Zalety dwumasowych kół zamachowych

32 | PRAKTYKA WARSZTATOWA | MECHANIKA
36 | KONSTRUKCJE | NAPĘD
37
Trzy marki wchodzące w skład Schaeffler Group od wielu
już lat wytyczają trendy rozwoju samochodowych układów
napędowych, tworząc nie tylko nowe konstrukcje podzespołów,
lecz także wzorcowe technologie montażowe
DKZ
kątowa
podatność
± 60o max
Podmechaniki
ręcznik mecha
niki pojazdowej (cz.XIX)
Podręcznik
pojazdowej
wytłumienie drgań
Autonaprawa | Kwiecień 2014
sprzęgło z tarczą
z tłumikiem 1:0,1
Zalety dwumasowych kół zamachowych
Podwójne sprzęgło suche (odc. 1/3)
Proporcje momentów bezwładności po stronie
silnika i skrzyni biegów przy DKZ i tradycyjnym
kole zamachowym
Skutki użycia zamiennika
Przy uwzględnieniu wszystkich wcze­
śniej wymienionych okoliczności trud­
no zgodzić się z twierdzeniem, iż za­
stąpienie DKZ tzw. zestawem cztero­
elementowym jest dla pojazdu technicz­
nie nieszkodliwe, a dla jego właściciela
nawet finansowo korzystne. Błędność tej
tezy potwierdza także praktyka warsz­
tatowa dowodząca, że taka zamiana
może w krótkim czasie doprowadzić do
uszkodzenia bardzo kosztownych ele­
mentów układu przeniesienia napędu.
Odczuwalne jest również pogorszenie
komfortu jazdy, gdyż zastępcze zestawy
z jednomasowym kołem zamachowym
zdecydowanie różnią się od DKZ cha­
rakterystyką tłumienia drgań.
Poza tym każdy silnik oraz układ
przeniesienia napędu są zestrajane ze
sobą nie tylko mechanicznie, lecz także
pod względem oprogramowania elektro­
nicznych sterowników. Konsekwencją
zamiany fabrycznego DKZ na zestaw
cztero­elementowy powinno być zatem
przeprogramowanie jednostki sterują­
cej silnikiem, przede wszystkim w celu
przyspieszenia obrotów biegu jałowego.
Oprócz wspomnianego już negatywnego
wpływu zastępczej konstrukcji na trwa­
łość skrzyni biegów podobne konsekwen­
cje dotyczą takich elementów pojazdu,
jak przeguby napędowe, łożyska i zamo­
cowanie całego zespołu napędowego.
Personel samochodowych warszta­
tów naprawczych oferujących wymianę
części fabrycznych na „lepsze” ich za­
mienniki musi się liczyć z reklamacjami
klientów skarżących się na niepokojące
hałasy i wibracje, zwiększony opór peda­
łu sprzęgła itp. Będą to pretensje niestety
słuszne, gdyż w opinii specjalistów ZF
zastosowana zamiana jest dla klienta po
prostu niekorzystna.
n
* Od redakcji
Artykuł, do którego odnosi się powyższa polemika, jest stale dostępny w naszym elektronicznym wydaniu marcowym na www.e-autonaprawa.pl, więc
można do niego w każdej chwili sięgnąć dla dokonania stosownych porównań.
Niezależnie od tego otrzymaliśmy i publikujemy w bieżącym numerze opinię specjalistów reprezentujących markę LuK należącą do grupy Schaeffler.
Dotyczy ona tego samego tematu, lecz jej autor wyraźnie zaznaczył, iż nie
chce być z tego powodu uważany za stronę jakiegokolwiek publicystycznego sporu. Z naszego zaś, redakcyjnego punktu widzenia najważniejsze jest
możliwie wszechstronne i merytorycznie uargumentowane naświetlenie Czytelnikom omawianego problemu. Nie chodzi o to, by mogli oni przyznać tu
komuś ostateczną rację, lecz aby zyskali w swej warsztatowej praktyce lepszą
możliwość wyboru optymalnego rozwiązania w każdej konkretnej sytuacji.
i 7., a sprzęgło
– biegi 2., 4., 6. oraz
Jest też mniej kłopotliwe przy ewentualna dwie K2
współśrod­
Nowe konstrukcje samochodowych sil­ jednoelementowego
wsteczny.
