Atsarginių dalių rinkoje galite rasti dviejų masių smagračio pakaitalus, kuriuos siūlo kaip komplektą, susidedantį iš vieno standartinio smagračio ir tradicinio sankabos komplekto su elastiniu sankabos disku ir sukamosios vibracijos slopintuvu. Ar tokie pakaitalai gali būti naudojami šiuolaikiniuose varikliuose? Pristatome „ZF“ specialistų poziciją.

Dviejų masių smagratis ar pakaitalas? Problemos genezė.

Kodėl šiuolaikinių transporto priemonių gamintojai siekdami sumažinti gamybos kaštus, nenaudoja pigesnio sprendimo, kuris yra gerai žinomas kaip standartinis smagratis su elastiniu sankabos disku? Tokio elemento pakeitimas senesnėse transporto priemonėse nesukėlė jokių didelių problemų.

Dviejų masių smagračiai serijinei gamybai buvo pristatyti 1980 metų pabaigoje ir šiandien naudojami perdavimo sistemose 75% lengvųjų automobilių bei komercių virš 7 tonų ir 430 mm skersmens.

Dviejų masių smagratis buvo įvestas ne tik dėl automobilių komforto ir dėl geresnio vibracijos filtravimo perdavimo sistemoje, bet ir kitais aspektais. Tai buvo naujų technologijų įdiegimas transporto priemonių energijos sistemose, dėl ko padidėja įpurškimo slėgis, ypač transporto priemonėse su dyzeliniais varikliais. Įtakos taip pat turėjo ketaus liejinių pakeitimas naujomis, lengvesnėmis medžiagomis, skirtomis sumažinti transporto priemonių masę (pvz. aliuminio bei magnio lydiniai, kurie sukėlė problemų dėl jų prasto gebėjimo slopinti vibraciją) ir mažesnių išmetamųjų teršalų emisijos, susijusios  su vadinamais EUO standartais, siekimas ir pristatomais nuo 90-jų metų pradžios. Čia būtina prisiminti, kad kiekviena kita norma yra vis griežtesnė ir griežtesnė už ankstesnę. Be to naudojant pavarų perjungimą su vis didėjančiu pavarų skaičiumi (šiandien „ZF“ gamina rankines pavaras su 7 bėgiais) sukėlė problemų dėl rezonansinių vibracijų, ypač pasireiškiančių tuščiosios eigos diapozone bei mažomis apsukomis ir palankiomis kuro taupymo sąlygomis.

Kaip veikia dviejų masių smagratis?

Naudojant dviejų masių smagratį, rezonansinės vibracijos gali būti perduodamos gerokai žemiau tuščiosios eigos. Čia reikėtų prisiminti, kad variklio ir pavarų dėžės inercijos momentų santykis tradicinėse senesnėse transporto priemonėse su standartiniu vieno smagračio varikliu, prie variklio sukelta  vibracija  prisideda prie krumpliaračių  beldimo ir caksėjimo garso.

Slopintuvo pastatymas sankabos diskuose, pastaruosiuose trijų etapų versijose, leido ne tik perkelti rezonansinius virpesius į mažesnių apsukų diapozoną, bet įvykdė savo užduotis senesnėse perdavimo sistemų konstrukcijose, kuriose tokių didelių apkrovų nebuvo. Po to susidarė tokios stiprios vibracijos daug lengvesnėse, bet daug galingesnėse transporto priemonių konstrukcijose. Pavyzdys: Mercedes 190 (W201) 1992 metų su varikliu D 2.0 turėjo 75 AJ bei 126 Nm sukimo momentą esant 2700-3500 aps/min. Dabartiniai tos pačios galios automobiliai pasiekia didesnę galią: pvz. BMW F30 320D su varikliu 2.0 pasiekia galią 184 AJ bei 380 Nm jau tarp 1750 ir 2750 aps/min.

Sukamosios vibracijos slopintuvo  pernešimas iš sankabos disko į smagratį ir padalinimas į dvi dalis (mases), leido pritaikyti spyruoklių sistemą su mažesniu spyruokliniu standumo koeficientu, jo elastinis veikimas ir sukimo kampas siekia 60°, be to, yra specialūs sukurti tepalai, kurie mažina vidinę sistemos trintį, tuo pačiu papildomai slopina hidrokinetiškai. Naujausi dviejų masių smagračiai  „SACHS“ pagaminti „ZF“ koncerno gali būti iki 6 slopinimo laipsnių.

