Olej znajdujący się w korpusie sprzęgła redukuje wartość współczynnika tarcia i zużycie cierne elementów par kinematycznych. Sprzęgła tego typu umożliwiają niezmienną realizację funkcji wykonawczych nawet w przy wysokich temperaturach, co zapewnia bezawaryjne przenoszenie napędu także w ekstremalnych warunkach pracy, takich jak częste cykliczne włączanie sprzęgła przy dużych momentach i prędkościach obrotowych silnika – głównie podczas wyścigów motocyklowych.  

Niezwykle istotną kwestią podczas naprawy wielotarczowych ciernych sprzęgieł jest szczegółowa znajomość toku postępowania podczas ich wymiany zorientowana na markę i model motocykla. Podczas takich czynności za każdym razem należy przeanalizować wartości momentów dokręcenia elementów pośredniczących zespołu ciernego oraz wartości kontrolne w chwili weryfikacji tarcz sprzęgłowych i stalowych przekładek i sprężyn dociskowych.

Jak działają mokre wielotarczowe sprzęgła cierne

W sprzęgłach tego typu kosz sprzęgłowy ma wycięcia, z którymi są zazębione zewnętrzne wypusty stalowych tarcz ciernych. Pomiędzy przekładkowymi tarczami stalowymi znajdują się tarcze z okładzinami ciernymi z materiałów organicznych. Posiadają one wypusty wewnętrzne, zazębione z wielowypustem zabieraka. Gdy sprzęgło jest załączone siła sprężystości własnej sprężyn dociskowych generuje ruch posuwisty tarcz sprzęgła i stalowych tarcz przekładkowych, powodując ich wzajemny docisk. Dzięki występowaniu siły tarcia napęd jest przenoszony z wału korbowego silnika zintegrowanego ze zbierakiem na kosz sprzęgła, do którego jest przymocowane koło przekładni napędzającej wałek wyjściowy skrzyni biegów. Rozłączenie sprzęgła jest determinowane osiowym przesunięciem zewnętrznej tarczy ciernej za pośrednictwem wysuwanego trzpienia i ściśnięciu sprężyn dociskowych. We współcześnie produkowanych sprzęgłach motocyklowych zamiast śrubowych sprężyn dociskowych wprowadza się sprężynę tarczową, podobną konstrukcyjnie do tarcz membranowych sprzęgieł samochodowych.

Jakie są objawy żużycia wielotarczowego sprzęgła ciernego

Do pierwszych objawów zużytego sprzęgła należy poślizg przy dużych prędkościach obrotowych wału korbowego silnika, co skutkuje gwałtownym wzrostem prędkości obrotowej silnika przy równoczesnym braku zwiększenia prędkości motocykla. Następnym dość popularnym objawem zużycia tego sprzęgła jest tzw. ,,przeciągnięcie”, gdy bezpośrednio po wybraniu biegu w skrzyni biegów oraz wciśniętej dźwigni sprzęgła motocykl rusza do przodu. Przy pierwszym typie niesprawności zużyciu podlegają okładziny cierne tarcz sprzęgła. Przyczynę ,,ślizgania się” sprzęgła mogą stanowić także stalowe przekładki tarcz ciernych, sprężyny dociskowe, nadmierny luz między zespołem kosza sprzęgłowego a zespołem docisku, niewłaściwy dobór lepkości dynamicznej oleju silnikowego. Z tego powodu w niektórych typach układów sprzęgających motocykli nie zaleca się wprowadzania olejów syntetycznych o bardzo małej lepkości dynamicznej. Za ślizganie się sprzęgła odpowiada jeszcze niewłaściwie wyregulowana linka sprzęgła (zbyt mocno napięta) oraz w motocyklach wyposażonych w hydrauliczny układ sterownia sprzęgła niepoprawne odpowietrzenie układu hydraulicznego.

Przyczynę tzw. ,,przeciągnięcia” sprzęgła mogą stanowić:

• niewłaściwa regulacja linki sprzęgła,
• zbyt słabe napięcie linki,
• zwichrowania i odkształcenie cieplne stalowych przekładek tarcz sprzęgła,
• niewłaściwie dobrana lepkość dynamiczna oleju silnikowego,
• użycie mechaniczne kosza sprzęgłowego, tzw. wyząbkowanie.

Podczas weryfikacji wielotarczowych sprzęgieł motocyklowych ocenia się:

• stopień zużycia wszystkich tarcz ciernych
• pomiar grubości, tarcz napędzających z uzębieniem wewnętrznym (tarcze stalowe, tzw. przekładki)
• pomiar wichrowatości,
• element naciskowy,
• wyżłobienia kosza tarcz sprzęgłowych o zazębieniu zewnętrznym,
• wyżłobienia zewnętrzne w piaście na tarcze stalowe,
• sprężyny dociskowe tarczy dociskowej,
• wałek sprzęgłowy, sprężynę amortyzującą,
• element naciskowy,
• koło łańcuchowe,
• obudowę kosza – zewnętrzna strona.

