Przekładnia hydrokinetyczna – czym jest i jak działa?

Skoro już opowiedzieliśmy wam, jakie są główne typy skrzyń biegów dostępnych na rynku i jakie mają cechy, przejdziemy do jednego z elementów, który występuje w nich wszystkich i pełni bardzo ważną funkcję. Mowa o przekładni hydrokinetycznej. Wyjaśnimy, czym jest i jaką rolę pełni w automatycznej skrzyni biegów.

Przekładnia hydrokinetyczna to hydrodynamiczne sprzęgło, które jest dodatkowo montowane w automatycznej skrzyni biegów. Ten mechaniczny element wynalazł niemiecki inżynier Hermann Föttinger, który opatentował go w 1905 roku. Najpierw zastosowano go w budownictwie okrętowym, ale oczywiście przekładnia hydrokinetyczna znalazła również zastosowanie w innych branżach, takich jak lotnictwo, maszyny przemysłowe, pociągi i motoryzacja. W motoryzacji, która jest tematem tego artykułu, wprowadzono ją na początku lat 30. XX wieku, gdy została zastosowana w autobusach i ciężkich maszynach brytyjskiej firmy z siedzibą w Coventry, Daimler Motor Company.

Jak widzicie, nie jest to element szczególnie nowoczesny. Przez te wszystkie lata miał wystarczająco dużo czasu, by udoskonalić swoje działanie, ale nie oznacza to, że jego podzespoły i sposób działania uległy zmianie. Przekładnia hydrokinetyczna to element mechaniczny stosowany w automatycznych skrzyniach biegów w miejsce innego komponentu, którego w tych skrzyniach nie ma, czyli sprzęgła. Dzięki temu pełni funkcję połączenia skrzyni biegów z silnikiem, a tym samym przenosi moment obrotowy silnika na skrzynię biegów. Przekładnia hydrokinetyczna składa się z następujących elementów, które umożliwiają jej działanie, a każdy z nich pełni bardzo ważne funkcje:

• Obudowa przekładni hydrokinetycznej lub pompa: Ten element obraca się razem z silnikiem, więc jego działanie rozpoczyna się w momencie uruchomienia silnika. Pompa, zwana też obudową przekładni hydrokinetycznej, wyposażona jest w łopatki, które wytwarzają siłę odśrodkową, wyrzucając zawarty w niej olej w stronę turbiny.

• Turbina: Olej wyrzucany przez pompę uderza w zakrzywione łopatki tworzące turbinę, co pozwala na zasadniczo ruch pojazdu, ponieważ turbina jest bezpośrednio połączona z układem napędowym. Łopatki turbiny otrzymują olej z pompy w kierunku przeciwnym do ich obrotu, dlatego konieczne jest, aby olej zmienił kierunek, a gdy wraca ponownie do pompy, musi powrócić do swojego kierunku obrotu, aby nie dochodziło do nadmiernych strat mocy.
• Stojan: Stojan to element odpowiedzialny za ponowne skierowanie oleju do pompy. Zmienia kierunek przepływu dzięki łożysku, które pozwala mu obracać się tylko w jednym kierunku. Dzięki temu olej zmienia swój kierunek tuż przed powrotem do pompy, co pozwala zwiększyć sprawność przekładni hydrokinetycznej.

• Sprzęgło blokujące: Ten element jest typowy dla nowoczesnych automatycznych skrzyń biegów i może wyłączyć przekładnię hydrokinetyczną w zależności od potrzeb, ponieważ jest sterowany przez sterownik pojazdu. Wynika to z faktu, że w fazie sprzęgania, gdy przełożenie momentu obrotowego wynosi 1:1, przekładnia hydrokinetyczna pracuje ze stratami sprawności, które mogą sięgać nawet 95% w silnikach o dużej mocy, podczas gdy przy przenoszeniu siły nigdy nie może przekroczyć 3% poślizgu. Jest sprzężone z pompą i dociskane do niej olejem w momencie pojawienia się momentu obrotowego silnika, dzięki czemu uzyskuje się sztywny napęd bez poślizgu, podobny do działania zwykłego sprzęgła.