Dvouhmotový setrvačník
Dvouhmotový setrvačník plní stejnou funkci jako klasický jednohmotový setrvačník. Hmotnost dvouhmotového setrvačníku je však rozdělena na dvě. Přičemž hlavní těžká část je spojena s klikovou hřídelí pružně. Díky tomuto řešení přenáší dvouhmotový setrvačník svoji kinetickou energii konstantně a tlumí torzní kmitání.
V osmdesátých letech se vývoj zaměřil na zvýšení efektivity vozidel prostřednictvím optimalizace hmotnosti a snížení tření v hnacím systému. Zároveň se do osobních automobilů začaly více prosazovat dieselové agregáty a narostly hodnoty točivých momentů. Snížení tření v kombinaci s nárůstem nerovnoměrnosti otáčení především dieselových motorů zvyšovalo vibrace a hluky převodovky. Výkonné agregáty vyvolávaly torzní kmitání přenášející se do karoserie a tento neklid zhoršoval komfort cestování. Firma LuK přišla s řešením ve formě dvouhmotového setrvačníku ZMS (Zweimassenschwungrad). Dvouhmotový setrvačník se začal sériově vyrábět v roce 1985, nejdříve byl montován do vozidel vyšší třídy. První automobilkou, která projevila zájem o tento nový konstrukční prvek, byla automobilka BMW.
Obě oddělené hmoty dvouhmotového setrvačníku jsou vzájemně spojeny systémem pružinových tlumičů, čímž jsou vibrace motoru utlumeny. Dvouhmotový setrvačník tedy umožňuje komfortní jízdu i za nízkých otáček, kdy se nerovnoměrnost chodu motoru projevuje nejvíce. Hmotnost setrvačníku je závislá na konkrétní konstrukci pro daný automobil, ale v průměru se pohybuje mezi 15 – 20 kg.
Princip
Vlivem nerovnoměrného rotačního pohybu klikové hřídele podmíněného systémem zapalování vznikají v agregátu torzní kmity. Tyto kmity se přenášejí do převodovky a vytvářejí hluk vznikající vzájemným narážením ozubených kol bez zatížení. Přes uložení agregátu je pak tento hluk veden do karoserie. Díky použití torzních tlumičů, které umožní omezené elastické pootočení mezi klikovou hřídelí a vstupní hřídelí převodovky, lze tyto nepříznivé projevy snížit. U běžné spojky je torzní tlumič umístěn i ve spojkové lamele. U řady vozidel je však zbytkový nerovnoměrný krouticí moment příliš velký a je nutné použít dvouhmotový setrvačník.
Hmota setrvačníku je rozdělena na primární a sekundární. Primární část setrvačníku je sešroubována s klikovou hřídelí. Sekundární část je otočně uložena pomocí kluzného ložiska na primární části setrvačníku. Sekundární část zároveň vytváří třecí plochu pro lamelovou spojku. Sekundární hmota musí být uložena v toku momentu před spojkou, protože jinak by se musela při každém řazení synchronizovat. Pootáčení mezi primární a sekundární částí pomáhají planetová kola. Pružiny jsou zapojeny sériově na největším průměru. Převedení síly pružin je realizováno pomocí kluzných patek. Je tedy možné použít běžné přímé šroubové pružiny. Sériové uspořádání pružin umožňuje kombinaci různých pružin a tím dosáhnout potřebnou pružinovou charakteristiku. Pokud jsou pružiny unavené nebo poškození závada se projevuje formou úderů při řazení. V krajních polohách natočení setrvačníku jsou umístěny dorazy.
Energie setrvačníku
Kinetická energie Ek vázaná v rotujícím setrvačníku se vypočte podle následujícího vztahu:
Ek = 1/2 · J · ω2,
kde J je moment setrvačnosti tělesa vzhledem k ose otáčení, ω je úhlová rychlost, s kterou se těleso otáčí.
Foto: www.sachs.de, archiv Škoda Auto a.s.
Klíčová slova: setrvačník, plynulost chodu motoru, dvouhmotový setrvačník, ZMS, dual-mass flywheel
