Als u in een auto met handgeschakelde versnellingsbak rijdt, zult u er misschien versteld van staan dat deze meer dan één koppeling heeft. En het blijkt dat mensen met auto's met automatische transmissie ook koppelingen hebben. In feite zijn er koppelingen in veel dingen die u waarschijnlijk elke dag ziet of gebruikt:veel accuboormachines hebben een koppeling, kettingzagen hebben een centrifugaalkoppeling en zelfs sommige jojo's hebben een koppeling.
In dit artikel leer je waarom je een koppeling nodig hebt, hoe de koppeling in je auto werkt en ontdek je enkele interessante en misschien verrassende plaatsen waar koppelingen te vinden zijn.
Koppelingen zijn handig in apparaten met twee roterende assen, inclusief auto's. Een van de assen wordt typisch aangedreven door een motor of poelie, en de andere as drijft een ander apparaat aan. De koppeling verbindt de twee assen zodat ze ofwel aan elkaar kunnen worden vergrendeld en met dezelfde snelheid kunnen draaien, of kunnen worden ontkoppeld en met verschillende snelheden kunnen draaien.
In een auto heb je een koppeling nodig omdat de motor de hele tijd draait, maar de wielen van de auto niet. Om een auto te laten stoppen zonder de motor te doden, moeten de wielen op de een of andere manier van de motor worden losgekoppeld. De koppeling stelt ons in staat om een draaiende motor soepel te koppelen aan een transmissie die niet draait door de slip tussen hen te beheersen.
Om te begrijpen hoe een koppeling werkt, is het handig om iets te weten over wrijving , wat een maat is voor hoe moeilijk het is om het ene object over het andere te schuiven. Wrijving wordt veroorzaakt door de pieken en dalen die deel uitmaken van elk oppervlak - zelfs zeer gladde oppervlakken hebben nog steeds microscopisch kleine pieken en dalen. Hoe groter deze toppen en dalen zijn, hoe moeilijker het is om het object te verschuiven.
Een koppeling werkt door wrijving tussen een koppelingsplaat en een vliegwiel. In het volgende gedeelte bekijken we hoe deze onderdelen samenwerken.
Inhoud
In de koppeling van een auto, een vliegwiel wordt aangesloten op de motor en een koppelingsplaat maakt verbinding met de transmissie.
Wanneer uw voet van het koppelingspedaal is in een handgeschakelde auto, duwen veren de drukplaat tegen de koppelingsplaat, die op zijn beurt tegen het vliegwiel drukt. Hierdoor wordt de motor vergrendeld op de ingaande as van de transmissie, waardoor ze met dezelfde snelheid ronddraaien.
De hoeveelheid kracht die de koppeling kan vasthouden, hangt af van de wrijving tussen de koppelingsplaat en het vliegwiel, en hoeveel kracht de veer op de drukplaat uitoefent. De wrijvingskracht in de koppeling werkt net als de blokken die worden beschreven in het gedeelte over wrijving van Hoe remmen werken, behalve dat de veer op de koppelingsplaat drukt in plaats van dat het gewicht het blok in de grond drukt.
Wanneer het koppelingspedaal wordt ingedrukt, duwt een kabel of hydraulische zuiger op de ontgrendelvork. Dit drukt op zijn beurt het druklager, dat de motor van de transmissie ontkoppelt tijdens het schakelen, tegen het midden van de diafragmaveer. Als het midden van de diafragmaveer wordt ingedrukt, zorgt een reeks pennen aan de buitenkant van de veer ervoor dat de veer de drukplaat wegtrekt van de koppelingsplaat. Hierdoor komt de koppeling van de draaiende motor vrij.
Let op de veren in de koppelingsplaat. Deze veren helpen de transmissie te isoleren van de schok van het aangrijpen van de koppeling.
Dit ontwerp werkt meestal redelijk goed, maar het heeft een paar nadelen. We zullen in de volgende secties kijken naar veelvoorkomende koppelingsproblemen en andere toepassingen voor koppelingen.
Van de jaren vijftig tot de jaren zeventig kon je rekenen op een afstand van tussen de 50.000 en 70.000 mijl (80.467 en 113.000 kilometer) met de koppeling van je auto. Koppelingen kunnen nu meer dan 80.000 mijl (128.747 kilometer) meegaan als u ze voorzichtig gebruikt en goed onderhoudt. Als er niet voor wordt gezorgd, kunnen koppelingen na 35.000 mijl (56.327 kilometer) kapot gaan. Vrachtwagens die voortdurend overbeladen zijn of die vaak zware lasten trekken, kunnen ook problemen hebben met relatief nieuwe koppelingen.
Het meest voorkomende probleem bij koppelingen is dat het frictiemateriaal op de schijf verslijt. Het frictiemateriaal op een koppelingsplaat lijkt sterk op het frictiemateriaal op de remblokken van een schijfrem of de schoenen van een trommelrem - na een tijdje slijt het. Wanneer het meeste of al het frictiemateriaal is verdwenen, begint de koppeling te slippen en zal uiteindelijk geen kracht meer van de motor naar de wielen worden overgebracht.
