Nestekytkin
- Tämä artikkeli käsittelee nesteen virtaukseen perustuvaa (hydrodynamiikka) voimansiirtoyksikköä , nesteen viskositeettimuutoksiin perustuvista kytkimistä kertoo artikkeli Viskokytkin.
Nestekytkin on hydrodynaamiseen eli nesteen virtaukseen perustuvaan voimansiirtoon tarkoitettu yksikkö. Nestekytkintä käytetään laajalti teollisuuden laitteissa, silloin kun halutaan välttää jonkin laitteen käynnistymisen mekaanisen kytkennän aiheuttama isku. Nestekytkintä käytetään myös merikytkinsovelluksena. Autoisssa nestekytkin oli käytetty sovellus ennen momentinmuuntimiin perustuvia automaattivaihteistoja.
Historia
Nestekytkimen juuret johtavat 1900-luvun alun Saksaan. "AG Vulcan Stettin"-telakan pääsuunnittelijana toiminut Dr. Hermann Föttinger teki tutkimuksia ja kehitystyötä nestekytkimien ja momentinmuuntimien saralla ja vuonna 1905 hän patentoi näitä koskevat keksintönsä.
Myöhemmän "Vulcan-Werke Hamburg und Stettin"-yhtiön edustaja Dr Bauer ja englantilainen insinööri Harold Sinclair "Hydraulic Coupling Patents Limited"-yhtiöstä tekivät yhteistyönä tutkimusta yhdistää Föttingerin nestekytkin osaksi ajoneuvojen voimansiirtolaitteita. Sinclair oli työskennellyt Lontoon kaksikerrosbussien käyttöominaisuuksia parantavan hankkeen parissa jo 1920-luvun alusta. London General Omnibus Companyn ja Associated Daimlerin koekäytössä olleista linja-autoista saadut kokemukset olivat niin hyviä, että lokakuussa 1926 Daimler päätti ruveta varustamaan linja-autonsa nestekytkimellä.
1920-30-lukujen taittteessa Daimler Motor Company Ltd alkoi käyttää valmistamiensa linja-autojen sekä Daimler Double-Six luistiventtiili V12-moottorilla varustettujen huippumalliensa voimansiirtolaitteina nestekytkintä ja Wilson-esivalintavaihteistoa. Vuonna 1933 tämä voimansiirtojärjestelmä kattoi kaikki yhtiön valmistamat Daimler, Lanchester, BSA ja AEC-ajoneuvot, pienimmästä henkilöautosta raskaimpaan hyötyajoneuvoon. Nestekytkimen käyttö laajennettiin pian myös Daimlerin valmistamiin sotilasajoneuvoihin. Näitä nestekytkimiä kutsutaan usein Daimler- tai Vulcan-Sinclair-kytkimiksi.
Vuonna 1939 General Motors Corporation esitteli Hydramatic-vaihteiston, ensimmäisen täysautomaattisen vaihteiston sarjatuotantona valmistetussa autossa. Hydramatic käytti voimansiirtoon nestekytkintä eikä momentinmuunninta.
Yleiskatsaus ominaisuuksiin
Nestekytkin koostuu hydrauliikkanesteen lisäksi seuraavista mekaanisista osista:
- Kuori, joka pitää sisällään sekä nesteen että turbiinipyörät. Sisäänmeno- ja ulostuloakselien läpivientiaukot on tiivistetty ns. stefoilla.
- Pumppupyörä, joka on yhteydessä sisäänmenoakseliin.
- Turbiinipyörä, joka on yhteydessä ulostuloakseliin.
Voimanlähde, joka ajoneuvokäytössä on tyypillisimmin polttomottori tai sähkömoottori, laittaa pumppupyörän pyörivään liikkeeseen. Kuoren sisällä pumppupyörän siivekkeet saavat hydrauliikkanesteen liikkeeseen, joka on toroidiaalinen, eli kolmeulotteisena liikkeen voi käsittää esim. munkkirinkilää tai auton sisärengasta vastaavana muotona Tämä pyörivä nestevirtaus saa turbiinipyörän liikkeeseen, jolloin moottorin voima saadaan siirtymään eteenpäin.
