Koło dwumasowe zwykle zwraca na siebie uwagę dopiero wtedy, gdy z okolic skrzyni biegów zaczynają dochodzić stuki, a samochód drży podczas ruszania lub gaszenia silnika. Z zewnątrz przypomina ciężki metalowy dysk. Po rozcięciu okazuje się jednak precyzyjnym mechanizmem zbudowanym z dwóch współpracujących części, długich sprężyn, prowadnic, łożyskowania i specjalnego smaru. Jego zadaniem jest przejęcie drgań, zanim dotrą do sprzęgła, przekładni oraz pozostałych elementów układu napędowego.
Wał korbowy nie obraca się idealnie płynnie
Pracujący silnik sprawia wrażenie mechanizmu wykonującego równy, jednostajny ruch. W rzeczywistości jego wał korbowy jest na przemian przyspieszany i spowalniany. Każdy suw pracy cylindra dostarcza kolejnego impulsu energii, po którym następuje chwilowe zmniejszenie prędkości obrotowej.
Powstają w ten sposób drgania skrętne. Są szczególnie odczuwalne przy niewysokich obrotach, gdy kierowca mocno naciska pedał gazu, a silnik musi pokonać duże obciążenie. Dotyczy to zwłaszcza jednostek rozwijających wysoki moment obrotowy już w dolnym zakresie obrotów.
Gdyby wszystkie te impulsy trafiały bezpośrednio do skrzyni biegów, powodowałyby hałas, drgania i dodatkowe obciążenia kół zębatych, wałków oraz łożysk. W klasycznych układach część nierówności przejmowały sprężyny zamontowane w tarczy sprzęgła. Nadal występują one w różnych konstrukcjach, jednak w wielu współczesnych samochodach główne zadanie tłumienia przeniesiono do koła dwumasowego. Pozwala ono zastosować znacznie dłuższe sprężyny i uzyskać większy zakres kontrolowanego ruchu.
Dwie masy zamiast jednego sztywnego elementu
Nazwa podzespołu dobrze oddaje jego budowę. Koło składa się z masy pierwotnej i wtórnej. Pierwsza jest połączona z wałem korbowym, dlatego bezpośrednio odbiera impulsy powstające podczas pracy silnika. Na jej obwodzie zazwyczaj znajduje się również wieniec zębaty, z którym podczas rozruchu współpracuje zębnik rozrusznika.
Druga masa leży od strony sprzęgła i skrzyni biegów. To do jej powierzchni dociskana jest tarcza sprzęgła. Obie części obracają się wokół tej samej osi, ale nie są ze sobą sztywno zespolone. Mogą przemieścić się względem siebie w zakresie przewidzianym przez producenta.
Kiedy silnik przekazuje gwałtowny impuls, masa pierwotna reaguje pierwsza. Wtórna podąża za nią z niewielkim opóźnieniem, ponieważ energię przejmuje umieszczony pomiędzy nimi układ tłumiący. Dzięki temu skrzynia nie otrzymuje całego obciążenia w jednym momencie.
Gdy mechanizm zaczyna się zużywać, zwiększony luz pomiędzy masami może powodować odgłosy i wibracje. Nie każdy stuk oznacza jednak konieczność natychmiastowej wymiany. Objawy zużycia koła dwumasowego trzeba zawsze oceniać razem ze stanem sprzęgła, silnika i pozostałych części napędu.
Sprężyny łukowe przejmują kolejne impulsy
Najbardziej charakterystycznym elementem wnętrza dwumasy są długie sprężyny ułożone przy jej zewnętrznej krawędzi. Mają zakrzywiony kształt dopasowany do obudowy, dlatego nazywa się je sprężynami łukowymi.
Gdy obie masy obracają się względem siebie, sprężyny są ściskane. Przejmują część energii powstałej podczas nagłego wzrostu momentu obrotowego, po czym oddają ją stopniowo. Ruch trafiający do skrzyni jest dzięki temu łagodniejszy.
W zależności od konstrukcji tłumienie może przebiegać wieloetapowo. Mniejsze drgania przejmuje pierwsza część układu, a przy większym obciążeniu do pracy włączają się kolejne sprężyny lub dodatkowe elementy cierne. Parametry dobiera się do konkretnego silnika, skrzyni biegów i momentu obrotowego.
