A kettős tömegű lendkereket az 1980-as években hozták létre, továbbfejlesztve a lendkerék és a klasszikus rezgéscsillapító ötletét. Az évek során ezt az alkatrészt főként a dízel üzemű autókba építették be, de az utóbbi években egyre gyakrabban találni kettőstömegű lendkerékkel ellátott benzines autókat. Tudja meg, hogyan működik a kettős tömegű kerék. Mire való és mit kell tudni róla?
A kettős tömegű lendkerék megalkotásához vezető ötlet a legyártott belső égésű motorok teljesítményének növelésével, pontosabban a kompresszorfeltöltés népszerűségének növekedésével kezdődött. A mérnökök fő célja a nyomaték hatékonyabb átvitele, valamint a rezgések hatékony csillapítása volt. Leegyszerűsítve, ahogy teltek az évtizedek, a hajtóegységek egyre erősebbek lettek, és az eddig alkalmazott hajtásrendszerek – az említett lendkerékkel együtt – kiderült, hogy nem bírják az általuk generált terheket.
A motorok folyamatosan növekvő teljesítményére pontosan a „kettős tömeg” adja meg a választ, amely a jelenesetben a fent tárgyalt funkciókat teljesíti. A motorizáció történetének első kettős tömegű lendkereke 1985-ben került gyártásra. Az egyre szigorodó kipufogógáz-kibocsátási normák teljesítésének szükségessége és a növekvő környezettudatosság jelentős változásokat eredményezett a motorok és a sebességváltók kialakításában. A kisebb lökettérfogat és a nagyobb teljesítmény radikálisan megváltoztatta a meghajtóegységek teljesítményjellemzőit. A mellékhatás a generált rezgések szintjének emelkedése, amelyet a hagyományos kuplungtárcsák nem képesek elnyelni.
Mi az a kettős tömegű lendkerék? A hagyományos lendkerekekkel ellentétben, amelyek egyetlen fémből készülnek, a kettős tömegű lendkerekek két részből állnak. Mindegyik „kettős tömeg” egy séma szerint működik, néhány kisebb tervezési különbségtől eltekintve.
A kettőstömegű lendkerék áll egy elsődleges, valamint egy másodlagos lendkerékből (ami tekercsrugókkal kapcsolódik az elsődleges lendkerékhez), tekercsrugókból, surlódóbetétből és még néhány alkatrészből, amire a későbbiekben részletesebben kitérünk.
A két tömegnek, valamint a rugóknak köszönhetően az elsődleges lendkerék amplitúdójának csak a töredéke jelentkezik a másodlagos lendkeréken, ahonnan a forgatónyomaték továbbmegy a sebességváltóra. Ennek a megoldásnak köszönhetően a forgatónyomaték két tárcsán keresztül jut át, így sokkal jobban csillapítja a torziós rezgéseket, és ezáltal javítja a motor zavartalan működését. Maga a sebességváltó, ha kisebb terhelésnek van kitéve hosszabb lesz az élettartama.
Konstrukció, avagy hogy néz ki egy kettős tömegű kerék?
Mielőtt rátérnénk az szerelés részleteire, érdemes odafigyelni arra, hogy miből áll a kettős tömegű lendkerék. A „kettős tömeg” felépítése nem bonyolult. A kettőstömegű lendkeréknél a lendkereket két részre osztják, az első a motor forgattyús tengelyére illeszkedik, a második speciális lágy rugók közbeiktatásával csatlakozik az elsőhöz úgy, hogy a két lendkerék egymáshoz képest jelentős szögben el tud fordulni. A második lendkerékhez csatlakozik a tengelykapcsoló, majd a sebességváltó, a kardántengely, differenciálmű és a hajtott kerekek, vagyis a hajtáslánc. Az alkalmazott előfeszített csavarrugók félkörívben meg vannak hajlítva és az első lendkerékben kialakított tórusz alakú horonyban helyezkednek el, nekifeszülve a horony belső felületének.
Ez a megoldás kettős célt szolgál. Egyrészt a motor-hajtáslánc torziós lengőrendszert dinamikailag elhangolja úgy, hogy elsődleges rezonancia frekvenciája (kritikus fordulatszáma) az üresjárási fordulatszám alá csökkenjen. Ez az alapjárati lengéseket csökkenti (hasonlóan, mint egy mosógépben, ahol a lágyan rugózott dob rezonancia-fordulatszáma is az üzemi fordulatszám alá esik, és felpörögve a mosógép lényegesen nyugodtabban fut még egyenetlenül berakott ruhák esetén is).
Az íves rugók a két lendkerék egymáshoz képesti elfordulásakor összenyomódnak és súrlódnak a horony palástján, ezzel minden üzemállapotban csillapítják a hajtáslánc torziós lengéseit. A két tömegnek, valamint a rugóknak köszönhetően az elsődleges lendkerék amplitúdójának csak a töredéke jelentkezik a másodlagos lendkeréken, ahonnan a forgatónyomaték továbbmegy a sebességváltóra.
