Így csökkenti a fogyasztást a kettős tömegű lendkerék

2021.06.29. 12:25

A kéttömegű lendkerék témában írt cikkemben említettem, hogy az alkatrész egyik előnye az egytömegűvel szemben a fogyasztás bizonyos mértékű csökkentése. Ez elsőre tényleg hihetetlennek hangzik, és a kommenteket olvasva úgy gondolom, hogy ez a téma bővebb magyarázatra szorul.

A lendkerék feladata függetlenül a tömegek számától az, hogy a szakaszosan üzemelő belsőégésű motor járása során keletkező egyenetlen főtengely szögsebességből egy viszonylag egyenletes szögsebességet hozzon létre. Ez a magyarázata annak, hogy nincs túl nagy lendkerék egy gázturbinában, ahol egyáltalán nincs alternáló mozgás, az üzem pedig folyamatosnak tekinthető. A lendkerék tehát gyakorlatilag egy energiatároló, mely a motorból egyenetlenül - főleg a gyújtások utáni égési csúcsnyomás során - távozó mozgási, illetve forgási energiát felveszi, majd a sűrítési ütemben leadja. Szerepe tehát kísértetiesen hasonló a kondenzátoréhoz egy Graetz híd alapú egyenirányító kapcsolásban. Nélküle nagyon magas csúcsok és minimális energiájú pillanatok váltanák egymást. Különösen igaz ez egy háromhengeres dízelmotorra, míg egy soros hathengeres, vagy V10-es motor egy viszonylag kis lendkerékkel is vígan elketyeg. Érdekes jelenség, amikor leállítunk egy sok hengeres sportautót, a főtengely szinte azonnal megáll, esetleg csak egy minimális túllendülés tapasztalható, aminek oka a viszonylag kis tehetetlenségi nyomatékú lendkerék.

Képzeljünk el két szélsőséges esetet. Mi történik, ha az autóban egyáltalán nincsen lendkerék, se egytömegű se kéttömegű. Ez persze szigorúan nézve nem történhet meg, mert a főtengely saját tömege már lendkeréknek számít, de a tehetetlenségi nyomatéka jóval kisebb, mint a nagy átmérőjű lendkeréké. Ilyen esetben a motor könnyen felpörög (tegyük fel, hogy elindul egyáltalán), rövid a reakcióideje, de mindezek ellenére igencsak kellemetlen élmény volna egy ilyen autóval közlekedni, sőt már az elindulás is gondot okozna az erős rángatás miatt, nem beszélve a borzasztó alapjáratról. Lendkerék nélkül irgalmatlanul nagy terhelés jutna a teljes hajtásláncra a gyújtások utáni és a sűrítések előtti pillanatokban. A zajokról pedig már ne is beszéljünk. Ez tehát nem járható út, valamilyen lendkerék mindenképp kell.

Főtengely – lendkerék összeállítás.
Főtengely – lendkerék összeállítás.

Nézzük meg a másik végletet, tegyük be egy malomkövet a lendkerék helyére. Ebben az esetben a motor nagyon simán jár, semmi rángatást sem érzünk, a fordulatszám ingadozás gyakorlatilag nulla. Nem lennék azonban az indítómotor helyében, melynek a hatalmas tehetetlenségi nyomatékú lendkereket pár tized másodperc alatt kell 800 fordulat/percre gyorsítania. Tény azonban, hogy akusztikai szemmel nézve, illetve füllel hallva, igen kedvező járműben ülünk. Igen ám, de mi történik, ha gázt adunk? A motornak gyorsításkor nem csak az autót, hanem a teljes hajtásláncot is fel kell gyorsítania, amiben ott van a malomkő. Egy kifejezetten lomhán gyorsító autót kaptunk, mely ráadásul igen nehéz is. Ahhoz, hogy dolgokat mozgásba hozzunk, energiára van szükség, amit üzemanyagból nyerünk. Ha nagyobbak ezek a dolgok, akkor praktikusan több energiára. Így amellett, hogy igen lassan érjük el a kívánt sebességet, a fogyasztásunk is nőni fog valamelyest. Ez persze inkább városi üzemben jelenik meg, ahol gyakori a gyorsítás-lassítás, autópályázás során ez nem jelent különbséget, mert van, hogy 100 kilométeren át közel azonos a motor fordulatszáma.

