A tengelykapcsoló, pontosabban a kéttömegű lendkerék jelentős szerepet játszik a motor torziós rezgéseinek elnyelésében, így azok nem terjednek át az autó többi részére, miközben lehetővé teszi, hogy a motor alacsonyabb fordulatszámon működjön, ami segít csökkenteni a károsanyag-kibocsátást és az üzemanyag-fogyasztást, ami összességében kifinomultabbá teszi a járművet.

Emellett, és nem utolsósorban, ott van a motor fordulatszámának kérdése: ezek a rezgések különösen akkor jelentkeznek, amikor a motor alacsony fordulatszámon működik, megakadályozva az alacsonyabb fordulatszám használatát, ami alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást és károsanyag-kibocsátást eredményez. Ha megnézzük az autóipart az elmúlt évtizedben, a főbb trendek, mint például a közvetlen befecskendezéses dízelmotorok és újabban a kisebb motorok, a rezgéscsillapítási technológiákat a határaikig feszítették.

Még az 1980-as években a LuK egy egyszerű, de rendkívül hatékony megoldást dolgozott ki erre a kihívásra: A kéttömegű lendkerék (DMF), egy új torziós csillapító koncepció az erőátvitel számára. A DMF-ben a motor nyomatéka a főtengelyről az elsődleges tömegre kerül át. Onnan az ívelt rugókon keresztül a karimára, majd a másodlagos tömegre jut. A másodlagos tömeg a tengelykapcsolón keresztül továbbítja azt a sebességváltó felé. Az integrált rugó- és csillapítórendszernek köszönhetően a DMF szinte elnyeli ezeket a torziós rezgéseket, optimális csillapítást biztosítva.

Közel négy évtizeddel a bevezetése után a DMF az iparági szabvány lett, több mint 100 millió darabot gyártottak belőle. Azóta a Schaeffler továbbfejlesztette ezt a technológiát, és a legkülönfélébb igényekhez igazította. A fenti kép a DMF fejlődését mutatja 1985-től napjainkig, és egyre kompaktabb kialakítást mutat, hogy megfeleljen a kisebb motoroknak, amelyeknek kevesebb hely áll rendelkezésre. A közös elemek, mint az elsődleges tömeg (szürke), a rugó/csillapító rendszer (sárga) és a másodlagos tömeg (piros) mindig jelen vannak.

A DMF működési elve egyszerű, mégis hatékony. A sebességváltó bemeneti tengelyén lévő kiegészítő tömegnek köszönhetően a rezgési nyomatéktartomány, amely az eredeti torziós csillapítók esetében általában 1200 és 2400 fordulat/perc között van, egy alacsonyabb rezonanciafordulatszám-tartományba kerül. Ez biztosítja a motorrezgések kiváló csillapítását még alapjárati fordulatszámon is.

A következőkben röviden bemutatjuk a DMF-technológia főbb változatait. Ha többet szeretne megtudni a DMF technológiáról, kérjük, tekintse meg a Schaeffler REPXPERT weboldalán elérhető „Kéttömegű lendkerék meghibásodásának diagnosztikája” című kiadványt, amely műszaki tartalmat, hibadiagnosztikát és sok más gyakorlati információt tartalmaz.

Hagyományos DMF

A hagyományos DMF az elsődleges és a másodlagos tömegből áll. A két szétválasztott tömeg egy rugó/csillapító rendszeren keresztül kapcsolódik egymáshoz, és egy mélyhornyú golyóscsapágy vagy siklócsapágy rögzíti őket egymáshoz, hogy egymás ellenében foroghassanak. A fogaskoszorúval ellátott elsődleges tömeget a motor hajtja, és szorosan a főtengelyhez van csavarozva. Az elsődleges burkolattal együtt egy üreget foglal magában, amely az íveltrugó csatornát képezi. A rugó/csillapító rendszer középpontjában az ívelt rugók állnak.

A nyomaték átvitele a másodlagos tömeghez szegecselt karimával történik, amelynek fülei az ívelt rugók között ülnek. A másodlagos tömeg segít növelni a tömeg tehetetlenségi nyomatékát a hajtómű oldalán. Mivel a DMF egy integrált rugó/csillapító rendszerrel rendelkezik, általában merev tengelykapcsolótárcsát használnak torziós csillapító nélkül.

DMF dupla kuplungos sebességváltókhoz (DCT)

A DCT-ben használt lendkerék a LuK DMF egy speciális változata. A kézi sebességváltók hagyományos DMF-jéhez hasonlóan van egy elsődleges és egy másodlagos oldal. A másodlagos oldal azonban a hagyományos DMF-ekkel ellentétben nem a DMF fix része, így nem lendkeréktömegként, hanem karima formájában kerül kialakításra. Csak az elsődleges tömeg és a duplkuplung közötti összeköttetésre szolgál.

