KUPLUNG CSERE

A kuplung

A kuplung az autó azon alkatrésze, ami a motor és a sebességváltó között helyezkedik el, legfontosabb feladata, hogy a motor által előállított energiát megfelelő mértékben továbbítsa a sebességváltók felé. Ezt többféle módszerrel is meg lehet oldani, így a többféle kuplung is van. A különböző típusú kuplungokat azonban különböző területeken is alkalmazzák. A kuplung lényegében főtengelykapcsolónak is nevezhető. Az autó szerkezeti felépítésénél több tengelykapcsoló is van, ezek a tengelykapcsolók a tengelyek végeinél helyezkednek el, a kuplung értelemszerűen azért főtengelykapcsoló, mert nem a tengelyek felé vezeti tovább az energiát, hanem a sebességváltó felé, így ebből csak egy van.

 A kuplung által ellátott feladatok négy kategóriába sorolhatóak be:

1. az indítás lehetővé tétele, a rángások kivédésével
2. a motor és a sebességváltó szét-, és összekapcsolása
3. nagy terhelések kivédése
4. a motor által előállított energia továbbítása a sebességváltó felé.

A kuplung működése

A kuplung alapjárata a bekapcsolt állapot. Ez egy zárt helyzetet jelent, aminek felengedését a vezető látja el, a kuplung pedáljának lenyomásával. Az indítást üres helyzetben kell elvégezni, ezt a kuplung pedáljának lenyomásával végezhetjük el, majd a kuplung pedáljának lassú felengedésével a helyezzük az autót egyes fokozatba, bal lábbal a kuplung pedálját engedjük fel lassan és közben jobb lábbal a gázpedált kell benyomni, így a motor eléri azt a nyomatékot, ami az induláshoz kell. A kuplung pedálját vezetés közben folyamatosan használjuk, minden egye sebességváltásnál, a kuplung feladata, hogy a különböző mértékű terheléseket biztonságosan továbbítsa.

A kuplung három részből áll, ezek a kuplung szerkezet, kuplung tárcsa és kinyomócsapágy. Amikor a kuplung pedált benyomjuk, megszakad a kapcsolat a motor és sebességváltó között, a kuplung tárcsa eltávolodik a kuplung szerkezettől. Az elhasználódott kuplung alkatrésznél jelentkezik az a jelenség, hogy már nem tudjuk megszakítani a kapcsolatot.

Ahhoz, hogy a vezetés és autózás biztonságos legyen elengedhetetlen, hogy az autóalkatrészek jól működjenek. Az autót alkotó alkatrészek több szempontból csoportosíthatóak, mindegyik fontos, de vannak fontosabbak és kevésbé fontosak. A legfontosabbak azok az alkatrészek, amelyek az autó lelkét adják, ezek felelősek az autó működéséért, ide sorolható a motor, a kuplung, a lengéscsillapító és azok a részek, amelyek nem láthatóak, de fontosak, ezek nélkül az autó működésképtelen.

Kuplung meghibásodása és jelei

Mikor kell kuplungot (kuplung szettet) cserélni?

Kuplung elkopásának első jelei, amit általában a gépjármű tulajdonos tapasztal és a szerelő felé jelezni szokott:

• az autó sebességbe rakva nem indul el. Ez a legdurvább eset, de van ilyen!
• nyomom a gázt és az autó nem gyorsul!
• induláskor nagyon büdös van a gépkocsiban!
• nem tudok felmenni egy dombra sem, a motor pörög, de a kocsi nem megy!
• furcsa zörgő hangot hallok, ha benyomom a kuplung pedált!
• valami karattyol a motorban. (Természetesen a váltóharangból jön a zaj!)
• recsegést hallok, amikor váltani akarok!
• nem tudok váltani!
• nehezen veszi a fokozatot az autóm!
• nehéz benyomni a kuplungpedált!
• szinte teljesen felengedett pedálnál indul el a gépkocsi

Az eredendő ok általában a kuplung szerkezet meghibásodása, vagy a tárcsa túlzott kopása, de hogy tisztázzuk mi mire utal bontsuk szét a panaszokat:

Kuplung bowden csere: nehéz benyomni a kuplungpedált! (általában)  

