Koło zamachowe - czym jest i jak działa?
Każdy, kto choć raz zgłębiał zasadę działania silnika spalinowego, wie, że aby układ napędzania mógł pracować prawidłowo, potrzebny jest element, który zmagazynuje energię kinetyczną i wykorzysta ją do podtrzymania ruchu wału korbowego podczas suwów silnika innych niż praca. Funkcję tę spełnia koło zamachowe. Co to za element?
Do czego służy? Czym różni się sztywne koło zamachowe od dwumasowego koła zamachowego? Wyjaśniamy te tematy w poniższym artykule.
Koło zamachowe - zastosowanie
Czym właściwie jest koło zamachowe? Jest to żelazny talerz przytwierdzony za pomocą śrub do kołnierza zdawczego - czyli końca wału korbowego wyprowadzonego z silnika. Podstawowym zadaniem koła zamachowego jest gromadzenie energii kinetycznej aby umożliwić wykonanie suwów pomocniczych silnika - ssania, sprężania i wydechu. Do prawidłowej pracy jednostki napędowej potrzebna jest siła dostarczana z zewnątrz, która podtrzyma ruch silnika i będzie zapobiegać wahaniom chwilowej prędkości kątowej wału korbowego. Dzięki swoim dużym momencie bezwładności, koło zamachowe świetnie sprawdza się w tej roli.
Można więc powiedzieć, że koło zamachowe jest prostym akumulatorem mechanicznym gromadzącym energię kinetyczną.
Z kołem zamachowym współpracuje sprzęgło - gdy jest złączone, wiruje razem z nim i przekazuje moment obrotowy do skrzyni biegów i dalej na koła. Gdy je rozłączymy poprzez wciśnięcie pedału sprzęgła, napęd nie jest przekazywany, a kierowca może w tym czasie zmienić bieg.
Koło sztywne a koło dwumasowe
Pośród kół zamachowych wyróżniamy jednomasowe koła zamachowe oraz dwumasy. Czym różnią się te konstrukcje - w budowie, zastosowaniu i działaniu?
Zastosowanie koła sztywnego
Koło sztywne to prosta konstrukcja - jednolity odlew o dużej bezwładności. Jednak gdzie praca silnika spalinowego, tam silne wibracje i drgania. Po co wytłumiać drgania? Wibracje o wysokiej amplitudzie często powodują stukanie i ścieranie się o siebie elementów układu napędowego, co prowadzi do szybszego zużycia, usterek i kosztownych napraw. Niewytłumione wibracje to także większy hałas i niższy komfort w kabinie pasażerskiej spowodowany drganiem nadwozia i karoserii. Potrzebne jest zatem niwelowanie ich - zarówno dla komfortu kierowcy, jak i z troski o stan techniczny pojazdu.
W konstrukcjach z kołem sztywnym za wytłumianie wibracji odpowiedzialne są tłumiki drgań skrętnych umieszczone na tarczy sprzęgła. Rozwiązanie takie ma niestety mniejszą skuteczność i krótszą żywotność w samochodach z silnikami wysokoprężnymi, a także nowoczesnymi silnikami benzynowymi o dużej mocy i jednocześnie małych gabarytach. Z tego względu potrzebne było skonstruowanie bardziej złożonego elementu - dwumasowego koła zamachowego.
Koło dwumasowe w układzie napędowym
Zaawansowanym technicznie nowoczesnym silnikom nie jest potrzebne ciężkie koło zamachowe do podtrzymania ciągłości pracy. Jednak z drugiej strony, obniżenie masy koła doprowadziłoby do dużych wibracji przy niskich obrotach silnika. Ponadto, wraz z trendem downsizingu, silniki zwiększają swoją moc, a zmniejszają rozmiar. Prowadzi to wywoływania jeszcze większej ilości wibracji. Aby rozwiązać powyższe problemy, zaproponowane zostało wprowadzenie nowej konstrukcji - koła dwumasowego.
Dwumasowe koło zamachowe składa się z dwóch lżejszych kół zamachowych połączonych ze sobą systemem tłumików drgań skrętnych. Koło masy pierwotnej połączone jest z jednostką napędową, a koło masy wtórnej - ze sprzęgłem i skrzynią biegów. Dzięki połączeniu poprzez sprężyny łukowe pracujące w ślizgach, obie masy mogą obracać się względem siebie aż o 80 stopni. Umożliwia to amortyzację wibracji generowanych przez silnik i przenoszenie momentu obrotowego pozbawionego drgania do skrzyni biegów. W takim układzie, tłumiki drgań na tarczy sprzęgła nie są już potrzebne. Koło zamachowe dwumasowe radzi sobie z neutralizowaniem wibracji, dzięki czemu pozostałe elementy układu napędzania są przed nimi chronione.
