Volano a doppia massa

Il motore a combustione interna è tutt'altro che perfetto e accoppiarlo al cambio con una frizione crea ulteriori problemi che i progettisti cercano da anni di risolvere. E bisogna ammettere che lo stanno facendo in modo sempre più efficace.

I cambiamenti nell'accelerazione dei pistoni, risultanti sia dall'aggiunta o dall'immissione di gas da parte del conducente, sia dalla mancata accensione stessa, nonché dai cambiamenti nella direzione di movimento dei pistoni, provocano variazioni nella velocità del motore. . Questo a sua volta provoca vibrazioni che vengono trasmesse dall'albero motore attraverso il volano, la frizione e l'albero al cambio. Lì contribuiscono ai denti degli ingranaggi. Il rumore che accompagna questo è noto come un rumore sferragliante. Anche le vibrazioni del motore provocano scosse. Tutti insieme riduce il comfort di viaggio.

Il fenomeno della trasmissione delle vibrazioni dall'albero motore agli elementi successivi del sistema di trasmissione è di natura risonante. Ciò significa che l'intensità di queste oscillazioni si verifica in un determinato intervallo di velocità di rotazione. Tutto dipende dalle masse rotanti del motore e del riduttore, ovvero dai loro momenti di inerzia. Maggiore è il momento d'inerzia delle masse rotanti del riduttore, minore è la velocità alla quale si verifica un fenomeno di risonanza indesiderato. Sfortunatamente, in una soluzione di trasmissione classica, una proporzione molto maggiore delle masse rotanti è sul lato motore.

Silenziatore in scudo

Nonostante tali difficoltà, i progettisti hanno da tempo trovato un modo per impedire la libera trasmissione delle vibrazioni dal motore alla trasmissione. Per fare ciò, il disco della frizione è dotato di uno smorzatore di vibrazioni torsionali. È costituito da elementi di torsione e di attrito. I primi includono il disco di azionamento e il disco di contrasto, nonché le molle elicoidali situate nei ritagli corrispondenti nel corpo del disco. Variando le dimensioni dei ritagli e delle molle, è possibile ottenere diverse caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni. Lo scopo degli elementi di attrito è quello di impedire un'oscillazione eccessiva dell'ammortizzatore di vibrazioni. Il coefficiente di attrito richiesto tra le superfici di lavoro si ottiene utilizzando anelli di attrito realizzati, ad esempio, da una plastica adatta.

L'ammortizzatore di vibrazioni nel disco della frizione ha subito vari aggiornamenti nel corso degli anni. Attualmente, incl. smorzatore di vibrazioni a due stadi con pre-smorzatore separato e smorzatore di vibrazioni a due stadi con pre-smorzatore integrato e attrito variabile.

Lo smorzamento delle vibrazioni sul disco della frizione non è completamente efficace. La risonanza e il rumore di accompagnamento si verificano nella gamma del regime minimo o leggermente superiore. Per eliminarlo, è necessario aumentare di conseguenza il momento di inerzia delle parti mobili del cambio con l'aiuto di un volano aggiuntivo posizionato sull'albero del cambio. Tuttavia, una tale soluzione causerebbe notevoli problemi di cambiata poiché sarebbe necessaria la sincronizzazione a causa della massa rotante aggiuntiva di questa ruota ad alta inerzia.

Volano a doppia massa

Una soluzione molto migliore sarebbe quella di dividere la massa del volano in due parti. Uno è rigidamente collegato all'albero motore, l'altro è collegato alle parti rotanti del cambio attraverso il disco della frizione. Si è così creato un volano bimassa, grazie al quale, senza aumentare la massa totale del volano, da un lato si è ottenuto un aumento dei momenti di inerzia delle masse rotanti della trasmissione, e dall'altro , una diminuzione del momento di inerzia delle parti rotanti del motore. Di conseguenza, ciò ha comportato momenti di inerzia quasi uguali su entrambi i lati. È stata modificata anche la posizione dell'ammortizzatore di vibrazioni, che è stato spostato dal disco della frizione tra le parti del volano. Ciò consente all'ammortizzatore di lavorare con angoli di sterzata fino a 60 gradi (al disco della frizione è inferiore a 20 gradi).

L'utilizzo di un volano bimassa ha consentito di spostare il range delle oscillazioni risonanti al di sotto del regime del minimo, e quindi oltre il range di funzionamento del motore. Il volano bimassa, oltre ad eliminare le vibrazioni risonanti e il relativo rumore caratteristico della trasmissione, facilita anche il cambio marcia e aumenta la durata dei sincronizzatori. Consente inoltre una piccola percentuale (circa 5) di ridurre il consumo di carburante.

Per gradi inferiori

Il montaggio trasversale del motore e lo spazio limitato nel vano motore rendono difficile o addirittura impossibile l'utilizzo di un volano bimassa al posto di quello tradizionale. DFC (Damped Flywheel Clutch), sviluppato da LuK, consente di sfruttare i vantaggi di un volano bimassa in veicoli di piccole e medie dimensioni. La combinazione di volano, spingidisco e disco della frizione in un'unica unità rende la frizione DFC spaziosa come una frizione classica. Inoltre, il gruppo frizione DFC non richiede il centraggio del disco frizione.

Requisiti, durata e costo

Uno speciale volano a doppia massa è progettato per un motore e un cambio specifici. Per questo motivo non può essere installato su nessun altro tipo di veicolo. Se ciò accade, non solo aumenterà il rumore della trasmissione, ma il volano stesso potrebbe essere distrutto. I produttori vietano anche di smontare il volano a doppia massa in parti. È inoltre inaccettabile qualsiasi trattamento per la riparazione delle superfici di sfregamento, qualsiasi "modifica" della ruota.

Quando si tratta della durata di un volano a doppia massa, è un affare complicato, poiché la sua durata dipende da molti fattori, tra cui le condizioni del motore, lo stile di guida e il tipo. Tuttavia, ci sono opinioni secondo cui dovrebbe durare almeno quanto il disco della frizione. Ci sono anche raccomandazioni tecnologiche tali che, insieme al kit frizione, dovrebbe essere sostituito anche il volano bimassa. Questo, ovviamente, aumenta il costo della sostituzione, perché una ruota a due masse non è economica. Ad esempio, in una BMW E90 320d (163 km) il prezzo della ruota originale prodotta in serie è PLN 3738, mentre la sua sostituzione costa PLN 1423.