Vliegwiel met dubbele massa
De verbrandingsmotor is verre van perfect en door hem met een koppeling aan de versnellingsbak te koppelen, ontstaan er extra problemen die ontwerpers al jaren proberen op te lossen. En toegegeven moet worden dat ze dat steeds effectiever doen.
Veranderingen in de versnelling van de zuigers, als gevolg van zowel het toevoegen of toelaten van gas door de bestuurder, als het overslaan zelf, evenals veranderingen in de bewegingsrichting van de zuigers, veroorzaken veranderingen in het motortoerental. . Dit veroorzaakt op zijn beurt trillingen die van de krukas via het vliegwiel, de koppeling en de as naar de versnellingsbak worden overgebracht. Daar dragen ze bij aan de tandwieltanden. Het geluid dat hiermee gepaard gaat, wordt een ratelend geluid genoemd. Trillingen van de motor veroorzaken ook lichaamstrillingen. Alles bij elkaar vermindert het reiscomfort.
Het fenomeen van de overdracht van trillingen van de krukas naar de opeenvolgende elementen van het aandrijfsysteem is resonerend van aard. Dit betekent dat de intensiteit van deze oscillaties optreedt in een bepaald toerentalbereik. Het hangt allemaal af van de roterende massa's van de motor en versnellingsbak, of beter gezegd van hun traagheidsmomenten. Hoe groter het traagheidsmoment van de roterende massa's van de versnellingsbak, hoe lager de snelheid waarmee een ongewenst resonantieverschijnsel optreedt. Helaas bevindt een veel groter deel van de roterende massa's zich bij een klassieke transmissie-oplossing aan de motorzijde.
Geluiddemper in schild
Ondanks dergelijke moeilijkheden hebben ontwerpers al lang een manier gevonden om de vrije overdracht van trillingen van de motor naar de transmissie te voorkomen. Hiervoor is de koppelingsplaat voorzien van een torsietrillingsdemper. Het bestaat uit torsie- en wrijvingselementen. De eerste omvatten de aandrijfschijf en tegenschijf, evenals schroefveren die zich in de overeenkomstige uitsparingen in het schijfhuis bevinden. Door de grootte van de uitsparingen en veren te variëren, kunnen verschillende trillingsdempende eigenschappen worden bereikt. Het doel van de wrijvingselementen is om overmatig slingeren van de trillingsdemper te voorkomen. De vereiste wrijvingscoëfficiënt tussen de werkoppervlakken wordt bereikt door wrijvingsringen te gebruiken die bijvoorbeeld van een geschikte kunststof zijn gemaakt.
De trillingsdemper in de koppelingsplaat heeft in de loop der jaren diverse upgrades ondergaan. Op dit moment incl. tweetraps trillingsdemper met aparte voordemper en tweetraps trillingsdemper met geïntegreerde voordemper en variabele wrijving.
Trillingsdemping op de koppelingsplaat is niet volledig effectief. Resonantie en begeleidend geluid treden op in het stationaire toerentalbereik of iets hoger. Om er vanaf te komen, moet u het traagheidsmoment van de bewegende delen van de versnellingsbak dienovereenkomstig vergroten met behulp van een extra vliegwiel dat op de tandwielas is geplaatst. Een dergelijke oplossing zou echter aanzienlijke schakelproblemen veroorzaken, aangezien synchronisatie vereist zou zijn vanwege de extra roterende massa van dit wiel met hoge traagheid.
Vliegwiel met dubbele massa
Een veel betere oplossing zou zijn om de massa van het vliegwiel in twee delen te verdelen. De ene is star verbonden met de krukas, de andere is via de koppelingsplaat verbonden met de draaiende delen van de versnellingsbak. Zo werd een vliegwiel met twee massa's gecreëerd, waardoor, zonder de totale massa van het vliegwiel te vergroten, enerzijds een toename van de traagheidsmomenten van de roterende massa's van de transmissie werd bereikt, en anderzijds, een afname van het traagheidsmoment van de roterende delen van de motor. Hierdoor ontstonden aan beide zijden vrijwel gelijke traagheidsmomenten. Ook werd de positie van de trillingsdemper gewijzigd, die van de koppelingsplaat tussen de delen van het vliegwiel werd verplaatst. Hierdoor kan de demper werken bij stuurhoeken tot 60 graden (bij de koppelingsplaat onder de 20 graden).
Het gebruik van een vliegwiel met dubbele massa maakte het mogelijk om het bereik van resonante trillingen onder het stationaire toerental, en dus buiten het werkbereik van de motor, te verschuiven. Naast het elimineren van resonerende trillingen en het bijbehorende karakteristieke transmissiegeluid, maakt het tweemassavliegwiel ook het schakelen gemakkelijker en verlengt het de levensduur van de synchronisatoren. Het maakt ook een paar procent (ongeveer 5) mogelijk om het brandstofverbruik te verminderen.
Voor jeugdklassen
De dwarse montage van de motor en de beperkte ruimte in de motorruimte maken het gebruik van een tweedelig vliegwiel in plaats van een traditioneel vliegwiel moeilijk of zelfs onmogelijk. DFC (Damped Flywheel Clutch), ontwikkeld door LuK, stelt u in staat om de voordelen van een dubbelmassavliegwiel te gebruiken in kleine en middelgrote voertuigen. De combinatie van vliegwiel, drukplaat en koppelingsplaat in één geheel maakt de DFC-koppeling net zo ruim als een klassieke koppeling. Bovendien hoeft de koppelingsplaat bij de DFC-koppeling niet te worden gecentreerd.
Vereisten, duurzaamheid en kosten
Voor een specifieke motor en versnellingsbak is een speciaal dubbelmassavliegwiel ontworpen. Om deze reden kan het niet op een ander type voertuig worden geïnstalleerd. Als dit gebeurt, neemt niet alleen het geluid van de transmissie toe, maar kan ook het vliegwiel zelf kapot gaan. Fabrikanten verbieden ook het in delen demonteren van het tweemassavliegwiel. Elke behandeling voor het repareren van wrijvende oppervlakken, elke "aanpassing" van het wiel is ook onaanvaardbaar.
Als het gaat om de duurzaamheid van een vliegwiel met twee massa's, is dit een lastige zaak, want hoe lang het meegaat, hangt af van veel factoren, waaronder de staat van de motor, rijstijl en type. Er zijn echter meningen dat het minstens zo lang mee moet gaan als de koppelingsplaat. Er zijn ook zulke technologische aanbevelingen dat, samen met de koppelingsset, ook het tweemassavliegwiel moet worden vervangen. Dit verhoogt natuurlijk de vervangingskosten, omdat een wiel met twee massa's niet goedkoop is. In een BMW E90 320d (163 km) is de prijs van het originele in massa geproduceerde wiel bijvoorbeeld PLN 3738, terwijl de vervanging ervan PLN 1423 kost.