A másodlagos tömeget ebben az esetben a duplakuplung tömege helyettesíti, amely a sebességváltó egyik bemeneti tengelyére (üreges tengelyére) van felszerelve. Nincs szükség az ellentétes tömegek közvetlen csapágyazott kapcsolatára sem. Egy másik különbség a hagyományos DMF-hez képest a súrlódó felület hiánya a másodlagos oldalon. Ez is a dupla kuplungon belül helyezkedik el.

Menesztőtárcsás DMF

2008 óta egy új sebességváltó-generáció kerül beépítésre egyes Audi modellekbe. Ezeket a sebességváltókat a differenciálmű eltérő elrendezéséről lehet felismerni, amely menetirányban a tengelykapcsoló előtt helyezkedik el. Ennek következtében a bal oldali hajtótengelyre irányuló erőáramlást egy peremes tengelyen keresztül egyenesen a harangházon keresztül kellett továbbítani. Emiatt a hagyományos DMF használata már nem volt lehetséges.

Ahhoz, hogy ezt a meghajtási koncepciót hatékony lendkerék-csillapítással lássák el, kifejlesztették a hajtótárcsás DMF-et. A hajtótárcsa egy acéllemezből készült adapterlemez, amelyet a szokásos rögzítési pontokon szegecseltek rá a DMF-re. A hajtótárcsa, mint egy automata sebességváltó nyomatékváltója, a motor oldalán a tengelykapcsoló tárcsa külső sugarához van csavarozva.

Centrifugális ingacsillapítós DMF

A centrifugális ingacsillapítóval ellátott DMF-et az alacsony fordulatszámon történő csillapítási kapacitás további növelése érdekében fejlesztették ki. A DMF két fő tömegéhez további beépítési helyet nem használva egy további kiegészítő tömeget (a centrifugális ingacsillapítót) építettek be. Ez három vagy négy, a DMF karimáján elhelyezett kettős lengőtömegből áll. Ezek két csapra vannak felfüggesztve, amelyek vese alakú pályán mozognak az lengőtömegekben és a karimában.

Az lengőtömegek rezgését a motor égési frekvenciája indukálja. A lengőkar azonban közvetlenül nem vesz részt az energiaáramlásban. A tehetetlenségi nyomaték hatására az lengőtömegek a kezdeti lengéssel ellentétesen mozognak, és így lengéscsillapítóként működnek. Az eredmény optimális lengéscsillapítás nagy nyomaték és alacsony motorfordulatszám mellett. Ez nagyban hozzájárul az üzemanyag.

DMF fokozatmentes sebességváltóhoz (CVT)

A fokozatmentes automata sebességváltóban a nyomatékváltó többek között centrifugális ingacsillapítóként működik a hajtásláncban. A CVT sebességváltók azonban fokozatkepcsolás nélkül működnek. Ezért a centrifugális csillapítást a DMF egy speciális formája biztosítja. Ebben a változatban a döntő különbség a nyomatékkimenet kialakításában van. Ez nem a másodlagos tömeg súrlódó felületén vagy a karima bordázatán keresztül történik, mint a duplakuplung esetében. A CVT sebességváltókhoz készült DMF-ben a motor nyomatéka közvetlenül a karimához és a másodlagos tömeghez szegecselt központi agyon keresztül jut el a formára illesztett sebességváltó bemeneti tengelyére.

DMF csúcsnyomaték határolóval

A csúcsnyomaték kialakulásakor a tényleges nyomaték meghaladja az ívelt rugók csillapítási kapacitását. Olyan mértékben összenyomódnak, hogy a menetek összeérnek és merev kapcsolatot képeznek. Ekkor a teljes nyomaték csillapítás nélkül kerül átvitelre, olyan erőket alkalmazva, amelyek meghaladják a karima terhelhetőségi határértékét. Ez nemcsak a DMF-en, hanem az összes azt követő hajtáslánci elemen (kuplung, sebességváltó, kardántengely, differenciálmű és féltengelyek), valamint a feljebb lévő motormodulokon (vezérműhajtás és ékszíjhajtás) is károsodást okozhat.

A Schaeffler által kifejlesztett csúcsnyomaték határolót a DMF-be integrálták egyfajta túlterhelés elleni védelemként. A súrlódáson alapuló rendszer kompenzálja a nyomatékcsúcsokat, és megvédi a teljes hajtásláncot a káros hatásoktól. Ez jelentős előnyökkel jár a kisteherautók hajtásláncainak megbízhatósága és tartóssága szempontjából.