A Trevithick 1802 gőzmozdony lendkereke masszív darab
A Trevithick 1802 gőzmozdony lendkereke masszív darab
Fotó: Craig McHugh

A mérnököknek tehát meg kell találni azt a lendkerék méretet, amivel az autó elfogadhatóan simán jár, de mindez még nem megy a tömeg, a menetdinamika, a méret és a fogyasztás kárára. És itt jön a képbe a kéttömegű lendkerék. Tegyük fel, hogy a piac és konkurencia kutatásból megállapított főtengely szögsebesség ingadozás mértéke már 1000 fordulat/perctől x. Innentől ez alapvető elvárás az autó fejlesztése során. Az autóban ez az érték tehát nem lehet nagyobb, mint x, különben bizony senki sem viszi haza a szalonból a kocsit. Fontos megemlíteni, hogy ezt az x értéket a downsizing aranykorában egyre nehezebb - nem nevetségesen nagy méretű lendkerekekkel - betartani. Tegyük fel tehát, hogy ez az x érték elérhető egy 12 kg-os egytömegű lendkerék használatával. Ugyanakkor ugyanez a cél elérhető egy összesen 8 kg-os kéttömegű lendkerék használatával is. Az rögtön feltűnik, hogy a második esetben az autó teljes élete során 4 kg-al kevesebb súlyt cipel, azonban ennél sokkal fontosabb, hogy ez 4 kg forgó tömeg, melyet bizony gyakran fel kell gyorsítani és ehhez bizony több üzemanyagra van szükség. Akár 10-15% fogyasztáscsökkenésről is beszélhetünk, de ez igen erősen függ az üzemállapottól.

Azt persze senki ne gondolja, hogy ha a gyárilag egytömegű lendkerékkel szerelt autójába valahogy sikerül beleépítenie egy kéttömegűt, akkor a fogyasztása hirtelen 10%-kal csökken. Gandhi óta tudjuk, hogy minden összefügg mindennel, kiváltképp igaz ez egy mai autó hajtásláncára. Az említett alacsonyabb fogyasztás csak akkor érhető el, ha az autó teljes hajtáslánca annak megfelelően lett megtervezve, hogy abba majd egy kéttömegű lendkerék fog kerülni, és ennek megfelelően lett méretezve a főtengely, a hajtórudak, a kuplung, a váltó és a féltengelyek.

A kéttömegű lendkerekek fejlesztése a mai napig folyik. Egy bevált módszer a hatékonyság további növelésére az úgynevezett lengésfojtó inga kéttömegű lendkerékbe való integrálása, amely gyakorlatilag pár, görgőkön mozogni képes tömeget jelent. Ezek a tömegek viszont olyan különleges módon vannak a görgők segítségével rögzítve, hogy a lendkerék forgás közbeni szögsebesség lengése során változtatni képesek a tömegközéppontjuk távolságát a forgástengelytől, így mozgási energiát tudnak helyzeti energiává alakítani és vice versa. Ezzel további csillapítás érhető el.

Erre a megoldásra igencsak büszkék lehetnünk, mert a szombathelyi Schaeffler gyár épp az elmúlt napokban gyártotta le a tízmilliomodik lengésfojtó ingáját. A gyár lengésfojtóival ellátott kéttömegű lendkerekeit a világ szinte minden autógyártója alkalmazza autóiban.

Amikor egy autógyártó eldönti, hogy egy vagy kéttömegű esetleg lengésfojtó ingával ellátott kéttömegű lendkereket választ, a döntéshozatali mátrixában szerepel a fogyasztás mellett egy rakás további szempont, a károsanyag kibocsátás, az alkatrész bekerülési költség, a jármű össztömeg, a menetdinamika, a zaj és rezgés-szint stb. A tapasztalat azt mutatja, hogy a gyártónál a legtöbb esetben a mérleg nyelve a kéttömegű lendkerék felé billen. Egy dologban azonban biztosak lehetünk. A szempontok között egyáltalán nem szerepel az, hogy mennyire érinti anyagilag érzékenyen az autó harmadik-negyedik tulajdonosát a lendkerék csere költsége. Ez egyszerűen nem szerepel az egyenletben, az autógyártók azoknak tervezik az autót, akik képesek azt újonnan megvásárolni, ők pedig a legtöbb esetben azelőtt eladják a kocsit, hogy bármi baja lenne a kéttömegű lendkeréknek.