Obydwa
sprzęgła
osadzone
są
nych naprawach, a problem chłodzenia
ników spalinowych, zapewniające wyso­ kowe części umożliwił usytuowanie po­
dwóch drgań
współosiowych
wałach wejścioudało się konstruktorom LuK-a rozwiązać
tłumika
skrętnych.
kie obroty na niskich biegach, stanowią między nimi na
wych pierwotna
przekładni:połączona
wewnętrznym pełnym
poprzez poprawę oddawania nadmiaru
spore wyzwanie dla technologii tłumienia Tak zwana masa
Rozwiązanie to, opracowane przez kon- i zewnętrznym drążonym.
ciepła bezpośrednio do atmosfery.
wału korbowego. Na
drgań w układach przeniesienia napędu. jest z kołnierzem
struktorów firmy LuK, znajduje od 2008
Wcześniej
z podobnymi
skrzyniami
Stosowane wcześniej niemal po­ niej osadzony jest wieniec zębaty roz­
roku zastosowanie w 7-biegowych skrzywspółpracowały
niektórych
konstrukcjachwyłącznie po- Konstrukcja podwójnego
wszechnie tłumiki drgań umiejscowione rusznika, a wbiegów
niach OAM typu DCT samochodów Audi,
sprzęgła suchego
sprzęgła
mokre,
referencyjny
do wielotarczowe
pomiaru
na tarczy sprzęgła osiągnęły już swój także wieniecdwójne
Seat, Škoda i Volkswagen z silnikami czyli zanurzone w oleju przekładni, co Zespół ten składa się z trzech głównych
silnika i położenia
pełny rozwojowy potencjał. W silnikach prędkości obrotowej
o momencie obrotowym do 250 Nm.
elementów: dwumasowego koła zamachosprzyjało cylindrze.
dobremu ich
chłodzeniu i poMiędzy
nowej generacji, odznaczających się wy­ tłoka w pierwszym
Dwumasowe
zamachowe
różnych
Przekładnia DCT łączy zalety automawegokoło
(DKZ),
podwójnegowsprzęgła
i mezwalało uzyskiwać
korzystny
stosunek
osadzone
są
sokim poziomem drgań skrętnych, taki masami koła zamachowego
wersjach konstrukcyjnych
tycznych i mechanicznych skrzyń biegów,
chanizmu włączającego. Jego sterowaniem
wartości
przenoszonych
momentów obroo działaniu
tłumiącorodzaj tłumienia jest niewystarczający. sprężyny łukowe
czyli komfort automatycznej pracy z moż- towych do przestrzeni zajmowanej przez
zajmuje się moduł mechatroniki, zawierawraz ze ślizgami, które
Maksymalny wzajemny skręt pomiędzy rozpraszającym
liwościami jazdy sportowej i niskim zużyjący elektroniczny sterownik, rozdzielacz
zespół
sprzęgła
w ogólnej
strukturze
poelementem nośnym okładzin ciernych służą do płynnego przesuwania się zwo­
ciem paliwa. Do zmiany przełożeń służą jazdu. Dlatego ten wariant konstrukcyjny
oleju pod ciśnieniem, pompę oleju oraz
a piastą tarczy wynosi zaledwie 8 stopni. jów sprężyn i chronią w ten sposób koło
w tej konstrukcji dwa równoległe układy stosowany jest nadal w samochodach
siłowniki sprzęgieł i skrzyni biegów.
