Dwumasa – co to jest i jakie pełni funkcje w samochodzie?

Dwumasa, czyli dwumasowe koło zamachowe, to podzespół tłumiący drgania skrętne generowane przez jednostkę napędową. Montuje się go między silnikiem a skrzynią biegów, by zwiększyć komfort jazdy i chronić układ przeniesienia napędu przed przeciążeniami. W dalszej części artykułu wyjaśniamy szczegóły działania tego mechanizmu oraz podpowiadamy, jak rozpoznać jego zużycie.

Jak jest zbudowane koło dwumasowe?

Element ten różni się od tradycyjnego, sztywnego koła zamachowego przede wszystkim swoją dwuczęściową strukturą. Konstrukcja opiera się na dwóch niezależnych masach połączonych zaawansowanym układem tłumiącym. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwe stało się skuteczne odseparowanie wibracji silnika od pozostałych podzespołów układu napędowego.

Podstawowymi elementami są masa pierwotna i masa wtórna. Pierwsza z nich sztywno łączy się z wałem korbowym i współpracuje z rozrusznikiem. To ona bezpośrednio przyjmuje cały, często nierównomierny, moment obrotowy oraz pulsacje wynikające z kolejnych cykli spalania. Druga część, umiejscowiona za pomocą łożyska centralnego, znajduje się od strony skrzyni biegów i do niej właśnie przykręcany jest docisk sprzęgła.

Między obiema masami pracuje system sprężyn łukowych, najczęściej umieszczonych w kanałach wypełnionych specjalnym smarem. Ta konstrukcja umożliwia im obrót względem siebie o pewien kąt. Taki skręt pozwala zmagazynować energię w sprężynach i stopniowo ją oddać, wygładzając tym samym skokowe zmiany obciążenia. Całości dopełniają precyzyjne ograniczniki kątowe zabezpieczające przed zablokowaniem przy gwałtownych przeciążeniach. Precyzja wykonania i jakość materiałów użytych do budowy tego zespołu bezpośrednio przekładają się na jego trwałość i kulturę pracy całego napędu.

Jaką rolę pełni dwumasa w układzie napędowym?

Głównym zadaniem opisywanego mechanizmu jest wygładzanie impulsów skrętnych pochodzących od jednostki spalinowej. Każdy zapłon mieszanki to potężny, momentalny wyrzut mocy, który przy sztywnym połączeniu trafiałby bezpośrednio na zęby przekładni i wały. Charakterystyka pracy, szczególnie w silnikach o zapłonie samoczynnym i jednostkach trzycylindrowych, sprawia, że bez tego elementu drgania byłyby nie do zaakceptowania.

Nowoczesne zestawy z tym podzespołem są w stanie bez problemu przenosić moc rzędu 350 KM i moment sięgający 500 Nm. Dzięki swojej zdolności do magazynowania energii kinetycznej, umożliwia on też stabilną pracę na bardzo niskich obrotach jałowych. To z kolei pomaga producentom spełniać restrykcyjne normy emisji spalin bez pogarszania wrażeń z jazdy. W trakcie ruszania i zmiany przełożeń to właśnie on przejmuje na siebie uderzenia, które inaczej obciążałyby przeguby i synchronizatory.

Oprócz wygładzania samego przeniesienia napędu, dwumasa zapewnia szereg innych odczuwalnych korzyści. Zalety te są szczególnie widoczne w porównaniu z konstrukcjami sprzed lat. Do najważniejszych z nich należą:

• zauważalna poprawa komfortu podróżowania i wyciszenie przenoszonych hałasów,
• znaczące ułatwienie płynnej zmiany biegów oraz wyeliminowanie szarpnięć przy zwalnianiu sprzęgła,
• ochrona przed zbyt szybkim zużyciem łożysk i synchronizatorów skrzyni biegów,
• skuteczne zmniejszenie opóźnienia reakcji na dodawanie gazu przy niskich obrotach.

W jakich autach zastosowano dwumasę?

Obecnie około 90% współczesnych aut zjeżdżających z linii produkcyjnych jest wyposażonych właśnie w ten typ koła zamachowego. Pierwszymi jednostkami, w których upowszechniło się to rozwiązanie, były silniki Diesla. Z racji gwałtowniejszego zapłonu i wyższego momentu obrotowego, tam redukcja hałasu i ochrona skrzyni stały się kluczowe. Zastosowanie dwumasy zmieniło postrzeganie jednostek wysokoprężnych, pozwalając na montowanie ich w komfortowych limuzynach, gdzie wcześniej były nieakceptowalne z powodu nadmiernych wibracji.