Kuplung tárcsa csere a kopásból fakadóan: 

• az autó sebességbe rakva nem indul el
• nyomom a gázt és az autó nem gyorsul
• induláskor nagyon büdös van a gépkocsiban
• nem tudok felmenni egy dombra sem, a motor pörög, de a kocsi nem megy
• szinte teljesen felengedett pedálnál indul el a gépkocsi

Kuplung szerkezet meghibásodása, törése:

• furcsa zörgő hangot hallok, ha benyomom a kuplung pedált
• valami karattyol a motorban!
• recsegést hallok, amikor váltani akarok
• nem tudok váltani!
• nehezen veszi a fokozatot az autóm!

Mi a teendő és hol lehetnek kibúvók a kuplung csere alól?

A legtöbb ember számára nyilvánvaló, hogy kuplungot kell cseréltetnie, és ez súlyos tízezrekbe esetleg százezrekbe fog kerülni neki!

Na, de hol a kibúvó? – Kibúvót három esetben tudunk találni:

• recsegést hallok, amikor váltani akarok
• nem tudok váltani!
• nehezen veszi a fokozatot az autóm!

Ebben a három esetben előfordulhat, hogy egy egyszerű kuplung holtjáték állítással megússzuk a hiba elhárítását! (amenyiben nem hidraulikus a kinyomócsapágy)

Kuplungpedál állások!

1. A kuplung teljesen benyomott helyzetben van! Ebben az állásban szabadon kell tudnunk mozgatni a váltókart és 1. fokozatba rakni. Ha már a gépkocsi mozog, akkor kinyomott pedállal a többi fokozatnak is kapcsolhatónak kell lenni.
2. A kuplungot 1/4 durván 5-8cm felengedjük. Ezen a ponton, ha sebességben van a gépkocsi éreznünk kell, hogy megmozdul. Tehát ezen a ponton kezd „fogni” a kuplungunk. Ha már az (1) állapotból kimozdítva rögtön mozdul a gépkocsi, akkor állítani kell a kuplungon! Ezen a ponton már nem szabad a kuplungnak csúszni! Előfordul, hogy csak ezen a ponton mozdul meg a gépkocsi, ekkor mondjuk azt, hogy a kuplung el van kopva! Cserére szorul, nincs állítási lehetőség!
3. A kuplungpedál teljesen felengedett helyzete. Gyorsításkor nem szabad, hogy megcsússzon a kuplung ezen a ponton! Ha „nyúlós” hangot hallunk, mint egy automata váltós gépkocsinál, akkor már kuplungunk a végét járja. Vigyük szervizbe és cseréltessük ki!

FONTOS:
Bárki bármit mond, ezt a három alkatrészt együtt KÖTELEZŐ cserélni! Nincs kivétel! Ezek az alkatrészek egymáshoz kopnak és CSAK EGY új alkatrész beszerelésével már nem fognak „együttműködni”! Kuplung szettet kell venni, ez tartalmazza mindhárom alkatrészt!

Kuplung tárcsa

 A kuplungtárcsa a tengelykapcsoló központi összekötő eleme. A kuplung nyomólapjával együtt a motor és a hajtáslánc összekapcsolását és szétválasztását végzi. Minden egyes kuplungtárcsa jellemzője a mindenkori alkalmazáshoz optimalizált betétrugózás, ami induláskor a nyomaték finom felépülését és a pedálerő ergonómikusan összehangolt kifejtését teszi lehetővé. A motorban lezajló égési folyamatok miatt létrejövő fordulatszám- és nyomatékingadozások csökkentéséhez a kuplungtárcsának csillapítási funkciót is át kell venni, hogy csökkentse a hajtóműben a zajokat és a kopást.

