Eccomi a parlarvi di volano, particolare equipaggiato da ogni autovettura, poco conosciuto ma importante per il suo corretto funzionamento. Per prima cosa tengo a dire, per correttezza e onestà , che quello che leggerete è stato creato riportando informazioni prese dal web da svariate fonti con l'intento di dare una spiegazione accessibile a tutti su cosa sia questa organo meccanico.

Cosa è il volano

Iniziamo definendo brevemente cos'è e a cosa serve un volano nei motori endotermici:
il volano è un disco metallico (acciaio, ghisa) provvisto di una data massa e situato tra l'albero motore e l'albero condotto (albero cambio, frizione). Il suo scopo è regolarizzare il funzionamento del motore ma specialmente la coppia motrice. La rotazione dell'albero motore non è uniforme poiché nei cilindri si susseguono fasi utili e fasi passive; questo fenomeno viene definito come "irregolarità periodica". Per rendere il più possibile omogenea la rotazione (ovvero per ridurne le accelerazioni e le decelerazioni) si impiega il volano. In parole povere....il volano funziona come accumulatore del lavoro motore (coppia) in eccesso (ad esempio nella fase di scoppio) per restituirlo al sistema quando tale lavoro è in difetto (ad esempio nella fase di compressione). In definitiva, ha lo scopo di mantenere più uniforme la velocità dell'albero motore contrastandone le variazioni di velocità di rotazione regolarizzando il ciclo e permettendo il funzionamento a regimi più bassi . Ad una maggiore massa del volano corrisponderà un più basso regime al quale il motore si manterrà in moto. Per assicurare invece un'accelerazione rapida sarà necessario ridurre al minimo l'inerzia del volano.

Inoltre va aggiunto che il volano, usato nelle auto moderne, ha un'altra essenziale funzione: in corrispondenza della circonferenza del volano, è pressata a caldo (oppure avvitata) la corona dentata dove ingrana il pignone del motorino d'avviamento che permette la messa in moto.


Il volano a doppia massa

Ma veniamo adesso al “volano bi-massa“ o “a doppia massa” o anche “doppio volano ammortizzato” che ormai viene montato su tutte le auto diesel e su molte a benzina.


Come è fatto

Costruttivamente il volano bi-massa si compone di due masse circolari, una solidale all’albero motore che incorpora la corona dentata per il motorino d’avviamento, chiamata volano primario, ed un’altra sulla quale spinge il disco frizione chiamata volano secondario. Le due masse sono concentriche e possono parzialmente ruotare l’una rispetto all’altra, tale azione viene però smorzata da una o più molle disposte circonferenzialmente.



Come funziona

Durante il funzionamento del motore avvengono vibrazioni che si comportano come le onde sonore. Ogni materiale, ha una frequenza di risonanza in corrispondenza della quale esso tende a vibrare di più... a "risuonare". Il volano a doppia massa, grazie all'effetto delle due masse concentriche collegate dalle molle, riesce ad abbassare la frequenza di risonanza al di sotto del regime minimo del motore facendo in modo che il motore non venga mai a trovarsi in "risonanza".Per un volano bi-massa la frequenza di risonanza è intorno ai 200/250 giri minuto, regime attraversato solo durante le fasi di accensione e spegnimento.



I Vantaggi

Il volano a doppia massa è caratterizzato dall’avere, rispetto ad un volano classico, un grande assorbimento per quanto riguarda le vibrazioni ad ogni frequenza. Tale vantaggio si traduce in un comfort di guida molto superiore e in minor rumore, specialmente su motori diesel, interessati da grandi coppie di trasmissione specie a bassi regimi. Altro vantaggio di questa tecnologia risiede nelle maggior facilità d’innesto dei rapporti, dovuta al fatto che lo spingidisco si trova a dover lavorare su di una parte del volano esposta in maniera molto minore agli “strattoni” dell’albero motore. Inoltre grazie all'uso di questo volano è possibile alleggerire il disco frizione.


Ma eccoci alle note dolenti: gli svantaggi (bi-massa, bi-spesa)

In contrapposizione ai vantaggi c'è però un aspetto che ha reso il volano bi-massa (insieme al filtro anti-particolato e alla valvola EGR) uno dei componenti che hanno complicato la vita di molti automobilisti. Essendo un componente meccanico complesso sottoposto a notevoli sollecitazioni ha purtroppo una breve durata di vita utile. Fino a qualche anno fa la sostituzione del volano non esisteva, visto che prima dell’avvento della versione a “doppia massa” questo componente durava per l’intera vita dell’automobile, senza richiedere particolari attenzioni. E’ quindi comprensibile oggi, che un automobilista quando deve sostituire la frizione accetta mal volentieri un conto che supera i 1.ooo euro, poiché tale riparazione richiede spesso anche di sostituire il volano bimassa. D’altra parte, rinviare la sostituzione del volano, non comporta affatto un risparmio, perchè il lavoro risulterebbe incompleto, con un mal funzionamento della trasmissione, un usura anomala della nuova frizione, e una successiva sostituzione del volano comporta un nuovo smontaggio e dei costi aggiuntivi di manodopera. Quindi è il caso di affermare: bi-massa, bi-spesa.


Va segnalato che aspetti che riducono la durata del volano a doppia massa sono:
- Frequenti spegnimenti e avviamenti del motore (quindi "lo start and stop" non è certo un toccasana).
- Le condizioni di marcia: a parità di chilometri percorsi il volano bimassa viene sollecitato maggiormente nei brevi percorsi urbani e nel traffico, rispetto ai viaggi lunghi e su strada a scorrimento veloce.
- Presenza di un’elaborazione della centralina motore: caso in cui il volano bimassa è sottoposto a stress maggiori di quelli previsti.

I sintomi più frequenti di un volano a doppia massa rotto sono i seguenti:
- Rumore durante l’accensione e lo spegnimento del motore. Il rumore si attenua, tanto da sparire, se si preme sul pedale della frizione prima di spegnere.
- Si sentono vibrazioni con il motore nella marcia a folle.
- Irregolare funzionamento del motore.
- Vibrazioni trasmesse alla carrozzeria.
- Rumori derivanti dalla zona del cambio.
- Forte vibrazione proveniente dall'avantreno, che si ripercuote su tutta l'auto a livello di telaio, ed avvertibile anche sul volante a determinati numeri di giri.

In ogni caso è sempre necessaria un analisi visiva di un esperto per valutare correttamente l’usura, o per evitare di sostituire il volano bimassa inutilmente per problemi di altro genere come ad esempio all’alternatore o al motorino d'avviamento.
Concludo inserendo un video con animazione 3d del volano a doppia massa dove è possibile vedere come è composto e come funziona.


Edited by Alerix - 6/7/2014, 22:24