Kapalinová spojka nebo hydraulická spojka či kapalinový setrvačník je zařízení používané k přenosu rotující mechanické síly. Používá se v automobilových převodovkách jako alternativa mechanické spojky. Je jednodušší než měnič točivého momentu, ale nezajišťuje žádné násobení točivého momentu, takže musí být použita společně s převodovkou.
Princip činnosti
Kapalinová spojka pracuje na principu přenosu energie pomocí hydraulické kapaliny pohybované dvěma lopatkovými rotory umístěnými proti sobě: vstupním (čerpadlo, impeler) a výstupním (turbína). Rotující vstupní rotor urychluje kapalinu, která přenáší hybnost na výstupní rotor a tím ho roztočí. Mezi rotory dochází k určitému smýkání (slipu), proto při rozjíždění z místa nedochází k úplnému záběru jako u pevné spojky.
Konstrukce a součásti
- Skříň (kryt) – uzavírá celou jednotku a může sloužit také jako těleso spojky.
- Impeler (čerpadlo) – napojený na hnací hřídel (motor), otáčí kapalinu.
- Turbína (výstupní rotor) – napojená na výstupní hřídel (převodovku), přijímá pohyb kapaliny.
- Kapalinové médium – speciální hydraulický olej, který přenáší sílu a zároveň odvádí teplo.
- Případně brzdící nebo uzamykací členy – některé systémy mají mechanické nebo hydraulické zámky (lock‑up), aby eliminovaly slip při ustálené jízdě.
Rozdíl mezi kapalinovou spojkou a měničem točivého momentu
Kapalinová spojka obsahuje pouze impeler a turbínu, proto nepřináší žádné násobení točivého momentu — přenáší výkon s určitým skluzem. Naopak měnič točivého momentu (torque converter) obsahuje navíc stator, který mění směr proudění kapaliny a umožňuje krátkodobé násobení točivého momentu při rozjezdu. Proto se měniče používají tam, kde je potřeba vyšší rozjezdový moment bez zařazení nízkého převodu.
Použití v automobilových převodovkách
V automobilech byly kapalinové spojky a obdobné hydrodynamické prvky hojně používány u automatických převodovek, zejména v dřívějších nebo komfortně orientovaných konstrukcích. Jejich přednosti oceníte při plynulém náběhu a plynulém přenosu síly bez rázů, což zvyšuje komfort a pohlcuje drobné nepravidelnosti v zatížení.
Protože kapalinová spojka sama o sobě nezdvojnásobuje točivý moment, používá se vždy ve spojení s převodovkou (mechanickou či automatickou), která zabezpečí potřebné převody pro rozjezd i jízdu.
Výhody a nevýhody
- Výhody: hladké přenášení krouticího momentu, tlumení rázů, ochrana pohonné soustavy před náhlými zatíženími, menší opotřebení mechanických třecích ploch.
- Nevýhody: energetické ztráty v důsledku slipu, vznik tepla vyžadující chlazení, nižší účinnost než pevná spojka, nemožnost násobení točivého momentu (na rozdíl od měniče).
Údržba a běžné poruchy
Kapalinová spojka vyžaduje kontrolu hladiny a kvality oleje, těsnosti spojů a funkci případných uzamykacích elementů. Mezi běžné poruchy patří:
- přehřívání oleje (při dlouhém prokluzu nebo špatném chlazení),
- úniky kapaliny a ztráta výkonu,
- opotřebení ložisek a těsnění,
- nepřiměřený slip projevující se ztrátou zrychlení nebo nadměrným zahříváním.
Řešení obvykle zahrnuje výměnu nebo doplnění hydraulického média, opravu těsnění, kontrolu chladicího okruhu a případně výměnu ložisek nebo celé jednotky.
Aplikace mimo automobily
Kapalinové spojky se používají také v průmyslových pohonech, lokomotivách, lodích a těžkých strojních soupravách tam, kde je žádoucí plynulý náběh a ochrana přenosu před nárazovými zatíženími. Výrobci jako Voith nebo další dodávají hydrodynamické jednotky přizpůsobené pro náročné provozy.
Závěr: Kapalinová spojka je užitečné a jednoduché řešení pro plynulý přenos výkonu tam, kde není potřeba násobit točivý moment. Na rozdíl od měniče točivého momentu poskytuje hladký náběh a ochranu pohonné soustavy, ale za cenu určité energetické ztráty a nutnosti chladicího řešení.
