Sprzęgła samonastawne

Posiadacze pojazdów użytkowych oczekują, by zespół sprzęgła wytrzymał bezawaryjną pracę na dystansie co najmniej 600 tys. km. Liczba włączeń i rozłączeń sprzęgła liczona jest w milionach, a okładziny cierne tarczy ulegają naturalnemu zużyciu. W sprzęgle samonastawnym zastosowano mechanizm kompensacji zużycia okładzin ciernych tarczy sprzęgłowej, dzięki czemu siła wysprzęglania i skok łożyska oporowego są stałe, bez względu na stopień zużycia. Zasada działania sprzęgła samonastawnego polega na stałej korekcie podparcia sprężyny talerzowej (centralnej) sprzęgła, która kompensuje zużywanie się okładzin ciernych tarczy sprzęgła. Tak więc tzw. listki sprężyny talerzowej znajdują się ciągle w tej samej odległości od koła zamachowego (rys. 1). Ponieważ sprzęgła te cechują się wydłużoną żywotnością i mniejszymi gabarytami (krótsza obudowa), znakomicie nadają się do współpracy ze zautomatyzowanymi skrzyniami przekładniowymi, które w nowych konstrukcjach pojazdów wypierają manualne skrzynie przekładniowe. Istotną funkcją sprzęgła jest tłumienie drgań skrętnych przenoszonych z silnika do skrzyni biegów. Tłumiki drgań umieszczane są na tarczy sprzęgła i indywidualnie dobierane do danego silnika. 
Sprzęgła samonastawne, a precyzyjniej mówiąc z dociskiem samonastawnym, oferuje kilku producentów. Rozwiązania różnią się między sobą budową mechanizmu kompensacji i miejscem, w którym ona się odbywa (rys. 2). W sprzęgłach samonastawnych firmy LuK (system TAC) kompensacja występuje między płytą dociskową a sprężyną talerzową. W sprzęgłach firm ZF (system Sachs X-Trend) i Valeo (SAT) kompensacja odbywa się między sprężyną talerzową a tarczą dociskową.

Firma ZF, pod marką Sachs, jako pierwsza w 2000 roku wprowadziła sprzęgła samonastawne na pierwszy montaż do aut użytkowych. Konstrukcje Sachsa najczęściej spotyka się na tak zwanym pierwszym wyposażeniu pojazdów, popularne są też rozwiązania Valeo SAT. Ostatnio firma LuK wprowadziła swoje sprzęgło do samochodów ciężarowych pod nazwą TAC (stosowane w autach osobowych oraz dostawczych funkcjonuje do średnic maks. 280 mm).  

Sprzęgło samonastawne Sachs XTend firmy ZF 

W ofercie firmy ZF sprzęgła samonastawne (w wersji pchanej i ciągnionej) oznaczane są jako Sachs XTend i stosowane m.in. w ciężarówkach marek: DAF, MAN i Iveco, a także w autobusach Mercedes-Benz, MAN, Neoplan i Setra. 
Dla średnicy 430 mm Sachs stosuje rozwiązanie sprzęgła samonastawnego z pojedynczym pierścieniem regulacyjnym. Przy każdym włączeniu sprzęgła (rys. 3) ogranicznik odsuwa sprężynę dociskową od pierścienia regulacyjnego o wielkość zużycia okładzin ciernych tarczy sprzęgłowej. Klinowy suwak naciągnięty przez sprężynę wsuwa się w powstałą szczelinę, powodując ustalenie położenia sprężyny dociskowej. Podczas wyłączenia sprzęgła następuje osiowe odciążenie pierścienia regulacyjnego. Sprężyna naciągowa przesuwa pierścień tak, że znowu przylega on do sprężyny dociskowej. W ten sposób sprężyna talerzowa znajduje się ponownie w pozycji wyjściowej, a zużycie okładziny ciernej tarczy zostaje skompensowane. Na rysunku 6 pokazano rzeczywisty widok sprzęgła.

