Co ciekawe są to często układy, bez których samochody teoretycznie mogłyby się „obyć”. Na rynku motoryzacyjnym pojawiają się bardziej lub mniej profesjonalne metody pozwalające wyeliminować niektóre podzespoły. Motywy takiego postępowania są zazwyczaj ekonomiczne – użytkownicy starszych samochodów chcą po prostu zaoszczędzić na kosztach serwisowania i napraw. Przykładami podzespołów, które próbuje zastąpić się innymi są koła dwumasowe, czy klapy w kolektorach o zmiennej geometrii, amortyzatory o regulowanym tłumieniu i inne. Spróbujemy zatem przedstawić w cyklu artykułów czy faktycznie można je wyeliminować i jakie to niesie konsekwencje. Na początek zajmiemy się kołami zamachowymi z tłumieniem drgań zwanymi potocznie kołami dwumasowymi.

Dlaczego właściwie w samochodach wprowadzono ten wynalazek?

Jak wiemy silniki tłokowe stosowane do napędu samochodów posiadają tzw. niejednostajność biegu – czyli najprościej mówiąc ciągle przyspieszają i zwalniają. Wynika to z cykliczności pracy silnika czyli występowania po sobie czterech suwów, z których tylko suw pracy powoduje generowanie momentu obrotowego. Niejednostajność biegu jest odwrotnie proporcjonalna do obrotów silnika, a więc najbardziej „dokucza” na biegu jałowym. Tą niejednostajność biegu ma w pewnym zakresie zniwelować koło zamachowe. Istnieje tutaj prosta zależność – im większa masa koła zamachowego tym większe „wygładzenie” pulsacji momentu obrotowego. Jednak zwiększenie masy tego koła skutkuje obniżeniem dynamiki pojazdu. Doskonale było to widać na przykładzie samochodu Fiat 126P, który z racji dwucylindrowego silnika miał duże w stosunku do pojemności koło zamachowe, co z kolei przekładało się na małą dynamikę. Prostą formą tuningu tego silnika było więc zmniejszenie masy koła zamachowego (oczywiście skutkowało to wzrostem wibracji).

Skutkiem niejednostajności biegu silnika są też drgania skrętne mające negatywny wpływ na trwałość układu napędowego (sprzęgło, skrzynia biegów, przeguby napędowe).

W tym momencie możemy przedstawić zalety wprowadzenia do do układu napędowego dwumasowego koła zamachowego. W największym uproszczeniu składa się ono z dwóch kół zwanych masą pierwotną i wtórną mogących obracać się względem siebie o pewien kąt. Pomiędzy tymi masami pracuje układ tłumiąco – sprężynujący. W momencie, gdy silnik przyspiesza sprężyny są ściskane i gromadzą energię, a gdy zwalnia to energię oddają. Skutkuje to znacznym „wygładzeniem” pulsacji momentu obrotowego. Po zastosowaniu koła dwumasowego wzrasta więc komfort jazdy i trwałość układu napędowego. Z racji dobrego wytłumienia drgań można też obniżyć obroty biegu jałowego, co z kolei zmniejsza zużycie paliwa.

Inną niedogodnością wynikającą charakterystyki silnika tłokowego jest gwałtowne narastanie momentu obrotowego przy ruszaniu. W układach ze sztywnymi kołami było to niwelowane przez układ sprężyn zamontowany w tarczy sprzęgła. Po zastosowaniu koła dwumasowego to ono ma zniwelować gwałtowne narastanie momentu przy ruszaniu. W tym przypadku tarcza sprzęgła najczęściej jest sztywna, chociaż można spotkać też rozwiązania z kołem dwumasowym i tarczą sprzęgła z tłumikiem drgań.
O tym, jak dużym postępem technicznym było pojawienie się kół dwumasowych możemy przekonać się już podczas ruszania. Pojazdem takim da się płynnie przyspieszać już od ok. 1000 obr/min. (czego oczywiście nie zalecamy ze względu na trwałość koła). Ponadto w samochodzie jest ciszej, mniejsze są drgania, płynniej się rusza. Mniej widocznym skutkiem jest wzrost trwałości układu napędowego i zmniejszenie zużycie paliwa.

W opinii wielu użytkowników samochodów jest to jednak element niepotrzebnie podnoszący koszty eksploatacji. Stosowane wcześniej sztywne koło zamachowe jest w największym uproszczeniu krążkiem metalu, w którym zużyciu może ulec jedynie wieniec zębaty rozrusznika lub powierzchnia cierna, z która współpracuje tarcza sprzęgła. W praktyce sztywne koła wytrzymują przebiegi rzędu kilkuset tysięcy kilometrów i w większości przypadków „przeżywają” cały okres eksploatacji samochodu, co dla wielu osób jest wystarczającym argumentem, aby je nadal stosować.

