A kéttömegű lendkerék működése és fontossága
A kéttömegű lendkerék (angolul: Dual Mass Flywheel, DMF; németül: Zwei Massen Schwungrad, ZMS) egy megosztó alkatrész az autókban. Egyesek szerint nagyszerű, mert nem rángat az autó induláskor, míg mások szerint az autógyárak és alkatrészgyártók átverése a magas ára miatt. Valószínűleg mindkét tábornak igaza van, ezért most alaposan megvizsgáljuk ezt az alkatrészt.
Mielőtt belemerülnénk a részletekbe, fontos megérteni a lendkerék alapvető funkcióját. A lendkerék a motor és a sebességváltó között helyezkedik el, és fontos része a kuplungnak. Fixen rögzítve van a motor főtengelyéhez.
A lendkerék szerepe hasonló a gyerekkori játékokban lévő lendkerékhez. Emlékezzünk vissza, a kisautóban a lendkerék segített abban, hogy minél tovább guruljon, ha jól felpörgettük. Az elv itt is hasonló: amikor a motor működésének bizonyos pontján nincs munkavégzés, a lendkerék erőtárolóként visszaadja a motornak a fordulatot, segítve a továbbfordulást.
Két fő típusa létezik: az egytömegű és a kéttömegű. Az egytömegű egy egyszerű, kiegyensúlyozott vasdarab, melyre a kuplungot és az indításhoz szükséges fogas koszorút helyezik fel. A kéttömegű lendkerék azonban ennél bonyolultabb.
Azért született meg a kéttömegű lendkerék, mert a dízelmotorok erőteljesen fejlődtek, és az autóvezetők komfortigénye nőtt, hogy induláskor ne rángasson az autó. Hagyományos, fix lendkerék esetén a rendelkezésre álló nyomatékok 50-70 LE esetén gond nélkül átmentek a hajtásláncon, meghajtva a kereket. A korszerűsödő motorok azonban egyre nyomatékosabbak lettek, így kisebb fordulaton is le tudják adni ezt a nyomatékot, valamint a motorok működési elvéből adódó ciklikus rezgések is problémát okoztak.
Motorfelni tudnivalók BMW tulajoknak
Egy négyhengeres motor esetében fél fordulatonként van egy munkaütem, ami nyomatékpulzálást hoz létre a főtengelyen, és ezt kell az erőátviteli rendszernek feldolgoznia. Egy háromhengeres dízel esetében még rosszabb a helyzet. Ezért vált szükségessé a kéttömegű lendkerék, hogy ezt a nagy nyomatékkülönbséget feldolgozza, és kényelmesen használhassuk a nyomatékos autónkat. Ritkán beszélünk a motor indításakor fellépő nagy rezonanciáról, ami a lendkeréknek egy másik nagy feladata ezt elcsillapítani. Az indítómotoroknak is jelentősen fejlődniük kellett, hogy beindítsák az új dízeleinket. A régiekhez elég volt 35-45 Nm, az újakhoz 75-85 Nm kell. Ez részben segít az indulási tehetetlenség legyőzésében és a keletkező rezonanciákban, de ezen felül már csak ez az új lendkerék segített.
A kéttömegű lendkerék futásteljesítményét pontosan nem lehet megmondani, de a tapasztalatok alapján 100-300 ezer kilométer között van. Ezt a megoldást a LUK találta ki, és sokáig más gyártó nem is alkalmazta, majd később megjelent a Sachs is saját programjával, majd a Valeo.
A lendkerék felépítése egyszerű: a két lendkerékrész között egy-egy előfeszített rugó van. Az elsődleges lendkerék a főtengelyre van rögzítve, míg a másodlagos lendkerékre megy rá a kuplungszerkezet, abba a kuplungtárcsa, és a szerkezetet mozgató kinyomócsapágy. Akár 90 fokos elfordulás is lehet a két lendkerék között, amit a kuplunggyártók állítanak be a gyárral kooperálva.
Fontos megjegyezni, hogy néha megkeresnek, hogy már megint szétment az autó lendkereke egy kis chiptuning után. Ennek oka egyszerű: például egy Volkswagen Passat 115 le PdTdi változata gyárilag 285 Nm nyomatékot tud produkálni. Természetesen a lendkerék túl van méretezve, amit az előfeszített rugóval tudnak szabályozni az összeszerelés előtt, mondjuk 370 Nm-re (ezt nem tudjuk pontosan, ez csak tipp, de úgy tudjuk, 30% ráhagyás van). Ha felhúzzuk a motor teljesítményét, előfordulhat, hogy túllőjük ezen a 370 Nm-en, és a rugó elkezd túlfeszülni, ami töréshez vagy folyamatos "lágyuláshoz" vezethet.
