Sprzęgło wielopłytkowe, czyli serce dołączanego napędu 4x4

Napęd na cztery koła to jeden z ważniejszych sposobów dbania o bezpieczeństwo jazdy. W codziennych warunkach poprawia właściwości trakcyjne auta i sprawia, że jego tor jazdy jest pewniejszy zwłaszcza w trudnych warunkach drogowych. 4x4 niestety ma też i pewne wady. W sytuacji, w której mówimy o stałym napędzie, zwiększa on obciążenie jednostki napędowej. A to w naturalny sposób odbija się na osiągach i spalaniu. Stały napęd na cztery koła jest idealny, jednak głównie w autach o charakterze terenowym. Jeżeli mowa o SUV-ach czy rodzinnych kombi, zdecydowanie lepszym, tańszym i bardziej kompaktowym rozwiązaniem jest zastosowanie napędu dołączanego.

Sprzęgło wielopłytkowe - dodatkowa oś dołączana w razie potrzeby

Na czym polega dołączane 4x4? W dobrych warunkach trakcyjnych pełna moc silnika trafia na jedną oś - zazwyczaj przednią. W razie pojawienia się uślizgu, moment obrotowy za pomocą centralnego mechanizmu różnicowego zaczyna być transferowany również na tylną oś. Na tym jednak ewentualna zasada działania nie kończy się. Obecnie stosowane elektroniczne sterowanie sprawia, że w dołączanym napędzie sterownik może też określić sposób rozdziału momentu obrotowego. Dla przykładu na przednią oś - która zwykle pełni rolę napędowej - najczęściej trafia od 100 do zaledwie 30 proc. mocy silnika.

Bardzo ważnym elementem dołączanego napędu 4x4 jest sprzęgło wielopłytkowe. To za jego sprawą odbywa się dołączanie i odłączanie napędu, a więc to ono przejmuje rolę centralnego mechanizmu różnicowego. W praktyce oznacza to mniej więcej tyle, że w sprzęgle znajdują się dwie tarcze - jedna jest przypisana wałowi zdawczemu, a druga odbiorczemu. Połączenie tych tarcz oznacza dołączenie napędu dwóch dodatkowych kół. Sprzęgło może być uruchamiane na kilka sposób. Ostateczna metoda zależy od tego, jaką decyzję podjęli inżynierowie podczas konstruowania układu napędowego.

Zobacz również: Napęd 4x4 - jakie rozwiązania oferują producenci?

Rodzaje sprzęgieł wielopłytkowych:

• lepkościowe/wiskotyczne
• elektromagnetyczne
• elektromechaniczne
• hydrauliczne
• elektrohydrauliczne

W przypadku sprzęgła wiskotycznego za łączenie obydwu tarcz odpowiada sam olej znajdujący się pod obudową. Jak to konkretnie wygląda? Gdy jedna oś zaczyna się ślizgać, dwa wały napędowe pracują z różną przekładnią, a to prowadzi do wzrostu temperatury. Ciepły olej silikonowy zwiększa zatem swoją objętość i sprawia, że tarcze zbliżają się do siebie i zazębiają. I choć sprzęgło lepkościowe jest najprostsze, ma też pewne wady. Po pierwsze reaguje ze sporym opóźnieniem na sytuację na drodze. Po drugie nigdy nie pozwoli na przeniesienie większej części momentu obrotowego na dodatkową oś napędową.

Sprzęgło wielopłytkowe - hydraulika przyspiesza czas reakcji

Zasada działania sprzęgła wielopłytkowego hydraulicznego jest podobna jak u poprzednika. Poślizg powoduje różnice w ilości obrotów wałów i wytworzenie ciepła. W jego wyniku rośnie objętość oleju, a większa objętość oznacza wyższe ciśnienie w sekcji hydraulicznej i nacisk na tłok. Ten doprowadza do połączenia się tarcz i sprawia, że moc zaczyna być transferowana również na dodatkową oś napędową. Zalety tego systemu są oczywiste. Napęd 4x4 za sprawą m.in. elektronicznego kontrolowania docisku może przenieść większą ilość momentu obrotowego na dodatkową oś, a do tego czas reakcji układu jest krótszy. Wady? Rośnie poziom skomplikowania, bo pojawia się seria ponad 9 czujników i kilka silniczków sterujących.

Zobacz również: Jak działa Haldex 5?

Sprzęgło wielopłytkowe elektrohydrauliczne nadal składa się z dwóch tarcz i jest wypełnione olejem. Tutaj jednak prędkość wałów napędowych nie odgrywa już prawie żadnej roli. Inżynierowie zastosowali bowiem pompę oleju - to ona tworzy ciśnienie konieczne do zwarcia tarcz sprzęgła. Sposób transferowania momentu obrotowego na dodatkowe koła i poziom siły przenoszonej są kontrolowane przez sterownik - ten odbiera sygnały o sytuacji drogowej i na ich podstawie podejmuje decyzję o działaniu. Regulacja obydwu parametrów odbywa się z kolei poprzez zawór regulacyjny stopnia otwarcia sprzęgła.

Sprzęgło wielopłytkowe - elektromagnes zamiast hydrauliki

Kolejnym typem mechanizmów wielopłytkowych jest sprzęgło elektromagnetyczne. W jego przypadku dociskanie tarcz odbywa się przy pomocy działania elektromagnesu. To jego sterownik na podstawie informacji płynących z pozostałych sterowników podejmuje decyzję o regulacji siły nacisku - a tym samym przekazaniu na którąś z osi napędowych większej ilości momentu obrotowego. Zaletą sprzęgła wielopłytkowego elektromagnetycznego jest możliwość przeniesienia nawet 100 proc. obrotów wału napędowego. Z drugiej strony mechanizm jest bardziej wrażliwy na ewentualne uszkodzenia.

Ostatnim typem sprzęgła wielopłytkowego jest mechanizm elektromechaniczny. W jego przypadku układ jest wyposażony w silnik elektryczny i dźwignie. Agregat porusza specjalnym wieńcem, a ten rozsuwa dźwignie. To doprowadza do zwarcia się tarczy sprzęgła. Zalety? System elektromechaniczny działa błyskawicznie. W ten sposób napęd kół jest dołączany natychmiastowo, przez co auto może lepiej kontrolować właściwości trakcyjne pojazdu. Dodatkowo rozwiązanie stosowane m.in. w samochodach BMW jest w gruncie rzeczy naprawdę proste. A to minimalizuje wysokość ewentualnych kosztów obsługi.

Zobacz również: Jakich płynów eksploatacyjnych potrzebuje auto?

Sprzęgło wielopłytkowe - ile kosztuje wymiana oleju?

Bardzo ważna informacja jest taka, że sprzęgła wielopłytkowe bez względu na rodzaj zastosowanej technologii są raczej trwałe. Bez większych trudności powinny pokonać 300 czy nawet 400 tysięcy kilometrów. Oczywiście wcześniej musi wystąpić jeden warunek. Konkretnie kierowca powinien pamiętać o regularnej wymianie oleju w układzie. Interwały zalewania nowego smarowidła są różne - zależą w dużej mierze od zastosowanej technologii, ale i zaleceń producentów oraz najczęściej wynoszą od 30 do nawet 150 tysięcy kilometrów. Wymiana oleju w układzie 4x4 nie jest droga - jej cena waha się między kwotą na poziomie 150 a 400 złotych. W ASO ceny oscylują bardziej w okolicy 800 - 900 złotych.