Koła dwumasowe podlegają zużyciu i zależnie od sposobu użytkowania pojazdu po mniejszym lub większym przebiegu zachodzi potrzeba ich wymiany. Niestety są to elementy dość drogie i stąd pojawiają się głosy o niepotrzebnym komplikowaniu konstrukcji samochodu.

Potrzeba ograniczenie kosztów wymiany spowodowała pojawienie się na różnego rodzaju rozwiązań zastępczych. Może to być zastosowanie koła używanego, regenerowanego i zestawu naprawczego ze sztywnym kołem zamachowym.

Montaż koła używanego generalnie nie ma sensu ekonomicznego, z racji stosunkowo dużych kosztów robocizny związanych z demontażem i ponownym montażem skrzyni biegów. Niewielkie jest prawdopodobieństwo, że trafimy na koło mało wyeksploatowane. Stosunkowo niewiele używanych części pochodzi bowiem z młodych pojazdów zezłomowanych po poważnych wypadkach. W większości złomowane są samochody mające za sobą znaczne przebiegi. Mało prawdopodobne jest też to, że ktoś zamontował nowe koło dwumasowe (a więc poniósł duży wydatek), a następnie pojazd zezłomował.

Druga droga to regeneracja koła. W internecie spotkamy mnóstwo firm oferujących taką usługę. Czy warto zatem wybierać to rozwiązanie ? Odpowiedź byłaby twierdząca, gdyby regenerację przeprowadzono w sposób profesjonalny, czyli zastosowano części o fabrycznej charakterystyce i wymieniono wszystko co potrzeba. Pierwszym problemem jest dostęp do części zamiennych – żaden producent kół dwumasowych nie ma ich w ofercie. Jeśli nawet komuś udałoby się takie części dorobić lub zdobyć, to koszt regeneracji byłby porównywalny z kosztem nowego koła. Najprawdopodobniej podczas takiej regeneracji wymienia się tylko sprężyny, co na krótki czas „ucisza” stuki dochodzące z okolic koła. Pomijamy oczywiście przypadki (znane z praktyki warsztatowej), gdzie regeneracja polegała na zespawaniu ze sobą masy pierwotnej i wtórnej. Popularność usługi regeneracji najprawdopodobniej związana jest z zapotrzebowaniem na krótkotrwałe wyeliminowanie usterki potrzebne do sprzedaży samochodu m in. przez komisy.

Trzecim „budżetowym” wyjściem jest zastosowanie zestawu ze sztywnym kołem. Rozwiązanie takie wprowadziła do swojej oferty m in. firma Valeo, a więc wiodący producent sprzęgieł.

Tłumienie drgań ma tutaj przejmować tarcza sprzęgła z układem sprężyn. O ile tarcza taka może zniwelować gwałtowny przyrost momentu i szarpanie przy ruszaniu z miejsca, to z drganiami na biegu jałowym już sobie raczej nie poradzi. Wyobraźmy sobie sytuację, gdy silnik pracuje na biegu jałowym i sprzęgło jest włączone. Sprężyny w tarczy z racji niewielkiej bezwładności wałka sprzęgłowego nie są ściskane i nie powodują tłumienia drgań skrętnych.

Czy warto zatem stosować takie rozwiązanie?

Z praktyki warsztatowej wynika, że zastosowanie sztywnego koła nie powoduje radykalnego zmniejszenia komfortu, czy szybkiego uszkodzenia skrzyni biegów. Jeśli więc dotyczy to wyeksploatowanego, o niskiej wartości pojazdu i użytkownik godzi się na pewne obniżenie komfortu, to można się zastanawiać nad założeniem zestawu ze sztywnym kołem. Taki „sztywny” zestaw różnie też sprawuje się zależnie od marki pojazdu. W niektórych pojazdach zwiększenie drgań jest praktycznie niezauważalne, a w innych jest to wyczuwalne nawet dla laika.

Najlepiej byłoby, aby decyzję o zamontowaniu takiego zestawu podejmował klient po przedstawieniu przez warsztat montujący wszystkich za i przeciw.

Sytuacja z zamianą koła dwumasowego na koło sztywne jest o tyle ciekawa, że jeden czołowy producent (LuK) twierdzi, że nie powinno się tego robić, a drugi też uznany (Valeo) jak najbardziej to rozwiązanie poleca.

W naszych rozważaniach celowo nie skupialiśmy się na tym, jak diagnozować uszkodzenia kola dwumasowego lecz jakie rozwiązanie zastosować gdy koło ewidentnie nadaje się do wymiany. Wydaje się, że najbezpieczniejszym z punktu widzenia warsztatu montującego wyjściem jest założenie nowego koła dwumasowego wraz z kompletnym sprzęgłem. Klienci bowiem często na siłę poszukują tańszych rozwiązań, a gdy się coś nie powiedzie to w pierwszej kolejności próbują zrzucić winę na warsztat, który wykonywał usługę.