Наверное, ни для кого не секрет, что моторное масло играет одну из ключевых ролей в общей конфигурации ДВС. Главная функция смазочной системы и самой жидкости заключается в предупреждении сухого трения соприкасающихся поверхностей различных элементов двигателя, устранении продуктов переработки и загрязнений, а также охлаждении деталей.
К одним узлам силового агрегата масло подходит под давлением, другие смазываются посредством разбрызгивания, а некоторые составляющие двигателя и вовсе обрабатываются лишь благодаря естественному стеканию жидкости на них.
Отличие сухого картера от мокрого
Самой востребованной считается система смазки с мокрым картером — в ней масло постоянно находится в специальном поддоне. При работе двигателя масляный насос набирает смазку из поддона и под давлением подает в соответствующие каналы.
Такое решение считается достаточно надежным и проверено десятками лет. Но эта система не лишена минусов и нередко попросту не справляется со своими функциями в некоторых условиях. Именно в таких ситуациях на выручку приходит сухой картер, принцип работы которого немного отличается от мокрого агрегата.
Такая система смазки монтируется чаще всего на гоночные авто, но иногда встречается на внедорожниках, сельскохозяйственной технике и спортивных машинах. Кроме всего прочего, сегодня сухой картер можно нередко встретить даже на мотоциклах.
Назначение
Итак, сухой картер — это один из видов смазочной системы двигателя внутреннего сгорания. Его востребованность среди спортивных и гоночных автомобилей объясняется очень просто. В момент прохождения опасных поворотов, интенсивного торможения и разгона, а также на быстрых спусках и подъемах машина наклоняется, продольно и поперечно раскачиваясь. В это время масло в поддоне обычного мокрого картера сильно расплескивается по всей системе.
В результате происходит вспенивание жидкости, масляный насос не может набирать плещущееся масло, из-за чего двигатель не получает необходимой ему смазки. Давление при этом внезапно понижается, а сам мотор поддается существенному износу. Несложно догадаться, что в итоге не только значительно сокращается ресурс двигателя, но и появляется риск его заклинивания, поломки и перегрева.
А вот принцип работы сухого картера подразумевает другое устройство — масло располагается не внутри него, а в специальном баке. Благодаря такому решению исключается вероятность вспенивания жидкости. К трущимся внутри двигателя деталям смазку подает нагнетающий насос. Притом стекающая в поддон жидкость сразу же выкачивается обратно в бак с помощью соответствующего насоса. Благодаря этому в поддоне не накапливается масло, то есть он остается сухим. Вот за счет чего эта система получила свое название.
Устройство двигателя с сухим картером
Система оснащена несколькими основными элементами:
- Специальный бак для масла.
- Масляный радиатор.
- Нагнетающий масляный контур.
- Датчик давления смазки.
- Термостат.
- Перепускные и редукционные клапаны.
- Откачивающий насос.
- Датчик температуры.
- Масляный фильтр.
Масляный бак
Резервуар, используемый в системе сухого картера, может обладать различной формой. Внутри бак оснащен специальными перегородками, которые предотвращают колебания и вспенивание масла в момент раскачки автомобиля.
Кроме того, резервуар снабжен вентиляцией. Она необходима для устранения из бака газов и воздуха, попадающих внутрь вместе со смазкой из поддона.
Вдобавок в баке имеются термостаты, датчики давления и щуп для проверки уровня жидкости. Сам резервуар является компактным, что позволяет установить его в любом подходящем месте.
Выбрав оптимальную зону, можно также удачно распределить вес, что крайне важно для гоночных автомобилей с точки зрения управляемости. Также принцип работы сухого картера позволяет разместить бак так, чтобы улучшить его охлаждение и снизить температуру смазки.
Насосы
Нагнетающий насос подает масло в систему под давлением. При этом жидкость проходит через масляный фильтр. Насос чаще всего располагается чуть ниже масляного резервуара, что дает возможность обустроить необходимое давление. Кстати, за его регулировку в системе сухого картера отвечают перепускные и редукционные клапаны.
Откачивающий насос откачивает за перемещение масла, попавшего в поддон, обратно в масляный резервуар. Его производительность гораздо выше по сравнению с нагнетающим насосом. В конструкции предусмотрено несколько секций, в зависимости от особенностей мотора.
Если ДВС высокофорсированный, в каждом фрагменте картера находится по одной насосной секции. V-образные моторы тоже оснащены дополнительной секцией, необходимой для откачивания масла, поступающего к элементу газораспределения. Такой же системой оборудован двигатель с турбонаддувом для откачивания смазки, обрабатывающей турбонагнетатель.
И откачивающий, и нагнетающий насосы представлены шестеренным типом. Они находятся в одном корпусе, а также обладают общим приводом от коленвала. Немного реже встречаются системы с распредвалом. Привод может быть и ременным, и цепным.
Масляный радиатор
В ДВС с сухим картером эта запчасть представлена радиатором жидкостного охлаждения. Располагается деталь между мотором и нагнетающим насосом. Встречаются также другие варианты, когда радиатор находится между откачивающим насосом и баком.
Форсированные ДВС могут быть оснащены дополнительными масляными радиаторами, которые является элементами воздушного охлаждения. Такой радиатор подсоединяется к системе через термостат.
Преимущества
Как уже говорилось, принцип работы сухого картера дает возможность добиться стабильного давления смазки при любых обстоятельствах и условиях передвижения машины. К тому же эта система позволяет результативно охладить масло, что крайне важно для форсированных ДВС, которые очень восприимчивы к температуре жидкости.
Относительно особенности конфигурации, мотор с сухим картером обладает маленьким поддоном, что значительно уменьшает и общие размеры силового агрегата. Благодаря этому такой двигатель можно вмонтировать немного ниже, переместив центр тяжести и повысив устойчивость автомобиля. Вдобавок за счет этого в положительную сторону меняются и аэродинамические свойства, поскольку днище таких машин является более плоским.
Кстати, именно поэтому все современные мотоциклы с форсированными моторами оснащены именно сухим картером. Ведь он позволяет компактно разместить смазочную систему без ущерба техническим характеристикам аппарата. Так что сухой картер для мотоцикла сегодня не блажь, а необходимость. По крайней мере, для тех, которые предназначены для быстрой езды и обладают мощными форсированными ДВС. Именно такая система представлена в самых популярных моделях: «Хонда мото», Buell, EBR, KTM, BMW и других спортивных моделях.
Мощность мотора с сухим картером тоже немного выше, нежели у классических аналогов. Такие двигатели с большей легкостью запускаются и раскручиваются, поскольку коленвалу не приходится вращаться в масле и бороться с его сопротивлением. Вдобавок он не разбрызгивает жидкость, благодаря чему плотность масла повышается, оно не пенится и, как результат, меньше расходуется.
Еще одним преимуществом сухого картера является тот факт, что он минимизирует контакт смазки с отработанными газами. Благодаря этому масло медленнее окисляется и стареет. К тому же в поддоне не скапливаются отложения и загрязнения, за счет чего смазочная система ДВС в течение долгого времени остается более чистой.
Масляные контуры располагаются снаружи двигателя. Это дает возможность при необходимости намного быстрее выявить причину поломки и отремонтировать мотор, причем без его разборки. Так что можно сказать, что смазочные системы с сухими картерами являются более надежными и удобными в эксплуатации.
Недостатки
Что же касается недостатков, система с сухим картером считается более сложной и дорогостоящей. Присутствие множества вспомогательных деталей приводит к закономерному повышению массы. К тому же в такую систему необходимо заливать больше самой смазки.
Так что ДВС с такой смазочной системой стоят в несколько раз дороже, да и расходы на их содержание значительно возрастают, в особенности если дело касается ремонта либо замены каких-то элементов. Именно поэтому сухой картер не устанавливается на большинство бюджетных автомобилей. Ведь такие машины, как правило, не предназначены для использования в экстремальных условиях.
Заключение
Несмотря на то что преимуществ у смазочных систем с сухим картером очень много, следует понимать: в пределах обычного использования гражданской машины водитель вряд ли ощутит значимую разницу.
Говоря иначе, установка такого устройства оправдана лишь в случаях с гоночными, спортивными, раллийными автомобилями, а также на внедорожниках, предназначенных для езды в экстремальных условиях.
что это, назначение и устройство
Двигатели с традиционной, «влажной» системой смазки подходят не для всех типов транспортных средств. При передвижении по бездорожью с большим наклоном корпуса, а также на больших скоростях с обилием резких поворотов, разгонов и торможений, обычный двигатель может дать сбой. Поэтому на спортивных автомобилях и транспортных средствах, работающих в сложных дорожных условиях, устанавливают систему сухого картера. Она способна обеспечить качественную смазку деталей в любом положении ТС, а также при резких манёврах во время движения.
Что такое система сухого картера и чем отличается от влажной
Сухой картер – разновидность системы смазки мотора внутреннего сгорания. Она устанавливается на спортивных автомобилях и на многих моделях специальной техники. Принципиально отличается от традиционной влажной.
В моделях с влажной системой масло находится в поддоне картера, откуда мощный насос подаёт его в магистраль и по каналам. Под давлением масло распределяется по мотору, смазывает все детали и самотёком возвращается назад в картер.
Такой принцип работы смазки не подходит для некоторых транспортных средств. При наличии сложных условий движения мотор испытывает «масляное голодание». К примеру, если ТС едет по сильно пересечённой местности или резко разгоняется и тормозит, масло переливается по поддону. Маслоприёмник оголяется, и смазка не поступает в насос. Двигатель перегревается от недостатка масла и в сложных случаях может даже заклинить и выйти из строя.
Система смазки сухим картером принципиально отличается от традиционной. Масло в ней хранится в специальном баке и подаётся на детали нагнетающим насосом. Стекающая в поддон смазка, не задерживаясь, закачивается в масляный резервуар откачивающим насосом.
Назначение и устройство системы
Система сухого картера сконструирована специально для техники, передвигающейся в экстремальных условиях. Сухой картер состоит из круглого или прямоугольного резервуара со специальными перегородками. Они выполняют функцию «успокоителей» смазки, что исключает возможность вспенивания при раскачивании авто.
Ряд дополнительных заслонок в поддоне установлены параллельно продольной оси автомобиля: по две с каждой стороны. Когда машина находится в нормальном положении, заслонки опущены и способны открываться внутрь. При движении в повороте масло стремится к внешней стороне поддона, и две заслонки, обращённые к внешней стороне, опущены, что препятствует движению масла. Две другие заслонки в это время открываются и обеспечивают подачу масла в зону всасывания. Таким образом система постоянно обеспечивает мотор необходимым количеством масла. Кроме того, бак снабжён системой вентиляции, эффективно удаляющей из резервуара газы и лишний воздух, а также способствующей охлаждению смазки. Встроенные датчики контролируют температуру и давления масла.
За бесперебойную подачу масла в сухом картере отвечают 3-4 насоса. В отдельных моделях ТС их количество увеличено до 7-9 штук. Минимум два насоса работают на забор смазки из разных точек поддона. Маслозаборники расположены таким образом, что смазка захватывается ими из любого положения поддона. В некоторых моделях спортивных ТС (мотоциклах и авто для «прыгающих» гонок) поддоны устроены как школьные чернильницы-непроливашки. Такие моторы работают при положении машины даже вверх дном.
Высокофорсированные моторы оснащены насосными комплектами в каждой секции картера. V-образные модели моторов дополнительно имеют доборную секцию для раздельного откачивания масла, поступающего к механизму газораспределения. Такая секция стоит на ДВС с турбонаддувом, для откачки смазки от турбонагревателя.
Все насосы расположены в едином корпусе и имеют единый привод от коленвала. Реже встречаются модели с приводом, идущим от распределительного вала. При этом есть варианты с цепными и ременными приводами.
Важно! Масляный резервуар сухого картера даже при пробитом поддоне и перевёрнутом ТС обеспечит подачу смазки из резервуара, поэтому возможность заклинивания мотора исключена.
Преимущества сухого картера
Главное достоинство сухого картера – стабильное давление масла при любом характере движении и положении автомобиля. Дополнительными плюсами системы являются:
- Дополнительное охлаждение масла. Особенно важна эта функция для турбированных моторов.
- Размеры поддона. Высота поддона при установке системы сухого картера меньше. И это позволяет расположить мотор ниже. Такое расположение мотора смещает центр тяжести и улучшает аэродинамические характеристики транспортного средства. Автомобиль меньше раскачивается во время движения и его устойчивость на дороге гораздо выше.
- Увеличение мощности двигателя. Сухая смазка позволяет облегчить работу мотора на старте. Коленчатому валу не нужно прокручиваться на старте в масляной ванне при низкой температуре смазки, следовательно, он не испытывает лишнее сопротивление.
- Сохранение свойств масла более длительный срок. В системе сухого картера масло не контактирует с отработанными газами, поэтому медленно окисляется. В бак с маслом загрязнения практически не проникают.
Некоторые минусы системы
Несмотря на явные преимущества, сухой картер имеет также некоторые недостатки.
- Высокая стоимость. Большое количество элементов устройства системы повышает её стоимость в разы.
- Увеличение необходимого количества масла для работы мотора. Масло дольше остаётся чистым, но залить его нужно гораздо больше, чем для «влажного» картера.
- Повышенный вес системы. Большое количество дополнительных деталей приводит к увеличению веса конструкции в сборе.
Система сухого картера – интересная и эффективно работающая установка, но массового использования в автомобилях такого варианта не наблюдается. Связано это, прежде всего, с высокой стоимостью как самой системы, так и её обслуживания. Несмотря на преимущества, смазочные системы с сухим картером вряд ли целесообразны в обычных автомобилях. Установка подобных систем оправдана только на машинах для гонок и внедорожников. Без использования в экстремальных условиях это лишняя трата средств.
Как известно, моторное масло, которое является рабочей жидкостью масляной системы силового агрегата, играет важную роль в общем устройстве ДВС. Главной задачей системы смазки и самой смазочной жидкости становится предотвращение сухого трения поверхностей сопряженных деталей, удаление продуктов износа и загрязнений, а также охлаждение поверхностей.
К одним деталям и узлам силового агрегата масло подается под давлением, смазывание других осуществляется методом разбрызгивания, некоторые элементы получают смазку благодаря тому, что смазочная жидкость попросту стекает на них естественным образом.
Наибольшее распространение получила система смазки с «мокрым» картером, в которой масло постоянно находится в масляном поддоне. Во время работы двигателя маслонасос осуществляет забор смазки из поддона, который фактически является резервуаром, после чего под давлением смазка подается в масляные каналы двигателя.
Отметим, что хотя решение надежное и давно проверенное, такая система не лишена недостатков, а также в определенных условиях не справляется со своей основной задачей по защите нагруженных деталей. Если автомобиль предполагается эксплуатировать в подобных условиях, часто используется альтернативная схема, более известная как система «сухого картера». Давайте рассмотрим особенности масляной системы с сухим картером более подробно.
Содержание статьи
Система «сухого картера» двигателя: назначение и устройство
Итак, как уже было сказано выше, сухой картер является разновидностью систем смазки двигателя внутреннего сгорания. Сразу отметим, данная система активно используется в устройстве спортивных авто, некоторых внедорожников и определенных групп спецтехники.
Дело в том, что во время похождения резких поворотов на высокой скорости, при интенсивных оттормаживаниях и разгонах, на подъемах и спусках автомобиль кренится, раскачивается продольно и поперечно. При этом масло в поддоне привычной системы смазки с мокрым картером сильно расплескивается внутри поддона.
Это приводит к вспениванию смазочной жидкости, маслоприемник может не «захватывать» плещущееся в поддоне масло, в результате чего неизбежно начинается масляное голодание двигателя. Давление масла в этом случае резко понижается, а сам двигатель испытывает значительный износ. Не трудно догадаться, что сильно сокращается не только ресурс ДВС, но и возникает риск его перегрева, заклинивания и т.д.Система с сухим картером отличается тем, что масло находится не в картере, а в отдельном масляном баке. Такой подход исключает возможность вспенивания смазочной жидкости. К парам трения внутри двигателя смазку из бака подает нагнетающий насос, при этом стекающее в поддон масло немедленно выкачивается обратно в масляный бак при помощи откачивающего насоса. Получается, скопления масла в поддоне нет, то есть картер сухой.
Устройство системы сухого картера двигателя
Среди основных элементов следует выделить:
- бак для масла;
- нагнетающий насос;
- откачивающий насос;
- масляный радиатор;
- датчик температуры масла;
- датчик давления масла;
- масляный термостат;
- масляный фильтр;
- редукционные и перепускные клапаны;
Масляный резервуар (бак) может иметь разную форму (круглый, прямоугольный). Внутри бака реализованы специальные перегородки. Они выполняют задачу успокоителей масла, чтобы минимизировать его колебания при раскачке и исключить возможность вспенивания.
Также бак имеет вентиляцию. Основная функция, как и у системы вентиляции картера, состоит в том, чтобы эффективно удалить из масляного бака лишний воздух и газы, которые попадают туда вместе с моторным маслом из поддона.
Еще в бак интегрированы датчики температуры и давления масла, имеется масляный щуп для поверки уровня. Сам резервуар для масла достаточно компактен, плюсом является то, что его можно установить в наиболее подходящем месте в подкапотном пространстве.Прежде всего, это позволяет наилучшим образом распределить вес, что очень важно для спортивных авто в плане управляемости. Еще возможность выбора места установки позволяет разместить данный элемент системы так, чтобы улучшить охлаждение бака и понизить температуру масла.
- Нагнетающий насос отвечает за подачу масла в систему смазки под давлением, при этом осуществляется прокачка смазки через масляный фильтр.
Насос зачастую стоит ниже бака с маслом, что позволяет на входе реализовать постоянное давление с учетом силы тяжести. За регулировку давления в системе отвечают редукционные и перепускные клапаны.
- Откачивающий насос служит для того, чтобы масло, которое стекает в поддон, сразу откачивалось и снова поступало в масляный бак. Производительность такого насоса намного выше, чем нагнетающего. Конструктивно такой насос имеет несколько секций в зависимости от типа и особенностей двигателя.
Если двигатель высокофорсированный, в каждой секции катера стоит по одной насосной секции. На V-образных моторах также присутствует дополнительная секция, чтобы отдельно откачивать масло, которое поступает к механизму газораспределения. Аналогичная секция стоит и на ДВС с турбонаддувом, чтобы откачивать масло, которое смазывает турбонагнетатель.
Как нагнетающий, так и откачивающий масляный насос, являются решениями шестеренного типа. Насосы находятся в едином корпусе, а также имеют общий привод от коленвала. Реже встречаются варианты с приводом от распредвала. Привод может быть как цепным, так и ременным.Данная конструкция обеспечивает возможность поставить необходимое количество секций на одном валу. Насосы расположены снаружи на двигателе, их легко снять для ремонта или замены. Еще можно встретить конструкцию, когда откачивающий и нагнетающий насосы реализованы по отдельности. Такой подход позволяет избежать повышения температуры масла в баке в результате поступления уже нагретой смазки из поддона.
Добавим, что еще одной особенностью откачивающего насоса является то, что он отличаются сниженной чувствительностью к наличию воздуха в масле, вспениванию смазочной жидкости и т.п. Другими словами, эти насосы могут нормально всасывать масляную пену без потери производительности, чего не скажешь об обычных маслонасосах в системах с мокрым картером.
- Масляный радиатор является радиатором жидкостного охлаждения. Данный элемент располагается между нагнетающим насосом и мотором. Еще одним вариантом может быть расположение между откачивающим насосом и масляным резервуаром.
Форсированные двигатели дополнительно могут иметь еще один масляный радиатор, который является масляным радиатором воздушного охлаждения. Такой радиатор подключен к системе посредством масляного термостата.
В двух словах, если двигатель холодный, термостат в это время закрыт, что не позволяет недостаточно нагретому маслу попадать в радиатор. Другими словами, сначала важно, чтобы смазка как можно быстрее прогрелась и разжижилась в холодном ДВС. В дальнейшем открытие термостата происходит только после нагрева моторного масла до заданной температуры.
Плюсы и минусы системы сухого картера
Как уже было сказано, система смазки с сухим картером позволяет добиться стабильного давления масла при любых условиях движения транспортного средства. Также подобная схема позволяет эффективно охладить масло, что очень важно для форсированных двигателей, которые предельно чувствительны к температуре смазочной жидкости.
Что касается особенностей конструкции, двигатель с такой системой имеет меньший по размеру поддон картера, что автоматически уменьшает и общую высоту силовой установки. В результате такой мотор можно установить несколько ниже, переместить центр тяжести, улучшить устойчивость автомобиля. Также изменяются и аэродинамические характеристики, так как днище таких автомобилей более плоское.