De koppeling slijt alleen als de koppelingsplaat en het vliegwiel met verschillende snelheden draaien. Wanneer ze aan elkaar zijn vergrendeld, wordt het wrijvingsmateriaal stevig tegen het vliegwiel gehouden en draaien ze synchroon. Pas als de koppelingsplaat tegen het vliegwiel slipt, treedt slijtage op. Dus als je het type coureur bent dat veel op de koppeling slipt, zal je koppeling veel sneller verslijten.
Soms ligt het probleem niet bij uitglijden, maar bij plakken. Als uw koppeling niet goed vrijkomt, blijft deze de ingaande as draaien. Dit kan slijpen veroorzaken, of volledig voorkomen dat uw auto in versnelling gaat. Enkele veelvoorkomende redenen waarom een koppeling kan blijven hangen zijn:
Een "harde" koppeling is ook een veelvoorkomend probleem. Alle koppelingen hebben enige kracht nodig om volledig in te drukken. Als u hard op het pedaal moet drukken, kan er iets mis zijn. Vastzitten of vastlopen in de pedaalstang, kabel, kruisas of scharnierkogel zijn veelvoorkomende oorzaken. Soms kan een verstopping of versleten afdichtingen in het hydraulische systeem ook een harde koppeling veroorzaken.
Een ander probleem in verband met koppelingen is een versleten ontkoppelingslager, ook wel een uitwerplager genoemd. Dit lager oefent kracht uit op de vingers van de draaiende drukplaat om de koppeling vrij te geven. Als u een rommelend geluid hoort wanneer de koppeling grijpt, heeft u mogelijk een probleem met het weggooien.
In het volgende gedeelte zullen we enkele verschillende soorten koppelingen onderzoeken en hoe ze worden gebruikt.
KoppelingsdiagnosetestAls u geen geluid hoort tijdens deze vier stappen, dan is uw probleem waarschijnlijk niet de koppeling. Als u het geluid bij stationair toerental hoort en het verdwijnt wanneer de koppeling wordt ingedrukt, kan er een probleem zijn in het contactpunt tussen de ontkoppelvork en de scharnierkogel die deze ondersteunt.
Er zijn veel andere soorten koppelingen in uw auto en in uw garage.
Een automatische transmissie bevat meerdere koppelingen. Deze koppelingen schakelen verschillende sets planetaire tandwielen in en uit, die zijn gemaakt van een centraal aandrijftandwiel omringd door tandwielen die eromheen draaien. Elke koppeling in een automatische transmissie wordt in beweging gebracht met behulp van hydraulische vloeistof onder druk. Wanneer de druk daalt, zorgen veren ervoor dat de koppeling vrijkomt. Gelijkmatig verdeelde richels, genaamd splines , lijn de binnen- en buitenkant van de koppeling uit om in de tandwielen en het koppelingshuis te vergrendelen. U kunt meer over deze koppelingen lezen in Hoe automatische transmissies werken.
Een airconditioning compressor in een auto heeft een elektromagnetische koppeling. Hierdoor kan de compressor worden uitgeschakeld, zelfs als de motor draait. Wanneer er stroom door een magnetische spoel in de koppeling vloeit, grijpt de koppeling in. Zodra de stroom stopt, bijvoorbeeld wanneer u uw airconditioning uitzet, wordt de koppeling ontkoppeld.
De meeste auto's met een motoraangedreven koelventilator een thermostatisch geregelde viskeuze koppeling hebben — de temperatuur van de vloeistof drijft de koppeling daadwerkelijk aan. Deze koppeling bevindt zich in de naaf van de ventilator, in de luchtstroom die door de radiator komt. De vloeistof in de koppeling wordt dikker naarmate deze warmer wordt, waardoor de ventilator sneller draait om de motorrotatie in te halen. Als de auto koud is, blijft de vloeistof in de koppeling koud en draait de ventilator langzaam, waardoor de motor snel op temperatuur komt tot de juiste bedrijfstemperatuur.
Veel auto's hebben sperdifferentiëlen of viskeuze koppelingen, die beide koppelingen gebruiken om de tractie te vergroten. Wanneer uw auto draait, draait het ene wiel sneller dan het andere, waardoor de auto moeilijk te hanteren is. Het slipdifferentieel compenseert dat met behulp van zijn koppeling. Wanneer een wiel sneller draait dan het andere, wordt de koppeling ingeschakeld om het te vertragen en zich aan te passen aan de andere drie. Als u over plassen water of ijsblokjes rijdt, kunnen uw wielen ook gaan draaien.
Op gas kettingzagen en onkruideters hebben centrifugaalkoppelingen , zodat de kettingen of snaren kunnen stoppen met draaien zonder dat u de motor hoeft af te zetten. Deze koppelingen werken automatisch door middel van middelpuntvliedende kracht. De ingang is verbonden met de krukas van de motor. De uitgang kan een ketting, riem of as aandrijven. Naarmate het aantal omwentelingen per minuut toeneemt, zwaaien de verzwaarde armen naar buiten en dwingen de koppeling om in te grijpen. Centrifugaalkoppelingen komen ook veel voor in grasmaaiers, skelters, bromfietsen en mini-bikes. Zelfs sommige jojo's worden vervaardigd met centrifugaalkoppelingen.
Koppelingen zijn waardevol en noodzakelijk voor een aantal toepassingen. Bekijk de onderstaande links voor meer informatie over koppelingen en gerelateerde onderwerpen.
Oorspronkelijk gepubliceerd:16 oktober 2007
