Sprzęgło hydrokinetyczne to kluczowy element układu napędowego w pojazdach z automatyczną skrzynią biegów. Znane również jako konwerter momentu obrotowego (ang. torque converter ), pełni funkcję analogiczną do tradycyjnego sprzęgła tarczowego stosowanego w manualnych skrzyniach biegów, ale działa zupełnie inaczej – bez mechanicznego połączenia, wykorzystując zjawiska hydrodynamiczne.
W tym poradniku dowiemy się, jak zbudowane jest sprzęgło hydrokinetyczne, jakie ma główne komponenty oraz jaką rolę odgrywa w pracy samochodu.
1. Podstawowe informacje o sprzęgle hydrokinetycznym
Sprzęgło hydrokinetyczne umożliwia płynne przekazywanie momentu obrotowego z silnika na skrzynię biegów, eliminując potrzebę ręcznego rozłączania napędu podczas zmiany biegów. Jest jednym z głównych elementów systemu automatu i znajduje się między tylnym wałem korbowym silnika a wejściem do skrzyni biegów.
2. Główne elementy budujące sprzęgło hydrokinetyczne
Sprzęgło hydrokinetyczne składa się z kilku kluczowych części:
A. Pompa (tzw. wirnik)
- Jest zamocowana bezpośrednio do obudowy sprzęgła i do bloku silnika.
- Wiruje razem z silnikiem, powodując przepływ oleju hydraulicznego (ATF – Automatic Transmission Fluid).
- Jej zadaniem jest „pchanie” cieczy ku wirnikowi reakcyjnemu (statycznie osadzonemu).
B. Turbina (wirnik napędzany)
- Umieszczona naprzeciwko pompy, nie ma bezpośredniego kontaktu mechanicznego.
- Przekazuje energię kinetyczną płynu na wałek wejściowy skrzyni biegów.
- Wiruje wolniej niż pompa, co umożliwia wzrost momentu obrotowego.
C. Reaktor (stator)
- Znajduje się pomiędzy pompą a turbiną.
- Ma za zadanie kierować strumień cieczy z powrotem do pompy, zwiększając efektywność działania sprzęgła.
- Zamontowany na łożysku jednokierunkowym – może się obracać tylko w jednym kierunku lub pozostawać nieruchomy.
D. Obudowa sprzęgła
- Łączy wszystkie elementy i tworzy zamkniętą komorę napełnioną olejem.
- Zapewnia odpowiednią szczelność i odprowadzenie ciepła generowanego przez pracę sprzęgła.
E. Blokada sprzęgła (lock-up clutch)
- Nowoczesne konwertery są często wyposażone w mechaniczny mechanizm blokady sprzęgła.
- W wyższych prędkościach (na ogół przy stałej jeździe) sprzęgło blokuje się, zapewniając bezpośrednie połączenie mechaniczne (bez poślizgu), co zwiększa sprawność i redukuje zużycie paliwa.
3. Jak działa sprzęgło hydrokinetyczne?
Działanie sprzęgła opiera się na zasadzie wymiany energii kinetycznej płynu między wirnikami:
- Pompa pobiera olej i wprawia go w ruch wirowy.
- Strumień cieczy uderza w łopatki turbiny , powodując jej obrót.
- Po przejściu przez turbinę, płyn trafia do reaktora , który koryguje jego kierunek i przekazuje ponownie do pompy.
- Dzięki temu następuje wzrost momentu obrotowego – efekt podobny do działania przekładni planetarnej.
- W momencie osiągnięcia określonej różnicy prędkości obrotowych pompy i turbiny (zwykle powyżej 80–90% synchronizacji), aktywowana jest blokada sprzęgła , która eliminuje poślizg i zwiększa efektywność.
4. Zalety sprzęgła hydrokinetycznego
- Brak konieczności używania pedału sprzęgła – co upraszcza prowadzenie pojazdu.
- Automatyczne dopasowanie momentu obrotowego – poprawia przyspieszenie i komfort jazdy.
- Ochrona przed przeciążeniem – płynne przekazywanie mocy chroni elementy skrzyni biegów.
- Możliwość regulacji momentu obrotowego – dzięki działaniu reaktora.
- Zwiększenie trwałości – brak bezpośredni kontakt metal–metal (poza mechanizmem blokady).
5. Wady i ograniczenia
- Straty energetyczne – wynikające z poślizgu i lepkości oleju.
- Niższa sprawność – zwłaszcza bez aktywowanej blokady sprzęgła.
- Opóźnienia w reakcjach – w porównaniu do manualnych lub DSG skrzyń biegów.
- Konieczność regularnej wymiany oleju – by utrzymać sprawność i długą żywotność sprzęgła.
6. Diagnostyka i naprawa sprzęgła hydrokinetycznego
Usterki sprzęgła hydrokinetycznego mogą objawiać się:
- Wolnym przyspieszaniem,
- Poborem paliwa,
- Nieprawidłową pracą skrzyni biegów (np. „pulsowanie” napędu),
- Zapachem spalonego oleju z wnętrza pojazdu.
Naprawa sprzęgła zwykle wymaga demontażu całej skrzyni biegów. Często zamiast naprawy indywidualnych elementów, wymienia się cały konwerter momentu obrotowego.
