Autotechnika szakfolyóirat
Autotechnika szakfolyóirat
2021. november | Olvasson bele!

Kapcsolás a jövőbe

hirdetés

Intelligens hidraulikakomponensek a Schaeffler Automotive Aftermarket LuK márkájától. 

A kuplung komponenseinek ma több olyan követelménynek kell megfelelniük, amelyek jelentős befolyással annak a jármű kényelmi viszonyaira – mint a lágy elindulás, a gyors kapcsolás, a nyugodt futás vagy a kisebb zaj. Mint a hidraulikus kuplungműködtető rendszer szíve a kinyomórendszer, a pedál és a tengelykapcsoló közötti összeköttetés határozza meg a vezetési élményt. A kuplungnak könnyen működtethetőnek kell lennie, hogy az erőfolyamot mindenkor biztonságosan lehessen adagolni vagy megszakítani. Ez nem mindig volt így. A 80-as évekig a mechanikus kuplungok voltak az általánosak. A vezető által létrehozott pedálerőt egy vonóhuzal vitte át a pedáltól a kuplungharangban lévő emelőmechanizmushoz. A tengelykapcsolót egy karon és egy kinyomócsapágyon keresztül működtették. Ma ennek a rendszernek
az elterjedtsége nagyon csekély, mert ez a technika kevésbé kényelmes az autóvezető számára. A megnövekedett igény a kényelemre egyre kompaktabb kivitelű motorterekhez vezetett, amelyekben a vonóhuzalt már nem lehetett egyenes vonalban elvezetni a pedál és a kar között. Pedig ez az előfeltétele annak, hogy a kopás és a súrlódás alacsony szinten maradjon és biztosítani lehessen a kényelmet kuplungoláskor.

Műszaki fejlesztésre volt szükség, hogy ezeket a kihívásokat megoldják. A mai modern tengelykapcsolókat egyre inkább hidraulikus kuplugműködtetéssel szerelik fel. Ehhez tartoznak többek között a központi kinyomók (CSC) és a fő és munkahengerek útszenzor funkcióval vagy anélkül, a hidraulikus nyomóvezetékek, a rezgéscsillapítók (Fonatos szűrő) valamint a nyomatékcsúcs-határolók. A Schaeffler cég az LuK márkájával a hidraulikus kuplungműködtetés fejlesztésében mértékadóvá vált. Ennél két fajta rendszert különböztetünk meg: félig hidraulikus
és teljesen hidraulikus. Mindkét rendszerben hidraulikus egységek helyettesítik a mechanikus vonóhuzalokat. Ezek a pedálon elhelyezett f őhengerből, egy vezetékből és egy kuplung munkahengerből állnak. Mialatt a félig hidraulikus rendszerekben a kuplung munkahenger veszi fel a kuplungvezetékből érkező nyomást és közvetíti azt a kinyomókarhoz, addig a teljesen hidraulikus rendszerben ezt a szerepet egy központi kinyomó veszi át. Ez a sebességváltó-harangban található úgy, hogy a hidraulikus henger körülöleli a bemenő tengelyt. Ezáltal elmarad a
kinyomóvilla és a kinyomó mechanizmust a sebességváltó részéről a központi kinyomó veszi át.

A tény az: a hidraulikus kuplungműködtetés egy összefüggő rendszer. Ezért az összehangolt játékhoz minden komponensnek kifogástalanul kell működnie. A márkafüggetlen alkatrészpiac számára a Schaeffler Automotive Aftermarket a hidraulikus kuplungműködtetés területének minden komponensét (lásd 1. ábra) kínálja. A következőkben az egyes komponensek mindenkori funkciója és együttes működésük olvashatók.

A főhenger – itt épül fel a nyomás

Ha a gépkocsivezető rálép a kuplungpedálra, akkor a főhenger nyomássá alakítja át a pedálerőt. Egy modern kuplungfőhenger az alapfunkciói mellett számtalan további feladatot is ellát. Ilyen módon támogatnia kell a biztonság, a kényelem és a megszólalási viszonyok javítását, és olyan szolgáltatásokat, mint a sebességszabályzó berendezés, indításgátló, elektromos kézifék, nyomatékillesztés valamint a Start-Stop berendezés. Ezek a kiegészítő feladatok szemben állnak az olyan követelményekkel, mint a helyigény és a tömegek további csökkentése és az egyszerű szerelhetőség biztosítása.

