Setrvačník – jak funguje a proč toto zařízení v životě potřebujeme

V recenzích ojetých vozů, které skvěle píše Boris Ignashin, se často zmiňuje termín „dvouhmotový setrvačník“. A často na to existují stížnosti: říkají, že je to drahé, často se rozpadá, je třeba to pečlivě zkontrolovat. Co je to za dvouhmotový setrvačník? Kus hardwaru složený ze dvou částí nebo něco složitějšího? Proč se rozpadá a – hlavně – jak to zkontrolovat?

Hladký a měkký

Historie dvouhmotového setrvačníku je poměrně jednoduchá a začala již dávno – první setrvačníky této konstrukce se objevily již v 1980. letech minulého století. Jejich velmi širokou distribuci lze dnes vysvětlit dvěma důvody: pokrokem motorů a požadavky ekologických norem. Začněme s motory.

První motory byly velmi zatížené vibracemi. A technologie, které neumožňovaly je vyrábět s moderní přesností, a napájení karburátorů a nedokonalé mechanické zapalovací systémy způsobily, že chod motoru nebyl příliš stabilní. Zejména na volnoběh, kdy se klikový hřídel pohyboval trhaně. Aby nějak snížili tyto torzní vibrace, začali instalovat těžké litinové setrvačníky. Částečně vyřešili jednu část problému – rovnoměrnost chodu naprázdno. Ale byl tu další problém: jak se vzdálit bez cukání, co nejplynuleji a nejpohodlněji?

K tomu se rozhodli vylepšit spojku. Přesněji řečeno jeho poháněný disk. Už jste pravděpodobně viděli pružiny na těchto discích (nebo alespoň jejich fotografie)? Nejde o nic jiného než o hlavní prvek tlumiče torzních vibrací. Díky tomuto tlumiči se při rozjezdech a jízdě v minimálních otáčkách podařilo výrazně snížit torzní vibrace klikového hřídele přenášené do převodovky. V některých situacích však tlumič torzních vibrací hnaného kotouče nezvládne svůj úkol. Myslím, že si každý pamatuje, jak se auto začne třást, když se nezkušený řidič pokusí rozjet ze třetího převodového stupně nebo jede příliš pomalu na vysoký převodový stupeň? Poháněný disk není na tento druh zneužití připraven. A to se stávalo stále častěji a ne vinou řidičů, ale vinou ekologických norem.

Ano, okolí za to nemůže o nic méně než ten, kdo sedí za volantem a míchá převody. Koneckonců, nemůžete být „zelení“ a zároveň mít vysoké otáčky motoru – to nejde dohromady. Volnoběh byl stále nižší a nižší a navzdory rozmachu techniky, nástupu vstřikovače, uložení hydraulického motoru a dalších věcí snižujících vibrace, torzní vibrace stále narušovaly komfort. Své přispělo i snížení hmotnosti motorů spojené s přechodem z litiny na slitiny hliníku – čím je motor lehčí, tím je náchylnější k vibracím. A postupem času našli ze situace zajímavé východisko: místo tlumiče torzních kmitů na hnaném disku se rozhodli namontovat jej přímo do setrvačníku. Navíc se takový dvouhmotový setrvačník ukázal být lehčí než jednoduchý litinový, což je také dobře.

Velký skok v rozšíření dvouhmotových setrvačníků je spojen s nástupem robotizovaných převodovek, především německých DSG. Vozy s takovými převodovkami jsou konstruovány pro ekonomickou jízdu minimálními rychlostmi na nejvyšší možné převody – musí tahat úplně odspodu, kde bude vždy hodně vibrovat. Proto je u moderních „robotů“ vždy dvouhmotový setrvačník.

No a druhým faktorem jsou dieselové motory. Moderní diesely common rail samozřejmě netančí pod kapotou tolik jako staré dobré diesely z 80. a 90. let, ale stále jsou dost vibračně zatížené a mají dobrou trakci v nízkých rychlostech. Sám Bůh zde nařídil instalaci dvouhmotových setrvačníků, proto se velmi často vyskytují na dieselových osobních autech. Na jednu stranu to autu dodává další komfort, na druhou stranu se často rozpadá a stojí spoustu peněz. Proč?

Dvě masy, dva problémy

Dvouhmotový setrvačník má dvě hlavní části. Jeho vnější plášť (primární kotouč) je podobný běžnému setrvačníku: je zde stejná korunka pro záběr spouštěcího kola a obvykle rozvodový kotouč pro snímač polohy klikového hřídele. Ale uvnitř tohoto pouzdra je spousta dílů. Jedná se o pakety pružin, které tlumí vibrace (sady tvrdých a měkkých pružin), kolo s vnitřními zuby, planetová kola, axiální a radiální ložiska a to vše uzavírá druhé pouzdro (sekundární kotouč), ke kterému je připojen hnaný kotouč spojky sousedí. Ukazuje se tedy, že obě pouzdra se vůči sobě otáčejí a jsou držena svazky pružin. Není nic příliš složitého, ale je zcela zřejmé, že se již jedná o mechanismus a ne o monolitickou litinovou matrici, jako je jednoduchý setrvačník. A jakýkoli mechanismus se časem opotřebuje (včetně dvouhmotového setrvačníku a Toyota Land Cruiser 100).

Existují dva důvody selhání setrvačníku. Prvním je přirozené opotřebení, druhým porucha v důsledku problémů s mazáním.

Opotřebení dvouhmotového setrvačníku je nevyhnutelné. Pružiny v průběhu času mění své vlastnosti; oba disky se začnou vůči sobě pohybovat příliš volně, bez potřebné síly. To je bohužel nevyhnutelné.