Istotnym parametrem decydującym o poprawności funkcjonowania tego sprzęgła jest grubość poszczególnych tarcz ciernych, która musi być zawsze zgodna z danymi producenta.

Jak weryfikuje się uszkodzone sprzęgło i wymienia żużyte elementy

Weryfikację tego typu sprzęgła i wymianę zużytych i uszkodzonych jego elementów wykonawczych na przykładzie motocykla Yamaha XJ6 realizuje się zgodnie z wytycznymi i zaleceniami poniżej.

Co należy zrobić przed demontażem sprzęgła:

• zabezpieczyć motocykl na stanowisku warsztatowym przed samoczynnym przemieszczeniem,
• nagrzać silnik do temperatury normalnej pracy, ok. 90°C,
• zdemontować wszystkie osłony silnika przymocowane do nadwozia za pomocą odpowiednich kluczy i wkrętaków – szczególnie w sportowych motocyklach, gdzie owiewki osłonowe nadwozia blokują dostęp do korka spustu oleju i częściowo pokryw osłon silnika i sprzęgła,
• podstawić naczynie pod miskę olejową – jego pojemność musi być dostosowana do ilości oleju znajdującego się w silniku,
• odkręcić korek spustu oleju silnikowego – przy wykorzystaniu naczynia,
• pozostawić pojazd do czasu spłynięcia oleju z układu.

Podczas naprawy sprzęgła zawsze należy wymienić olej silnikowy, filtr oleju i założyć nową podkładkę pod korek spustowy oleju. Ponadto wymianę oleju silnikowego należy prowadzić regularnie po przebiegu zgodnym z zaleceniami producenta motocykla. Często przed tym okresem należy sprawdzać poziom oraz jakość oleju w silniku. Jeżeli poziom oleju w silniku jest zbyt niski, należy go uzupełnić olejem o tej samej lepkości i jakości – np. tego samego producenta o tych samych parametrach eksploatacyjnych. Każdy zaobserwowany wyciek oleju podczas jego wymiany powinien zostać usunięty przed napełnieniem silnika nowym olejem. Miejscami podlegającymi kontroli organoleptycznej narażonymi na wycieki oleju są wszystkie połączenia złożeń, gdzie występują gumowe lub metalowe uszczelnienia silnika, np. wału korbowego w skrzynce biegów, głowicy i kadłuba, miski olejowej i kadłuba oraz miejsca połączeń przewodów obiegowych oleju, pokryw osłonowych silnika, połączenie filtra oleju z kadłubem oraz połączenia czujników temperatury i ciśnienia silnika.

W jaki sposób zdemontować sprzęgło motocyklowe:

• odkręcić uchwyt podtrzymujący linkę sprzęgła,
• wypiąć linkę i odkręcić wysprzęglik skrzyni biegów,
• odkręcić śruby mocujące pokrywę zespołu sprzęgła w silniku i zdemontować ją,
• odkręcić (po wzrokowym rozpoznaniu zespołu sprzęgła pod uprzednio zdemontowaną osłoną) śruby zespołu docisku sprzęgła i usunąć sprężyny dociskowe,
• zdemontować zespół docisku sprzęgła wraz z popychaczem,
• zdemontować tarcze cierne i stalowe przekładki tarcz sprzęgła – jeżeli tarcze cierne i przekładki nie podlegają wymianie, należy zanotować ich kolejność montażu, ponieważ każda tarcza cierna współpracuje z wybraną stalową przekładką tarcz sprzęgła, której powierzchnia robocza podczas długotrwałej eksploatacji uległa ścisłemu wzajemnemu dopasowaniu. Takie czynności są niezbędne podczas ponownego montażu tych samych elementów wykonawczych. Nieprzestrzeganie kolejności montażu tych tarcz będzie skutkowało gwałtownym zużywaniem się okładzin ciernych tarcz sprzęgła lub zwichrowaniem stalowych przekładek w chwili cyklicznych intensywnych zmian biegów,
• zdemontować na samym końcu pierścienie dystansowe,
• przystąpić do weryfikacji elementów konstrukcyjnych zespołu mokrego wielotarczowego sprzęgła ciernego.

Weryfikacja sprężyn śrubowych niezależnie od typu obejmuje pomiar ich wysokości w stanie rozprężonym za pomocą suwmiarki i porównanie z wartościami kontrolnymi podanymi przez producenta. Sprawdza się także, czy nie posiadają one znacznego odchylenia osiowego na krawędziach ich zakończenia, przykładając specjalny liniał krawędziowy lub płaszcz wysokościomierza uprzednio umieszczonego na płycie traserskiej. Należy też sprawdzić, czy sprężyny nie posiadają pęknięć, wykruszeń materiału, zniekształceń zwojów oraz wygięcia końcówek bezpośrednio współpracujących z tarczą sprzęgła. Dla modelu XJ6 nominalna osiowa wysokość sprężyn dociskowych w stanie swobodnym wynosi 55 mm, przy czym wartość graniczna jest równa 54 mm. W miarę postępującego zużycia eksploatacyjnego okładzin ciernych tarczy sprzęgła ulega ona dosunięciu do płaszczyzny koła zamachowego, wpływając na wartość ugięcia sprężyny, a tym samym siłę docisku tarczy. Takie zjawisko prowadzi do zmiany osiowej wysokości sprężyny, jej trwałego odkształcenia plastycznego wskutek naprężeń wewnętrznych.

