Viszkózus tengelykapcsoló (VCU)

A viszkózus tengelykapcsoló zárt, folyadékkal töltött szerkezet, amely akkor ad át nyomatékot két forgó tengely között, amikor fordulatszám-különbség alakul ki közöttük. Egyszerű, önműködő megoldásként vált ismertté a hajtás elosztására az összkerékhajtású járművekben, valamint az önzáró hatás megteremtésére a differenciálműveken belül, érzékelők, elektronika vagy vezetői beavatkozás nélkül. A vonzereje az eleganciájában rejlett: tisztán mechanikus alkatrész, amely normál menet közben semmit sem tesz, mégis azonnal reagál, amint egy kerék tapadást veszít.

Belül az egység két, egymásba lapolt vékony, perforált vagy hornyolt acéllemez-készletet tartalmaz; az egyik készlet a bemenő tengellyel, a másik a kimenő tengellyel van bordáskötésben, és mindkettő nagy viszkozitású szilikonfolyadékba merül egy hermetikusan zárt házban. Amikor mindkét tengely azonos fordulatszámmal forog, a lemezek együtt forognak, és szinte semmilyen nyomaték nem adódik át. Amint fordulatszám-különbség lép fel, a lemezek nyírják a köztük lévő szilikonfolyadékot. Ez a nyírás hőt termel, hatására a folyadék besűrűsödik, és az úgynevezett hump-hatás esetén kitágul, pillanatnyilag szorosabban összezárja a lemezeket, és élesen megnöveli a tengelykapcsolón átadott nyomatékot.

A vezető számára ez a viselkedés többnyire láthatatlan, de értékes. Egy igény szerinti összkerékhajtású elrendezésben a tengelykapcsoló az elsődleges hajtott híd és a másodlagos között foglal helyet; ha az elsődleges kerekek nedves vagy laza felületen megpörögnek, az ebből adódó fordulatszám-eltérés besűríti a tengelykapcsolót, és nyomatékot juttat hátra vagy előre arra a hídra, amelyiknek még van tapadása. Ugyanez az elv egy differenciálművön belül korlátozza, mennyivel foroghat gyorsabban az egyik kerék a párjánál, javítva a tapadást egy csúszós kanyarból kifelé vagy álló helyzetből induláskor.

A viszkózus tengelykapcsolók az 1980-as évektől kezdve járművek széles körében jelentek meg, a részidős összkerékhajtású kompakt ferdehátúaktól a kombikig és a sportszedánokig, amelyek középső tengelykapcsolót alkalmaztak az első és a hátsó híd között. Kompakt, robusztus és karbantartást nem igénylő voltuk miatt becsülték őket, és könnyen beilleszthetők voltak az egyébként hagyományos hajtásláncokba.

Fő gyengeségük a reakcióidő. Mivel a nyomatékátadás a fordulatszám-különbség kialakulásától és a folyadék felmelegedésétől függ, a tengelykapcsoló csak azután reagál, hogy némi kerékpörgés már bekövetkezett, és nem lehet előre, megelőző jelleggel kapcsolásra utasítani. A hosszan tartó vagy súlyos csúszás túlhevítheti a szilikont, az elhasználódott vagy szivárgó egység pedig vagy berágódik, vagy teljesen elveszíti a hatását; az ilyen hibák gazdaságosan nem javíthatók, és cserét igényelnek.

Ezen okokból a viszkózus tengelykapcsolót nagyrészt felváltották az elektronikusan vezérelt, többtárcsás kuplungcsomagok, például a Haldex-típusú egységek, amelyek szoftvervezérléssel azonnal és előrejelző módon képesek változtatni a kapcsolódáson. Mindazonáltal fontos viszonyítási pont marad, amely szorosan kapcsolódik a központi differenciálműhöz, az önzáró differenciálműhöz és a többtárcsás osztóművekhez, amelyek más eszközökkel látnak el hasonló nyomatékelosztó szerepet.