Sprężyny współpracują z kołnierzem lub zabierakiem przenoszącym ruch na masę wtórną. Są prowadzone przez specjalne ślizgi, które utrzymują je we właściwym położeniu mimo wysokiej prędkości obrotowej i ciągłych zmian obciążenia.
Łożyskowanie i smar utrzymują mechanizm w ruchu
Dwie części koła muszą być dokładnie prowadzone. W centralnym obszarze znajduje się więc łożysko albo tuleja ślizgowa, zależnie od zastosowanego rozwiązania. Element ten pozwala na kontrolowany obrót obu mas względem siebie i ogranicza ich niepożądane przesunięcia.
Wewnątrz obudowy umieszcza się również specjalny smar. Podczas obrotu jest on przemieszczany pod wpływem siły odśrodkowej w stronę sprężyn, prowadnic oraz współpracujących powierzchni. Ogranicza tarcie, zużycie i hałas.
Dwumasa jest fabrycznie zamknięta. W ramach standardowej obsługi nie uzupełnia się w niej smaru ani nie wymienia pojedynczych sprężyn. Jeżeli elementy wewnętrzne są zużyte lub uszkodzone, podzespół zwykle wymienia się jako całość.
Szkodliwe może być również silne przegrzanie. Dochodzi do niego między innymi podczas długiego utrzymywania sprzęgła w poślizgu. Wysoka temperatura może pogorszyć właściwości smaru i uszkodzić powierzchnie współpracujących części. Z tego powodu oznaki zużycia sprzęgła często trzeba analizować równolegle z kondycją koła dwumasowego.
Zużycie nie zawsze daje jednoznaczne objawy
W czasie eksploatacji sprężyny wykonują ogromną liczbę cykli ściskania i rozprężania. Pracują również ślizgi, elementy cierne i łożyskowanie. Stopniowo może zwiększać się luz między masami, a skuteczność tłumienia spada.
Kierowca może wtedy usłyszeć metaliczny odgłos podczas uruchamiania lub wyłączania silnika. Czasami pojawia się drżenie na biegu jałowym, szarpanie przy ruszaniu albo wibracje podczas przyspieszania z niskich obrotów. Hałas często dochodzi z miejsca połączenia silnika ze skrzynią.
Takie sygnały nie wystarczają jednak do postawienia diagnozy. Podobne odgłosy mogą powodować zużyte poduszki silnika lub przekładni, niesprawny rozrusznik, słaby akumulator, problemy z zapłonem, wtryskiem albo osprzętem jednostki napędowej. Część objawów może również wskazywać na usterkę skrzyni biegów.
Znaczenie ma moment występowania drgań, ich zależność od obrotów i obciążenia oraz sposób pracy silnika. Zmiana dźwięku po wciśnięciu sprzęgła może pomóc mechanikowi w poszukiwaniu źródła problemu, ale sama nie potwierdza uszkodzenia dwumasy. Przed wymianą trzeba wykluczyć inne możliwe przyczyny.
Niewłaściwy bieg zwiększa obciążenie
Kołu dwumasowemu szczególnie nie służy mocne przyspieszanie na wysokim biegu przy bardzo niskich obrotach. Silnik zaczyna wtedy wyraźnie drżeć, a układ tłumiący musi przejmować silne i nierównomierne impulsy. W takiej sytuacji lepiej zredukować bieg, zamiast zmuszać jednostkę do pracy pod dużym obciążeniem.
Zużycie może przyspieszać również częste ruszanie z ciężkim ładunkiem, gwałtowne operowanie sprzęgłem oraz długotrwała jazda na półsprzęgle. Niekorzystna jest też nierówna praca silnika wywołana usterką układu zapłonowego lub wtryskowego.
Spokojne operowanie pedałem sprzęgła oraz dobieranie przełożeń do obrotów silnika pomagają ograniczyć obciążenie sprzęgła i dwumasy. Zasady te mieszczą się w szerszym zestawie nawyków opisanych w poradniku o tym, jak dbać o samochód podczas codziennej jazdy.
Po rozcięciu koło dwumasowe przestaje wyglądać jak zwykły metalowy dysk. To zamknięty mechanizm, który podczas każdego obrotu przejmuje część nierówności generowanych przez silnik. Dopóki działa prawidłowo, kierowca niemal nie zauważa jego obecności. Skrzynia biegów otrzymuje natomiast znacznie łagodniejszy przebieg momentu obrotowego, niż gdyby była połączona z wałem korbowym przez całkowicie sztywne koło.