Totéž lze říci o ložiskách, která také nevydrží věčně. Ať se vám to líbí nebo ne, jednou přijde čas na opravu nebo výměnu tohoto setrvačníku.

Ale jeho předčasné opotřebení je obvykle spojeno s vadou mazání. Faktem je, že mazivo je umístěno v utěsněném prostoru, kde působí pružiny a ložiska. Samozřejmě je instalován „po celou dobu své životnosti“, tedy podmíněně věčný (jako například olej v automatické převodovce). Všichni chápeme, že nic netrvá věčně a toto mazivo stárne. Zvláště rychle se stává nepoužitelným kvůli přehřátí. A to velmi rychle – kvůli častému přehřívání.

Snadno se přehřeje. Pamatujete si, jak nezkušení řidiči spálili spojku? Nesprávné ovládání pedálu mělo za následek příliš dlouhé prokluzování třecích obložení, které se třením velmi zahřívalo a vyhořelo. Nyní můžete udělat to samé s dvouhmotovým setrvačníkem – navždy přehřát mazivo, které je v něm zapuštěno. Je to škoda, ale je to taková cena za pohodlí.

Obecně platí, že styl jízdy má na životnost setrvačníku značný vliv. Přehřátí maziva může být způsobeno dlouhodobým uklouznutím v blátě nebo závějích nebo při tažení těžkého přívěsu.

Setrvačník má velmi negativní vztah k neopatrnému chodu spojky. Neměli byste s ním náhle házet – narazí na setrvačník. Neměli byste jezdit ani příliš nízkými otáčkami – v tomto případě musí setrvačník tlumit velmi silné torzní vibrace, což výrazně zkracuje jeho životnost.

Nedoporučuje se jezdit s vadným motorem nebo uchycením motoru. Setrvačník bude kompenzovat škubání při vynechání zapalování, změkčí tanec motoru na utrženém hydraulickém uložení, ale nakonec selže s předstihem.

A samozřejmě chiptuning. Z nějakého důvodu se při ladění motoru mnoho lidí obává automatické převodovky, ale nemyslí na špatný setrvačník. Ale marně: pokud je litinovému setrvačníku jedno, jaký točivý moment se přenáší z klikového hřídele na spojku, pak má dvouhmotový setrvačník pevnost v tahu. I zde je tedy potřeba být opatrný.

Oprava a výměna

Naučili jsme se opravovat dvouhmotové setrvačníky. Nyní jsou celkem úspěšně rozebrány, vyměněny pružiny a ložiska, naplněno čerstvé mazivo, svařeno, vyváženo a odesláno na silnici. Mohou dokonce poskytnout docela slušnou záruku. Práce samozřejmě není levná, ale stále není tak zničující jako nákup nového setrvačníku. Zde jsou ceny za originální náhradní díly dost vysoké (např. na běžné Mondeo ho pořídíte za 45-50 tisíc).

Je lepší vyměnit nebo opravit setrvačník společně s výměnou spojky. Protože za prvé pro jeho výměnu je potřeba ještě demontovat skříň a spojku a za druhé proto, že je velká pravděpodobnost, že setrvačník stejně dvě sady spojek nepřežije. Ale tady je samozřejmě vše individuální. Je to tak, že pokud plánujete řídit auto po dlouhou dobu a při výměně spojky se ukáže, že setrvačník brzy půjde na skládku, bude výhodnější jej okamžitě vyměnit.

Nabízí se otázka: je možné instalovat jednohmotový setrvačník místo dvouhmotového? Co je mnohonásobně levnější a prakticky věčné? Obvykle – ano, můžete. Zároveň je však třeba věnovat pozornost poháněnému spojkovému kotouči: pokud byl na skladě bez tlumiče torzních vibrací, je třeba jej vyměnit za jiný – s tlumičem. Jinak bude jízda naprosto nepříjemná. Mimochodem, mnoha lidem se tato náhrada líbí ještě z jednoho důvodu: myslí si, že se auto rozjede a zrychlí rychleji. Částečně je to pravda: tlumení dvouhmotového setrvačníku je znatelně výraznější než tlumení hnaného kotoučového tlumiče, díky čemuž se zdá, že auto jede o půl vteřiny rychleji. „Pomer“ však není nejpřesnější nástroj a jeho hodnoty jsou velmi subjektivní.

Maracas, tamburína a flétna

Jak při koupi ojetého vozu pochopíte, že dvouhmotový setrvačník vyžaduje opravu? Upřímně řečeno, je to docela těžké. Obvykle říkají, že to „cinká“, což je zvláště patrné při rozjezdu. Obvykle však cinká, když se téměř úplně rozpadne. V počáteční fázi vydává širokou škálu zvuků, podobně jako zvuk maracas, někdy tamburína. Někdy to může pískat, ale určit, že se jedná o setrvačník, je velmi, velmi obtížné. Převodovka i spojka mohou znít podobně. A když to všechno posloucháte při sezení v kabině, můžete si za zvuk setrvačníku splést i ochranu jímky nebo izolační clonu výfukového systému klepající na karoserii. Přesný stav setrvačníku lze zjistit až po demontáži převodovky a spojky, alespoň posouzením úhlu natočení sekundárního kotouče a jeho axiální vůle.

Při koupi auta můžete více či méně přesně zkontrolovat setrvačník jedním způsobem: na jednom z vyšších převodových stupňů (pátý nebo šestý) prudce sešlápněte plyn s počáteční rychlostí v rozmezí 1000-1100. Pokud se objeví cizí zvuky nebo škubání, setrvačník s největší pravděpodobností vyžaduje opravu. Pokud je vše v pořádku, znamená to, že je stále schopen překonat výkyvy, které při takovém experimentu jistě vzniknou.