Z biegiem lat dwumasa w benzynie przestała być rzadkością. Trend downsizingu wymusił tworzenie małych, doładowanych motorów pracujących na niskich obrotach. W takich warunkach generują one duże pulsacje momentu wymagające skutecznego tłumienia. Początkowo stanowiła ona domenę pojazdów mocnych, takich jak Porsche 911, które korzystało z tego patentu już pod koniec lat 80. Dziś proste silniki benzynowe o mocy powyżej 100-120 KM bardzo często fabrycznie otrzymują taki zespół. Co więcej, w swojej ofercie marki jak Mercedes czy BMW nie posiadają już nowych modeli z manualną przekładnią i sztywnym kołem.

Spora część kierowców zastanawia się, czy w ich aucie występuje taki element. Rozwój techniki sprawił, że pojawił się on nawet w przekładniach zautomatyzowanych. Oczywiście klasyczny hydrokinetyczny automat radzi sobie z drganiami za pomocą cieczy, jednak dwusprzęgłowe skrzynie (np. DSG) do przeniesienia mocy wykorzystują dwie tarcze sprzęgłowe i dla zachowania płynności wymagają zamontowania dwumasy po stronie silnika. Aby sprawdzić to w konkretnym pojeździe, warto zweryfikować dane techniczne według numeru VIN lub sięgnąć do instrukcji obsługi pojazdu.

Jakie objawy świadczą o awarii koła dwumasowego?

Awaria tego elementu nie przebiega bezobjawowo. Pierwszymi, łatwymi do zauważenia przez kierowcę sygnałami ostrzegawczymi są metaliczne hałasy i stuki. Można je usłyszeć szczególnie wyraźnie podczas włączania i wyłączania zapłonu – rozpadającemu się tłumikowi towarzyszy wtedy głuchy, pojedynczy huk. Innym momentem, w którym dźwięki stają się słyszalne, jest praca na biegu jałowym. Klekotanie dochodzące z okolic połączenia silnika ze skrzynią, które ustępuje po wciśnięciu pedału sprzęgła, to bardzo wyraźny symptom.

Oprócz akustyki, zużycie manifestuje się również przez drgania i odbiegające od normy działanie. Szarpanie przy ruszaniu oraz nierówna, przerywana praca silnika pod obciążeniem na niskich prędkościach to kolejne alarmujące sygnały. Wibracje mogą też przenosić się na karoserię, kierownicę i pedały, czyniąc jazdę nieprzyjemną. Ignorowanie tego stanu jest bardzo ryzykowne i może doprowadzić do poważnych konsekwencji. Użytkowanie niesprawnego podzespołu wywołuje często efekt domina:

• nieutłumione wibracje niszczą łożyska oporowe i synchronizatory w skrzyni biegów,
• powstające udary dynamiczne przeciążają wał korbowy i półosie napędowe,
• pogłębiające się luzy przyspieszają zużycie tarczy, docisku i całego zestawu sprzęgła,
• może dojść do całkowitego zablokowania obracających się mas i unieruchomienia pojazdu.

Jak sprawdzić stan dwumasy podczas jazdy?

Istnieje prosty test diagnostyczny, który wiele mówi o kondycji tłumika drgań. Polega on na wejściu w zakres niskich obrotów silnika, gdzie obciążenie dla sprężyn łukowych jest największe. Doświadczeni mechanicy często wykorzystują tę metodę do wstępnej oceny bez ingerencji w podzespoły. Manewr ten od razu ujawnia nadmierne luzy kątowe między masą pierwotną a wtórną.

Niezawodnym sprawdzianem jest jazda na 5. lub 6. biegu z prędkością obrotową w przedziale 1200–1500 obr./min i nagłe, energiczne wciśnięcie pedału gazu do podłogi. Jeśli w tym momencie pojawią się wyraźne szarpnięcia oraz metaliczne dźwięki, to niemal na pewno wskazuje to na uszkodzone koło dwumasowe.

Żywotność koła dwumasowego

Szacunkowa trwałość tego podzespołu określana jest zazwyczaj na przebieg między 150 a 200 tys. kilometrów. Są to jednak dane uśrednione, a realny wynik w dużej mierze zależy od stylu jazdy. Agresywne ruszanie spod świateł czy częsta jazda w miejskim zatorze potrafi skrócić ten czas nawet o połowę. Zdarzają się przypadki awarii przy 50 tysiącach km, ale i takie, gdzie bezawaryjnie pokonuje on ponad 250 tysięcy. Wszystko zależy od obciążeń, na jakie jest narażony.

