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

Érkezhet a Porsche következő fejős tehene, egy új SUV
  • Hírek

Érkezhet a Porsche következő fejős tehene, egy új SUV

Méghozzá hibrid és hagyományos hajtáslánccal.

március 14., 09:58
Jövőre érkezik a Skoda hétszemélyes villanyautója
  • Hírek

Jövőre érkezik a Skoda hétszemélyes villanyautója

Már pár apró részletet láthatunk a külsejéről.

március 14., 06:04
A végtelenbe és tovább! A sztratoszférába lőtte a fekvőrendőr a gyorshajtót
  • Hírek

A végtelenbe és tovább! A sztratoszférába lőtte a fekvőrendőr a gyorshajtót

A fehér autó több métert repült a levegőben, majd felborult.

március 14., 12:07
Itt a vadiúj Mercedes CLA, akár 792 kilométeres elektromos hatótávval
  • Hírek

Itt a vadiúj Mercedes CLA, akár 792 kilométeres elektromos hatótávval

A generációváltással kívül és belül is megújult modell tisztán elektromos és hibrid hajtáslánccal is elérhető lesz.

március 14., 10:33
Ezen a héten indul a 2025-ös Forma-1-szezon!
  • Égéstér

Ezen a héten indul a 2025-ös Forma-1-szezon!

Látványos, de tartalmilag szegényes autóbemutató után indul a Forma-1 idei szezonja, kollágink pedig személyesen jelen voltak a nagyszabású eseményen, Londonban.

március 14., 09:15
Ilyen használt autóra vágynak a munkáshitelesek
  • Hírek

Ilyen használt autóra vágynak a munkáshitelesek

Nem a BMW a legfontosabb.

március 14., 06:04
Elektromos pickupot készít a Toyota
  • Hírek

Elektromos pickupot készít a Toyota

A modellről egyelőre csak egy sejtelmes sziluettet mutatott a gyártó.

március 14., 13:07
A követési távolságról
  • Közélet

A követési távolságról

Jobb lesz az autósoknak, ha másodpercben mérik a rendőrök a követési távolságot. Elvileg igen, a gyakorlat meg majd kialakul.

március 14., 06:04
73 éves, de nincs vele bírás: újra volán mögé ült a 92 évre eltiltott sofőr
  • Hírek

73 éves, de nincs vele bírás: újra volán mögé ült a 92 évre eltiltott sofőr

Az autó nem jogosítvánnyal megy. Ez az ismert mondás valószínűleg az életfilozófiája a 73 éves ausztrál bácsinak.

március 14., 13:51
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
Milyen széles igazából az abroncs? Nem egyértelmű...
  • Gumidoktor

Milyen széles igazából az abroncs? Nem egyértelmű...

Típusonként elérhetnek a valós méretek. Hogy lehetne kideríteni, hogy melyik mekkora igazából?

március 13., 16:45
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
Durván altathat a McLaren, Helmut Marko szerint akár körönként 1 másodperc előnyük is lehet
  • Hírek

Durván altathat a McLaren, Helmut Marko szerint akár körönként 1 másodperc előnyük is lehet

Az osztrák szakember úgy látja, a világbajnoki címvédő csapat rejtegette a valós tempóját az előszezoni teszten.

március 13., 14:59
Tankok készülhetnek a Volkswagen bezárt gyáraiban
  • Hírek

Tankok készülhetnek a Volkswagen bezárt gyáraiban

Erről Armin Papperger, a fegyvergyártó Rheinmetall vállalat CEO-ja beszélt.

március 13., 10:15
Csődbe ment a svéd Northvolt, Európa legígéretesebb akkumulátorgyártója
  • Hírek

Csődbe ment a svéd Northvolt, Európa legígéretesebb akkumulátorgyártója

A vállalat vezetője szerint minden lehetőséget megvizsgáltak, de nem maradt más reális út.

március 13., 12:06
11 óra alatt 1,3 millió forint bírságot szórtak ki a rendőrök ittas vezetés miatt
  • Hírek

11 óra alatt 1,3 millió forint bírságot szórtak ki a rendőrök ittas vezetés miatt

Nagyszabású közlekedésbiztonsági ellenőrzést tartottak a rendőrök Budapesten és környékén.

március 13., 08:58
A számháború folytatódik: 2000 lóerővel érkezhet az elektromos Lamborghini
  • Hírek

A számháború folytatódik: 2000 lóerővel érkezhet az elektromos Lamborghini

Az egyelőre névtelen autó a tervek szerint 2030-ban érkezik.

március 13., 11:48
Videó: parkoló autó mentette meg a gyalogos életét
  • Hírek

Videó: parkoló autó mentette meg a gyalogos életét

Ilyen szerencse csak a filmekben van. Több térfigyelő kamera is rögzítette a balesetet.

március 13., 13:45
Instant klasszikus a Morgan legújabb modellje
  • Hírek

Instant klasszikus a Morgan legújabb modellje

A bevált recepten csak fejlesztettek.

március 13., 15:49
Chery Tiggo 9
  • Hírek

Chery Tiggo 9

március 14., 10:53
Chery Tiggo 4
  • Hírek

Chery Tiggo 4

március 14., 10:55
2026 Mercedes-Benz CLA
  • Hírek

2026 Mercedes-Benz CLA

március 14., 09:53
Top Gear Bentley Turbo R
  • Hírek

Top Gear Bentley Turbo R

március 13., 07:31
Autók, amikben felnőttünk II.
  • Technika

Autók, amikben felnőttünk II.

március 14., 00:06
Lynx GT1
  • Hírek

Lynx GT1

március 14., 12:54
Munkáshitelből autót
  • Magazin

Munkáshitelből autót

március 14., 13:55
Morgan Supersport
  • Hírek

Morgan Supersport

március 13., 11:25
Új, hétszemélyes Skoda
  • Hírek

Új, hétszemélyes Skoda

március 13., 13:38
Dacia Duster (gáz) – 2025.
  • Tesztek

Dacia Duster (gáz) – 2025.

március 13., 09:26