Dvojhmotový zotrvačník

Dvojhmotový zotrvačník plní rovnakú funkciu ako klasický jednohmotový zotrvačník. Hmotnosť dvojhmotového zotrvačníka je však rozdelená na dve časti, pričom hlavná ťažká časť je pružne spojená s kľukovým hriadeľom. Vďaka tomuto riešeniu dvojhmotový zotrvačník prenáša svoju kinetickú energiu plynule a tlmí torzné kmitanie.

V osemdesiatych rokoch sa vývoj zameral na zvyšovanie efektivity vozidiel prostredníctvom optimalizácie hmotnosti a znižovania trenia v hnacom ústrojenstve. Zároveň sa v osobných automobiloch začali vo väčšej miere presadzovať dieselové agregáty a rástli hodnoty krútiaceho momentu. Zníženie trenia v kombinácii s nárastom nerovnomernosti otáčania, najmä pri dieselových motoroch, zvyšovalo vibrácie a hluk prevodovky. Výkonné agregáty vyvolávali torzné kmity prenášajúce sa do karosérie, čo znižovalo komfort jazdy. Spoločnosť LuK prišla s riešením vo forme dvojhmotového zotrvačníka ZMS (Zweimassenschwungrad). Dvojhmotový zotrvačník sa začal sériovo vyrábať v roku 1985 a spočiatku sa montoval do vozidiel vyššej triedy. Prvou automobilkou, ktorá prejavila záujem o tento nový konštrukčný prvok, bola automobilka BMW.

Obe oddelené hmoty dvojhmotového zotrvačníka sú navzájom spojené systémom pružinových tlmičov, čím sa tlmia vibrácie motora. Dvojhmotový zotrvačník tak umožňuje komfortnú jazdu aj pri nízkych otáčkach, keď sa nerovnomernosť chodu motora prejavuje najviac. Hmotnosť zotrvačníka závisí od konkrétnej konštrukcie pre dané vozidlo, v priemere sa však pohybuje medzi 15 – 20 kg.

Princíp

V dôsledku nerovnomerného rotačného pohybu kľukového hriadeľa, podmieneného systémom zapaľovania, vznikajú v agregáte torzné kmity. Tieto kmity sa prenášajú do prevodovky a vytvárajú hluk vznikajúci vzájomným narážaním nezaťažených ozubených kolies. Prostredníctvom uloženia agregátu sa tento hluk následne prenáša do karosérie. Vďaka použitiu torzných tlmičov, ktoré umožňujú obmedzené elastické pootočenie medzi kľukovým hriadeľom a vstupným hriadeľom prevodovky, možno tieto nepriaznivé prejavy znížiť. Pri bežnej spojke je torzný tlmič umiestnený aj v spojkovej lamele. Pri mnohých vozidlách je však zvyškový nerovnomerný krútiaci moment príliš veľký a je potrebné použiť dvojhmotový zotrvačník.Hmota zotrvačníka je rozdelená na primárnu a sekundárnu. Primárna časť zotrvačníka je priskrutkovaná ku kľukovému hriadeľu. Sekundárna časť je otočne uložená pomocou klzného ložiska na primárnej časti zotrvačníka. Sekundárna časť zároveň vytvára treciu plochu pre lamelovú spojku. Sekundárna hmota musí byť uložená v toku momentu pred spojkou, inak by sa musela pri každom radení synchronizovať. Pootočenie medzi primárnou a sekundárnou časťou zabezpečujú planetové kolesá. Pružiny sú zapojené sériovo na najväčšom priemere. Prenos sily pružín je realizovaný pomocou klzných pätiek, čo umožňuje použitie bežných priamych skrutkových pružín. Sériové usporiadanie pružín umožňuje kombináciu rôznych pružín a tým dosiahnutie požadovanej pružinovej charakteristiky. Ak sú pružiny unavené alebo poškodené, porucha sa prejavuje údermi pri radení. V krajných polohách natočenia zotrvačníka sú umiestnené dorazy.

Energia zotrvačníka

Kinetická energia E_k viazaná v rotujúcom zotrvačníku sa vypočíta podľa nasledujúceho vzťahu:

E_k = 1/2 · J · ω²,

kde J je moment zotrvačnosti telesa vzhľadom na os otáčania a ω je uhlová rýchlosť, ktorou sa teleso otáča.