Ile kosztuje naprawa i regeneracja dwumasy?

Wymiana koła dwumasowego to jeden z droższych wydatków eksploatacyjnych. Ceny nowych części są bardzo zróżnicowane. W popularnych, miejskich modelach aut można natrafić na egzemplarze w przedziale od 600 do 1000 złotych. Jednak w przypadku większości samochodów klasy średniej lub SUV-ów, trzeba liczyć się z wydatkiem rzędu 2000, 2700, a nawet 4000 złotych za samą część. Do tego zawsze doliczana jest robocizna oraz mocno zalecana, równoległa wymiana zestawu sprzęgła, czyli tarczy, docisku i łożyska oporowego.

Pełna usługa w warsztacie zamyka się zazwyczaj w przedziale od 1500 do 5000 złotych. Kwota zależy od marki samochodu, stawek serwisu i dostępu do komponentów. Operacja jest czasochłonna, ponieważ wymaga demontażu skrzyni biegów, a w niektórych konstrukcjach z napędem 4×4 także dodatkowych podzespołów. Dla porównania opłacalności nowego zakupu i odnowienia, zebraliśmy kluczowe różnice:

Na czym polega regeneracja koła dwumasowego?

Alternatywą dla zakupu drogiej części jest proces odnowienia w specjalistycznym zakładzie. Operacja ta jest skomplikowana i wymaga dużej precyzji, ponieważ odtwarza fabryczne parametry pracy. Zazwyczaj jest to opłacalne przy droższych modelach kół, gdzie różnica w cenie jest najbardziej odczuwalna. Przebieg typowej usługi wygląda następująco:

Na początku mechanicy otwierają obudowę, aby rozdzielić masę pierwotną od wtórnej i dostać się do wnętrza. W dalszej kolejności wszystkie elementy trafiają do myjki ciśnieniowo-parowej, która usuwa zalegający stary smar i zanieczyszczenia. Po dokładnym oczyszczeniu nadchodzi czas na piaskowanie – ten etap pozwala pozbyć się rdzy i starej powłoki malarskiej. Specjaliści oceniają dokładnie stan każdej części i wybrakowane sprężyny łukowe, przekładki ślizgowe i łożyska zostają zastąpione nowymi. Po wymianie następuje szlifowanie powierzchni roboczych, a na koniec złożenie i zamknięcie całości. Przedostatnim aktem jest nitowanie, czyli trwałe spasowanie obu połówek, po którym zostaje już tylko test dynamicznego wyważania i kontrola na stanowisku pomiarowym.

Co szkodzi dwumasie w codziennej eksploatacji?

Żywotność zespołu w ogromnym stopniu zależy od nawyków siedzącego za kierownicą. Największym wrogiem jest styl jazdy generujący ekstremalne obciążenia zmienne. Należą do nich przede wszystkim gwałtowne „strzały ze sprzęgła” i sportowa jazda, które potrafią w ułamku sekundy wprowadzić układ w drgania o wysokiej amplitudzie. Częste, agresywne przyspieszanie z ekstremalnie niskich obrotów przy szeroko otwartej przepustnicy również działa destrukcyjnie, zwłaszcza w silnikach z turbodoładowaniem.

Co ciekawe, nie tylko dynamiczna jazda stanowi zagrożenie. Osprzęt ten źle znosi również tzw. eko-jazdę na granicy możliwości, gdzie kierowca kurczowo trzyma się wskazań komputera pokładowego zalecającego wczesną zmianę biegów. Ciągła praca na drganiach krytycznych w zakresie 1100-1400 obr./min przy jednoczesnym wysokim obciążeniu jest dla sprężyn łukowych wyjątkowo męcząca. Do listy czynników eksploatacyjnie szkodliwych trzeba też dopisać:

• regularne poruszanie się wyłącznie po mieście i ciągłe zatrzymywanie w korkach,
• pozostawienie aktywnego systemu start&stop, którego częste wyłączanie i zapalanie zwiększa zużycie,
• częste przegazowanie na luzie oraz niedociskanie sprzęgła przy zmianie przełożeń,
• ciągnięcie mocno załadowanej lawety lub przyczepy bez zmiany techniki prowadzenia.

Prawidłowa eksploatacja powinna opierać się na płynności i przewidywaniu. Spokojne operowanie pedałem przyspieszenia i lewą nogą oraz unikanie hamowania silnikiem zbyt mocno wstrząsającym układem pozwoli długo cieszyć się sprawną przekładnią. Element ten najbardziej lubi długie, równomierne trasy pozamiejskie przy nieco wyższych obrotach.