Żywotność koła zamachowego
O ile w jednomasowym kole zamachowym nie ma za bardzo co się psuć, to koło dwumasowe - ze względu na bardziej skomplikowaną budowę - może ulegać usterkom. Dwumasowe koło zamachowe ma żywotność estymowaną na 150 - 200 tys. km. Jest to jednak przebieg szacunkowy - w zależności od jakości elementu, modelu samochodu i jego stanu technicznego, a przede wszystkim od stylu jazdy kierowcy, koło dwumasowe może wytrzymać dużo mniej lub dużo więcej kilometrów. Źle eksploatowane koło zamachowe dwumasowe może rozpaść się już po 50 tys km, z kolei koło zamachowe traktowane ulgowo może pokonać i 250 tys km.
Jak dbać o koło zamachowe?
Ze względu na ceny dwumasy (a kosztuje ona niemało), warto nabrać kilka nawyków, które wydłużą jej żywotność. Dwumasowe koło zamachowe posłuży nam dłużej gdy:
- Zadbamy o dobry stan techniczny silnika. Im mniejsze siły działają na dwumasę, tym dłużej będzie w doskonałym stanie - proste!
- Samochód będziemy odpalać i gasić przy wciśniętym pedale sprzęgła.
- Jeśli nie będzie to konieczne, będziemy unikać zbyt dynamicznej jazdy. Płynne, dłuższe trasy to mniej drgań wynikających z pracy silnika i dłuższe życie koła zamachowego.
- Nie będziemy gwałtownie przyspieszać z niskich prędkości obrotowych.
- Nie będziemy przesadzać z ekodrivingiem. To prawda, że jazda na niskich prędkościach obrotowych jest oszczędna pod kątem zużycia paliwa. Jednak ciągłe utrzymywanie samochodu na niskich obrotach generuje drgania o wysokiej amplitudzie, które przyczyniają się do szybszego zużycia koła zamachowego.
- Przemyślimy, czy chiptuning naprawdę jest nam potrzebny - z dwóch względów. Po pierwsze, chociaż dwumasa ma pewną zakładkę wytrzymałości, dedykowana jest jednak silnikom o mocy fabrycznej. Zwiększenie ilości koni pod maską spowoduje, że sprężyny w dwumasie będą cały czas ściśnięte, element nie zredukuje drgań i rozpadnie się szybciej niż byśmy tego chcieli. Po drugie, gwarancja na koło zamachowe dwumasowe zamontowane w samochodzie o mocy większej niż fabryka przewidziała najprawdopodobniej nie zostanie uznana.
Zamów koło zamachowe lub koło dwumasowe w sklepie sprzeglo.com.pl
Wymiana koła zamachowego
Wymiana dwumasowego koła zamachowego to spory wydatek. Z tego względu warto zorientować się jak zaoszczędzić na tej usłudze. Niektórzy kierowcy rozważają oddanie koła zamachowego do serwisu na regenerację. Polega ona na rozebraniu dwumasy, dokładnym oczyszczeniu części i wymianie uszkodzonych. Potem część powinna zostać na nowo wyważona. Problem leży jednak w jakości usługi - tak naprawdę jak rzetelnie została wykonana przekonamy się dopiero po opuszczeniu serwisu. Najprawdopodobniej nie otrzymamy też konkretnego okresu gwarancji na usługę. Regeneracja dwumasy to nieraz gra na loterii - czasem trafiona decyzja, najczęściej niestety zmarnowanie energii, czasu i pieniędzy.
Przed decyzją o regeneracji warto zorientować się w jakiej cenie możemy zakupić nową część. Może okazać się, że w tej samej cenie lub za niewielką dopłatą możemy zakupić oryginalne koło dwumasowe od renomowanego producenta - i to z dwu- lub trzyletnią gwarancją bez limitu kilometrów.
Koło zamachowe w zestawie ze sprzęgłem
Koło zamachowe dwumasowe może zostać wymienione jednocześnie ze sprzęgłem. Takie rozwiązanie rekomendowane jest z co najmniej trzech powodów:
- Sprzęgło i koło dwumasowe to dwa współpracujące ze sobą bezpośrednio elementy układu napędzania. Ulegają podobnemu zużyciu, dlatego dobrze gdy są wymieniane równocześnie.
- Usługi wymiany sprzęgła jak i koła dwumasowego są podobne - wiążą się z demontażem skrzyni biegów. Z tego względu za wymianę obu części naraz zapłacimy za tylko jedną robociznę.
- Kupując sprzęgło i dwumasę w zestawie zapłacimy mniej niż przy zakupie obu części z osobna. Ponadto, będziemy mieć pewność, że oba elementy do siebie pasują i będą świetnie ze sobą współpracować.
Podsumowując, rola dwumasowego koła zamachowego w samochodzie jest bardzo istotna. Zabezpiecza ono pozostałe podzespoły w układzie napędowym przed przedwczesnym zużyciem, dlatego warto zadbać o jego dobry stan techniczny i prawidłowe działanie. Zauważając pierwsze objawy usterki lub zużycia, nie należy zwlekać z wizytą w warsztacie. Wymiana dwumasy, choć może być kosztowna, zaowocuje wyższym komfortem jazdy - bez hałasów, stuków czy wibracji - a także zdrowszą eksploatacją samochodu.
Materiał powstał przy współpracy ze sklepem sprzeglo.com.pl