Мощность двигателя с системой сухого картера также несколько выше, чем у традиционных аналогов. Такие моторы легче запускаются и раскручиваются, так как коленвалу нет необходимости вращаться в масляной ванне и испытывать сопротивление масла в поддоне. Также коленвал не разбрызгивает масло, повышается его плотность, смазка не пенится, меньше расходуется.
Еще одним плюсом является то, что сухой картер делает контакт масла с отработавшими картерными газами минимальным. В результате масло не так быстро окисляется и стареет. Также в поддоне не так интенсивно скапливаются загрязнения и отложения, система смазки двигателя дольше остается более чистой.
Маслонасосы находятся снаружи мотора, что позволяет быстрее обнаружить причину и отремонтировать двигатель в случае возникновения проблем с давлением масла, причем без разборки самого ДВС. В совокупности, указанные преимущества позволяют говорить о том, что двигатель с сухим картером более надежен.
Что касается минусов, система сухого картера является более дорогостоящей и сложной. Наличие ряда дополнительных элементов (бак с маслом, насосы, масляный и воздушный радиаторы и т.д.) приводит к закономерному увеличению веса. Также в такую систему нужно заливать больше масла по объему.
Как результат, моторы с такой системой смазки стоят дороже, расходы на содержание двигателя также повышаются, особенно если дело доходит до ремонта или необходимости замены тех или иных элементов. Именно по этим причинам сухой картер не ставится на подавляющие большинство гражданских авто, так как подобные автомобили не предполагают использование в экстремальных или даже отдаленно приближенным к таковым условиях.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое маслоохладитель (маслокулер). Из этой статьи вы узнаете об особенностях реализации дополнительного охлаждения моторного масла двигателя и нюансах, которые нужно учитывать при установке масляного охладителя.Если же возникла необходимость доработать гражданскую версию ТС и модернизировать систему смазки, по тем или иным причинам требуется эффективно снизить температуру масла и улучшить охлаждение масла в двигателе, тогда можно ограничиться установкой охладителя масла в двигателе (маслокулера) или же реализовать полный переход на систему сухого картера двигателя.
Сделать это можно как путем установки готового кит-комплекта системы сухого картера или изготовления ряда элементов по индивидуальному заказу, так и путем установки б/у компонентов с разных автомобилей.
Что в итоге
Отметим, что хотя преимуществ системы смазки с сухим картером много, нужно также понимать, в рамках обычной эксплуатации гражданского автомобиля водитель не почувствует особой разницы. Другими словами, установка такого решения оправдана только в случае с гоночными, раллийными и другими спортивными авто, а также на внедорожниках, которые используются в качестве специально подготовленных машин для офф-роадинга.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему загорается лампа давления масла на горячую. Из этой статьи вы узнаете о причинах загорания лампы давления масла, почему горит давление масла после нагревания двигателя, а также как найти и устранить данную неисправность.В остальных случаях доработка системы смазки и переход на сухой картер потребует значительных финансовых расходов, при этом во время практической повседневной эксплуатации весь потенциал такой системы на гражданском или даже тюнингованном автомобиле, который при этом не участвует в гонках, окажется попросту нереализованным.
Читайте также
преимущества, недостатки и куда их ставят
Сухой картер. Машины, на которых установлен сухой картер, не имеют масляный поддон снизу, потому что его специально вынесли за границы мотора. Как это выглядит: ко дну мотора приспособлена пластина, из которой выходит специальный шланг. Он, в свою очередь, покачивает масло в масляной бак, который может располагаться либо в салоне, либо в багажнике. Затем масло проходит через охлаждающий радиатор и фильтр прямо в двигатель. Масло же в свою очередь качается благодаря двум насосам.
Преимущества. Главное достоинство системы «сухого картера» — обеспечение бесперебойной подачи масла с постоянным давлением при любых условиях движения авто. Помимо этого, масло лучше охлаждается, ибо оно хранится в удаленном от мотора резервуаре. Меньшие размеры поддона уменьшают высоту двигателя. Это дает возможность расположить мотор ниже, тем самым понизив центр тяжести (улучшить устойчивость), и повысить аэродинамику (днище выходит более плоским). Коленвал при вращении не испытывает сопротивления плещущегося в поддоне масла и выигрываются несколько лошадиных сил.
Ну, а масло не разбрызгивается коленчатым валом по всему картеру (снижается расход смазки) и меньше вспенивается. Масло не контактирует с картерными газами и увеличивается срок его службы. Все перечисленные преимущества позволяют повысить общую надежность мотора.
Недостатки. К недостаткам двигателя с сухим картером относится больший вес, сложность конструкции и больший объем масла. А сложность означает повышенные расходы на обслуживание.
Для переоборудования дорожных версий некоторых авто в гоночные, в продаже имеются киты. Однако установка системы с сухим картером оправдана только тогда, когда машина большую часть времени будет проводить на серьезном бездорожье или на гоночной трассе. При езде по обычным дорогам всё преимущество «сухого картера» не будет ощутимо, а значит, такое переоборудование будет бесполезной тратой времени и денег.
Где можно встретить такой двигатель? Самый распространенный вариант установки таких моторов, так это на гоночные автомобили и на специальную технику. В первом случае сухой картер помогает избежать неприятностей с оттоком — превращением в пену моторного масла во время резких поворотов.
Еще один известный случай — это возможность избежать так называемого «масляного голодания», ведь такая конструкция полностью обеспечивает смазывание всех элементов двигателя. Еще один плюс, о котором было вскользь сказано выше — это охлаждение масла в процессе его прохождения через радиатор, а это целиком и полностью снижает температуру мотора во время сильной нагрузки.
Итог. К сожалению, на обыкновенные автомобили установить подобную систему будет крайне проблематично из-за больших габаритов и весьма высокой стоимости. Тем более, при городском «режиме жизни», автомобилю будет достаточно обычного и привычного всем масляного картера.
- Какой выбрать автомобиль в 2019? Дизельный, Бензиновый или Электрический?
Смотреть все фото новости >>
Что это такое сухой картер? Вот сейчас и узнаем это изысканное инженерное решение.
Знаете, что в классической смазочной системе двигателя автомобиля, масло, как в резервуаре, скапливается в поддоне картера? Знаете.
Так устроено большинство легковых машин, колесящих по нашим дорогам. Но подобное инженерное решение устраивает не всех. Дело в том, что при изменении положения машины, скажем на крутом подъёме, масло под действием сил тяжести переливается по поддону, и может случиться так, что насосу просто нечего будет захватить и подать в магистраль системы, а это сулит так называемым масляным голоданием и не самыми приятными последствиями для мотора.
Что же делать?
Можно, конечно, не забираться на крутые горки и ездить по ровным дорогам, а можно приобрести авто, у которого имеется система смазки с сухим картером.
Инженерный изыск не для всех
Каково же главное предназначение системы сухой картер?
По большому счёту её придумали для того, чтобы обеспечить бесперебойную подачу масла в силовой агрегат даже в самых экстремальных условиях. Для обычных городских автомобилей, передвигающихся не быстрее 80 км/ч по ровному покрытию такая система не нужна, достаточно и классического мокрого.
Сухой картер может быть полезен на автомобилях, использующихся в не совсем рядовых условиях. Помимо настоящих внедорожников и всяческих вездеходов, преодолевающих различные препятствия, он часто встречается у спортивных и гоночных машин, которые хоть и не прыгают по кочкам, но из-за высоких перегрузок масло по их двигателю плещется также активно.
В чём секрет системы сухой картер?
Давайте раскроем ещё один секрет автомобилей. Среднестатистическая смазочная система «сухой картер» состоит из таких элементов:
- выкачивающий и нагнетающий насос;
- бак;
- фильтр;
- совокупность магистралей и каналов;
- радиатор.
Нужно сказать, что автопроизводители немного лукавят, называя эту системы смазки «с сухим картером». На самом деле, в ней, как и в классической схеме, масло также стекает в поддон, а ключевое различие заключается в том, что оно там не задерживается, и высасывается насосом, который перекачивает смазку в специальный бак, где она и накапливается.
По сути, этот бак и есть главная фишка конструкции – в нём смазочная жидкость, благодаря специальной конструкции, не плещется и не пенится, а значит всегда будет доступна для работы.
Далее всё происходит, как и у обычных моторов. Подающий насос под давлением накачивает масло в магистрали, транспортирующие его к особо важным узлам двигателя, а к остальным элементам оно попадает разбрызгиванием или стеканием.
Фильтр необходим для очистки смазки от различного мелкого мусора, а радиатор устанавливают для её охлаждения.
Иногда встречаются конструкции с несколькими радиаторами – одним жидкостным и одним воздушным, что помогает качественнее остудить разгорячённое масло, побывавшее в самых горячих уголках силового агрегата машины.
На каждый «плюс» найдётся «минус»: нужно ли оно Вам?
Почему бы не устанавливать подобную систему смазки на все авто? Действительно, сухой картер принцип работы которого мы сегодня рассматриваем имеет довольно много преимуществ.
Кроме основного достоинства – бесперебойной подачи масла при любых условиях, есть ещё несколько. Например, в нашем случае не нужны объёмные картеры, поэтому двигатель можно сделать компактнее.
Также из-за того что по силовому агрегату циркулирует больше смазки, она лучше охлаждается, что также хорошо сказывается на его работе.
Как всегда, в наличии есть несколько «НО», которые сделали сухой картер привилегией лишь избранных автомобилей.
Во-первых, сложность конструкции. Несмотря на то, что сам двигатель можно сделать компактнее, вокруг него появляются дополнительные узлы (масляный бак, радиаторы), из-за которых, по сути, выигрыш в весе не так заметен. Всё это влияет на стоимость и требует дополнительного обслуживания.
Во-вторых, такие конструкции требуют большего количества масла, а это тоже дополнительные расходы.
Итак, дорогие мои читатели, сухой картер, который мы с вами сегодня попытались изучить, оказался вещью довольно специфической.
Устанавливать ли такую систему на свой автомобиль?
Если вы любите испытывать удачу на бездорожье или в автогонках, то ответ, конечно же, будет положительный. В остальных случаях – это не более чем понты. На этой ноте и закончу статью.
Не забывайте заглядывать на блог!
Сухой картер принцип работы
Сухой картер
Это разновидность системы смазки, которую используют на гоночных, спортивных автомобилях и некоторых моделях внедорожников. Для таких машин обычная система смазки не подходит. Это связано с тем, что при быстром движении в поворотах, при резких торможениях и ускорениях, а также на крутых подъемах и спусках масло в поддоне двигателя слишком сильно «плещется» от одного края поддона к другому. При этом может оголиться маслоприемник, а само масло вспенивается. Это приводит к «масляному голоданию» двигателя или сильному падению давления в системе смазки. В результате происходит перегрев смазываемых деталей или выход их из строя.
