Il Volano Bimassa: pregi e difetti.
Il volano è una massa di metallo, acciaio o ghisa, attaccato all'albero motore che ha la funzione di accumulare energia cinetica durante la fase di scoppio o di combustione e restituirla nelle 3 fasi passive (aspirazione, compressione e scarico).
In parole più semplici, il volano ha la funzione di far girare regolare il motore.
Per la funzione richiesta, il volano necessita di una massa non indifferente, dell'ordine di decine di chilogrammi; massa che aumenta al crescere, in generale, della cilindrata e della coppia del motore.
Per capire un po' meglio, un volano più leggero assorbe meno potenza dal motore ma aumenta l'instabilità dello stesso, un volano più pesante necessita di più potenza ma fa girare regolare come un orologio il propulsore.
Fino a qualche anno fa il volano era semplicemente un disco, pesante, con all'esterno degli ingranaggi per permettere al motorino di avviamento di svolgere la propria funzione.
Semplicissimo e per tal motivo praticamente indistruttibile. Son rarissimi i casi in cui, infatti, il volano si sia rotto prima del motore a cui era collegato.
Nonostante le maggiori potenze e le coppie elevate dei nuovi motori, i veicoli di oggi sono confortevoli e silenziosi: in questo il volano bimassa gioca un ruolo fondamentale, assorbendo ed eliminando quasi completamente le vibrazioni torsionali attraverso un sistema di smorzamento a molle.
Quando il meccanico sente dei rumori insoliti spesso pensa al volano a doppia massa, anche se in realtà in molti casi non è la fonte del problema. All'aumentare delle potenze dei motori, in special modo dei motori diesel, e della richiesta di comfort dei veicoli si è avvertita una necessità dovuta a un fenomeno che interessa il volano. Tale elemento, essendo pesante, in movimento e “asincrono”, cioè essendo montato su una sola parte dell'albero motore, genera, per sua natura un effetto fisico: la risonanza.
La risonanza è un effetto ben conosciuto in fisica, in particolare in acustica: ad alcune frequenze, un corpo tende ad avere una vibrazione “aggiuntiva” a quella naturale (mi scusino i fisici per la definizione molto maccheronica...).
Nel nostro caso la risonanza di un volano si avverte attraverso delle vibrazioni molto forti dello stesso, vibrazioni che si avvertono in special modo in ripresa e a certi numeri di giri.
Se con volani “piccoli” la risonanza avveniva a un numero di giri inferiori al numero di giri minimo del motore, quindi a un numero di giri non avvertibile e non fastidioso, con l'aumentare della potenza dei motori, si è iniziato a notare un aumento del numero di giri in cui la risonanza mostrava il suo effetto.
Valore che è arrivato a valori medi di 1200-1500 giri/min, quindi nel pieno del campo di sfruttamento del motore. Per ovviare al problema e al fastidio che ingenerava alla guida è stato inventato il cosiddetto volano bimassa.
Grafico che mostra il vantaggio del bimassa nell'eliminare le vibrazioni
L'idea di fondo è semplice: se abbasso il peso abbasso la frequenza di risonanza e di conseguenza aumento di molto il piacere di guida. Senza però perdere il vantaggio del peso complessivo per l'accumulo dell'energia cinetica.
Il volano bimassa è quindi un volano con un peso simile a quello monomassa, ma diviso in due parti, collegate fra loro da un supporto e da una o più molle elastiche.
Un'idea semplice e geniale che ha permesso numerosi vantaggi:
- Eliminazione quasi completa delle vibrazioni del motore;
- Alleggerimento del disco della frizione (che si appoggia a una massa inferiore)
- Eliminazione del gioco della frizione
- Aumento notevole della fluidità di marcia.
Con un solo, unico, difetto, ben conosciuto e temuto dagli automobilisti: il costo molto maggiore del costo di ricambio.
Sì, poiché più complessi da realizzare, i volani bimassa sono più delicati e spesso hanno durata inferiore a quello del motore. E una volta rotto è necessaria la sostituzione con un esborso dell'ordine delle migliaia di euro tra costo di ricambio e manodopera.
