Dvouhmotová spojka a jednohmotová spojka – hlavní rozdíly, principy činnosti a výhody

Moderní auta jsou stále složitější. I setrvačník – nejjednodušší litinový „ingot“ – se proměnil ve složitý a drahý mechanismus. za co?

Spalovací motor běží vždy nerovnoměrně – na rozdíl například od elektromotoru. V jednom válci při čtyřech taktech (dvě otáčky klikového hřídele) dojde pouze k jednomu pracovnímu zdvihu, když plyny tlačí píst. I když je válců více, klikový hřídel se bez setrvačníku otáčí nerovnoměrně a trhaně. To způsobuje silné vibrace a generuje silné torzní vibrace v celém převodu.

Zpočátku se proto snažili setrvačníky ztížit, aby se vyrovnaly nerovnoměrné volnoběžné otáčky a usnadnilo rozjezd těžkého vozu s nedokonalou spojkou a převodovkou.

Sportovci se přitom vždy snažili setrvačník odlehčit. Rovnoměrnost chodu a vibrací není problém, ale čím menší rotující hmoty, tím „veselejší“ motor točí.

Konstruktéři postupem času našli kompromis mezi nízkou hmotností, hladkým chodem motoru a přenosem minimálních vibrací do převodovky.

na co jsi přišel?

Moderní motory začaly běžet plynuleji než jejich předchůdci s karburátory. Za prvé, motory mají masivnější rotační části. Dříve se klikový hřídel a vačkový hřídel otáčely, ale nyní jsou na nich dva vačkové hřídele a dokonce i masivní fázové řadiče. Byly přidány vyvažovací hřídele, které se otáčejí dvakrát rychleji než klikový hřídel. Za druhé, díky elektronickému řízení motoru a distribuovanému vstřikování se zvýšila rovnoměrnost chodu válců. Velmi těžký setrvačník dnes není potřeba.

Torzními vibracemi v autech se zabýváme již dlouho. V kotoučích poháněných spojkou je zabudován tlumič torzních vibrací. Každý, kdo si sám vyměnil spojku nebo komu byla v servisu předložena opotřebovaná jednotka, viděl čtyři nebo šest silných pružin instalovaných tangenciálně v okénech kotoučů. U aut se zadním náhonem je v převodovce často zabudována gumová spojka (Jubo kloub), která kromě vyrovnání mírného „lomu“ hřídelí dobře tlumí torzní vibrace.

S uspořádáním pohonu předních kol je instalace takového tlumiče nemožná. Ale je tu krásné technické řešení. Bez navýšení hmotnosti setrvačníku umožňuje dále „odpojovat“ vibrace motoru a převodovky a například se pohybovat bez cukání i při otáčkách blízkých volnoběžným otáčkám. Bavíme se o dvouhmotovém setrvačníku.

Schéma torzních vibrací motoru a převodovky

DMM, ZMS, DMF – jaký je rozdíl?

Zkratky DMM (dvouhmotný setrvačník), ZMS (Zweimassenschwungrad) a DMF (dvouhmotný setrvačník) označují v různých jazycích stejný mechanický produkt bez jakékoli elektroniky. Dvouhmotový setrvačník se skládá ze dvou kotoučů, mezi kterými je točivý moment přenášen dlouhými spirálovými pružinami – dvěma nebo více. Kotouče jsou spojeny výkonným radiálním kluzným nebo valivým ložiskem.

• Primární disk, namontovaný na přírubě klikového hřídele, nese všechny prvky, které se nacházejí u běžných setrvačníků. Jedná se o věnec pro startér a u některých motorů o věnec pro ovládání snímače polohy klikového hřídele.
• Sekundární kotouč má plochý povrch pro ovládání spojkové lamely a má otvory pro montáž spojkového koše. Je vybaven štěrbinami pro chlazení procházejícím vzduchem – podobně jako ventilovaný brzdový kotouč.
• Dutina, ve které pracují pružiny a ložisko, je utěsněno a před montáží je tam umístěna doživotní zásoba high-tech maziva.

kde se to nalézá?