A torziós csillapítású kuplungtárcsa jelenti a költség- és helytakarékos megoldást a hajtáslánc torziós lengési problémáira. A LuK által kifejlesztett kónuszos központozás kiegyenlíti a motor és a sebességváltó között lehetséges tengelyeltolódást, és üresjáratban is egzakt csillapító funkciót garantál.
A torziós csillapítás nélküli kuplungtárcsa a LuK által jelenleg kínált leghatékonyabb torziós csillapító rendszer, a kéttömegű lendítőkerék használatánál alkalmazható. A motor és a sebességváltó tűrései miatt, speciálisan a sebességváltó pilot csapágy nélküli bemenő tengelyénél a főtengely és a sebességváltó között eltolódás lép fel. A kéttömegű lendítőkerékkel (ZMS) együtt alkalmazott merev kuplungtárcsák esetében ez az eltolódás kritikus esetekben üresjárati zajokhoz és fokozott profilkopáshoz vezethet.
Az eltolódást kiegyenlítő kuplungtárcsa, ami az üresjárati és a kis terhelési tartományban lehetővé teszi az agy radiális elmozdulását, és ezáltal kikerüli a lehetséges radiális erőket, megoldást kínál erre a problémára. Ilyen módon a kéttömegű lendítőkerék funkciója üresjáratban eltolódás esetén is biztosítható.
Olyan alkalmazásoknál, amelyeknél különösen kritikus a zaj, gyakran a kéttömegű lendítőkerék és a torziós csillapítású kuplungtárcsa kombinációja a megfelelő megoldás.  

Kuplung szerkezet (nyomólap) 

A belső égésű motoroknál van egy probléma: Csak egy pontosan meghatározott fordulatszám-tartományban adnak le hasznos teljesítményt – ellentétben az elektromos motorokkal vagy a gőzgépekkel. Ez a következőt jelenti: a fordulatszámnak, az átvihető motorteljesítménynek és a sebességváltónak a legkülönbözőbb menetállapotokban is optimálisan összhangban kell lenniük egymással – ez az, amiről a tengelykapcsoló gondoskodik. Ez oldja vagy zárja a motor és a sebességváltó közötti hajtásláncot. Ezt természetesen minden autóvezető a saját tapasztalatából ismeri. A  tengelykapcsoló-pedál lenyomásával megszakad a hajtáslánc, és másik fokozatba kapcsolhat át. Emellett a tengelykapcsoló az az egység, amely egyáltalán lehetővé teszi az autók, tehergépkocsik és egyéb haszonjárművek egyszerű, rángatás nélküli indítását.

A tengelykapcsoló feladata

A járműgyártásban tapasztalható fejlesztések következtében a tengelykapcsoló komponenseinek számos olyan követelményt kell kielégítenie, amelyek jelentősen befolyásolják a jármű komfortját. Itt a puha indulásra, a gyors váltásra, a lengéscsillapításra vagy a zajcsökkentésre gondolhatunk. Ezeknek a követelményeknek kell a konstruktőreinknek megfelelniük. Egy modern tengelykapcsolót a fordulatszám-állóság, a nagy átviteli biztonság, a csekély magasság, az alacsony kinyomó erők és a hosszú élettartam jellemez. Egy tengelykapcsoló fő komponensei: kuplungszerkezet, lendkerék és kuplungtárcsa.

A kuplungszerkezet a lendkerékkel és a kuplungtárcsával együtt egy súrlódó rendszert alkot, és a ház csavarozásán keresztül a lendkerékre van rögzítve. A kuplungszerkezet viszi át a motor nyomatékát a kuplungtárcsán keresztül a sebességváltó bemenő tengelyére. A 70-es években a tányérrugós tengelykapcsoló folyamatosan kiszorította a csavarrugókat a személygépkocsikból. A motor nyomatékának átvitelére szolgáló nyomóerőt azóta nyelvekkel ellátott tányérrugó veszi át. A jármű vezetője számára jól érzékelhetők a tányérrugók, mert a kisebb kinyomó erőnek köszönhetően csak kisebb pedálerőket kell kifejtenie. A tengelykapcsoló felépítésétől és működési módjától függően húzott és nyomott tányérrugós tengelykapcsoló különböztethető meg.

