Sprzęgło tarczowe opracował w 1903 r. znany wówczas konstruktor i producent automobili markiz Albert de Dion. Dzisiaj prawie nikt nie pamięta o ekscentrycznym markizie, genialnym wynalazcy, ale też playboyu, bawidamku i pierwszym celebrycie Paryża.

Jak powstało sprzęgło?

U zarania motoryzacji samochody ciężarowe konstruowano równolegle z osobowymi. Silniki i układ przeniesienia napędu były więc bardzo odobne. Ponieważ moc maksymalna produkowanych pod koniec XIX wieku silników spalinowych była bardzo mizerna, podczas hamowania pojazdu i w czasie jego postoju napęd musiał być odłączany. W  trakcie zmiany biegów moment obrotowy silnika również musiał być chwilowo odłączany. W pojazdach końca XIX wieku istniało kilka sposobów odłączania napędu.

Pierwszy polegał na zastosowaniu dwóch stożków – zewnętrznego i wewnętrznego – dociskanych lub odsuwanych od siebie. W innym systemie zwalniano lub naprężano płaski pas łączący dwa koła pasowe. Bardziej skuteczne było jednak sprzęgło stożkowe, współpracujące z 3- lub 4-biegową skrzynią przekładniową. Jednak do dzisiaj przetrwała koncepcja sprzęgła tarczowego suchego, które w 1903 r. wymyślił markiz Albert de Dion. W  sprzęgle markiza tarcza miała okładziny cierne wykonane z naturalnego korka, odpowiednią siłę docisku tej tarczy zapewniała sprężyna śrubowa.

Konkurencyjne rozwiązanie stanowiło sprzęgło wielotarczowe mokre (pracujące w kąpieli olejowej), zastosowane w Fordzie T w 1908 r. Najtańsze w produkcji okazały się jednak sprzęgła jednotarczowe suche i takie były najczęściej stosowane w ciężarówkach w latach międzywojennych. Wraz z  wprowadzaniem silników o coraz większym momencie obrotowym, w tym silników Diesla, docisk tarczy musiał być coraz większy, co wymagało coraz mocniejszego naciskania na pedał przy rozłączaniu sprzęgła. Zaczęto więc stosować dwie lub trzy tarcze, które do przeniesienia podobnego momentu przy tych samych obrotach wymagały dwukrotnie (2 tarcze) lub trzykrotnie (3 tarcze) mniejszego docisku. Sprzęgła 3-tarczowe nie przyjęły się ze względu na wysoki koszt produkcji i kłopotliwy dla kierowcy długi skok pedału. Nie zdobyły też popularności sprzęgła wielotarczowe mokre, które do rozłączenia tarcz nie wymagały dużego skoku pedału sprzęgła, ale za to potrzebna była znaczna siła nacisku na pedał. Zaletą takiego sprzęgła była za to elastyczność włączenia, nawet przy gwałtownym puszczeniu pedału sprzęgła.

Tylko azbest

Przełomem w konstrukcji sprzęgieł było wynalezienie w latach 20. XX wieku przez firmę Ferodo taśmy miedziano-azbestowej, która charakteryzowała się dużym współczynnikiem tarcia. Zastosowano ją do produkcji okładzin hamulcowych i tarczy sprzęgłowej. Sprzęgła jednotarczowe suche ugruntowały swoją pozycję, ostatecznie eliminując sprzęgła stożkowe. Sprzęgło w tamtym okresie miało tarczę sprzęgłową z obustronną okładziną cierną miedziano-azbestową dociskaną do koła zamachowego przez żeliwną tarczę dociskową, która była z kolei dociskana przez sprężynę – kilka na obwodzie lub jedną centralną. W tarczę sprzęgłową wbudowano sprężyny tłumiące drgania. By ulżyć pracy kierowcy, starano się zmniejszyć siłę nacisku na pedał, opracowując sprzęgła półodśrodkowe, które pojawiły się w  latach 30. Miał też takie np. Star 20 (1948 r). W sprzęgle tym siła dociskająca jest wspomagana przez dodatkowe dźwignie z ciężarkami. Siła odśrodkowa wirujących ciężarków, proporcjonalna do obrotów silnika, wspomaga siłę docisku, umożliwiając stosowanie słabszych sprężyn dociskowych. Stosowano też sprzęgła z pneumatycznym urządzeniem wspomagającym.

Sprzęgło hydrauliczne zastosowano w układzie napędowym autobusu w 1927 r., ale ze względu na niską sprawność i wysokie koszty produkcji nie przyjęło się. Do tej koncepcji powrócono w ciężarówkach dopiero w  latach 90. XX wieku, gdy zaczęto stosować przekładnie automatyczne z przekładnią hydrokinetyczną. Na początku XXI wieku rozpowszechniły się jednak zautomatyzowane przekładnie mechaniczne, w których powrócono do sprzęgła ciernego, ale już bez azbestu. Wygląda więc na to, że idea sprzęgła ciernego markiza de Dion jest niezastąpiona.

Artykuł pochodzi z czasopisma Inter Truck nr 2 Czerwiec 2013 r.

Wydawcą pisma Inter Truck jest: