Noch vor einigen Jahrzehnten waren fast alle Autos mit starren Schwungrädern ausgestattet. Die fortschreitende Entwicklung der Automobilindustrie zwang die Automobilbauer jedoch, die Innovation – also die Zweimassenschwungräder – zu erfinden und anzuwenden. Der Hauptgrund für die Einführung dieser Technologie war die Notwendigkeit, die von den Antriebseinheiten erzeugten Vibrationen und Schwingungen zu dämpfen. Das Problem bestand darin, dass das Drehmoment ständig zunahm. Vereinfacht gesagt, wurden die Motoren immer leistungsfähiger, und die Antriebsstrangkonstruktionen mit starren Schwungrädern waren nicht in der Lage, die von ihnen erzeugten Momentanlasten zu bewältigen. Der Grund dafür lag in der Konstruktion: Bei starren Schwungrädern wirkten die Federn der Kupplungsscheibe als Schwingungsdämpfer.
Das ZMS löst diese Probleme in den leistungsstarken Antriebsaggregaten, mit denen moderne Autos ausgestattet sind. Fast jeder Dieselmotor, der in den letzten zehn Jahren hergestellt wurde, ist mit einem Zweimassenschwungrad ausgestattet. Dasselbe gilt heute auch für einen beträchtlichen Prozentsatz der Fahrzeuge mit Benzinmotor.
Zweimassenschwungrad – Funktionsprinzip
Der Hauptgrund für die Entwicklung von ZMS war die zunehmende Leistung der Motoren. Bis dahin waren Torsionsschwingungsdämpfer ausschließlich in der Kupplungsscheibe untergebracht. Dieses Bauteil spielte eine doppelte Rolle. Neben der primären Aufgabe, das Drehmoment vom Motor auf das Getriebe zu übertragen, gab es auch die nicht minder wichtige Aufgabe, Schwingungen zu dämpfen. Die Fähigkeit der Kupplungsscheibe, diese beiden Aufgaben zu erfüllen, war begrenzt. Irgendwann stießen die Ingenieure an eine Grenze – die traditionellen Scheiben konnten nicht mehr Leistung übertragen. Auch die Dämpfung von Torsionsschwingungen reichte nicht mehr aus. Die zu Beginn des 21. Jahrhunderts verbreiteten Turbomotoren haben eine Eigenschaft, die sich negativ auf die Robustheit des Antriebsstrangs auswirkt. Sie entwickeln ihre Leistung sehr schnell. Das ist für den Fahrer sehr angenehm, da das Auto einen sehr dynamischen Eindruck macht. Diese Lösung stellt die Ingenieure jedoch vor neue Herausforderungen. Um die Auswirkungen dieses „Drehmomentstoßes” auf den Antriebsstrang zu reduzieren, wurden Zweimassenräder entwickelt.
Diese von der Firma Schaeffler entwickelte Innovation hat zwei wesentliche Vorteile. Der erste ist die deutliche Vergrößerung der Schwingungsdämpfer im Vergleich zur herkömmlichen Kupplungsscheibe. Das ZMS ist einfach ein größeres Bauteil, das deutlich größere Federn in seiner Konstruktion unterbringen kann. Dadurch werden die Schwingungen effektiver gedämpft. Die beiden Massen, die sich relativ zueinander bewegen können, trennen zudem den Motor gewissermaßen vom Getriebe. Dadurch werden viel weniger Schwingungen auf die Karosserie übertragen und vor allem werden das Getriebe, die Halbwellen, die Gelenke und andere Übertragungselemente geschont. Das Prinzip des ZMS beruht also auf der Modifikation der Schwingungsdämpfer und einer gewissen Unabhängigkeit der beiden Komponenten voneinander.
Das Zweimassenschwungrad wirkt sich positiv auf die Laufruhe des Motors aus und sorgt dafür, dass der „Drehmomentstoß“ moderner Antriebsaggregate keine für die Fahrzeuginsassen spürbaren Nebeneffekte verursacht. Darüber hinaus reduziert es die Vibrationen, die der Antriebsstrang im niedrigen Drehzahlbereich erzeugt. Das Ruckeln beim Einrücken der Kupplung wird reduziert. Die Bedeutung des ZMS ist daher sehr groß, da es die Lebensdauer des Getriebes und seiner einzelnen Komponenten, einschließlich der Zahnradsynchronisierung und der Lager, erheblich verlängert. Durch den Einsatz eines Zweimassenrades werden auch die Kurbelwelle und alle Getriebeteile hinter dem Getriebe weniger belastet. Die Verwendung eines ZMS verbessert häufig das Ansprechverhalten des Motors auf das Gas. Der Effekt des Zweimassenrads bedeutet also nicht nur ein ruhigeres Fahrverhalten, sondern auch einen höheren Fahrkomfort und eine längere Lebensdauer der anderen Fahrzeugkomponenten.