A Schaeffler csoporthoz tartozó LuK vállalat több mint 25 éve gyárt kéttömegű lendítőkerekeket. Az első sorozatgyártást a BMW-vel közösen indították, és az E30-as, 325i modellt szerelték az új termékkel. A '90-es évek végén rohamosan indult meg a kereslet a kéttömegű lendkerekek iránt, főleg a dízelmotorral hajtott gépjárművek esetén.
V70 tanksapka ajtó motor javítás
A 2000-es évek közepére a technológia elérte csúcspontját, viszont kis motorfordulatszám esetén még nem volt elég hatásos, a motorok nyomatéka és az akusztikai elvárások pedig növekedtek. Ezért fejlesztette ki az LuK és a BMW az ingás lengésfojtó kéttömegű lendkereket.
Az új módszernek csak alkalmazásmódja nevezhető újnak, hiszen az ingás lengésfojtást már régóta használják vadászgépek belső égésű motorjainak főtengelyén és helikopterek rotorjaiban, de találkozhattunk már gépjárműmotorok forgattyús tengelyén ingás ellensúlyokkal.
Ma nagy darabszámban készülnek kisméretű és kis lökettérfogatú feltöltött motorok, melyek nyomatéka és teljesítménye a nagyobbakéval vetekszik. A kis mérethez társuló nagy erők és torziós lengések erős igénybevételt jelentenek az alkatrészeknek, és rontják az akusztikai és komfortjellemzőket.
A torziós lengések csillapítása érdekében alkották meg a kéttömegű lendkereket, amelyek az alapjárati és a fölötti fordulatszámok esetén képesek csökkenteni a lengéseket, viszont kis motorfordulatszám esetén, motorindításkor és motorleállításkor nem elég hatékonyak. A "downsizing" mellett ugyanakkor legalább annyira elterjedőben van a downspeeding, a fordulatszám-csökkentés, azaz a motor minél kisebb fordulaton való használata és a start-stop rendszerek, melyeknek köszönhetően a torziós lengések szempontjából kritikus tartományban többet tartózkodik a motor. Az igény tehát egyértelmű.
Most nézzük meg az LuK válaszát, az ingás lengésfojtó kéttömegű lendkereket.
Chiptuning a Mercedes E 270 CDI-hez
Szerkezetileg a felépítése hasonlít a hagyományos kéttömegű lendkerekére, annyi különbséggel, hogy egy harmadik tömeget helyeznek el az erőfolyamon kívülre, ami a torziós lengések után halad, ezzel fojtva azokat. Ahogy a lengés elindul, ballasztként kell magával húznia az ingás tömeget, így nem képes elérni a teljes amplitúdóját a lengés irányváltásáig. Amint az irányváltás megtörténik, a tehetetlenségénél fogva a lengő tömeg ismét az őt mozgásban tartó, mondhatni, hogy a mozgását gerjesztő, lengés ellen fog dolgozni.
A lengéscsillapításnak azért is egy gazdaságos megoldása ez, mivel nem is hagyunk nagy lengést kialakulni, már az előtt elfojtjuk. A csillapító erő nagysága a centripetális erőtől függ, ami pedig a forgási sebességgel van összefüggésben, így egy fordulatszámhoz kötődő csillapítást kapunk, így nem csak egy bizonyos frekvencián lesz hatékony a lengések fojtása.
Az első rendben ébredő torziós lengések a kéttömegű lendkerék primer tömegére helyezett ingával tehát (elméletileg) teljes mértékben kiolthatók. Ha második rendben is szeretnénk kiegyenlíteni a lengéseket (és nem szeretnénk a tengelykapcsoló egység méretét növelni), akkor egy újabb lengő tömeget kell elhelyezni a váltó oldali tömegre. Ezzel a megoldással a motor torziós lengéseinek 80-90%-a kioltható a teljes üzemi tartományban, ami a váltómű és a hajtáslánc minden elemének élettartamát növeli.
2002-ben mutatta be az LuK az első prototípust, majd 6 évvel később debütált az első sorozatgyártású ingás lengésfojtó kéttömegű lendkerék a BMW 330d és a 320d Efficient Dynamics Edition modellekben. Az inga bifiláris, azaz két forgási középponttal rendelkezik, ezzel hozva létre a síkban való mozgást. A csillapító tömegek bab formájú horonyban megvezetett csavarokkal vannak rögzítve. A horony formája határozza meg az ingás lengésfojtó rendjét.
Az inga szabad mozgását minden körülmény között biztosítani kell, hiszen, ha akadályozgatott a mozgása, akkor a hatásfoka is csökken. Így a súrlódás is nagyon fontos tényező, melynek csökkentésével a lengéskioltás hatékonyabb. Ha kis hely áll rendelkezésre, az ingát biztonságosan az ívelt rugó alatt is el lehet helyezni, de ha nagyobb a hely, akkor érdemes a kéttömegű lendkerék primer tömege mellé vagy a tengelykapcsoló házára helyezni a nagyobb effektív sugár elérése érdekében.
