Un volante motor bimasa o volante de masa dual —del inglés dual mass flywheel (DMF)— es un dispositivo mecánico empleado para proporcionar energía de rotación continua en sistemas en los que la fuente de energía no es continua.
Supone una evolución sobre los volantes de inercia convencionales —single mass flywheel (SMF)—, valiéndose como estos del elevado momento de inercia de una masa en rotación, pero con la capacidad añadida de amortiguar las violentas variaciones en la velocidad angular del cigüeñal que de otro modo se transmitirían a la cadena cinemática en forma de molestas vibraciones.
El total equilibrado del motor no es posible salvo en algunas fases de funcionamiento de los motores V12, produciéndose por tanto vibraciones inherentes a los motores de ciclo alternativo. Estas vibraciones proceden de la constante aceleración y desaceleración de los pistones a lo largo de su recorrido y dependen entre otros de la relación entre el brazo de cigüeñal y la longitud de biela -relación diámetro/carrera-, del número de cilindros y del ciclo Otto/Diesel de trabajo.
Su reducción se consigue mediante la acumulación de la energía procedente del empuje de los pistones en una serie de resortes situados entre las dos masas, capaces de almacenar el par y liberarlo inmediatamente pero en un periodo más largo. De este modo se logra compensar las fluctuaciones de velocidad del pistón, obteniéndose una velocidad de salida próxima a la constante.
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 tanto de ciclo Otto como diésel más eficientes, con cilindradas cada vez más bajas y frecuentemente de solo tres o incluso dos cilindros alimentados por turbo, con la entrega de par y potencia a bajas revoluciones para reducir el consumo. Como contrapartida, 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 sujetas obviamente a un cierto desgaste. Sucesivas generaciones de volantes motores bimasa han permitido aumentar la fiabilidad y duración del sistema hoy presente en 1 de cada 3 vehículos nuevos en Europa.
Las tecnologías utilizadas difieren de un fabricante a otro siendo las principales:
Un dispositivo precedente de los actuales volantes bimasa son los embragues hidrodinámicos como el Fluid Drive del grupo Chrysler. Utilizados en algunas transmisiones manuales —semiautomáticas—, sustituían el embrague convencional por un fluido hidráulico contenido entre dos masas alabeadas muy próximas entre sí pero sin contacto directo lo que implicaba, a diferencia de los actuales dispositivos mecánicos, una pérdida inherente de velocidad en la masa secundaria.
Cuando en estos dispositivos se intercala un estator entre las dos masas capaz de multiplicar el par durante la fase de aceleración hablamos de convertidores de par, habituales en las transmisiones automáticas. Algunos convertidores de par llevan incorporado un sistema FKP-LUK o "amortiguador de péndulo centrífugo", que utiliza un sistema de muelles de arco y brida similar al del DMF-LUK para cerrar el embrague de bloqueo en detención aumentando el confort y reduciendo el consumo.
En la actualidad permanecen en estudio sistemas magnéticos como alternativa para la conexión de ambas masas.
El volante motor bimasa es una pieza sometida a desgaste por lo que rara vez su vida será tan larga como la del propio motor. Sin embargo evitando su deterioro prematuro pueden conseguirse duraciones superiores a las del embrague, siendo incluso posible mantenerlo hasta su segundo cambio.
Anomalías del volante bimasa:
-Juego de Inversión: La holgura entre ambas masas es tal que llegan a tocarse en sus extremos
-Juego Radial: Ambas masas pueden desplazarse una sobre otra fuera de tolerancia.
-Juego Axial: Ambas masas pueden separarse fuera de tolerancia.
Las causas de su deterioro prematuro en general están relacionadas con problemas durante el arranque y detención del motor o con solicitudes de par a bajas revoluciones al estar el sistema diseñado para evitar la transmisión de vibraciones a bajas revoluciones donde habitualmente prima la suavidad sobre la entrega de potencia, por esta razón para evitar su deterioro prematuro es recomendable:
Estas circunstancias generan un giro de motor lento y sin energía suficiente tendiendo a aumentar la holgura del cojinete. Las baterías baratas suelen tener el mismo amperaje que las buenas, pero menor potencia de arranque, lo que ocasiona giros de motor más lentos y tiempos de arranque más largos, afectando no solo al volante bimasa o al arranque, sino también a la electrónica del vehículo.
Por otro lado debido a los casos de averías repetitivas del conjunto DMF, especialmente en bimasas de las primeras generaciones, existen aplicaciones especiales de conversión SMF con muelles de amortiguación de torsión en el propio disco de embrague como sustitución para coches que vienen de fábrica con volante bimasa. Los usuarios que suelen optar a esta opción son profesionales del transporte público o aquellos para los que el volante bimasa ha empezado a hacer ruidos antes de los 150 000 km definidos por el fabricante.
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.
Aficionados a la Mecánica: El Volante Motor Bimasa [2] Comprendiendo los Volantes Bimasa y los Volantes Bimasa Planetarios [3]
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