Ponadto obecne silniki posiadają duży przed tarciem. Aby zminimalizować tar­
par kół zębatych tworzących poszczególDwumasowe koło zamachowe LuK
o dużych
mocach. Jego wadą,
ślizgi, sprężyny
zanurzone
moment obrotowy (iloczyn siły nacisku cie zwojów o z silnikami
ne biegi. Każdy układ obsługiwany jest istotną zwłaszcza przy mniejszych przenostosowane
w skrzyni biegów DCT ma
gazów na tłok i odległości osi czopa kor­ są w smarze.
oddzielnym sprzęgłem, z których podczas
konstrukcję
odmienną od standardowej.
szonych
momentach,
są
straty
energii
poW takim dwuelementowym kole za­
by od osi obrotu wału korbowego), któ­
jazdy zawsze jedno przenosi moment
Podobna jest masa pierwotna, połączowodowane poślizgiem
współpracujących
rezonansowa
ry musi przenieść tarcza sprzęgła. Roz­ machowym częstotliwość
obrotowy, podczas gdy drugie jest rozna sztywno z wałem korbowym silnika
powierzchni
oraz większa pracozostała ciernych
przeniesiona
budowane tłumiki drgań skrętnych tarczy drgań skrętnych
łączone, by umożliwić preselekcyjny wy- chłonność napraw.
i wyposażona w wewnętrzne sprężyny
sprzęgła powodują jej mechaniczne osła­ poniżej prędkości obrotowej biegu ja­
bór kolejnego biegu. Przy zmianie biegów
łukowe, umożliwiające wzajemne kątoWad
tych
nie
ma
podwójne
sprzęgło
subienie, a to nie pozwala na przeniesienie łowego. W tym zakresie silnik pracuje
Widok tylnej powierzchni masy pierwotnej
jedno sprzęgło rozłącza się równocześnie che, ponieważ nie pracuje w olejudwumasowego
obydwu mas. Masę
i dzię- we przemieszczenia
koła zamachowego
krótkotrwale tylko podczas rozruchu.
dużego momentu obrotowego.
z włączeniem drugiego, więc przenoszenie
wtórną
stanowi
natomiast
całe podwójne
ki
temu
uzyskuje
lepszy
współczynnik
Takie były powody, dla których firma Rozwiązanie to podwyższyło komfort
momentu przebiega bez odczuwalnych
sprzęgło,
łączące
się
z masą
pierwotną
sprawności,
czyli
mniejsze
zużycie
paliwa.
LuK rozpoczęła w latach 70. ubiegłego użytkowania pojazdu i ograniczyło przed­
przerw mimo zmieniających się przełożeń.
za
pośrednictwem
wieńca
zabierakowewieku pracę nad innym rodzajem tłumie­ wczesne uszkodzenia elementów przeno­
W 7-biegowej skrzyni stosowanej w pogo i współpracującego z nim pierścienia
nia drgań, czyli tak zwanym dwumaso­ szących napęd od silnika do kół.
jazdach Grupy VW sprzęgło oznaczone na
z uzębieniem wewnętrznym. Dwa zaczepy
wym kołem zamachowym (DKZ). Ge­
schemacie K1 obsługuje biegi: 1., 3., 5.
umieszczone na obwodzie tegoż pierścieneralnie ten sposób tłumienia polega na Zasady montażowe
nia opierają się o swobodne końce sprężyn
koło napędowego
zama­
przyłączeniu do wału korbowego dwóch Wymieniając dwumasowe
Schemat układu
łukowych, tworząc elastyczne sprzężenie
siedmiobiegową
pamiętać oprzekładnią
wymianie DCT
mas, które mogą się wzajemnie prze­ chowe, znależy
obu mas potrzebne do tłumienia drgań
i
podwójnym
sprzęgłem
suchym
pozostałych elementów układu sprzęgła.
mieszczać kątowo.
skrętnych. Niepożądane luzy międzyzębKompletne zestawy zawierające sprzęgło
ne w połączeniu kłów zabieraka z uzębieBudowa
(tarcza docisk, łożysko lub centralny wy­
Zestaw naprawczy LuK RepSet® DMF o jakoś­
niem wewnętrznym
pierścienia
ci wyposażenia
oryginalnego
(OE) kasowane
Firma LuK wykorzystała jedno z zadań sprzęglik) wraz
z K2
dwumasowym kołem
sprzęgło
są przez dodatkowy pierścień napinający.