A főhenger egy házból, egy dugattyúból a dugattyúrúddal és egy két tömítéses (Primer- és szekunder tömítés) elrendezésből áll. Rendelkezik egy hidraulikus csatlakozással a munkahenger nyomóvezetéke számára. Ez legtöbbször gyorscsatlakozós kivitelű, néhány alkalmazásnál még a féktechnikában használatos csavaros kötések is megtalálhatók. Továbbá a főhenger rendelkezik egy csatlakozással a rendszer hidraulikafolyadékkal történő ellátásához. Ez gyakran egy összekötő tömlővel kapcsolatban áll a fékfolyadéktartállyal. Vannak olyan megoldások is, ahol a főhengernek saját tartálya van. A primer tömítés választja el a tartályt a hidraulikus nyomástértől és teszi lehetővé a nyomás felépülését a kuplung működtetésekor. A szekunder tömítés választja el a tartály alacsony nyomású részét a környezettől. Tehermentesített pedál esetén a pedálon lévő vagy a főhengerben rugó gondoskodik arról, hogy a dugattyú teljesen visszatérjen. A pedálnak ebben a nyugalmi helyzetében nyitva van a tartály és a nyomótér közötti kapcsolat. Most tud a rendszerbe került levegő eltávozni és a folyadék beáramlani. Ezzel a pedál elmozdulási útja mindig azonos lesz.

A hidraulikus kuplungfőhengerek első generációjánál a ház alumíniumból volt, amit több lépcsőben kellett megmunkálni. A műanyag főhengerek bevezetésével elmaradt néhány munkaművelet, azonban a műanyaghoz alkalmas konstrukciók még a fejlesztés elején jártak. A műanyag házak könnyűszerkezetes építési módjának a következetes fejlesztésével sikerült a tömeget redukálni, az alkatrészek számát mintegy a felére csökkenteni és egyidejűleg az energiaigényes fém alkatrészekről lemondani.

hirdetés

Intelligens útszenzortechnológia: a „lépésszámláló“

A Start-Stop-rendszerek, amelyek a jármű megállásakor leállítják a motort és elinduláskor azonnal beindítják, fontos szerepet játszanak az üzemanyag-fogyasztás fogyasztás és a CO2-kibocsátás csökkentésében. Jelenleg ezek részaránya 30 százalék körül van, és 2020-ig a Start-Stop-rendszerek a járművek alapfelszerelése közé fog tartozni. Az LuK kuplungfőhenger az útszenzorral a Schaeffler-nél már 2010-ben sorozatgyártásba került.

Az ilyen intelligens technológiával felszerelt járműveknél a kuplungfőhengert (lásd 2. ábra) kiegészítőleg egy integrált útszenzorral is felszerelik. Ez arra szolgál, hogy a jármű állandóan tájékoztatást kapjon a kuplungpedál helyzetéről. Ez nem csak magának a Start-Stop- endszernek fontos, hanem az olyan funkciókhoz is, mint az elektromos kézifék, a visszagurulás- gátló és a menetsebesség-szabályozás. Az útszenzor a hengerben lévő dugattyú különböző helyzeteit érintés mentesen elektromos jelekké alakítja és továbbítja a motor és a sebességváltó vezérlőrendszere számára. Ennek kiváltója a gépkocsivezető, amikor lenyomja illetve felengedi a pedált. Az előny a független műhelyek számára: a kuplungfőhenger és a szenzor a Schaeffler Automotive Aftermarket termékválasztékának a részei és beszerelésre kész megoldásként LuK márkanév alatt kaphatók.

A nyomóvezeték: itt történik a pedálnyomás megszűrt továbbítása

A fő- és a munkahenger ill. a központi kinyomó között helyezkedik el a hidraulikus nyomóvezeték. A félig és a teljesen hidraulikus rendszereknél a hidraulikafolyadék továbbítja a gépkocsivezető pedálnyomását a kuplungmunkahengerhez ill. a központi kinyomóhoz. A mechanikus
kinyomórendszereknél ezt a funkciót a vonóhuzal veszi át. Nyomóvezetékként vagy egy acél csövet, egy gumival körbevett szövött tömlőt vagy egy extrudált műanyagcsövet használnak. Az acél-gumi csöveket legtöbbször magas hőmérsékleteknél alkalmazzák. Ennek megfelelően érvényes: A műanyagból, termikusan előformázott csövekből készült vezetékek a leggazdaságosabb választások.

Ezen kívül a Schaeffler Automotive Aftermarket speciális szűrőelemekkel ellátott hidraulikavezetékeket tart a kínálatában (lásd 3. ábra). Ezek csillapítják azokat a vibrációkat, amelyeket a forgattyústengely kelt és ami a kinyomórendszeren keresztül a pedálra is átadódik. A gépkocsivezető ezt a vibrációt kellemetlen bizsergésnek érzi a lábán vagy zajosnak ítéli meg. Az alacsony frekvenciájú rezgésátvitel (100 Hz alatti) megakadályozása érdekében szűrőelemet lehet a hidraulikavezetékben elhelyezni. Ehhez a Schaeffler Automotive Aftermarket membrános csillapítóval ellátott hidraulikavezetéket valamint a frekvenciához igazított elnyelő anyagot (Fonatos szűrő) a kuplungmunkahengeren kínál.