Ezzel már össze tudjuk foglalni a kéttömegű lendkerék előnyeit, amiket nyújt számunkra:
- csillapítja a motor rezgését
- csökkenti a zajt
- védi a kuplung szett alkatrészeit
- védi a váltó alkatrészeit
- komfortosabb indulás
- lehetővé teszi az alacsony fordulatszámon való vezetést, amivel üzemanyagot spórolunk
Az eddig látottak és halottak után már kijelenthetjük, hogy egy erős dízelmotornak kell, hogy legyen ott egy kéttömegű lendkerék, mert szétveri az egész hajtásláncunkat, ha nincs. Ezeket az autókat így tervezték és tapasztalatunk szerint a fix lendkerekes autók futásteljesítménye igen csekély, nálunk egy éven belül mindig visszakerült a fix lendkerekesre átalakított kuplung, így azt nyugodt szívvel senkinek sem ajánlom. Tudom olcsóbb megoldás a fix, de ahova ajtót terveztek nem rakhatunk két ablakot.
Megjelent, ha lehet így mondani a második generációja a lendkerekeknek. Ennek lényege, hogy az agyhoz közel bekerült egy pár bolygókerék a kettős tömegű lendkerékbe. Ez az újítás még stabilabbá teszi a működését minden fordulatszám és sebesség tartományban.
A közhitben a kéttömegű lendkerék komoly lidércként él. Ahogyan a bevezetőben szó esett róla, néhány típusnál kifejezetten gyakori és korai az ilyen meghibásodás - azt azonban ne felejtsük el, hogy a magyar gépjárműpark jelentős része visszatekert kilométer-számlálóval fut. Igen sok viszont (főképp a dízelek körében) a teljesítménynövelt autó, amelyek megnövekedett nyomatéka nem használ a lendkeréknek. Ennek fényében a valós 400-450 ezer kilométer után széthulló lendkerék nem tűnik már olyan borzalmasnak.
A DMF meghibásodásának legjellemzőbb jele a leálláskor hallható erős koppanás. Ha ön ezzel a jelenséggel találkozik, két út közül választhat. Kezdheti számolni a húszezreseket, és nézelődhet akciós lendkerék után, vagy választhatja a kevésbé fogyasztói megoldást, a fixlendkerekes szettet. Ez rengeteg típushoz elérhető, és a klasszikus egytömegű lendkerék mellett torziós rugóval ellátott kuplungtárcsát tartalmaz. Ideiglenes költségkímélő megoldásnak megfelel, ám két hátránya van. Egyrészt közel sem képes ellátni azt a rezgéscsillapító szerepet, amelyet kéttömegű társa.
A kéttömegű lendkeréknek van egy kevésbé ismert hatása is. A fizikából ismert sajátrezgés és gerjesztett rezgés fogalmát most nem boncolgatnánk, de aki volt katona, bizonyára emlékszik arra a homályos magyarázatra, miért is nem menetelünk egyszerre a hídon. A motornak is van (számos) sajátfrekvenciája, és ezeket - elkerülendő a motorikus "hídszakadást" - lehetőség szerint úgy kell hangolni már a motor tervezésekor, hogy kívül essen az üzemi tartományon.
Mellesleg, mint minden rendszernek, a DMF-nek is van sajátfrekvenciája, ez nagyjából a 300 f/p perc tartományba esik. Mivel ez éppen az átlagos önindító üzemi fordulatszáma és az átlagos motor alapjárata közé esik, ezért minden egyes indítás és leállítás során egy vékony tűt szúrunk a lendkerék szívébe. Így tehát a taxik, oktatóautók a fokozottan veszélyeztetett fajok közé tartoznak, ők a gyakori(bb) és rövid(ebb) utak miatt valószínűleg hamarabb kivégzik a torziós szerkezetet. Hasonló okokból a Start/Stop automatikával szerelt „civil” autók sem aludhatnak nyugodtan, ha DMF forog a motor és a váltó között.
Tehát, kedves olvasó, szögezzük le, a kéttömegű lendkerék alapvetően hasznos fejlesztés, legalábbis annyiban, hogy követi a fogyasztói igényeket. Persze 20-30 évvel ezelőtt a Zsiguliban sem volt, mint ahogyan ABS sem és klíma sem, ma a többség mégsem Zsigulival jár.
Peugeot 407 kettős tömegű lendítőkerék meghibásodás 2.
Mikor kezdjek gyanakodni, hogy nem jó a kéttömegű lendkerekem?