Az oldalról ajánljuk

Trump terroristáknak bélyegezné a Teslát támadókat, Musk szerint Soros
  • Hírek

Trump terroristáknak bélyegezné a Teslát támadókat, Musk szerint Soros

Aki nincs velük, az ellenük van.

március 12., 08:11
Pöttöm mopedautót mutatott a Toyota, ebben látják a városi mikromobilitás jövőjét
  • Hírek

Pöttöm mopedautót mutatott a Toyota, ebben látják a városi mikromobilitás jövőjét2025 Kenshiki Fórum

Lényegében terveztek egy elektromos mopedautót, aminek a formája elég különc.

március 12., 12:43
Frissült a Toyota Corolla Európában
  • Hírek

Frissült a Toyota Corolla Európában

A modell külseje és belseje is megújult kissé.

március 12., 14:43
Gyorsabb töltéssel, áramvonalasabb külsővel és új beltérrel támad a frissített Toyota bZ4X
  • Hírek

Gyorsabb töltéssel, áramvonalasabb külsővel és új beltérrel támad a frissített Toyota bZ4X2025 Kenshiki Fórum

Bár csak 2022-ben jelent meg a bZ4X, a Toyota máris frissítette.

március 12., 09:27
Idén is autómentes lesz a pesti rakpart a hétvégéken
  • Hírek

Idén is autómentes lesz a pesti rakpart a hétvégéken

A március 15-16-i lesz az első hétvége, amikor lezárják a rakpartot.

március 12., 16:00
Rozsdás sárvédő: eladás előtt fényeztessem, vagy inkább ne?
  • Nepperűző

Rozsdás sárvédő: eladás előtt fényeztessem, vagy inkább ne?

Teljesen sérülésmentes az autó, jelen állapotában látszana, hogy tényleg eredeti.

tegnap, 17:01
Ki venné meg a Teslát, ha csődbe menne?
  • Közélet

Ki venné meg a Teslát, ha csődbe menne?

Vad találgatások kezdődtek a gyártó lejtmenete után.

március 12., 17:01
Visszatért a Toyota Urban Cruiser, és félig egy Suzuki
  • Hírek

Visszatért a Toyota Urban Cruiser, és félig egy Suzuki2025 Kenshiki Fórum

A Suzuki és a Toyota közös munkájából született az új Urban Cruiser.

március 12., 11:26
Rendőrautó előtt, iskola mellett nem átengedni egy gyereket a zebrán – hiba
  • Hírek

Rendőrautó előtt, iskola mellett nem átengedni egy gyereket a zebrán – hiba

Két sofőr már tudja: meglepően súlyos büntetés is járhat azért, ha nem állsz meg a zebránál

március 12., 10:58
Csütörtökön lélektani határ alá csökkenhet a 95-ös benzin átlagára
  • Hírek

Csütörtökön lélektani határ alá csökkenhet a 95-ös benzin átlagára

Az autósok nagy örömére 2025 kezdete óta folyamatosan csökken az üzemanyagok átlagára.

március 12., 13:57
Nehéz zsebek: 100 ezer forintot lopott autómosókból egy fiatal
  • Hírek

Nehéz zsebek: 100 ezer forintot lopott autómosókból egy fiatal

24 órán belül elfogtak.

március 12., 07:26
Visszatér az Audi R8, de V10 nélkül
  • Hírek

Visszatér az Audi R8, de V10 nélkül

Helyette a Temerario V8-as hajtásláncát kapja.

március 11., 06:06
Bemutakozott az elektromos Toyota C-HR+
  • Hírek

Bemutakozott az elektromos Toyota C-HR+2025 Kenshiki Fórum

Az autó elvileg a hagyományos C-HR testvére, de belül teljesen mások.

március 12., 05:59
Jelenlegi vásárlói 85 százalékát elvesztheti a Jaguar, de ez a terv része
  • Hírek

Jelenlegi vásárlói 85 százalékát elvesztheti a Jaguar, de ez a terv része

Rawdon Glover ügyvezető igazgató szerint csupán a vevőik 15 százaléka marad majd meg.

március 11., 06:06
Vannak dolgok, amiket sosem szabadna vegyíteni!
  • Közélet

Vannak dolgok, amiket sosem szabadna vegyíteni!