Dvouhmotový setrvačník najdeme téměř u všech moderních vozů s poměrně výkonnými motory v tandemu s manuální převodovkou nebo preselektivními roboty typu DSG. Vznětové motory potřebují především dvouhmotový setrvačník se svým tužším chodem a vysokým točivým momentem. Proto se vyskytuje i na komerčních podpatcích.

Jaké jsou problémy?

• Že dvouhmotový setrvačník splnil svůj účel, pozná majitel podle nepříjemných klepavých zvuků při startování motoru, při řazení a při přechodu z tahání na brzdění motorem a zpět. Jsou také slyšet, když se motor zastaví.
• Při demontáži převodovky za účelem výměny spojky musíte zkontrolovat stav setrvačníku: otočte část, která směřuje k vám, rukama, protřepejte ji. Pokud je vůle, je nutné vyměnit setrvačník.
• Dochází také k úniku maziva z dutiny dvouhmotového setrvačníku. Těsnění dosloužilo a mazivo na kotouči spojky způsobí prokluzování. Verdikt je stejný – změna.

Nefunkční z důvodu prasklé pružiny.
Pružiny jsou zlomené a ani kapka maziva.

Kdo je na vině?

Pracovní pružiny si „sednou“. Jejich pracovní délka se zkracuje. To má za následek, že části setrvačníku se mohou vůči sobě volně otáčet. A axiální vůle vzniká tím, že upínací desky ztrácejí svou pružnost a poloha hnané části setrvačníku se stává zcela rozkolísanou. Vůle v sekundárním disku vede k netěsnosti těsnění.

Jak ušetřit?

První věc, kterou dvouhmotový setrvačník nemá rád, je přehřívání. V tomto případě dochází k degradaci maziva v jednotce, což zhoršuje provozní podmínky obloukových pružin, které kompenzují torzní vibrace. Vysoké teploty mohou nastat v důsledku častého silného prokluzování spojky při jízdě nezkušeného řidiče nebo při delších pokusech dostat se z bláta či sněhu.

Při tažení dochází k přetížení setrvačníku – škodlivé je jak časté tažení těžkého přívěsu, tak dlouhodobé „vyprošťování“ jiného auta. Více problémů nastává, pokud majitel crossoveru často jezdí po obtížných silnicích. A dvouhmotové setrvačníky absolutně nesnesou posilování motoru.

Hnaný kotouč pracující s dvouhmotovým setrvačníkem často nemá tlumicí pružiny.

Kolik to stojí?

Ceny dvouhmotových setrvačníků jsou zklamáním. Například pro Octavii A7 se 7stupňovou DSG stojí původní setrvačník asi 50 tisíc rublů. Náhrady od renomovaných výrobců třetích stran, jako jsou SACHS a LuK, jsou přibližně poloviční.

Ale stejně je to drahé. To se stává dieselový vůz vyžaduje výměnu dvouhmotového setrvačníku již při 100 XNUMX km – to spotřebovává všechny úspory z použití ekonomického motoru.

Pro vozy s manuální převodovkou někteří výrobci vyrábějí. konvenční monolitický setrvačník. Můžete si to nastavit a také se pohybovat. Pak je ale minimálně potřeba volit hnanou spojkovou lamelu s tlumicími pružinami místo pevné standardní. V opačném případě bude v převodovce cítit škubání a vibrace a spojka vydrží méně.

Proto místo amputace má smysl zvažovat možnosti léčby, tedy opravy.

Jak se to opravuje?

Odřízněte setrvačník, umyjte vnitřní dutinu a všechny díly. Napětí pružiny se normalizuje pomocí kompenzačních nálitků, které doplňují chybějící délku pružiny. Dutina, ve které pružiny pracují, je vyplněna tlumícím mazivem a hermeticky uzavřena. Poté je potřeba vyvážit. Náklady na takovou práci jsou přibližně 10–15 tisíc rublů.

A jsou řemeslníci, kteří jednoduše pevně připevní dvě části setrvačníku pomocí šroubů a svařování. Nainstalujte alespoň hnaný kotouč s pružinovým tlumičem!