Назначение
Масло располагается не внутри, а в специальном баке, что исключает вспенивание жидкости. К трущимся внутри двигателя деталям смазку подает нагнетающий насос.Стекающая в поддон жидкость сразу же выкачивается обратно в бак с помощью соответствующего насоса. Благодаря этому поддон не накапливает масло, а остается сухим.
Устройство двигателя с сухим картером
Система оснащена несколькими основными элементами:
- Специальный бак для масла.
- Масляный радиатор.
- Нагнетающий масляный контур.
- Датчик давления смазки.
- Термостат.
- Перепускные и редукционные клапаны.
- Откачивающий насос.
- Датчик температуры.
- Масляный фильтр.
Масляный бак
Имеет разную форму, а внутри оснащен специальными перегородками, которые предотвращают колебания и вспенивание масла в момент раскачки автомобиля.
Наличие вентиляции необходимо для устранения из бака газов и воздуха, попадающих внутрь вместе со смазкой из поддона.
Насосы
Нагнетающий насос подает масло в систему под давлением. Его располагают чуть ниже масляного резервуара, для обеспечения нужного даваления.
Откачивающий насос откачивает за перемещение масла, попавшего в поддон, обратно в масляный резервуар. Его производительность выше по сравнению с нагнетающим насосом. Конструцкция имеет несколько секций.
Масляный радиатор
Он находится между мотором и нагнетающим насосом или между откачивающим насосом и баком.
Преимущества
Принцип работы сухого картера дает возможность добиться стабильного давления смазки при любых обстоятельствах и условиях передвижения машины.
Мотор с сухим картером обладает маленьким поддоном, что уменьшает общие размеры.
Все современные мотоциклы с форсированными моторами оснащены именно сухим картером. Он позволяет компактно разместить смазочную систему без ущерба технических характеристик аппарата.
Двигатели с большей легкостью запускаются и раскручиваются, поскольку коленвалу не приходится вращаться в масле и бороться с его сопротивлением. Он не разбрызгивает жидкость, плотность масла повышается, оно не пенится и меньше расходуется.
Картер минимизирует контакт смазки с отработанными газами, благодаря чемумасло медленнее окисляется и стареет. В поддоне не скапливаются отложения и загрязнения, за счет чего смазочная система ДВС в течение долгого времени остается более чистой.
Масляные контуры располагаются снаружи двигателя. Это дает возможность при необходимости быстро выявить причину поломки и отремонтировать мотор без разборки.
Недостатки
Сложность системы. Присутствие множества вспомогательных деталей приводит к повышению массы. ДВС с такой смазочной системой стоят в несколько раз дороже.
Источники:
Понравилась статья? Расскажите друзьям: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Как известно, моторное масло, которое является рабочей жидкостью масляной системы силового агрегата, играет важную роль в общем устройстве ДВС. Главной задачей системы смазки и самой смазочной жидкости становится предотвращение сухого трения поверхностей сопряженных деталей, удаление продуктов износа и загрязнений, а также охлаждение поверхностей.
К одним деталям и узлам силового агрегата масло подается под давлением, смазывание других осуществляется методом разбрызгивания, некоторые элементы получают смазку благодаря тому, что смазочная жидкость попросту стекает на них естественным образом.
Наибольшее распространение получила система смазки с «мокрым» картером, в которой масло постоянно находится в масляном поддоне. Во время работы двигателя маслонасос осуществляет забор смазки из поддона, который фактически является резервуаром, после чего под давлением смазка подается в масляные каналы двигателя.
Отметим, что хотя решение надежное и давно проверенное, такая система не лишена недостатков, а также в определенных условиях не справляется со своей основной задачей по защите нагруженных деталей. Если автомобиль предполагается эксплуатировать в подобных условиях, часто используется альтернативная схема, более известная как система «сухого картера». Давайте рассмотрим особенности масляной системы с сухим картером более подробно.
Система «сухого картера» двигателя: назначение и устройство
Содержание статьи:
Итак, как уже было сказано выше, сухой картер является разновидностью систем смазки двигателя внутреннего сгорания. Сразу отметим, данная система активно используется в устройстве спортивных авто, некоторых внедорожников и определенных групп спецтехники.
Дело в том, что во время похождения резких поворотов на высокой скорости, при интенсивных оттормаживаниях и разгонах, на подъемах и спусках автомобиль кренится, раскачивается продольно и поперечно. При этом масло в поддоне привычной системы смазки с мокрым картером сильно расплескивается внутри поддона.
Это приводит к вспениванию смазочной жидкости, маслоприемник может не «захватывать» плещущееся в поддоне масло, в результате чего неизбежно начинается масляное голодание двигателя. Давление масла в этом случае резко понижается, а сам двигатель испытывает значительный износ. Не трудно догадаться, что сильно сокращается не только ресурс ДВС, но и возникает риск его перегрева, заклинивания и т.д.