koła zamachowego, które polega na po­ zamachowymsprzęgło
i śrubami
potrzebnymi do
K1
W podwójnym
sprzęgle suchym główzakup wszystkich
lepszeniu równomierności biegu silnika jego montażu są dostępne jako zestawy montażu. Jednoczesny
nym
elementem
konstrukcyjnym
jest płydzięki zgromadzeniu energii kinetycznej LuK RepSet® DMF. Są one przeznaczone niezbędnych do montażu elementów po­
ta
centralna,
sprzężona
kinematycznie
w czasie suwu pracy i oddaniu jej dla do konkretnych modeli pojazdów i stano­ zwala uniknąć ewentualnych pomyłek
(za pośrednictwem
tarczy zabierakowej,
czas poświęca­
pokonania oporów sprężania w kolej­ wią doskonałe rozwiązanie, pozwalające w doborze i zaoszczędzić
pierścienia
z uzębieniem
[1] wał pierwszego
korbowy
ny na kompletowanie komponentów. n wewnętrznym
nym cylindrze. Podział tradycyjnego koła na zakup części o jakości
Autonaprawa | Październik 2011
[2] podwójne sprzęgło
[3] wał wejściowy przekładni 1
[4] wał wejściowy przekładni 2
[5] wał zdawczy 1
[6] wał zdawczy 2
[7] wał zdawczy 3 (bieg wsteczny)
Fot. Schaeffler
Porównanie skuteczności tłumienia drgań skrętnych
przez tłumik sprężynowy w DKZ i w standardowej tarczy
sprzęgłowej
ale nie spełniło najnowszych wymogów
wynikających ze wspomnianego już
technicznego rozwoju silników i skrzyń
biegów. O ile np. Mercedes 190 (W201)
z 1992 roku z silnikiem D 2.0 przy
2700-3500 obr./min miał 75 koni mocy
oraz moment obrotowy 126 Nm, o tyle
współczesne samochody o tej samej pojem­
ności silnika, np. BMW F30 320D, osią­
gają moc 184 koni oraz moment 380 Nm
już pomiędzy 1750 a 2750 obr./min.
Ewolucji tej towarzyszy nieuchronnie
rosnąca uciążliwość drgań skrętnych ge­
nerowanych przez nowsze silniki.
Przeniesienie tłumika drgań skrętnych
z tarczy sprzęgłowej do koła zamacho­
wego oraz podzielenie tego ostatniego
na dwie części (masy) pozwala tworzyć
układy z mniejszym współczynnikiem
sztywności sprężyn, czyli z bardziej ela­
stycznym przenoszeniem momentu obro­
towego oraz z kątami wzajemnego skrętu
części układu napędowego dochodzący­
mi do 60 stopni. Ponadto zastosowanie
specjalnych smarów umożliwia redukcję
tarcia wewnętrznego oraz dodatkowe tłu­
mienie hydrokinetyczne. Przekłada się to
na możliwość jazdy z mniejszymi pręd­
kościami obrotowymi na poszczególnych
biegach, czyli na ograniczenie emisji spa­
lin i zużycia paliwa nawet o 5%.
Nowe manualne skrzynie biegów rów­
nież dostosowywane są konstrukcyjnie
do współpracy z DKZ, umożliwiającej
smarowanie przekładni olejami synte­
tycznymi o niższej lepkości i wprowadza­
nie nowoczesnych synchronizatorów wy­
korzystujących węglowe elementy cierne.
sprzęgło
z DKZ 1:1
drgania na wejściu
skrzyni biegów
Fot. Schaeffler
drgania na wyjściu
nowoczesnych silników
Fot. ZF Services
Tłumik
w tarczy
kątowa
podatność
± 20o max
NAPĘD | KONSTRUKCJE |
Autonaprawa | Kwiecień 2014