A LuK cég klasszikus tányérrugós tengelykapcsolója nyomott tengelykapcsoló  Az erőfolyam először a tengelykapcsoló-fedélen áthaladva jut el a főtengelyre csavarozott lendkerékhez. A nyomólapot laprugók kapcsolják össze a tengelykapcsoló-fedéllel. A nyomólemez bütykei átnyúlnak a fedél nyílásain. Ezekre a bütykökre támaszkodik a kívül fekvő tányérrugó. Ezt csapok és huzalgyűrűk rögzítik elfordíthatóan a fedélre. A kinyomó csapágy a sokszögű agy hengeres külső átmérőjén helyezkedik el eltolható módon. A forgatónyomatékot a kuplungtárcsa viszi át a sebességváltó bemenő tengelyére. Ez csőtengelyként van kialakítva, és a tengelykapcsoló és a motor közötti forgattyústengely-csonkra ül fel.
Mivel a tengelykapcsolók a járművekben kopásnak vannak kitéve, a LuK ismét csak elsőként nagyon intenzíven foglalkozott a tengelykapcsolók kopáskompenzációjával, és 1995-ben már sorozatgyártás-éretté fejlesztett egy ilyen rendszert. Az SAC kopásutánállító tengelykapcsoló egy erőszenzoron (szenzorrugó) keresztül, egy rámpás gyűrű elforgatásával valósítja meg a kopáskiegyenlítést. Ennek a kiegyenlítő mechanizmusnak a segítségével kisebb működtető erőket sikerült elérni. A kuplungkopás kiegyenlítésével a tengelykapcsoló élettartamát a működtető erőknek az élettartam alatti lényeges változása nélkül kb. az 1,5-szeresére lehetett növelni. Az SAC kopásutánállító mechanizmusa, amely egy szenzorrugóból (erőszenzor) és egy mélyhúzott acél utánállító gyűrűből áll, a rendkívüli működési pontosságával tűnik ki. Mivel a tengelykapcsoló kényelmes működtetéséhez a kis működtető erők mellett a működtető erő harmonikus alakulására is szükség van, az SAC egységben járműspecifikus jelleggörbe-illesztési lehetőségeket is megvalósítottak. Egy példa erre az a kompenzáló rugó, amellyel a gyakran kívánatos laposabb jelleggörbék is előállíthatók.
A rendszer további optimalizálását valósítja meg az új fejlesztésű SAC II. 
Itt az erőszenzor nem egy második tányérrugóból, hanem a fő tányérrugóból kialakított szenzornyelvekből és speciális, tangenciális, degresszív jelleggörbéjű laprugókból áll.