Sprzęgło samonastawne TAC firmy LuK 

Firma LuK podaje, że sprzęgła z samoregulacją TAC (Travel Adjusted Clutch) zapewniają dwa razy większą żywotność tarczy niż konwencjonalne sprzęgła stosowane do tej pory. Mechanizm kompensacji cechuje się wysoką precyzją i jest stosowany zarówno w sprzęgłach pchanych jak i ciągnionych o średnicy 395 mm. Obecnie samoregulacja TAC jest w przygotowaniu dla sprzęgieł o innych średnicach. 
Konstrukcja mechanizmu samoregulacji nie jest skomplikowana (rys. 4). Gdy grubość okładziny ciernej tarczy sprzęgłowej zmniejsza się, płyta dociskowa przesuwa się w kierunku koła zamachowego, a mechanizm zapadkowy (1) obraca koło zębate wrzeciona (2), które kręcąc się, powoduje przemieszczenie się nakrętki (3) po gwincie i tym samym przesunięcie klinowego pierścienia nastawczego (4). Tak więc zużycie okładzin ciernych tarczy sprzęgłowej kompensowane jest przez obrót pierścienia (4) znajdującego się między płytą dociskową a sprężyną talerzową. 
Tak działająca kompensacja zużycia (rys. 5) powoduje, że końcówki sprężyny talerzowej (listki) znajdują się zawsze w stałej pozycji przez cały okres eksploatacji sprzęgła. Ponieważ cały mechanizm samoregulacji jest integralną częścią docisku, siły skrętne i inne zakłócenia nie wpływają na jakość działania procesu kompensacji. Minimalny zakres zużycia wynosi 6 mm i jest niemal dwa razy większy niż w przypadku konwencjonalnego systemu zespołu sprzęgła. Zestawy naprawcze sprzęgła z samoregulacją TAC oferowane m.in. do pojazdów marek DAF i Mercedes-Benz, są dostępne w komplecie składającym się z docisku tarczy i łożyska oporowego. 

Zasady wymiany sprzęgła samonastawnego 

Podczas wymiany sprzęgła samonastawnego należy stosować szczególne zasady, chociaż jego montaż jest nieco bardziej skomplikowany niż tradycyjnego. Firma ZF podaje, że jeszcze przed montażem można sprzęgło uszkodzić przez przypadkowe przesunięcie pierścieni regulacyjnych. Sprzęgło nie może upaść na podłogę, gdyż grozi to nieodwracalnym uszkodzeniem poszczególnych elementów. Prawidłowo wymieniony docisk powinien po zamontowaniu mieć końce sprężyny talerzowej ustawione pod kątem prostym do osi wałka sprzęgłowego. Jeśli tak nie jest, nastąpiło trwałe uszkodzenie docisku.

Firma ZF zaleca:

- sprzęgło samonastawne jest ustawione fabrycznie w zależności od grubości okładzin ciernych danej tarczy, dlatego należy je wymieniać wyłącznie w komplecie naprawczym, 
- należy się wystrzegać przypadkowego zalania docisku płynami eksploatacyjnymi, czy zalania docisku np. w wyniku uszkodzenia uszczelniacza wałka. Sprzęgło można oczyścić wyłącznie szmatką, ewentualnie z użyciem środka do odtłuszczania tarcz hamulcowych. Czyszczenie sprężonym powietrzem może spowodować przedostanie się pyłu do mechanizmu samoregulacji sprzęgła i ewentualnie dwumasowego koła zamachowego (jeśli istnieje), 
- śruby docisku należy przykręcać „na krzyż” jednorazowo dokręcając o dwa obroty, by nie odkształcić obudowy. W wypadku dociągania już do samej obudowy sprzęgła najlepiej dokręcać o jeden obrót, 
- po prawidłowym montażu nastąpi automatyczna korekta położenia docisku i łożyska wyciskowego (tak zwane rastowanie). Sprzęgło powinno od razu pracować prawidłowo. Jeśli tak nie jest, nie należy liczyć, że „wkrótce się ułoży”, 
- w przypadku montażu nowej tarczy sprzęgłowej bezwzględnie należy wymienić także tarczę dociskową, 
- przed montażem nowej tarczy sprzęgłowej należy zmierzyć bicie, które nie może być większe niż 0,5 mm, oraz łożysko pilotowe, 
- szmatką nasączoną płynem czyszczącym należy dokładnie oczyścić powierzchnie cierne tarczy dociskowej i koła zamachowego ze smaru, oleju i zanieczyszczeń. 

Montaż nowego kompletu sprzęgła XTend:

Podczas zakładania nowego kompletu sprzęgła (rys. 6) nie należy luzować śruby ogranicznika (3) po montażu na kole zamachowym. Śruba ta została fabrycznie dokręcona z właściwym momentem. 

Powtórne użycie tarczy dociskowej i tarczy sprzęgłowej XTend:

- w sprzęgle o średnicy 430 mm (rys. 6) przed demontażem poluzować śrubę ogranicznika (3) o ok. 2 obroty w celu ustalenia położenia docisku samonastawnego. Nie należy wykręcać całkowicie śrub ograniczających, 
- poluzować śruby mocujące tarczę dociskową i ją zdemontować. Zaolejonej tarczy dociskowej nie powinno się montować ponownie, gdyż mechanizm regulacyjny może działać nieprawidłowo, 
- przy montażu tarczy dociskowej trzeba zwrócić uwagę, by kołek ustalający (4) znalazł się w otworze tarczy dociskowej, 
- po zakończeniu montażu trzeba dociągnąć śrubę ogranicznika (3) momentem 39 +- 4 Nm.