Usuario:Mcapdevila/Bimasa

Sección de un volante bimasa (DMF)

Un volante bimasa o volante de masa dual (DMF), es un dispositivo mecánico de rotación que se utiliza para proporcionar energía continua (energía de rotación), en sistemas en los que la fuente de energía no es continua, ede la misma forma que un volante de inerciaconvencional, pero amortiguando cualquier variación violenta de par o de revoluciones que podría causar una vibración no deseada.

La reducción de la vibración se consigue mediante la acumulación de la energía almacenada en las dos masas de medio volante durante un período de tiempo, pero amortiguado por una serie de fuertes resortes, haciendolo a un ritmo que es compatible con la fuente de energía y, a continuación, liberando esa energía a una velocidad mucho más alta durante un tiempo relativamente corto..

El volante compacto de masa dual también incluye todo el embrague, con la prensa (placa de presión) y el disco de embrague. . .​

Historia

Convertidor de par Schaeffler con un amortiguador de péndulo centrífugo FKP LUK

Los Volantes de masa dual fueron desarrollados para hacer frente a la escalada de par y potencia, especialmente a bajas revoluciones. La creciente preocupación por el medio ambiente y la adopción de normas más estrictas han marcado el desarrollo de nuevos motores más eficientes, reduciendo el número de cilindros hasta 3 o incluso 2 cilindros, permitiendo ofrecer más par y potencia a bajas revoluciones. Como contraparte ha habido un aumento en el nivel de vibraciones que a los discos embrague tradicionales les cuesta absorber. Aquí es donde los Volantes de masa dual, desempeñan un papel fundamental, ya que hacen los nuevos desarrollos mecánicos más viables.  .​

La capacidad de absorción de la vibración depende de las partes móviles del DMF, obviamente, están sujetos a un cierto desgaste. Así que cuando se procede a la sustitución del embrague -para un vehículo de más de 150,000 kms-, es muy recomendable que un taller de confianza sustituya el volante bimasa al reemplazar dicho embrague. De lo contrario, tanto el nuevo embrague como la caja de cambios o el cigüeñal pueden sufrir en exceso, según recomendación del fabricante de embragues LUK (Schaeffler Group), fabricante y experto en esta tecnología.​

Tipos

Principio del volante de inercia bimasa LUK - Negro: Muelles amortiguadores.

Rojo: masa primaria fijada al cigüeñal.

Azul: brida fijada a masa secundaria

Las tecnologías utilizadas difieren de un fabricante a otro siendo las principales

• Sistema monofase LUK mediante muelles de arco y brida. Sistema original desarrollado por Shaeffeler-LUK presente desde 1987 en vehículos industriales ligeros. Consiste en dos discos metálicos sin contacto directo entre sí unidos por un rodamiento pivotante o casquillo de fricción. El primer disco o "masa primaria" va atornillado firmemente al cigüeñal y en su perímetro se instala la corona dentada donde engarza el motor de arranque. En su interior un canal circular aloja dos largos muelles de arco semicirculares encapsulados en sus guías de deslizamiento, pudiendo integrarse un segundo juego de muelles adicionales en el interior de principales que actúan en paralelo. Los muelles son empujados en uno de sus extremos por un tope en la masa primaria y comprimidos contra otro tope en una brida atornillada al segundo disco o "masa secundaria" donde se fija el embrague, que recibe el par modulado mediante la filtración de la mayor parte de las oscilaciones torsionales procedentes del motor. Existen aplicaciones con la brida sujeta mendiante dispositivos flexibles -muelles de presión o de diafragma- que proporcionan una amortiguación torsional extra a regímenes de giro altos, compensando así el efecto de bloqueo de la fuerza centrífuga sobre los muelles de arco.