Erős motor könnyű pedálműködtetéssel

Elvileg lineáris összefüggés áll fenn a motor nagy forgatónyomatékai és a tengelykapcsoló működtetéséhez szükséges erő között. A motortérben lévő erő, vagyis a forgatónyomatékok növelésével párhuzamosan azonban nem várható el a jármű vezetőjétől, hogy ugyanilyen mértékben növekedjen a tengelykapcsoló pedáljának lenyomásához szükséges ereje. A LuK cég innovatív tengelykapcsoló-koncepciói kínálnak erre megoldást.
A személygépkocsik tengelykapcsolóinak fejlesztésénél ezért a működtető erő további csökkentése áll a középpontban. A feladat megoldásának alapkövét jelenti a LuK cég SAC önbeálló tengelykapcsolójának (Self Adjusting Clutch) kifejlesztése és piaci bevezetése. Az SAC időközben elterjedt a piacon, és lehetővé teszi, hogy az erős járművekben elfogadható mértékre csökkenjen a tengelykapcsoló pedáljára kifejtendő nyomás drága rásegítő rendszerek használata nélkül is. A rendszerben a későbbi követelmények tekintetében is figyelemre méltó továbbfejlesztési lehetőség rejlik. Elmondható, hogy egy lépéssel közelebb jutottunk az „említésre méltó működtetőerő nélküli tengelykapcsolók” formájában megfogalmazható célunkhoz.
Az SAC (Self Adjusting Clutch) működési módja
A tengelykapcsolóknál a működtető erő arányos a szorítóerővel, ill az átviendő forgatónyomatékkal. A nagyobb forgatónyomatékok megfelelően nagyobb működtető erőt igényelnek. A személyautók hagyományos tengelykapcsolóinál a tengelykapcsoló maximális működtető ereje és a súrlódó felületen ható nyomóerő között általában 4-es a szorzótényező, miközben a működtető erő az élettartam során még további kb. 40%-kal nő.
Az SAC önbeálló tengelykapcsolónál az „erőegyensúlyok” elvének és egy önműködő, mechanikus kopáskiegyenlítő mechanizmusnak a használatával a motor átvihető forgatónyomatéka és a maximális működtető erő közötti aránya lényegesen módosítható a kisebb erők irányába. 
Az erőegyensúlyok elvének kihasználásával az SAC két, már eddig is meglévő rugóerőt használ. Ezek egyike a betétrugózás, ami a kuplungtárcsán a kuplungbetétek között van, a másik pedig a tányérrugó, amelynek úgy módosítható a jelleggörbéje, hogy a maximális és a minimális erő között nagy különbség jöjjön létre.
Mivel a tengelykapcsolónak a tányérrugó nyelvein keresztüli működtetésekor a két erő egymással szemben hat, a működtetéshez csak a tányérrugóerő és a betétrugóerő közötti különbséget kell kifejteni. Egy erősen degresszív tányérrugó-jelleggörbe (nagy különbség a maximális és a minimális erő között) és egy ehhez illesztett betétrugó-jelleggörbe mellett nagyon kicsi működtető erők érhetők el az új állapothoz tartozó munkapontban. Ha viszont a tengelykapcsoló munkapontja például balra, a tányérrugó maximuma irányában változik, akkor erősen nő a működtető erő. A valóságban ez a tengelykapcsoló betétjének kopásából adódik, ami az indításkor, ill. a sebességváltáskor bekövetkező súrlódó munka következménye. Emiatt ki kellett fejleszteni egy kopáskiegyenlítő mechanizmust. A kuplungharangban uralkodó nehéz feltételek között egy erőszenzoros rendszer vált be egy második tányérrugóval (szenzorrugó) és egy acél utánállító gyűrűvel a tányérrugó és a tengelykapcsoló fedele között. Az utánállító gyűrű az egyik oldalon felfekvési pontot képez a tányérrugó számára, a másik oldalon pedig rámpákon keresztül a tengelykapcsoló fedeléhez támaszkodik. Az utánállító gyűrűt 2-3 kis nyomórugó kerületi irányba ható rugóerővel próbálja elfordítani. A szenzoros tányérrugó mechanikus szenzorként szolgál a kopás figyelésére, és úgy van behangolva, hogy a működtető erők kopás miatti növekedésekor a tányérrugó a működtetéskor a motor felé mozduljon el. Így erőmentes lesz az utánállító gyűrű, és a kuplung fedeléhez képest elfordulhat. E folyamat révén a tányérrugó a kuplungtárcsa betétének kopásához igazodik, és a tengelykapcsoló munkapontja konstans marad. További előny lehet ebből a tengelykapcsoló kopástartományának, és így az élettartamának akár az 50%-os növekedése.

Kinyomó csapágy

A vezetési komfort tekintetében a tengelykapcsoló teljes rendszere és a vezető általi működtetése a következő szempontok szerint értékelhető: kifogástalan oldás, kedvező erő-út karakterisztika a pedálon, zaj- és rezgésmentes működtetés, valamint kellemes modulációs viselkedés induláskor és sebességváltáskor. A pedáltól a tengelykapcsolóig terjedő teljes rendszernek minden üzemi állapotban működnie kell, és optimális összhangban kell lennie a jármű egyéb komponenseivel. A teljes működési lánc egyetlen egységként való szemléletéből következik, hogy a tengelykapcsoló rendszernek ésszerűen egymáshoz hangolt részfunkciókból kell állnia. A vezető a pedál lenyomásakor szubjektív módon érzékeli a tengelykapcsoló rendszer reagálását. A pedállal szemben támasztott követelmények kielégítéséhez a tengelykapcsoló rendszerének alkatrészeit súrlódás, merevség és áttétel szempontjából össze kell hangolni. A LuK termékspektruma a kioldó rendszerek területén adó és működtető hengereket, központi kioldókat, vezetéktechnológiákat, valamint rezgésszűrőket és csúcsnyomaték-korlátozókat foglal magában.