Egy további intelligens beszerelési elem a nyomatékcsúcs-határoló. A gyors kuplungolási műveletekkel járó nagyon sportos vezetési módnál ez csökkenti térfogatáramot a hidraulikarendszerben. Ezáltal akadályozza meg a kuplung gyors felengedésekor, pl. a kuplungpedálról lecsúszó láb esetén a hajtáslánc túlterhelését. Egy betétnek a folyadékáramba történő beszerelésével korlátozni lehet a kuplung felengedési sebességét. A kuplung akadálytalan szétkapcsolása érdekében, ez a betét automatikusan eltolódik és szabaddá teszi az áteresztő csatornákat. A karbantartáskor ügyelni kell arra, hogy a nyomatékcsúcs-határolót nem szabad eltávolítani a hidraulikus rendszerből, mert ellenkező esetben következménykárok jöhetnek létre a meghajtótengelyeken, a kettős tömegű lendkeréken (ZMS) vagy akár magán a sebességváltón is.

Munkahenger: a „portás“ gondoskodik a tengelykapcsoló oldásáról és zárásáról

A kuplungmunkahenger – ami egy házból, a tömítéssel ellátott dugattyúból, egy előterhelő rugóból és egy légtelenítõ csavarból áll – képezi az utolsó elemet a hidraulikus kuplungrendszer végén. A háza leggyakrabban műanyag kivitelű. Egy gumiharang védi a hengert a szennyeződésektől. Egy félig hidraulikus rendszerben a munkahenger mindig a sebességváltó- harangon kívül helyezkedik el és a kinyomóvilla működetésére szolgál. Az előterhelő rugó a kinyomócsapágy folyamatos előterhelését szolgálja. Így a csúszógyűrű a kinyomórendszer nyomásmentes állapotában is biztonságosan tud a kuplunggal forogni. Ezzel elkerülhetők a csapágy és a tányérrugó nyelvei közötti zavaró zajok. A légtelenítõ csavar karbantartáskor megkönnyíti a rendszer  öblítését vagy feltöltését.

A teljesen hidraulikus rendszernél a sebességváltó oldali kinyomó mechanizmus funkcióját egy központi kinyomó veszi át. Előnye a hagyományos kinyomóváltozatokkal szemben, hogy kevesebb alkatrészből kell összeállítani, mivel a kinyomócsapágy és a munkahenger
kombinációját képezi. Mivel elmarad a kinyomóvilla és az átfordítási pont, kevesebb súrlódási pont adódik. Ellentétben a fém építési móddal a műanyag  kinyomócsapágy (Központi kinyomó) sokkal könnyebb. A központi kinyomót könynyebb szerelni és kopásban illeszkedik
a tányérrugó megváltozott útjához. Egyre több autógyár választja ezt az építési módot. A menetkényelem további növelése érdekében a kinyomócsapágyat egy úgynevezett  szögeltérítéssel (lásd 4. ábra) látták el: Ennél a kinyomócsapágy egy tengelyirányban elmozduló csúszógyűrűvel rendelkezik, ami a tányérrugó csúcsaival érintkezik és így elkerüli az építésből adódó olyan tűréseket, amelyek a pedálon érezhető vibrációkhoz vezethetnek.

Az automatizált tengelykapcsoló új távlatokat nyit

Világosak azok az elvárások, amelyek a jövőbeni műszaki fejlődéssel kapcsolatosak: Az üzemanyag-fogyasztás további csökkentése lehetőleg a menetkényelem és a vezetés örömének a megtartása mellett. A Start-Stop-funkció mellett további fogyasztásoptimalizálás érhető el a „vitorlázás“ funkcióval, amely a munkahengerben lévő szenzortechnikától kapja az információkat: Állandó sebességű közlekedésnél lekapcsolják a motort a sebességváltóról és vagy teljesen leállítják vagy pedig alapjáraton tovább üzemeltetik, például lejtmenetben. A bővítési fokozattól függően az E-Clutch-nak nevezett rendszer csak meghatározott közlekedési helyzetekben veszi át a kuplungolást vagy minden kuplungolási műveletet automatikusan elvégez. A Schaefflerféle E-Clutch rendszert kiegészítő elemként lehet beszerelni a járműgyártók ismert hidraulikus kuplungrendszereibe. A vitorlázási funkció jelenleg még tesztelés alatt áll és előre láthatóan három - négy éven belül kerül sorozatgyártásba.

A Start-Stop-funkciót támogató főhengerek a következő években a független műhelyek számára is egyre fontosabbak lesznek a karbantartás és a javítás szempontjából. Ezzel ellentétben a vitorlázási funkciót támogató  főhenger még a jövő zenéje a szabadalkatrészpiac számára. A Schaeffler Automotive Aftermarket az LuK márkájával biztonságos jövőre támaszkodik és a teljes hidraulikus rendszer hibadiagnosztikájához és javításához rendelkezik a helyes megoldásokkal és szerszámokkal.


Kapcsolódó dokumentum:


schaeffler-1610


Tetszett a cikk?

hirdetés

hirdetés