K tomu, aby se naše moderní a těžká vozidla spolu s cestujícími v nich mohli rozjet, jsou zapotřebí značné síly. Cílem dnešních spalovacích motorů je obvykle rychlá a plynulá akcelerace při současně co nejnižší spotřebě paliva a opotřebení motoru. Zvlášť při ostrém zrychlení nebo obecně vysokých rychlostech je třeba vyřešit důležitou otázku: Jakým způsobem lze kompenzovat vibrace a kmitání? Automobily disponují tzv. setrvačníkem, který slouží právě k tomuto účelu. Pojďme se tedy v následujícím textu podívat na to, jak a proč vlastně tak účinně plní svou funkci.
Na co potřebují automobily setrvačník?
Jak již bylo naznačeno v úvodu, skutečné jádro spalovacích motorů, kde se vykonává práce, tvoří válce, v nichž se písty posouvají nahoru a dolů. Tyto písty jsou zase propojeny ojnicemi s tzv. klikovým hřídelem, jenž sdružuje a koordinuje přímočarou kinetickou energii, kterou produkují. Tuto „kombinovanou“ energii nakonec hnací ústrojí přenáší až do kol. Jako odpověď na otázku v nadpisu bychom se mohli ze zvědavosti také zeptat, co by se stalo s motorem, který žádný setrvačník nemá? Za tímto účelem stojí za to podívat se zpět na zmíněné písty. Zatímco v minulosti byly běžnější motory se šesti nebo dokonce osmi válci, v současnosti jsou rozšířené hlavně čtyřválce – v módě jsou však i motory s pouhými třemi válci. Proč tomu tak je? Hlavním důvodem je snížení třecích sil kvůli menšímu počtu konstrukčních prvků a z toho plynoucí úspornější provoz. Navíc jsou také kompaktnější a ve velmi krátkém čase dokáží vytvořit vysoký točivý moment. Mají ovšem i jednu podstatnou nevýhodu, jelikož jejich chod není zdaleka tak plynulý jako u jejich víceválcových příbuzných.
Vibrace a kmitání v motorovém prostoru jsou způsobeny tím, že válce jsou časovány a vykonávají svou práci v určitých sekvencích. V důsledku toho se síla pohybu vpřed a vzad rapidně zvyšuje a nakonec se objeví vůle i v klikovém hřídeli, což způsobí rozkmitání souvisejících součástí motoru. To je nejen nepříjemné z akustického hlediska (v pozadí můžete slyšet hluk o síle až 80 decibelů), ale také nesmírně škodlivé pro všechny zapojené části stroje. Trpí zejména převodovka a její ozubená kola, která následně může i zcela selhat.
Setrvačník tudíž slouží k vyrovnávání těchto sil a ke snižování chvění na minimum. Díky své hmotnosti a, jak název sám napovídá, setrvačnosti kompenzuje nepravidelnosti v chodu motoru, například při řazení nebo rychlých změnách otáček, a výrazně stabilizuje klikový hřídel. Navíc svou hmotou překonává i tzv. mrtvé body a zabraňuje zadření nebo úplnému výpadku motoru. Kotouč totiž dodanou energii účinně ukládá a v podobných chvílích ji může opět uvolnit.
Jaké existují typy?
V zásadě lze rozlišit dva typy setrvačníků, které se montují do automobilových agregátů: jednohmotové a dvouhmotové. Jak vyplývá ze samotného pojmenování, hlavní rozdíl spočívá v tom, že dvouhmotové setrvačníky mají dva kotouče, které jsou navzájem propojeny pružným prvkem. Fígl tkví v tom, že jeden kotouč je spojen s klikovým hřídelem, zatímco druhý s převodovkou. Výsledkem je, že obě části hnacího ústrojí jsou tlumeny a že se například na převodovku méně projevují nepravidelnosti v pohybu pístů. Důvodem je, jak jsme uvedli výše, že moderní čtyřválcové nebo tříválcové motory jsou sice jak úspornější, tak i účinnější, ale zároveň mnohem náchylnější ke vzniku kmitů a obecným nepravidelnostem při provozu.
Kromě funkce tlumení přebírá dvouhmotová varianta také roli zásobníku energie, v čemž se příliš neliší od jednohmotového setrvačníku. V klíčovém okamžiku se tedy uvolní síla a převede se na klikový hřídel nebo převodovku, které tak nepřijdou o svou synchronizaci a mohou pokračovat plynule pracovat. Řidič to ocení zejména při velmi nízkých otáčkách motoru, kdy může bez problémů přeřazovat.
Jak poznáte opotřebení vašeho setrvačníku?
Nejprve několik slov o životnosti těchto konstrukčních prvků. Setrvačníky zpravidla vydrží zhruba stejně dlouho jako příslušné vozidlo, ovšem za předpokladu, že jezdíte rozumně a obezřetně. Měli byste se například vystříhat dlouhých cest při nízkých otáčkách a trhavého řazení rychlostních stupňů. Obecně vzato je pro kotouče a mechanismus tlumení prospěšné, pokud řídíte plavně a kontrolovaně a nezastavujete vozidlo například při zařazené trojce. Za těchto ideálních podmínek a při dobrém mazání jsou setrvačníky v podstatě takřka nezničitelné.
Naštěstí dá o sobě vědět poškozený setrvačník i hlukem, když například jeho pružný lem přestane být zcela intaktní. Obvykle se to rozpoznává podle chrastivého nebo třepotavého zvuku, podobně jako u rotorových listů nebo cinkání kovu. Možné je ale také přesný opak: spustíte motor a slyšíte – nic. Rozjezd je nicméně nesmírně drsný a i během jízdy máte nepříjemný pocit, ačkoli stále neslyšíte žádné podivné zvuky. Je dost pravděpodobné, že setrvačník je deformován nebo porouchán již natolik, že se tlumicí pružiny zasekly a kotouče tak nemohou kmitat. Součástka poté logicky kompletně ztratí svůj původní účel a nedokáže kompenzovat ani vibrace, ani uchovávat energii.
Hlasité, drnčivé zvuky se typicky vyskytují při startování motoru nebo při řazení na jinou rychlost. V takových případech vám doporučujeme, abyste při nejbližší příležitosti nechali servis přezkoumat příčinu tohoto problému. Zanedbání totiž může mít drastické následky. Pokud setrvačník selže úplně, dojde s velkou pravděpodobností k poškození jak klikového hřídele, tak i převodovky. A to zase znamená, že hrozí totální selhání motoru, jehož oprava bude zaručeně mnohem nákladnější než výměna pouhého setrvačníku.
Co byste si z toho všeho měli odnést?
Ať už je váš setrvačník dvouhmotový či jednohmotový, v obou případech se jedná o extrémně robustní a trvanlivý konstrukční prvek zabudovaný hluboko v nitru vozidla. Jejich bezchybná a správná funkce je natolik důležitá pro kondici ostatních součástek, že musí zákonitě odolávat největším potížím každodenního života motoru a v nejlepším případě po instalaci spatří světlo světa opět jen při výměně celého motoru.
Tento článek proto opět názorně demonstruje, že dodržování intervalů výměny různých kapalin a dílů auta, které podléhají běžnému opotřebení, přináší bezpočet výhod. Pečlivou a svědomitou péčí lze i po dlouhých letech udržet vůz mladý, a spolu s ním i jeho vzácné technické komponenty, mezi něž se řadí například setrvačník.
Komentovat