Przekładnia hydrokinetyczna wykorzystuje energię cieczy, czyli w przypadku skrzyni biegów — oleju. Nazywana jest również przetwornikiem momentu obrotowego. Ten rodzaj automatycznej skrzyni biegów zastąpił już całkowicie stosowane wcześniej sprzęgło hydrokinetyczne, które jednak nadal pozostało jako podzespół skrzyni.
Sprzęgło hydrokinetyczne a przekładnia hydrokinetyczna
Automatyczne skrzynie biegów w starszych modelach samochodów były oparte na działaniu sprzęgła hydrokinetycznego, które nazywane jest również zmiennikiem momentu. Mechanizm składa się z pompy i turbiny, które zamknięte są w jednej obudowie.
Obecnie sprzęgło hydrokinetyczne zastąpiła przekładania, której mechanizm działania jest podobny i również oparty na wykorzystaniu energii hydrokinetycznej cieczy, którą w tym przypadku jest olej hydrauliczny. Różnica tkwi w konstrukcji. Podczas gdy wspomniane sprzęgło składało się z wirnika pompy i wirnika turbiny, przekładnia ma dodatkowy wirnik kierownicy.
W obu mechanizmach, kiedy silnik rozpoczyna pracę, generuje obrót pompy. Konsekwencją jest wydostający się z niej olej, który trafia na łopatki turbiny, oddając im część swojej energii, a następnie wypływając z turbiny. Zakrzywione łopatki sprawiają, że opuszczając turbinę, olej ma kierunek przeciwny do kierunku, w którym obraca się pompa. Dlaczego? Ponieważ, gdyby trafił ponownie na łopatki turbiny, zacząłby ją zwalniać. Temu zjawisku zapobiegają właśnie łopatki wirnika kierownicy.
Z jakich elementów składa się przekładnia hydrokinetyczna?
Najważniejsze elementy przekładni hydrokinetycznej to:
- pompa napędzająca,
- turbina,
- jednokierunkowa kierownica,
- sprzęgło blokujące,
- oraz tłumik drgań skrętnych.
Zastosowanie powyższych elementów pozwoliło konstruktorom poprawić moment obrotowy, płynność pracy skrzyni, a także zmniejszyć zużycie paliwa. Dodanie tłumika drgań skrętnych nie tylko poprawia komfort jazdy, ale wpływa też na dłuższą żywotność tego typu rozwiązań.
Przekładnia hydrokinetyczna vs przekładnia hydrauliczna
Oba powyższe wyrażenia określają ten sam mechanizm. Przekładnia hydrokinetyczna jest rodzajem przekładni hydraulicznej, ponieważ wykorzystuje energię cieczy, a w tym przypadku jest nią olej hydrauliczny. Wspomniana energia przekazywana jest z elementu czynnego do biernego — z pompy do turbiny. Pomiędzy tymi elementami znajduje się łopatki wirnika skrętu, które zmieniają kierunek przepływu cieczy. Konstrukcja pozbawiona elementu sztywnego sprawia, że nawet przeciążona skrzynia nie wpływa negatywnie na pracę i zużywanie się układu napędowego. Mimo dostępnych na rynku motoryzacyjnym zdecydowanie bardziej zaawansowanych systemów nadal jest jednym z podstawowych systemów, jeśli chodzi o automatyczne skrzynie biegów.
Jaka jest rola układu przeniesienia napędu?
Układ napędowy samochodu odpowiada za wprawienie pojazdu w ruch — przenosi moment obrotowy z silnika na koła. Za klasyczny rodzaj układu napędowego uznaje się ten, w którym silnik napędza oś tylną, a ta wprawia auto w ruch. Obecnie to rozwiązanie uważane jest za dość przestarzałe, a auta z tego typu napędem są nadsterowne przy większych prędkościach, zwłaszcza na śliskiej nawierzchni. Mimo to jest kilka marek, które nadal stosują tego typu rozwiązanie. Znacznie lepiej i bezpieczniej prowadzi się jednak auto z napędem na przód. Coraz więcej jest też na rynku samochodów osobowych z napędem na cztery koła.
Elementy, które wchodzą w skład układu przeniesienia napędu to:
- sprzęgło — z jego pomocą mamy możliwość chwilowego odłączenia silnika od układu napędowego samochodu, a także rozdzielenia momentu obrotowego między dwie osie;
- skrzynia biegów — jej mechanizm pozwala na dostosowanie optymalnej pracy silnika do zmieniających się warunków i potrzeb wynikających z prowadzenia pojazdu;
- mechanizm różnicowy — odpowiada za kompensację — korektę różnicy prędkości kół osi napędowej w trakcie jazdy po łukach;
- wał napędowy — stosowany w autach z napędem 4 × 4, który przenosi napęd z silnika do mostu napędowego;
- piasta — jest częścią koła napędowego, znajduje się na wale lub osi i w niej zainstalowane jest łożysko;
- koła — mają za zadanie unieść ciężar samochodu i umożliwić mu poruszanie się z zadaną prędkością;
- koło zamachowe jedno- lub dwumasowe. Koło zamachowe montowane jest w nowoczesnych silnikach na wale korbowym. Służy do krótkotrwałego gromadzenia energii kinetycznej. Dwumasa znajduje się z kolei między silnikiem a skrzynią biegów i ma za zadanie redukować drgania — wibracje generowane przez silnik.
Jak ważne jest sprzęgło w automacie?
Jeśli zapytamy początkującego kierowcę, czym różni się automat od samochodu z manualną skrzynią biegów, mamy dużą szansę usłyszeć odpowiedź, że brakiem sprzęgła. Czy jednak automatyczna skrzynia biegów rzeczywiście jest go pozbawiona? Jak już wspomnieliśmy na początku, podczas gdy w tradycyjnych skrzyniach mamy do czynienia z klasycznym sprzęgłem, w układach automatycznych stosowane jest sprzęgło — przekładnia hydrokinetyczna. W nowszych modelach stosuje się też sprzęgło mechaniczne, tzw. lock-up w konwerterze, aby wyeliminować chwilowy spadek mocy, w trakcie zmiany biegów.