Vannak félreérthetetlen jelek és vannak, amikből sejteni lehet, hogy csere lesz, mert arról még nem beszéltünk, hogy a lendkereket javítani nem lehet. Tehát ha:
- nehézkesebbé válik a váltás
- lassan elkezd zajosodni a váltás
- alapjárati zajok
- alapjárati remegés
- hideg induláskori zaj és "nyögések"
- leállításkor remegés és csörömpölő zaj
- az autó beindítása közbeni fulladás, valami lefogja a motort, akkor baj van vagy lesz.
A kipurcanni akaró lendkereket úgy képzeljük, el mintha egy kép le akarna esni a falról, mintha le akarna csúszni a szegről.
Hogyan óvjuk a kettős tömegű lendkereket?
- Próbáljuk mérsékelni az indítások számát, a taxi üzemmódot.
- Kerüljük a túl nagy és a túl alacsony sebességet, pontosabban inkább úgy fogalmaznék az alacsony és magas fordulatszámot. 1000-1200 körüli fordulatszámon használva a korszerű dízelmotorunkat bejönnek azok a fránya vibrációk, amikről már beszéltünk.
- Rossz állapotú befecskendező rendszer. Ha a befecskendezés pontosságát befolyásoló jeladó, érzékelő vagy akár porlasztócsúcs tönkre megy. Ez már kemény dió megállapítani, hogy a kettős tömegű lendkerék miért is ment tönkre. Ha például egy henger kevesebb vagy több naftát rossz időben kap meg, akkor kialakul egy plusz rezonancia, amit a lendkerék lekezel, a saját élete árán is. Tartsuk karban az autónkat!
A Kettős tömegű lendkerék cseréjéhez, már igen komoly felszereléssel és tudással kel rendelkezni. Rengeteg olyan autó van a mai nap is a közlekedésben, amelyiknek a főtengely fordulatszámot /pontosabban a jelet/ a lendkerék hátuljáról vesz le.
A szerelést itt is a megszokott alap mozdulattal az akku eltávolításával kezdjük. Mivel a lendkerék a kuplunggal egy helyen van, kvázi mint a kuplungozási műveletnél mindent le kell bontani.
Általában le kell bontani az első futóművet, rúdfej, talpas ki, majd ki a komplett gólyaláb. Minden elektromos vezetéket ami a váltó körül van eltávolítjuk.
A motort felülről motortartó állvánnyal felfüggesztjük. Érdemes megvizsgálni mielőtt ezt megtennénk, mert sok esetben a kormánymű is ezen helyezkedik el.
Kiszedjük a váltó összes felfogató csavarját, elkötjük a tartó bakokat, és a váltó tartó segítségével leeresztjük a váltót.
Itt jegyezném meg, hogy egy lelkiismeretes szerelő azt mondja hogy cseréljük ki a szettet is. Nyilván ilyenkor az autó tulajdonosnak az jut az eszébe, hogy "biztos csak le akar húzni, hogy többet keressen", de ez pont hogy nem így van. Egy autószerelőnek az a jó ha minél több munkája van. Ha te nem kéred a kuplung cseréjét, ő visszateszi a régi alkatrészt, neki nem akadály. Szerencsésebb esetben csak a kuplungot kell cserélni.
Leszereljük a kettős tömegűt és a lendkerék két oldalát megvizsgáljuk. Megnézzük hogy milyen a régi lendkerék kuplung viszony.
Gondoljunk bele, hogy az a két tömegű amit a szerelő most kiszerelt, ment mondjuk 210 ezer km-t meg mondjuk 8 évet. Ha a használt kuplungot teszem vissza menni fog ugyan ennyit? Biztos hogy nem.
Ha belegondolunk, a kéttömegű cseréje nagyjából olyan 80.000 ft-150.000 ft + áfa költségbe kerül. A javítás miatt a kuplung le kerül, neki mindegy mit tesz vissza.
Érdemes mindent egyben cserélni. Rövid válaszom, igen. Bővebben esetleg elkerülhetjük a kuplung szett cseréjét, de ne felejtsük el, hogy együtt dolgoznak, együtt kopnak ezek az alkatrészek. A cipőnkből sem csak az egyiket cseréljük! Bár ez egy kicsit képzavar, de szerintem érthető.
A kéttömegű lendkerék hiba már nagyon sokszor előfordul, mely úgy néz ki, hogy a konstruktőrök szerint sem megfelelő. Nyilván a vezetési stílus és a kuplung használata sokat befolyásol, de azt beláthatjuk, hogy a régi egy tömegű lendkerék egyszerű és egyben nagyszerű volt.
Ezeket a lendkerekeket nagyjából 150-200 ezer km-t általában cserélni kell.
Ha jól megfigyeljük mindjárt kb. Én azt tanácsolom érdemes mindent egyben cserélni.