LuK kinyomórendszerek – az előnyök:

• szakértelem a gépjármű egészére vonatkozóan
• tengelykapcsoló és működtetés kialakítása rendszerszemléletben
• rezgésre, zajra és súrlódásra optimalizálva
• innovatív műanyag megoldások

Vezetéktechnológiák:

Kívánságra a LuK kuplungvezetékek kialakítását és alkatrészek kiszállítását is vállalja. A jelenleg sorozatban készülő acél/gumi és műanyag vezetékeink mellett, szorosan együttműködve kompetens partnerekkel a vezetéktechnológiáinkat is továbbfejlesztjük.
Hatékony fejlesztőeszközökkel elemezzük a dinamikus problémákat, és alkalmas szimulációs modellekkel segédmegoldásokat dolgozunk ki. Az ilyen fejlesztések egyik eredménye az ún. „rezgésszűrő”, egy nyomáskülönbség-szelep, amellyel főként kisfrekvenciás rezgések csillapíthatók járulékos útveszteségek nélkül, és így elkerülhetők a kellemetlen pedálrezgések.

Hidraulikus központi kinyomócsapágy (CSC)
A hidraulikus központi kinyomócsapágyakban különböző funkciók vannak kompakt és egyszerű módon a sebességváltóra szerelendő egységbe integrálva. A funkciók (szellőzés. lengéscsillapítás) integráltsági fokának növeléséhez a LuK következetesen kihasználja a műanyag kivitelben rejlő lehetőségeket. A pedálerő minimalizáláshoz új kenőanyagot fejlesztettek ki elsősorban a központi hidraulikus működtető hengerben való használatra, amely élethosszig tartó állandó tulajdonságokat garantál

Kettőstömegű lendkerék

DMF – Dual Mass Flywheel
ZMS – Zweimassen Schwungrad

A modern motorok már alacsonyabb fordulatszámon is képesek jól működni. Nyomatékgörbéjük laposabb, így a motor működési zajszintje jóval alacsonyabb lehet. Aerodinamikai és akusztikai szakemberek hadai dolgoznak azon, hogy a szélzaj minél jelentéktelenebb, a hangszigetelés minél eredményesebb legyen. A súlycsökkentés és a motor hatékonyságának fokozása is fontos szemponttá lépett elő. Az öt- és hatsebességes váltók elterjedése szintén hozzájárult ahhoz, hogy a menetzaj nagyságrendekkel alacsonyabb, mint néhány évtizeddel ezelőtt. Az így elkényeztetett sofőr és utasai egyre kevésbé fogadják el a beszűrődő háttérzajokat. Ezzel a kuplung feladata még az eddiginél is fontosabb lett, a sima kapcsolás és oldás mellett feladatává vált az is, hogy a motor rezgéseit hatékonyan szigetelje el az autó többi részétől.

Elméletben ezt könnyű megoldani, az erőátvitel tehetetlenségi nyomatékát kell megnövelni anélkül, hogy a kapcsolandó tömeget megnöveljék. A gyakorlatban ezt úgy oldották meg, hogy a lendkereket egyszerűen megfelezték, a két tömeg közé pedig rezgéscsillapító és rugózó elem került. Az egyik „fél-lendkerék” fixen kapcsolódik a főtengelyhez, a másik pedig közvetlen a kuplungtárcsához, amely az ilyen konstrukciókban már nem tartalmaz rezgéscsillapító elemet. Ez a megoldás egyszerre csökkenti a motor torziós rezgéseit és csökkenti az erőátvitel terhelését.

A kettőstömegű lendkeréknek van egy kevésbé ismert hatása is. A fizikából ismert sajátrezgés és gerjesztett rezgés fogalmát most nem boncolgatnánk, de aki volt katona, bizonyára emlékszik arra a homályos magyarázatra, miért is nem menetelünk egyszerre a hídon. A motornak is van (számos) sajátfrekvenciája, és ezeket – elkerülendő a motorikus „hídszakadást” – lehetőség szerint úgy kell hangolni már a motor tervezésekor, hogy kívül essen az üzemi tartományon. Ez sokszor nem, vagy nem tökéletesen sikerül, és a kettőstömegű lendkerék alkalmazásával némi utólagos finomhangolásra van lehetőség.

Mint minden rendszernek, a DMF-nek is van sajátfrekvenciája, ez nagyjából a 300 f/p perc tartományba esik. Mivel ez éppen az átlagos önindító üzemi fordulatszáma és az átlagos motor alapjárata közé esik, ezért minden egyes indítás és leállítás során nagy igénybevételnek van kitéve a lendkerék