SETRVAČNÍK BIBLICKÝCH ČASŮ

Před sto lety byl při vykopávkách v údolí Eufratu objeven mohutný kotouč pálené hlíny o průměru asi metr. Byl to první setrvačník objevený na Zemi, používaný jako hrnčířský kruh v polovině 4. tisíciletí před naším letopočtem. Starověký hrnčíř periodicky zrychloval kotouč setrvačníku a pak klidně pracoval pomocí samootočného „mechanizovaného“ kola.

• 4 příčiny a 5 následků detonace – zde.
• „Behind the Wheel“ si nyní můžete přečíst v Yandex.Zen.

Přihlaste se k odběru „Za volantem“.

Motor automobilu nepracuje hladce už samotným principem svého fungování. Funguje pouze jeden zdvih ze čtyř, cyklicky se opakující, a i v něm se prudce mění tlak na píst a úhel vlivu ojnice na kliku klikového hřídele. To vše vede ke zvlnění točivého momentu a vibracím, které je třeba vyhladit.

Je potřeba inertní akumulátor mechanické energie, tedy setrvačník. Dvouhmotový je lepší, je efektivnější, ale za dokonalost stále platí koncový spotřebitel.

Účel DMF

Pokud se podíváte na křivku změny točivého momentu na hřídeli, pořízenou s vysokým časovým rozlišením, bude se jednat o čistě oscilační proces. Striktně to přenést na převodovku nelze, zvláště jde-li o výkonný moderní motor s vysokým kompresním poměrem, vysokým točivým momentem v nízkých otáčkách a minimálním počtem válců. Celé auto bude vibrovat a převodovka se rychle rozpadne.

Typicky se pro tlumení vibrací používá masivní setrvačník a v kotouči spojky je instalován tlumič torzních vibrací. Pokud je převodovka automatická, funguje navíc měnič točivého momentu, ale kvůli úspoře paliva se zavírá, počínaje určitou rychlostí.

Všechna tato zařízení fungují tím lépe, čím více paliva je vynaloženo na jejich údržbu. Těžký setrvačník se špatně točí, stejně jako výkonný tlumič a zhasnutá energie se částečně vynakládá na snížení životnosti dílů.

Jako alternativní, avšak pokročilejší a efektivnější řešení byl navržen dvouhmotový setrvačník označovaný anglickou zkratkou DMF (Dual Mass Flywheel).

Ukázalo se, že energii v momentových pauzách lze doplnit z té nashromážděné nejen v rotujících hmotách, ale také v pružinovém tlumicím mechanismu, který je umístěn mezi dvěma polovinami setrvačníku.

To umožňuje snížit celkovou hmotnost produktu a současně zlepšit jeho vlastnosti. Patrné je to zejména na zásadně hůře pracujících vznětových motorech, u kterých to všechno začalo, a pak se objevily produkty downsizingu v podobě maloválcových turbomotorů s výraznou úrovní plnění, které neméně tvrdě působily i na benzín.

Jak to funguje

Neexistuje žádný univerzální design DMF pro všechny, takže v obecném případě můžeme identifikovat pouze běžné základní komponenty:

• kotouč setrvačníku nejblíže motoru, který je pevně namontován na klikovém hřídeli a je vybaven věncovým ozubeným kolem spouštěče;
• sekundární hnaný kotouč připojený ke spojkovému koši nebo vstupnímu hřídeli skříně přes měnič točivého momentu;
• tlumicí pružiny umístěné po obvodu spojující oba disky;
• komunikační mechanismy mezi disky prostřednictvím pružin, někdy včetně planetového převodu, stejně jako nosné ložisko.

Sada pružin může být velmi různorodá, se stupňovitou změnou tuhosti, podobně jako je tomu u běžných nábojů hnaných lamel spojky. Úhel maximálního relativního zkroucení disků je také odlišný a může dosáhnout čtvrtiny kruhu.

