Jak to z ciernymi było ...
Sprzęgła stosowane w pojazdach mechanicznych są czymś tak oczywistym, iż mało kto zastanawia się, jak zmieniały się one razem z rozwojem techniki motoryzacyjnej. Tymczasem koncepcje sprzęgieł szły w różnych kierunkach, od specjalnych pasów transmisyjnych, poprzez sprzęgła wielotarczowe, a skończywszy na suchych jednotarczowych z centralną sprężyną talerzową.
Na początku był ... skórzany pas
Nie wszyscy wiedzą, iż w pierwszych pojazdach parowych i elektrycznych w ogóle nie było sprzęgieł. Nic w tym jednak dziwnego, ponieważ w przypadku takiego napędu moment obrotowy był dostępny w całym zakresie prędkości obrotowej i mógł być przekazywany bez ograniczeń na koła. Inaczej jest w przypadku silników spalinowych, gdzie z napędu można korzystać w określonym przedziale prędkości obrotowej i do jego załączania, jak również rozłączania, konieczne stało się zastosowanie sprzęgła. To ostatnie nie było jednak podobne do współcześnie stosowanego. Zasadniczy element konstrukcji stanowił skórzany pas naprężony na kołach pasowych, przenoszący moment obrotowy na koła napędowe. Z kolei rozłączanie napędu odbywało się poprzez jego poluzowanie. Rozwiązanie takie, jak łatwo można się domyśleć, powodowało rozciąganie i w efekcie szybkie zużycie skórzanego pasa.
Wielo-, czy jednotarczowe?
Z „pasowego sprzęgła” dość szybko zrezygnowano, na rzecz konstrukcji przypominającej dzisiejsze rozwiązania. Jedna tarcza przytwierdzona do końca wału napędowego zbliżała się do drugiej związanej z wałem korbowym. Po ich zetknięciu ruch obrotowy tarczy napędzanej, był przekazywany na tarczę odbiorczą. W miarę jak rosła siła nacisku na tarcze, tym skuteczniej był przekazywany napęd, aż do uzyskania obrotu tarcz z taką samą prędkością. Do lat 20. minionego stulecia w pojazdach dość często stosowano sprzęgła wielotarczowe. Jak były one zbudowane? Obudowa w kształcie bębna była przymocowana do koła zamachowego. Charakteryzowała się ona podłużnie wyciętymi rowkami po stronie wewnętrznej, które pasowały do karbów na zewnętrznej krawędzi tarcz. Te ostatnie miały taka samą średnicę, jak wewnętrzna średnica obudowy, a zatem obracały się zarówno z bębnem, jak i wałem korbowym i kołem zamachowym. Istotą tego rozwiązania była możliwość wzdłużnego poruszania się tarcz. Ponadto pomiędzy nimi umieszczone były współosiowo dodatkowe tarcze. Te ostatnie miały z kolei centralne otwory, a także karby pasujące do podłużnych rowków w piaście połączonej z wałkiem sprzęgłowym.
Centralna wypiera śrubowe
Sprzęgła wielotarczowe również nie stanowiły optymalnego rozwiązania przy załączaniu i rozłączaniu napędu. Stąd też pojawiła się koncepcja suchego sprzęgła jednotarczowego, dzięki któremu ograniczona została bezwładność całego układu, a tym samym znacznie prostsza stała się zmiana poszczególnych przełożeń. Innym problemem, który wymagał kompleksowego rozwiązania, była siła nacisku. Początkowo standardowym rozwiązaniem były tzw. sprężyny śrubowe, a właściwie ich zespół umieszczony w docisku tarczy sprzęgła. Ponadto towarzyszyły im specjalne dźwigienki. Ich zadaniem było zwalnianie docisku i w konsekwencji rozłączanie sprzęgła. Tandem sprężyny śrubowe i dźwigienki miał jednak jedną podstawową wadę: siła odśrodkowa obracającej się tarczy sprzęgła powodowała wyginanie się sprężyn, co skutkowało opóźnioną reakcją tej ostatniej. Nadmiernemu zużyciu ulegały również dźwigienki. Rozwiązanie tego problemu przyniosło dopiero zastosowanie centralnej sprężyny. Zaczęła ona być powszechnie montowana w latach 70. minionego stulecia. Innowacyjnością tego rozwiązania było zastąpienie całego systemu sprężyn śrubowych i dźwigienek, jednym elementem w postaci centralnej sprężyny talerzowej. Jak się wydaje, konstrukcja ta jest optymalna, ponieważ jest ona prosta i skuteczna, przede wszystkim poprzez generowanie stałej siły nacisku na tarczę sprzęgła.