaj też.

Oprócz niebezpiecznej natury pracy pod samochodem, sprzęgła hydrauliczne muszą być regulowane. Istnieją specjalne narzędzia dostępne, aby pomóc Ci to zrobić, lub można to zrobić w trudny sposób z zestawem zacisków. Pamiętaj, aby postępować zgodnie ze specyfikacjami podanymi przez producenta. Jeśli ustawisz je źle, wszystko będzie musiało wrócić na swoje miejsce, aby to naprawić.

NarzędziaWszystkie

samochody są różne, więc niektóre mogą wymagać specjalistycznych narzędzi, które nie zostały tutaj wymienione, ale jest to podstawowa lista tego, co jest potrzebne do wymiany sprzęgła.

Podnośnik

podłogowyStojaki

podnośnika

(bloczki żużlowe się nie liczą)

Standardowy zestaw nasadek lub metryczny zestaw nas

adek

(

w

zależności od producenta pojazdu)

Dużo długich przedłużek z grzechotką

,

aby dosięgnąć górnych

śrubOlej przekład

niowy

(może wylewać się ze skrzyni biegów podczas demontażu, sprawdź w instrukcji obsługi pojazdu, jakie są dokładne wymagania dotyczące płynu)

Narzędzie pilotażowe do łożyska

sprzęgłaJest

to

jedyne specjalistyczne narzędzie potrzebne do większości sprzęgieł, narzędzie pilotażowe. Jest ono specyficzne dla marki i modelu Twojego pojazdu. Nie martw się, kosztują one tylko kilka dolarów, a wiele zestawów sprzęgieł jest dostarczanych z tym, którego potrzebujesz.

W przypadku samochodów z napędem na przednie koła, przeguby homokinetyczne będą musiały zostać usunięte, co może wymagać demontażu przedniego zawieszenia, jak również kilku specjalistycznych narzędzi.

Czas do łóżka

Wymiana sprzęgła to proces, który wymaga cierpliwości. Jeśli używasz sprzęgła do wyścigów, są szanse, że nie masz 500 mil, aby umieścić 1200 zmian na sprzęgle, ale dla samochodów ulicznych, to jest to, czego potrzebuje sprzęgło do prawidłowego osadzenia. Oznacza to delikatną jazdę przez pierwsze 200 mil (to jest przebieg miejski, nie autostradowy), a następnie umiarkowaną jazdę przez następne 200-300 mil.

W razie wątpliwości...

Zwróćcie się o pomoc do profesjonalisty. Wymiana sprzęgła we własnym samochodzie jest długim przedsięwzięciem, które może doprowadzić do awarii samochodu na kilka dni. Jeśli nie mają Państwo doświadczenia, a samochód jest z napędem na przednie koła, lepiej będzie, jeśli oddadzą go Państwo do lokalnego serwisu NAPA AutoCare. Samochody z napędem na tylne koła są łatwiejsze w obsłudze, ale praca wymaga ciężkiego podnoszenia i manewrowania pod samochodem, co prowadzi do połamanych knykci i bólu gardła od krzyku - "Dlaczego po prostu nie wrócisz tak jak wyszedłeś!!!!

"

Sprzęgła są elementem zużywającym się, są zaprojektowane tak, aby się zuży

wać.

Czekanie, aż sprzęgło całkowicie zniknie jest doskonałym sposobem na zapewnienie, że praca będzie kosztować znacznie więcej, niż jeśli zwrócisz uwagę na znaki ostrzegawcze. Słuchajcie, czujcie i obserwujcie oznaki nieprawidłowego działania sprzęgła. Twój portfel i samochód będą Ci wdzięczne.

Sprawdź wszystkie części układu napędowego dostępne w NAPA Online lub zaufaj jednej z 17 000 placówek NAPA AutoCare, w których przeprowadzane są rutynowe przeglądy i naprawy. Aby uzyskać więcej informacji na temat najlepszego sprzęgła do manualnej skrzyni biegów dla Twojego pojazdu, porozmawiaj z kompetentnym ekspertem w lokalnym sklepie NAPA AUTO PARTS.