Motoarele cu ardere internă prezintă un deficit: Ele produc o putere utilă numai într-un anumit domeniu de turaţie - complet contrar electromotoarelor sau maşinilor cu aburi. Aceasta înseamnă: Turaţia, puterea motorului şi transmisia trebuiesc să corespundă optim în diferitele stări de funcţionare - acest lucru este asigurat de ambreiaj. Ambreiajul conectează sau deconectează lanţul cinematic de antrenare de la motor către transmisie. Acest lucru este conoscut de orice şofer, din propria experienţă. Dacă se acţionează pedala de ambreiaj, lanţul cinematic de antrenare se întrerupe şi astfel se poate schimba viteza. Mai mult, ambreiajul facilitează şi pornirea vehiculelor fără probleme şi fără şocuri sau smucituri.
Prin dezvoltarea continuă în construcţia de vehicule, componentele de ambreiaj trebuiesc să îndeplinească în prezent o multitudine de cerinţe, care au o influenţă semnificativă asupra comportamentului de comfort al vehiculului. Aici este vorba de pornire lină, cuplarea rapidă, amortizarea oscilaţilor sau reducerea la minim a zgomotului. Proiectanţii noştrii au soluţionat aceste cerinţe. Astfel un ambreiaj modern se caracterizează prin rezistenţa la turaţie, siguranţa înaltă de transmitere al momentului, gabarit redus, forţe reduse de decuplare şi durată ridicată de viaţă. Componentele principale ale unui ambreiaj sunt: Placa de presiune, volantul şi discul de ambreiaj
Placa de presiune formează împreună cu volantul şi cu discul de ambreiaj un sistem de frecare şi este fixat pe volant prin îmbinarea cu şuruburi din carcasă. Placa de presiune asigură transmiterea cuplului de torsiune de la motor, prin discul de ambreiaj, la arborele de intrare al transmisiei. În anii 70, ambreiajul de tip arc-disc înlocuieşte treptat ambreiajele cu arcuri elicoidale la vehiculele de persoane. Forţa de presiune pentru transmiterea cuplului de torsiune motor este preluată de un arc-disc cu fante. Arcul-disc se face simţit de şofer, deoarece acesta trebuie să aplice doar forţe reduse de pedală datorită forţei reduse de debreiere. În funcţie de construcţie şi de tipul de acţionare a ambreiajului se deosebesc ambreiaje cu arc-disc trase şi apăsate.
Ambreiajul cu arc-disc clasic de la LuK este un ambreiaj cu arc-disc apăsat. Fluxul de forţă trece mai întâi prin carcasa ambreiajului spre volantul înşurubat pe aceasta. Placa de presiune este legată prin arcuri lamelare cu carcasa ambreiajului. Protuberanţele plăcii de presiune ies în afară prin orificiile carcasei. Pe aceste protuberanţe se sprijină arcul-disc care se află în exterior. Acesta este fixat pivotabil în carcasă prin bolţuri şi inele de sârmă. Rulmentul de debreiere este dispus mobil pe diametrul exterior al butucului poligon. Momnetul de torsiune se transmite prin discul de ambreiaj la arborele de intrare în transmisie. Acesta este format ca arbore tubular şi se sprijină pe fusul arborelui cotit între ambreiaj şi motor.
Deoarece ambreiajele sunt supuse uzurii, LuK s-a ocupat foarte intensiv cu compensarea ei şi a fabricat acest mecanism deja din 1995. Ambreiajul cu auto-ajustare de tipSAC activează printr-un senzor de forţă (arc-disc) compensarea uzurii prin rotirea unui inel cu rampe înclinate. Datorită acestui mecanism de compensare se reduc forţele de acţionare la pedala de ambreiaj. Prin compensarea uzurii discului, a devenit posibilă şi prelungirea duratei de viaţă a ambreiajului de aproximativ 1,5 ori, fără o modificare semnificativă a forţelor de pedală pe timpul duratei de viaţă. Mecanismul de autoajustare SAC - constând din arc-disc senzor (senzor de forţă) şi dintr-un inel de ajustare din oţel ambutisat - se caracterizează printr-o precizie de funcţionare foarte ridicată. Deoarece pentru o acţionare comfortabilă a ambreiajului, pe lângă forţe de acţionare reduse, este necesar şi un proces armonic de cuplare, la SAC s-au creat posibilităţi pentru adaptarea caracteristicii de cuplare la fiecare autovehicul. Un exemplu în acest sens este arcul de compensare, care adesea poate genera caracteristici de acţionare a pedalei mai lineare.
O optimizare suplimentară a sistemului se întâlneşte la generaţia nouă SAC II.
La acesta, senzorul de forţă nu este materializat printr-un al doilea arc-disc, ci prin limbi ieşite în afară din arcul disc principal precum şi prin arcuri lamelare tangenţiale cu caracteristică degresivă.
În principiu există un raport liniar dintre momentele înalte de torsiune ale motorului şi forţa de acţionare necesară pentru ambreiere. În ciuda puterii tot mai mari "de sub capotă", aşadar momente înalte de torsiune ale motorului, şoferul nu trebuie să se aştepte la aceeaşi "putere" crescută pentru apăsarea pedalei de ambreiaj. Conceptele inovatoare de ambreiaj ale firmei LuK oferă soluţia.