W niektórych motocyklach marki BMW, Ducati i Harley-Davidson posiadających zespół sprzęgła wyposażony w sprężyny talerzowe siła nacisku powstaje wskutek przegięcia ich krawędzi podczas włączania sprzęgła i w dużym stopniu zależy od wymiarów geometrycznych (grubości talerzyka i jego średnicy), a także materiałów zastosowanych do produkcji sprężyny, sposobu jej utwierdzenia i kąta ugięcia. W tym układzie płytki obwodowe talerzyka sprężyny mają istotny wpływ na wartość siły nacisku i precyzyjne włączanie i wyłączanie sprzęgła. Podczas kontroli sprężyn talerzowych wykonuje się pomiar wysokości ich płytek, tzw. listków, na zamontowanym sprzęgle i rozprężonej tarczy dociskowej. Wartość dopuszczalna odchylania w stanie zabudowanym mieści się w zakresie od 0,7 do 1,0 mm, a w stanie niezabudowanym do 1,5 mm. Podczas kontroli poprawności montażu złożenia sprężyny i łożyska wyciskowego należy sprawdzić, czy niezaokrąglone końcówki płytek współpracują wyłącznie z kulistą powierzchnią oporową, a w przypadku zaokrąglonych końcówek z powierzchnią płaską.

Weryfikację okładzin ciernych i tarcz sprzęgła prowadzi się organoleptycznie, kontrolując, czy nie posiadają one na swoich powierzchniach roboczych pęknięć, śladów nadpaleń, głębokich rys i znacznego odchylenia płaszczyzn roboczych. Pomiar grubości tarcz ciernych sprzęgła wraz z okładzinami prowadzi się za pomocą mikrometru lub suwmiarki. Dla motocykla XJ6 grubość nominalna tarcz ciernych mieści się w zakresie od 2,92 do 3,08 mm, natomiast wartość graniczna wynosi 2,80 mm.

Weryfikacja stalowych przekładek tarcz sprzęgłowych polega na sprawdzeniu, czy nie posiadają one widocznych zniekształceń, śladów wytarć i nadpaleń, ubytków materiałów i zwichrowania płaszczyzn powierzchni roboczych. Badanie wichrowatości płaszczyzny roboczej przekładki prowadzi się, układając ją na płaskiej powierzchni – najlepiej płycie traserskiej – i wsuwając pomiędzy te płaszczyzny szczelinomierz w celu sprawdzenia luzu pomiędzy nimi. Według danych producenta dla motocykla XJ6 wartość graniczna luzu wynosi 0,10 mm.

Weryfikacja stanu kosza sprzęgłowego oraz docisku polega na wzrokowym sprawdzeniu, czy na ich powierzchniach roboczych nie ma wyżłobień lub odkształceń, co może prowadzić do utrudnionego i nieprecyzyjnego przemieszczania się elementów wykonawczych zespołu sprzęgła, np. tarcz ciernych sprzęgła. W zespole docisku sprzęgła sprawdza się stopień zużycia łożyska. Jego niesprawność objawia się utrudnionym jego przemieszczeniem i towarzyszącym temu hałasem i drganiom determinowanym nadmiernym luzem osiowym i promieniowym.

Weryfikacja stanu wysprzęglika polega na sprawdzeniu stanu uszczelniaczy, tzw. O-ringów, czy nie posiadają one widocznych odkształceń i uszkodzeń kulek wyciskowych. Wszystkie zużyte lub uszkodzone elementy zespołu sprzęgła należy wymienić.  

Przed montażem tarcz ciernych sprzęgła mokrego należy zamoczyć je w oleju silnikowym. Umożliwi to materiałowi konstrukcyjnemu okładzin ciernych na swobodne zaabsorbowanie cząstek oleju. Proces ten jest znacznie ograniczony i nie w pełni efektywny zaraz po zmontowaniu sprzęgła w motocyklu, gdyż wskutek nacisku sprężyn dociskowych materiał okładzin ciernych będzie miał spowolnioną możliwości wchłaniania cząstek oleju. Podczas pierwszego uruchomienia silnika i jazdy motocykla na pierwszych kilkudziesięciu kilometrach po wymianie sprzęgła należy je dotrzeć. Producent zaleca unikać przeciążeń, mających istotny wpływ na późniejszą pracę tego podzespołu. Zapobiegnie to „glazurowaniu się” powierzchni okładzin ciernych tarcz. Większość producentów zaleca wymianę całego kompletu zespołu sprzęgła, tj. tarcz ciernych, przekładek oraz sprężyny. Wymiana tylko pojedynczych części składowych sprzęgła spowoduje przyspieszone zużycie pozostałych elementów.