Keičiant inercijos santykį ir įvedant efektyvesnį vibracijos slopintuvą, esantį pačiame smagratyje, rezonansinių vibracijų diapozonas nukreipiamas į variklio tuščios eigos apsukų skaičių, artimą starterio apsukų intervalui. Šiandienos automobiliai su dviejų masių smagračiu  dirba ne tik 700-800 aps./min tuščioje eigoje, bet ir leidžia važiuoti su mažesnėms apsukomis atskirose pavarose, o tai padeda ne tik sumažinti išmetamų teršalų kiekį, bet ir leidžia sutaupyti degalų suvartojimą. Jų galima sutaupyti 5% dėl dviejų masių smagračio.

Reikia paminėti, jog šiandieninės mechaninės pavarų dėžės taip pat gali naudoti dviejų masių smagratį ir atsižvelgti į retų sintetinių alyvų naudojimą  šiose transmisijose ir naujausius modelius ne tik sinchronizatorių, kur lėtai, kaip trinties elementas, molibdenas pakeičiamas anglies pluoštu, bet ir naudoti lengvuosius lydinius, kurie ne tik sumažina transporto priemonės svorį, bet yra labiau linkę perduoti virpesius į kitus variklio ir kėbulo sistemų komponentus.

Keturių elementų komplektas su vieno elemento dviejų masių smagračiu – ar verta?

Čia mes grįžtame prie mūsų temos, ar vietoje dviejų masių smagračio galima naudoti keturių elementų komplektą  su vienos masės smagračiu ir sukamosios vibracijos slopintuvu sankabos diske? Žinoma galite, bet turėtumėte atsižvelgti į pasekmes, kurios gali pasireikšti po tokio pakeitimo, kurios iškart, ar po laiko, gali būti elementų pažeidimo priežastimi  perdavimo sistemose. Šiandienos pavarų dėžių konstrukcijos yra perkraunamos tokiais komplektais, o tai dar labiau paskatina jų greitesnį susidėvėjimą. Komplektai su vieno elemento dviejų masių ratu – labai skiriasi nuo vibracinio slopinimo charakteristikų, palyginti su dvigubos masės smagračiu.

Reikia atkreipti dėmesį į tai, kad kiekvienas pavaros mechanizmas bei perdavimo mechanizmas yra ne tik mechaniškai suderintas, bet ir  programiškai, o naudojant dviejų masių smagratį, galima naudoti ne tik žemesnės tuščios eigos apsukas, bet ir naudoti mažesnes apsukas važiuojant. Šiuolaikinėse moderniose transmisijose dėl dviejų masių smagračio šis skirtumas gali siekti iki 500 aps./min. Tai leidžia žymiai sutaupyti degalų.

Žinoma, pakeičiant gamykloje dviejų masių smagratį į taip vadinamą keturių elementų rinkinį, reikės keisti variklio valdymo įtaiso programinę įrangą ir, visų pirma, padidinti tuščios eigos apsukas.

Vienos masės smagračio naudojimas taip pat padidina perdavimo sistemos elementų susidėvėjimą. Jis veikia pavarų dėžės susidėvėjimą (greitesnis sinchronizatorių bei kitų elementų susidėvėjimas), didesnė vibracija perduodama į išorinius elementus, todėl sumažėja komfortas. Tai gali turėti įtakos tokiems perdavimo elementams kaip pavara arba transmisijos guoliai. Be to, dirbtuvėse reikia atsižvelgti į galimus klientų skundus dėl didelės šalutinių poveikių tikimybės, naudojant keturių elementų rinkinį. Tai gali būti: bildesys, terškėjimas, triukšmas važiuojant, padidėjusi vibracija arba triukšmas tuščioje eigoje. Taip pat su įprasto sankabos disko pakeitimu padidėja jėga su kuria reikia įspausti sankabos pedalą, taip pat gali pasitaikyti klaidingas triukšmo interpretavimas, pvz. pažeistas guolis, ir be jokios abejonės sumažėja komfortas.

„ZF“ specialistų nuomone, keturių detalių sankaba su standžiu smagračiu neturėtų būti naudojama kaip dviejų masių smagračio pakaitalas. Tačiau tuo atveju, jei buvo pasirinktas toks sprendimas, reikėtų atidžiai užtikrinti, kad kitos transporto priemonės sudedamosios dalys būtų sureguliuotos dirbti tokioje perdavimo sistemoje, tai yra brangu ir sudėtinga. Apriboti save tik mechaniniu dviejų masių smagračio pakeitimu į vienos masės (kuris teoriškai yra pigesnis sprendimas), daugeliu atvejų ateityje sukuria papildomas išlaidas, susijusias su ankstesniu sankabos pakeitimu, tokias kaip remontas ar greičių dėžės pakeitimas.