Dvouhmotový setrvačník

Spalovací motor má k dokonalosti daleko a jeho spojení s převodovkou pomocí spojky vytváří další problémy, které se konstruktéři snaží řešit už léta. A nutno přiznat, že to dělají stále efektivněji.

Změny ve zrychlení pístů, vyplývající jak z přidání nebo vpuštění plynu řidičem, tak ze samotného vynechávání zapalování, stejně jako změny směru pohybu pístů, způsobují změny otáček motoru. . To zase způsobuje vibrace, které se přenášejí od klikového hřídele přes setrvačník, spojku a hřídel do převodovky. Tam přispívají k ozubení ozubených kol. Hluk, který to doprovází, je známý jako chrastění. Vibrace z motoru také způsobují otřesy karoserie. To vše dohromady snižuje komfort cestování.

Fenomén přenosu vibrací z klikové hřídele na následné prvky hnacího systému je rezonanční povahy. To znamená, že intenzita těchto oscilací nastává v určitém rozsahu otáček. Vše závisí na rotujících hmotách motoru a převodovky, respektive na jejich momentech setrvačnosti. Čím větší je moment setrvačnosti rotujících hmot převodovky, tím nižší jsou otáčky, při kterých dochází k nežádoucímu rezonančnímu jevu. Bohužel u klasického řešení převodovky je mnohem větší podíl rotujících hmot na straně motoru.

Tlumič ve štítu

I přes takové potíže konstruktéři již dávno našli způsob, jak zabránit volnému přenosu vibrací z motoru na převodovku. K tomu je spojkový kotouč vybaven tlumičem torzních vibrací. Skládá se z torzních a třecích prvků. První zahrnují hnací kotouč a protikotouč, jakož i šroubové pružiny umístěné v odpovídajících výřezech v tělese kotouče. Změnou velikosti výřezů a pružin lze získat různé charakteristiky tlumení vibrací. Účelem třecích prvků je zabránit nadměrnému kývání tlumiče vibrací. Požadovaného koeficientu tření mezi pracovními plochami se dosáhne použitím třecích kroužků vyrobených např. z vhodného plastu.

Tlumič vibrací v kotouči spojky prošel v průběhu let různými modernizacemi. V současnosti vč. dvoustupňový tlumič vibrací se samostatným předtlumičem a dvoustupňový tlumič vibrací s integrovaným předtlumičem a proměnným třením.

Tlumení vibrací na kotouči spojky není plně účinné. Rezonance a doprovodný hluk se vyskytují v rozsahu volnoběžných otáček nebo mírně vyšších. Abyste se toho zbavili, měli byste odpovídajícím způsobem zvýšit moment setrvačnosti pohyblivých částí převodovky pomocí přídavného setrvačníku umístěného na hřídeli převodovky. Takové řešení by však způsobilo značné problémy s řazením, protože by byla vyžadována synchronizace kvůli dodatečné rotující hmotě tohoto kola s vysokou setrvačností.

Dvouhmotový setrvačník

Mnohem lepším řešením by bylo rozdělit hmotu setrvačníku na dvě části. Jeden je pevně spojen s klikovou hřídelí, druhý je spojen s rotujícími částmi převodovky přes kotouč spojky. Vznikl tak dvouhmotový setrvačník, díky kterému bylo bez navýšení celkové hmotnosti setrvačníku na jedné straně dosaženo zvýšení momentů setrvačnosti rotujících hmot převodovky a na straně druhé , snížení momentu setrvačnosti rotujících částí motoru. Ve výsledku to mělo za následek téměř stejné momenty setrvačnosti na obou stranách. Změněna byla i poloha tlumiče vibrací, který se přesunul z kotouče spojky mezi díly setrvačníku. To umožňuje, aby tlumič pracoval pod úhlem řízení až 60 stupňů (u kotouče spojky je to pod 20 stupňů).

Použití dvouhmotového setrvačníku umožnilo posunout rozsah rezonančních kmitů pod volnoběžné otáčky, a tedy mimo pracovní rozsah motoru. Dvouhmotový setrvačník kromě eliminace rezonančních vibrací a doprovodného charakteristického hluku převodovky také usnadňuje řazení a zvyšuje životnost synchronizátorů. Umožňuje také o několik procent (asi 5) snížit spotřebu paliva.

Pro nižší ročníky

Příčné uložení motoru a omezený prostor v motorovém prostoru znesnadňují nebo dokonce znemožňují použití dvouhmotového setrvačníku místo tradičního. DFC (Damped Flywheel Clutch), vyvinutý společností LuK, umožňuje využít výhod dvouhmotového setrvačníku u malých a středních vozů. Kombinace setrvačníku, přítlačného kotouče a spojkového kotouče v jedné jednotce činí spojku DFC stejně prostornou jako klasická spojka. Sestava spojky DFC navíc nevyžaduje vystředění kotouče spojky.

Požadavky, životnost a cena

Pro konkrétní motor a převodovku je určen speciální dvouhmotový setrvačník. Z tohoto důvodu jej nelze instalovat na žádný jiný typ vozidla. Pokud se tak stane, zvýší se nejen hlučnost převodovky, ale může dojít i ke zničení samotného setrvačníku. Výrobci také zakazují rozebírat dvouhmotový setrvačník na díly. Jakákoliv úprava pro opravu třecích ploch, jakákoliv "úprava" kola je rovněž nepřípustná.

Pokud jde o odolnost dvouhmotového setrvačníku, je to ošemetná záležitost, protože jeho životnost závisí na mnoha faktorech, včetně stavu motoru, stylu jízdy a typu. Objevují se však názory, že by měl vydržet minimálně stejně dlouho jako spojkový kotouč. Existují i ​​taková technologická doporučení, že spolu se spojkovou sadou by se měl vyměnit i dvouhmotový setrvačník. To samozřejmě zvyšuje náklady na výměnu, protože dvouhmotové kolo není levné. Například u BMW E90 320d (163 km) je cena původního sériově vyráběného kola 3738 PLN, zatímco jeho výměna stojí 1423 PLN.