• Sistemas LUK multifase. Buscan dar respuesta a la necesidad de conjugar mayor flexibilidad durante el arranque con una mayor firmeza en momentos de aumento de la carga motor. Para ello el sistema monofase se modifica con un muelle exterior más blando y una brida diseñada de modo que el muelle interior no actúe en paralelo sino sólo a partir de un determinado ángulo de incidencia, proporcionando así una flexibilidad extra durante el arranque y una firmeza mayor en aceleraciones y recuperaciones. De este modo se evitan los característicos problemas de resonancia de los largos muelles de arco bajo solicitudes de par al tiempo que se aumentan el confort y la longevidad del sistema. Existen también aplicaciones con dos muelles interiores más cortos que permiten tres grados de firmeza distinta en función del brazo de palanca adaptándose a cada momento de la conducción, así como aplicaciones que sustituyen el muelle rígido interior por un disco de mando de fricción adicional que sólo entra en funcionamiento a partir de determinado ángulo de incidencia. Se montan de origen y en mercado de reposición.

• Sistema LUK con péndulo centrífugo. Incorpora una masa adicional de aproximádamente 1 kg acoplada la brida logrando así aumentar el momento de inercia en todo el rango de revoluciones, permitiendo una absorción casi completa de las vibraciones en el rango más bajo de revoluciones. Presente desde 2010 como equipo de origen.

• Sistema DMF Planetario de ZF-Sachs. En este sistema las dos masas también están conectadas por un cojinete o conjunto radial y axial. La novedad es que en lugar de brida se utiliza un juego de engranajes planetarios fijados a la masa primaria y engranados a una corona en la masa secundaria, consiguiendo así aumentar el momento de inercia de la masa dinámica. Para la absorción de vibraciones no se utilizan muelles de arco sino múltiples muelles rectos cortos colocados en un anillo labrado en la masa primaria y comprimidos por un sistema de patines y platillos de plástico en la masa secundaria dispuestos de modo que los muelles más firmes sólo entren en funcionamiento a partir de determinado ángulo de incidencia. Se monta de origen y en el mercado de reposición.

• Sistema de resortes radiales de Valeo. En este sistema se utilizan muelles rectos colocados en forma de estrella que a diferencia de los sistemas anteriores trabajan en extensión. Un extremo de los muelles está unido al volante primario y el otro al secundario, facilitando un movimiento de un volante respecto al otro. Con ello se consigue un desacoplado parcial del motor respecto a la caja de velocidades, evitando la transferencia de vibraciones provocadas por el giro pulsatorio del motor. Se monta de origen y en el mercado de reposición.

• Sistema DFC o "Damper Flywheel Clutch" sistema unibody de LUK que monta en una misma unidad compacta el volante motor DMF junto con el disco de embrague y el plato de presión. 2

Sustitución por un volante clásico

Por otro lado y debido al elevado precio a las averías repetitivas del conjunto DMF, )especialmente en bimasas de las primeras generaciones), hay fabricantes que ofrecen un volante más prensa y disco de embrague clásicos como sustitución para coches que vienen de fábrica con volante bimasa. Los usuarios que suelen optar a esta opción son aquellos a los que el volante bimasa ha empezado a hacer ruidos antes de los 150.000 km definidos por el fabricante, aunque hay diferencias de opinión sobre las consecuencias en el coche modificado.

En este caso el volante de inercia es un disco macizo perfectamente equilibrado por lo que no hablamos de masas primaria y secundaria sino de lados del motor y de la caja de cambios. En su perímetro se instala la corona dentada donde engarza el motor de arranque, atornillándose por un lado a la salida del cigüeñal y al disco de embrague por el otro. Como en todos los volantes de inercia, su propia masa absorbe cierto rango de vibraciones, encargándose los muelles amortiguadores de torsión presentes en el disco de embrague de contrarrestar el resto. Su funcionamiento es óptimo en arranque, detención y a regímenes de giro altos, pero suelen tener problemas para mitigar las vibraciones a bajas revoluciones de giro de motores diseñados para su uso con volantes bimasa (típicamente motores de dos o tres cilindros sin árboles contrarrotantes de equilibrado o diésel de carrera larga). Como consecuencia es habitual una pérdida importante de confort a bajas revoluciones y un aumento significativo de consumo al no utilizarse los regímenes de revoluciones más favorables a la conducción económica, en casos excepcionales la transmisión de vibraciones a la cadena cinemática puede provocar problemas en cajas de cambios y transmisiones.