Pentru mulți proprietari de mașini cu transmisie manuală, volantul a devenit o problemă, deoarece înlocuirea lui a devenit deosebit de costisitoare în ultima vreme și utilizatorul este adesea nevoit să-l înlocuiască neplăcut de rapid.

În ceea ce privește funcția sa, mulți oameni nu știu de ce este instalat de fapt la capătul arborelui cotit al motoarelor cu ardere internă. În articolul următor, oferim o perspectivă asupra funcționării și motivului existenței volantului.

Rol, design și utilizare

Indiferent de câți cilindri este format motorul cu ardere internă, procesul de lucru al acestuia se repetă periodic, astfel încât cuplul arborelui cotit nu este uniform în fiecare moment. De aici ar rezulta că viteza ar sări constant din cauza vârfurilor și văilor cuplului. Un volant cu un moment adecvat de inerție și o masă de balansare este menit să mențină această fluctuație într-un interval acceptabil.

În general, putem spune că sarcina de mai sus este funcția principală a volantului, dar nu singura. De menționat ca volanta include si mecanismul de ambreiaj iar inelul dințat de demarare este asezat pe cantul acestuia, cu ajutorul acestuia putand fi pornit motorul.

Cu toate acestea, la dimensionarea volantului, atunci când se determină dimensiunea și greutatea finală, mai ales prima funcție menționată, se ia în considerare compensarea turației.

În timpul dimensionării, scopul este de a obține cel mai mare moment de inerție posibil cu o masă cât mai mică. În mod ideal, volantul ar arăta ca și cum întreaga masă a piesei ar fi plasată pe circumferință de-a lungul razei sale cele mai mari, ca un inel. Desigur, acest lucru nu poate fi realizat 100% în practică, deoarece atunci volantul nu ar fi în contact fizic cu arborele cotit.

In realitate, față de situația ideala volantul este intotdeauna mai greu datorită zonei care conține suprafața de frecare a armaturii si a discului de ambreiaj care măresc ș inertia, dar la o raza mult mai mica, deci masa lor nu prea este de folos.

Cu toate acestea, este important de reținut că un motor mai mare nu necesită neapărat un volant mai mare. Ambielajul motoarelor cu șase cilindri în patru timpi are deja un moment polar de inerție atât de mare încât motorul ar putea funcționa chiar și fără volant. Totuși, din motive practice, se găsește și aici deoarece în cazul unei cutii cu viteze manuale îi sunt atașate inelul dințat care facilitează pornirea și placa de presiune care comprimă suprafețele, precum și carcasa ambreiajului. În plus, deoarece aceste elemente se rotesc împreună, masele lor trebuie incluse și în momentul de inerție.Succesorul volantului clasic, versiunea cu masă dublă (Sursă: www.wikipedia.org)

Volantul are un design special dacă cuplul este transmis prin intermediul unui ambreiaj hidrodinamic. Întrucât în ​​acest caz carcasa și paletele pompei hidrodinamice furnizează masa de balansare cu fluidul hidraulic care se rotește împreună, volantul poate fi omis în cazul motoarelor cu turații mai mari.

Inelul de pornire este presat pe volant în cazul motoarelor mai mici și înșurubat pe volant în cazul motoarelor mai mari.

Utilizarea piesei este variată. Unul dintre fenomenele frecvente este sarcina termică generată în timpul funcționării ambreiajului, deci în timpul frecării. Acest lucru poate fi cauzat de obicei la pornirea vehiculului de pe loc sau de instalarea sau utilizarea incorectă a ambreiajului. Deoarece acesta se află într-un loc închis, care este un fel de carcasă turnată sau din tablă, răcirea acesteia este nefavorabilă, astfel încât se poate deforma și crăpa sub influența căldurii generate. Desigur, acest lucru ar trebui evitat, deoarece dacă suprafața de frecarea a discului de ambreiaj nu este plană, aceasta are ca rezultat o reducere a suprafeței de contact și o creștere a presiunii la suprafață, ceea ce are ca rezultat o scădere drastică a duratei de viață așteptate. Acesta este motivul pentru care producătorii nu pot folosi volante prea subțiri, asemănătoare unui disc, chiar dacă altfel ar fi perfect potrivit dintr-o abordare dinamică. Datorită funcționării ambreiajului, nu este permis ca volantul să se deformeze ca  placă de presiune.

Volanta cu masă dublă

Astăzi, se poate afirma că sunt puține vehicule noi de pe piață care sunt încă disponibile cu transmisie manuală și care încă mai folosesc volanti clasici de o singură masă. Motivul pentru aceasta este că - datorită unei inovații - a fost posibil să se realizeze același moment de inerție cu o masă mai mică decât soluția clasică cu volant simplu.

În cazul unui volant cu masă dublă, corpul volantului este împărțit în două părți, una dintre ele este atașată la arborele cotit al motorului, iar cealaltă este conectată la prima prin intermediul unor arcuri în forma de semicerc  încorporate în volant. Ca rezultat, cele două părți se pot întoarce la un unghi semnificativ una față de cealaltă.

Schema unui volant cu masă dublă: arcurile în negru, volantul de pe partea motorului în roșu și volantul de pe partea transmisie în albastru (Sursă: www.wikipedia.org)

Al doilea volant este conectat la ambreiaj și la alte unități ale transmisiei (cutie de viteze, arbore cardanic etc.).

Scopul acestei soluții este dublĂ. Una este de a regla sistemul de oscilație al torsiunii motorului și al transmisiei din punct de vedere dinamic, și anume în așa fel încât frecvența de rezonanță primară, deci viteza critică a primarului, să scadă sub turația LA ralanti. Avantajul acestui lucru este că motorul este capabil să funcționeze calm, fără vibrații majore, chiar și în timpul mersului la ralanti.

În același timp, arcurile plasate în volant sunt comprimate în timpul rotației celor două parti ale volantului unul față de celălalt și, prin urmare, se freacă de mantaua canelurilor, amortizand astfel oscilațiile de torsiune ale lanțului de transmisie în toate condițiile de funcționare ale motorului. Rezultatul final este că, datorită celor două mase și arcurilor, pe al doilea apare doar o fracțiune din amplitudinea de vibrație a primului volant, care sunt transmise apoi de aceasta lanțului de transmisie.

Defecțiuni

Volantul cu masă dublă cu un sistem mai eficient, dar mai complicat are și dezavantajele sale. În timp ce un volant cu o singură masă poate funcționa practic fără întreținere pe toată durata de viață a mașinii, un volant cu masă dublă va trebui aproape sigur să fie înlocuit pe durata de viață a mașinii.

Defectiunea poate apărea din mai multe motive, de la lubrifiere inadecvată la utilizarea forțată a ambreiajului până la funcționarea neuniformă a motorului. Fenomenele de defectare sunt totuși oarecum semnalizate din timp, deoarece volantUL cu masă dublă dă întotdeauna un semnal sonor în timpul funcționării înainte de a ajunge la sfârșitul duratei sale de viață. Bataile ușoare devin din ce în ce mai dese, apoi apar șocurile și vibrațiile care sunt deja indicii clare ale unei vizite la service.