A kettős tömegű kerekek gépjárművekben való alkalmazása jelentősen befolyásolta többek között a vibráció csökkentésére, a túlterhelés megelőzésére és a motor üzemanyag-fogyasztásának csökkentésére. Pontosan hogyan teszi lehetővé a „kettős tömeg” munkája ezen eredmények elérését?
Az autómotor rezgésének csillapítása
A motor alapjárati rezgése a legtöbb turbófeltöltős autó gyakori problémája. Ezek korlátozása érdekében a kettős tömegű lendkerék egyes alkatrészeinek kifogástalan állapotban kell lenniük. Különösen a csillapítórugók vannak kitéve a kopásnak. A rugók kialakításától és elrendezésétől függ, hogy a rugók mennyire csillapítják a főtengely egyenetlen forgását. Ha a meghajtó egység és a lendkerék kifogástalan állapotban van, akkor gyakorlatilag minden, a főtengely okozta rezgést megszüntetnek. Idővel az ilyen rezgések túl nagy intenzitása a kézi sebességváltó károsodását vagy meghibásodását okozhatja.
A túlzott terhelés megelőzése
A kettős tömegű lendkerék működésének másik előnye, hogy sokkal kisebb a motorkárosodás valószínűsége. A túl sok vibráció és túlterhelés a járműben csökkentheti a motor szerkezete vagy a sebességváltó egyes elemeinek szilárdságát. A túlterhelés megelőzése a hajtóegység simább működését, jobb sebességváltásokat és magának a tengelykapcsolónak a hatékonyabb működését is jelenti.
Az üzemanyagfogyasztás csökkentése
Az üzemanyag elégetése a kettős tömegű lendkerék hatékonyságával is összefügg. A hibamentes kettős tömeg optimális teljesítményt is biztosít. Előfordul, hogy egy nem hatékony kettős tömegűvel szerelt autó hosszú távú használata hatástalan égéshez és a motor, a sebességváltó vagy akár az üzemanyagrendszer elemeinek maradandó károsodásához vezet.
Milyen tünetei vannak a sérült kettős tömegűnek?
A kettős tömegű lendkerék meghibásodása több jellegzetes tünet alapján is észrevehető. Hogyan viselkedik egy sérült lendkerék? A tünetek leggyakrabban a vezetési vagy alapjárati zajhoz, a fokozatok váltásánál tapasztalható simaság hiányához, valamint a jármű kényelmének és használati minőségének általános romlásához kapcsolódnak. Egy másik jellegzetes jel a gyorsítás során érzékelhető csúszás – ez a jelenség akkor fordul elő, ha a kettős tömegű lendkerék meghibásodik. Ezek a jelek a tengelykapcsoló tárcsa súrlódó elemeinek károsodására is utalhatnak, és ezt szem előtt kell tartani.
Zaj autóvezetés közben
A kopogás az autóban, csikorgás vagy bármilyen súrlódó zaj, igen gyakori jele a tömeges lendkerék megsérülésének. Leggyakrabban akkor fordulnak elő, amikor a járművet első sebességbe kapcsolják. Ez a probléma téli hőmérsékleten, alulfűtött motoron is előfordul. Ennek az az oka, hogy a kettős tömegű lendkerék rugói túl gyengén csillapítottak, és nem képesek hatékonyan csillapítani a motor rezgéseit. Emellett gyakori tünet a váltás és a tengelykapcsoló-pedál felengedése után a jármű belsejéből érkező jellegzetes kopogás.
Rezgések alapjáraton
A sérült lendkerék nem képes hatékonyan kiküszöbölni a meghajtóegységből és a hajtásrendszerből származó remegést és rezgést. Az eredmény többek között a motor alapjárati rezgése. A rezgések a gyorsítás során is megjelennek, és az egyes testrészek rezonanciáját idézhetik elő, ami drasztikusan csökkenti az utazás kényelmét. Ezenkívül viszonylag kis sebességgel történő vezetéskor a sebességváltó gomb remegése is megfigyelhető.
A simaság hiánya a sebességváltáskor
A személygépkocsinak hatékonyan kell sebességet váltania. A zökkenőmentes sebességváltás egy autóban rendkívül fontos eleme a hatékony és gazdaságos vezetésnek. A sérült lendkerék jelentősen befolyásolja ezt és az érzékelhető csúszást. Ez a tünet nagyon hasonlít a tengelykapcsoló megcsúszásához. Ekkor a tárcsa súrlódó részei elmozdulnak, és pontatlanná válik a nyomatékátvitel. Ezért néha nehéz megkülönböztetni az egyes tüneteket, és egyértelműen meghatározni, hogy valóban a kettős tömegű meghibásodása áll-e a háttérben. Érdemes tudni, hogy mindkét elem kopása jelentősen befolyásolja a jármű úttartását is.