În centrul dezvoltării ambreiajului pentru vehicule de persoane stă, în primul rând, reducerea continuă a forţelor de acţionare. Bazele pentru îndeplinirea acestei cerinţe au fost puse prin dezvoltarea şi lansarea pe piaţă a ambreiajului cu auto-ajustare de tip SAC (Self Adjusting Clutch) al firmei LuK. Acest SAC s-a impus între timp pe piaţă şi face posibilă ambreierea cu forţe de pedală de ambreiaj justificabile chiar şi la motoare cu motorizare înaltă, fără a fi necesare sisteme servo foarte complexe şi foarte scumpe. Sistemul prezintă un potenţial de dezvoltare considerabil chiar şi pentru cerinţele de viitor. Se poate spune că s-a făcut un pas înainte pentru "a construi ambreiaje fără energii/forţe de acţionare importante".
Descrierea funcţionării SAC (Self Adjusting Clutch)
La ambreiaje, forţa de acţionare este principial proporţională cu forţa de presiune asupra discului, respectiv cu momentul de torsiune transmisibil. Momentele de torsiune mai înalte ale motoarelor necesită o forţă de acţionare corespunzătoare. În cazul ambreiajelor convenţionale, forţa de presiune asupra discului este de 4 ori mai mare decât forţa maximă de acţionare a pedalei şi aceasta se majorează cu până la 40 % datorită uzurii discului pe durata de viaţă.
La ambreiajul cu ajuto-ajustare SAC, prin folosirea principiului "echilibrării forţelor" şi a unui mecanism de compensare a uzurii, raportul dintre momentul motor şi forţa maximă de acţionare se modifică în mod semnificativ spre forţe de pedală mai reduse.
Pentru realizarea principiului echilibrării forţelor la SAC se folosesc două forţe de arc deja existente. Pe de o parte este elasticitatea saboţilor dispuşi pe discul de ambreiaj, iar pe de altă parte arcul-disc a cărui caracteristică se modifică astfel încât să domine un raport mare intre forţa maximă si minimă.
Deoarece cele două forţe acţionează în sens contrar, la acţionarea ambreiajului prin limbile arcului-disc trebuie aplicată numai diferenţa de forţă dintre forţa arcului-disc şi forţa arcului saboţilor. În combinaţie cu o caracteristică foarte degresivă a arcului-disc (raport înalt de forţă max. / min.) şi cu o caracteristică adaptată a arcului saboţilor se pot realiza forţe de acţionare foarte reduse în "punctul de funcţionare Nou" . Dacă punctul de funcţionare al ambreiajului se modifică, de exemplu spre stânga în direcţia maximă a arcului-disc, atunci forţa de acţionare creşte masiv. În realitate acest lucru se întâmplă datorită uzurii garniturii de ambreiaj, care apare ca urmare a frecării la pornire, respectiv la schimbarea vitezelor. Din acest motiv a trebuit să se dezvolte un mecanism de compensare a uzurii. În condiţiile extrem de vitrege din clopotul de ambreiaj, s-a impus sistemul cu senzor de forţă prin intermediul unui al doilea arc-disc (arc-disc senzor) şi unui inel de ajustare din oţel dintre arcul-disc şi carcasa ambreiajului. Inelul de ajustare formează pe de o parte punctul de sprijin pentru arcul-disc şi, pe de altă parte el se sprijină de carcasa ambreiajului pe nişte rampe tangenţiale. În direcţie circumferenţială, inelul de ajustare este torsionat prin 2-3 arcuri elicoidale. Arcul-disc senzor serveşte ca senzor mecanic pentru detectarea uzurii şi se autoajustează în aşa fel încât în cazul unei creşteri a forţelor de acţionare, condiţionate de uzură, arcul-disc să se deplaseze la acţionare înspre direcţia motorului. Astfel, inelul de ajustare este descărcat de forţa axială şi se poate roti relativ faţă de capacul ambreiajului. Prin acest proces, arcul-disc se translatează corespunzător uzurii discului de ambreiaj, iar punctul de lucru al ambreiajului rămâne constant. Ca un avantaj suplimentar, gradul de uzură a discului de ambreiaj şi prin aceasta durata de viaţă se poate majora cu până la 50%.
3, SAC 2
Forţa de acţionare a pedalei de ambreiaj este în principiu proporţională cu forţa de presiune pe disc, respectiv cu momentul de torsiune transmisibil. Momentele de torsiune mari fac necesară o forţă de acţionare mai ridicată. În cazul ambreiajelor convenţionale pentru autovehicule de persoane, forţa de presiune pe disc este de circa 4 ori mai mare decât forţa maximă de acţionare a pedalei, care se majorează cu încă 40 % pe durata de viaţă a ambreiajului.
La ambreiajul cu ajuto-ajustare de tip SAC, datorită folosirii principiului "echilibrării forţelor" şi a unui mecanism de compensare a uzurii, raportul dintre momentul de torsiune al motorului şi forţa maximă de acţionare se modifică în mod semnificativ spre forţe de acţionare mai reduse. Pentru folosirea principiului echilibrării forţelor se folosesc la SAC două forţe de arc deja existente. Pe de o parte este arcuirea garniturii, care este dispusă între garniturile de fricţiune pe discul de ambreiaj, iar pe de altă parte arcul-disc a cărui caracteristică se alege astfel încât să se obţină un raport mare între forţa maximă şi cea minimă.
