Двухмассовый маховик

Двигатель внутреннего сгорания далек от совершенства, а соединение его с коробкой передач сцеплением создает дополнительные проблемы, которые конструкторы пытались решить годами. И надо признать, что они делают это все эффективнее.

Изменения ускорения поршней, являющиеся результатом как добавления или впуска газа водителем, так и самих пропусков зажигания, а также изменения направления движения поршней вызывают изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя. . Это, в свою очередь, вызывает вибрации, которые передаются от коленчатого вала через маховик, сцепление и вал к коробке передач. Там они способствуют зубьям шестерен. Шум, который сопровождает это, известен как дребезжащий шум. Вибрация от двигателя также вызывает тряску кузова. Все вместе снижает комфорт путешествия.

Явление передачи колебаний от коленчатого вала к последовательным элементам системы привода носит резонансный характер. Это означает, что интенсивность этих колебаний возникает в определенном диапазоне частоты вращения. Все зависит от вращающихся масс мотора и редуктора, а точнее от их моментов инерции. Чем больше момент инерции вращающихся масс редуктора, тем ниже частота вращения, при которой возникает нежелательное явление резонанса. К сожалению, в классическом решении трансмиссии гораздо большая доля вращающихся масс находится на стороне двигателя.

Глушитель в щите

Несмотря на такие трудности, конструкторы давно нашли способ предотвратить свободную передачу вибраций от двигателя к трансмиссии. Для этого диск сцепления снабжен гасителем крутильных колебаний. Он состоит из торсионных и фрикционных элементов. К первым относятся ведущий диск и контрдиск, а также винтовые пружины, расположенные в соответствующих вырезах в корпусе диска. Изменение размера вырезов и пружин позволяет получить различные характеристики демпфирования вибрации. Назначение фрикционных элементов состоит в том, чтобы предотвратить излишнее раскачивание гасителя крутильных колебаний. Требуемый коэффициент трения между рабочими поверхностями достигается применением фрикционных колец, изготовленных, например, из подходящей пластмассы.

На протяжении многих лет гаситель крутильных колебаний в диске сцепления подвергался различным модернизациям. В настоящее время, в т.ч. двухступенчатый гаситель колебаний с отдельным предварительным демпфером и двухступенчатый гаситель колебаний со встроенным предварительным демпфером и переменным трением.

Гашение колебаний на диске сцепления не в полной мере эффективно. Резонанс и сопровождающий его шум возникают в диапазоне оборотов холостого хода или чуть выше. Чтобы избавиться от него, следует соответственно увеличить момент инерции подвижных частей коробки передач с помощью дополнительного маховика, размещенного на валу шестерни. Однако такое решение вызвало бы значительные проблемы при переключении передач, поскольку потребовалась бы синхронизация из-за дополнительной вращающейся массы этого высокоинерционного колеса.

Двухмассовый маховик

Гораздо лучшим решением будет разделить массу маховика на две части. Один жестко связан с коленчатым валом, другой связан с вращающимися частями коробки передач через диск сцепления. Так был создан двухмассовый маховик, благодаря которому без увеличения общей массы маховика, с одной стороны, было достигнуто увеличение моментов инерции вращающихся масс трансмиссии, а с другой , уменьшение момента инерции вращающихся частей двигателя. В результате это привело к почти равным моментам инерции с обеих сторон. Также было изменено положение гасителя крутильных колебаний, который был перенесен от диска сцепления между частями маховика. Это позволяет демпферу работать при углах поворота руля до 60 градусов (у диска сцепления он ниже 20 градусов).

Применение двухмассового маховика позволило сместить диапазон резонансных колебаний ниже частоты холостого хода, а значит, за пределы рабочего диапазона двигателя. Помимо устранения резонансных колебаний и сопровождающих их характерных шумов трансмиссии, двухмассовый маховик также облегчает переключение передач и увеличивает срок службы синхронизаторов. Это также позволяет на несколько процентов (около 5) снизить расход топлива.

Для младших классов

Поперечная установка двигателя и ограниченное пространство в моторном отсеке делают использование двухмассового маховика вместо традиционного либо затруднительным, либо даже невозможным. DFC (Damped Flywheel Clutch), разработанная LuK, позволяет использовать преимущества двухмассового маховика в автомобилях малого и среднего класса. Сочетание маховика, нажимного диска и диска сцепления в одном узле делает сцепление DFC таким же просторным, как и классическое сцепление. Кроме того, сборка сцепления DFC не требует центрирования диска сцепления.

Требования, долговечность и стоимость

Специальный двухмассовый маховик предназначен для конкретного двигателя и коробки передач. По этой причине его нельзя установить ни на какой другой тип автомобиля. Если это произойдет, не только увеличится шум трансмиссии, но и может разрушиться сам маховик. Производители также запрещают разбирать двухмассовый маховик на части. Любая обработка по ремонту трущихся поверхностей, любая «модификация» колеса также недопустимы.

Что касается долговечности двухмассового маховика, то тут дело очень сложное, ведь насколько хорошо он прослужит, зависит от многих факторов, в том числе от состояния двигателя, типа и стиля вождения. Тем не менее, есть мнения, что он должен прослужить как минимум столько же, сколько и диск сцепления. Есть и такие технологические рекомендации, что вместе с комплектом сцепления следует заменить и двухмассовый маховик. Это, конечно, удорожает замену, ведь двухмассовое колесо стоит недешево. Например, в BMW E90 320d (163 км) цена оригинального массового колеса составляет 3738 злотых, а его замена стоит 1423 злотых.