A gyorshajtás és az elsőbbségadás elmulasztása önmagukban is vezető baleseti okok. Hát még akkor, ha vegyülnek egymással!

március 13., 06:05
Így lövi lábon magát Trump az acél és alumínium vámokkal
  • Hírek

Így lövi lábon magát Trump az acél és alumínium vámokkal

Maga az elnök is elismerte, hogy az intézkedések valóban megemelhetik az inflációt, de szerinte ez hosszú távon nem lesz probléma.

március 13., 06:06
Vicces matricával gúnyolódott Elon Muskon a norvég Kia, a Tesla részvényesei behisztiztek
  • Hírek

Vicces matricával gúnyolódott Elon Muskon a norvég Kia, a Tesla részvényesei behisztiztek

Ügyes paródiát dobott össze a Kia, de rendesen kihúzták a gyufát a Tesla rajongóinál.

március 11., 08:57
A német Ford szakszervezete csődszéli állapotokról beszélt
  • Hírek

A német Ford szakszervezete csődszéli állapotokról beszélt

Elmondásuk szerint az anyacég segítsége nélkül éveken belül lehúzhatják a rolót.

március 13., 06:06
Ennél németebb új Opelt nem kaphatsz
  • Tesztek

Ennél németebb új Opelt nem kaphatszMenetpróba: Opel Grandland PHEV - 2025

Akinek kevés a háromhengeres, vagy nem akar elektromosat, tökéletes opció a PHEV, amit végre vezethettünk is.

március 12., 05:59
Csoda, hogy csak ekkora bajt csinált a részeg kamionos
  • Hírek

Csoda, hogy csak ekkora bajt csinált a részeg kamionos

Az M7-es autópálya egyik pihenőjét zúzta le a horvát sofőr.

március 11., 14:35
Eszi az olajat a Hyundai, rossz olajat töltött bele a márkaszerviz?
  • Olajdoktor

Eszi az olajat a Hyundai, rossz olajat töltött bele a márkaszerviz?

A legutolsó szerviz után hirtelen megnőtt az olajfogyasztás. A beletöltött olaj, vagy más lehet a gond?

március 11., 17:11
Gigantikus befektetésre készül a Ford Európában
  • Hírek

Gigantikus befektetésre készül a Ford Európában

A cél az egyszerűsítés, a költségcsökkentés és a hatékonyság növelése.

március 11., 13:54
Teherautónak csapódott, majd annak platóján landolt egy motoros Amerikában
  • Hírek

Teherautónak csapódott, majd annak platóján landolt egy motoros Amerikában

Mérföldeken át vitte is tovább a szerencsétleül járt motorost.

március 11., 12:10
Utcára vitték a legújabb Jaguart, élőben sem tűnik valóságosnak
  • Hírek

Utcára vitték a legújabb Jaguart, élőben sem tűnik valóságosnak

A Jaguar Type 00 annyira megdöbbentő kint a külvilágban, hogy elsőre úgy tűnik, mintha a mesterseges intelligencia terméke lenne.

március 11., 10:54
Szeretnél egy világbajnok F1-es autót? Most vehetsz egyet magadnak!
  • Hírek

Szeretnél egy világbajnok F1-es autót? Most vehetsz egyet magadnak!

A csapat 2009-ben történelmet írt azzal, hogy fennállása egyetlen szezonjában azonnal világbajnok lett.

március 11., 15:30
Bejelentették: új vezérigazgató a Nissan élén
  • Hírek

Bejelentették: új vezérigazgató a Nissan élén

Sejteni lehetett, hogy a Honda-Nissan együttműködés kudarca után Makoto Uchida repül. Megvan az utódja.

március 11., 14:36
Top Gear Bentley Turbo R
  • Hírek

Top Gear Bentley Turbo R

március 13., 07:31
Toyota bZ4X facelift - 2025 Kenshiki
  • Hírek

Toyota bZ4X facelift - 2025 Kenshiki

március 11., 14:04
Toyota Corolla 2025 facelift
  • Hírek

Toyota Corolla 2025 facelift

március 11., 15:22
Részeg kamionsofőr kontra pihenő
  • Hírek

Részeg kamionsofőr kontra pihenő

március 11., 11:19