Rozdíl mezi jednohmotovým setrvačníkem a dvouhmotovým setrvačníkem

Hlavním rozdílem je složitost konstrukce spojená s úsporou hmoty a momentu setrvačnosti. Některé úkoly byly přeneseny na pružinový tlumicí mechanismus.

Běžný setrvačník nic takového nemá, je to obyčejný ocelový kotouč značné hmotnosti, který má pouze věnec startéru a prstencovou drážku pro obložení spojkového kotouče.

Konvenční setrvačník je přirozeně mnohem levnější a pokud na něm nefunguje třecí spojka, je jeho životnost prakticky neomezená, zejména pokud je možné samostatně vyměnit věnec.

Omezení

Hlavní nevýhodou dvouhmotového provedení je vysoká cena s nedostatečně dlouhou životností.

Mnozí by se smířili s mírným zvýšením vibrační zátěže a spotřeby s poklesem dynamiky, ale zároveň by nemuseli pravidelně přeplácet za setrvačník 5-10x více než za běžný, který navíc málokdy vyžaduje výměnu.

Příznaky poruch

Problémy s DMF se projeví klepáním, skřípáním a dalšími zvuky při střídavém zatížení, například rozjezdem ze zastavení, startováním motoru, náhlou akcelerací a řazením.

Praskají pružiny, opotřebovává se mechanismus tlumiče a spoje mezi kotouči. Problém je zcela vyřešen při příští výměně spojky.

Co způsobuje selhání dvouhmotového setrvačníku?

Slabým místem jsou pružiny a jejich vodicí zařízení včetně přítlačných desek, ozubených kol, klecí a ložisek. Tyto díly jsou neustále zatěžovány rázy a kolísáním točivého momentu, takže dlouho nevydrží.

Situace se zrychluje ztrátou maziva uloženého v dutině. Nelze jej vyměnit, opotřebovává se, stárne a ztrácí se z uvolněného mechanismu.

Dalším problémem je vysoká teplota. Při vysokém zatížení vibracemi se mechanismus přehřívá a mazivo odchází nebo degraduje. Zvláště pokud setrvačník spolupracuje s mechanickou spojkou, která má při prudké jízdě nebo při velkém zatížení vozu tendenci prokluzovat.

Jak zkontrolovat dvouhmotový setrvačník

Po demontáži převodovky a spojky je snadné určit přítomnost vůle v mechanismu setrvačníku. V původním stavu by neměly být žádné, vše je upnuto novými pružinami, i když i bez rozebrání vozu lze nepřímo posoudit stav setrvačníku prudkým zrychlením z nízkých otáček, kdy jsou provozní podmínky nejhorší.

Motor má maximální pulzaci v důsledku nedostatečné rychlosti otáčení a točivý moment dosahuje maximální úrovně. Vadný setrvačník bude vydávat klepavý zvuk.

Oprava nebo restaurování

U některých motorů je možné vyměnit dvouhmotový setrvačník za obyčejný, vyrábějí dokonce i odpovídající náhradní díly včetně spojky se zesíleným tlumičem (ten standardní většinou nemá).

Ale pro většinu aut je to nepřijatelné. Takové zhoršení vibrační situace povede k problémům s klikovým hřídelem, spojkou, převodovkou a dokonce i skříněmi mechanismu.

I když se vám podaří vybrat správnou spojkovou sadu, neustálé navyšování zatížení částí motoru s vývojem nových typů nafty nebo vstřikování benzínu úplně vyřadí klasické setrvačníky.

Setrvačník lze obnovit pouze ve specializovaném podniku, továrna takové technologie neposkytuje, takže vše závisí na vybavení a pracovních zkušenostech.

V každém případě je životnost restaurovaného výrobku mnohem nižší a má větší smysl vyměnit jednotku za originální nebo od známých dodavatelů, kteří pracují i ​​se zařízením montážní linky.

Cena se stane nevyhnutelným nákladem na výkon moderního motoru, stejně jako mnoho dalších věcí, které jsou výrobci motorů nuceni používat tváří v tvář rostoucím požadavkům a konkurenci.