Utilizzare la diagnostica del motore per identificare il problema
La diagnostica del motore può fornire ulteriori informazioni, ad esempio attraverso il rilevamento della velocità di avvio del motore o la misurazione della quantità di carburante iniettato. Un eccessivo scostamento rispetto ai parametri definiti dal costruttore può causare irregolarità nel motore. Se il motore vibra, può sovraccaricare il volano bimassa, specialmente a pieno regime. Lo stesso vale per la non perfetta messa in fase della distribuzione del motore, la fase motore anticipata o posticipata può causare scompensi ed una rotazione imprecisa dell’albero motore. Gli strumenti di diagnosi possono identificare un guasto nella centralina così come mettere in evidenza modifiche di rimappatura alla centralina motore, che possono danneggiare il volano.
Dopo il test drive e la diagnosi al motore, si consiglia di effettuare un controllo visivo e meccanico del volano: una superficie di attrito brunita della ruota secondaria indica un volano fortemente surriscaldato. Ciò si verifica quando il conducente lascia slittare la frizione troppo a lungo o il sistema di disinnesto non funziona correttamente provocando lunghi slittamenti; il surriscaldamento prolungato può causare l'indurimento del grasso presente all’interno del volano. Se ci sono visibili incrinature nella superficie di attrito, il volano bimassa deve essere sostituito perché a determinate velocità potrebbe danneggiarsi. Altri segni visibili di un volano difettoso sono del grasso e dei frammenti che fuoriescono dall'interno del componente. È da sottolineare, tuttavia, che lievi tracce di grasso non costituiscono alcun problema, in quanto possono essere dovute al design o previste dal costruttore del veicolo, e non hanno alcuna influenza sulla funzionalità del volano.
Un ulteriore consiglio dagli esperti: un rumore come di ‘schiocco’ durante il test di mobilità è un segnale positivo – indica, infatti, che lo speciale grasso del volano ha la giusta consistenza.
DOMANDE FREQUENTI
C'è modo di installare un volano monomassa nel momento in cui il volano bimassa si rompe?
Sì, ma è caldamente sconsigliato
Innanzitutto per una modifica del genere serve cambiare tutto il gruppo volano-frizione. La frizione di un bimassa, come detto, è più piccola di quella di un monomassa. In caso di cambio va quindi cambiato: il volano, la frizione, lo spingidisco e la molla spingidisco.
Con tale cambio ritornano poi in gioco le vibrazioni del volano, con conseguente durata media di molte parti meccaniche: frizione, albero motore in primis, ma anche altre parti insospettabili collegate al cinematismo del motore (pompa dell'olio, dell'acqua, condizionatore, pompa di iniezione, alternatore etc). Quello che si risparmia con il monomassa si ridà indietro quando si romperanno le altre parti. E sì, si romperanno di sicuro prima.
La guida poi, soprattutto se si è abituati al bimassa, è terrificante. Le vibrazioni vi accompagneranno durante la guida, sempre, e in particolare in ripresa e a un numero di giri basso. Cioè durante il 90% della guida.
Ci sono modelli di bimassa noti per la loro fragilità?
Sì. In linea di massima, qualunque volano bimassa soffre di tali problemi. In particolare però quelli del gruppo Volkswagen si son dimostrati più delicati della media. In special modo se raffrontati alla proverbiale affidabilità del gruppo.
C'è modo per preservare il volano bimassa?
Sì. Uno stile di guida delicato, senza troppe accelerazioni, in particolare a freddo, sposta nel tempo la rottura del pezzo. Anche la tipologia di strade percorse ne influenza la durata: chi percorre maggiormente autostrade ha meno problemi di chi guida prevalentemente in città.
Esistono dei ricambi più economici di quelli originali?
Sì, esistono ma anche in questo caso vi consiglio di prestare attenzione. Se ci sono ottimi costruttori di ricambi ce ne son di pessimi. Nel caso decideste di andare su un non originale chiedete al vostro meccanico e non considerate solo il costo immediato ma anche i probabili costi futuri in caso di rotture per parti non corrispondenti esattamente alle specifiche di progetto.
E' necessario cambiare anche la frizione in caso di rottura di un bimassa?
No, se si monta un volano bimassa e la frizione è in buono stato. Calcolando però il costo relativamente basso rispetto a tutta l'operazione può essere una buona idea cambiare anche il gruppo frizione.
Attenzione: se si cambia un bimassa con un monomassa è un altro paio di maniche. In tal caso non solo è consigliabile ma obbligatorio cambiare tutto il blocco frizione-volano per i motivi sopraesposti.
Se la mia macchina monta un cambio automatico posso avere lo stesso problema di quelle con cambio manuale?
Purtroppo sì, in linea di massima il volano bimassa ha lo stesso principio di funzionamento indipendentemente dal tipo di cambio. Spesso però tale operazione ha costi inferiori.