Система с сухим картером отличается тем, что масло находится не в картере, а в отдельном масляном баке. Такой подход исключает возможность вспенивания смазочной жидкости. К парам трения внутри двигателя смазку из бака подает нагнетающий насос, при этом стекающее в поддон масло немедленно выкачивается обратно в масляный бак при помощи откачивающего насоса. Получается, скопления масла в поддоне нет, то есть картер сухой.
Устройство системы сухого картера двигателя
Среди основных элементов следует выделить:
- бак для масла;
- нагнетающий насос;
- откачивающий насос;
- масляный радиатор;
- датчик температуры масла;
- датчик давления масла;
- масляный термостат;
- масляный фильтр;
- редукционные и перепускные клапаны;
Масляный резервуар (бак) может иметь разную форму (круглый, прямоугольный). Внутри бака реализованы специальные перегородки. Они выполняют задачу успокоителей масла, чтобы минимизировать его колебания при раскачке и исключить возможность вспенивания.
Также бак имеет вентиляцию. Основная функция, как и у системы вентиляции картера, состоит в том, чтобы эффективно удалить из масляного бака лишний воздух и газы, которые попадают туда вместе с моторным маслом из поддона.
Еще в бак интегрированы датчики температуры и давления масла, имеется масляный щуп для поверки уровня. Сам резервуар для масла достаточно компактен, плюсом является то, что его можно установить в наиболее подходящем месте в подкапотном пространстве.
Прежде всего, это позволяет наилучшим образом распределить вес, что очень важно для спортивных авто в плане управляемости. Еще возможность выбора места установки позволяет разместить данный элемент системы так, чтобы улучшить охлаждение бака и понизить температуру масла.
- Нагнетающий насос отвечает за подачу масла в систему смазки под давлением, при этом осуществляется прокачка смазки через масляный фильтр.
Насос зачастую стоит ниже бака с маслом, что позволяет на входе реализовать постоянное давление с учетом силы тяжести. За регулировку давления в системе отвечают редукционные и перепускные клапаны.
- Откачивающий насос служит для того, чтобы масло, которое стекает в поддон, сразу откачивалось и снова поступало в масляный бак. Производительность такого насоса намного выше, чем нагнетающего. Конструктивно такой насос имеет несколько секций в зависимости от типа и особенностей двигателя.
Если двигатель высокофорсированный, в каждой секции катера стоит по одной насосной секции. На V-образных моторах также присутствует дополнительная секция, чтобы отдельно откачивать масло, которое поступает к механизму газораспределения. Аналогичная секция стоит и на ДВС с турбонаддувом, чтобы откачивать масло, которое смазывает турбонагнетатель.
Как нагнетающий, так и откачивающий масляный насос, являются решениями шестеренного типа. Насосы находятся в едином корпусе, а также имеют общий привод от коленвала. Реже встречаются варианты с приводом от распредвала. Привод может быть как цепным, так и ременным.
Данная конструкция обеспечивает возможность поставить необходимое количество секций на одном валу. Насосы расположены снаружи на двигателе, их легко снять для ремонта или замены. Еще можно встретить конструкцию, когда откачивающий и нагнетающий насосы реализованы по отдельности. Такой подход позволяет избежать повышения температуры масла в баке в результате поступления уже нагретой смазки из поддона.
Сейчас читают
Добавим, что еще одной особенностью откачивающего насоса является то, что он отличаются сниженной чувствительностью к наличию воздуха в масле, вспениванию смазочной жидкости и т.п. Другими словами, эти насосы могут нормально всасывать масляную пену без потери производительности, чего не скажешь об обычных маслонасосах в системах с мокрым картером.
- Масляный радиатор является радиатором жидкостного охлаждения. Данный элемент располагается между нагнетающим насосом и мотором. Еще одним вариантом может быть расположение между откачивающим насосом и масляным резервуаром.
Форсированные двигатели дополнительно могут иметь еще один масляный радиатор, который является масляным радиатором воздушного охлаждения. Такой радиатор подключен к системе посредством масляного термостата.
В двух словах, если двигатель холодный, термостат в это время закрыт, что не позволяет недостаточно нагретому маслу попадать в радиатор. Другими словами, сначала важно, чтобы смазка как можно быстрее прогрелась и разжижилась в холодном ДВС. В дальнейшем открытие термостата происходит только после нагрева моторного масла до заданной температуры.
Плюсы и минусы системы сухого картера
Как уже было сказано, система смазки с сухим картером позволяет добиться стабильного давления масла при любых условиях движения транспортного средства. Также подобная схема позволяет эффективно охладить масло, что очень важно для форсированных двигателей, которые предельно чувствительны к температуре смазочной жидкости.
Что касается особенностей конструкции, двигатель с такой системой имеет меньший по размеру поддон картера, что автоматически уменьшает и общую высоту силовой установки. В результате такой мотор можно установить несколько ниже, переместить центр тяжести, улучшить устойчивость автомобиля. Также изменяются и аэродинамические характеристики, так как днище таких автомобилей более плоское.
Мощность двигателя с системой сухого картера также несколько выше, чем у традиционных аналогов. Такие моторы легче запускаются и раскручиваются, так как коленвалу нет необходимости вращаться в масляной ванне и испытывать сопротивление масла в поддоне. Также коленвал не разбрызгивает масло, повышается его плотность, смазка не пенится, меньше расходуется.
Еще одним плюсом является то, что сухой картер делает контакт масла с отработавшими картерными газами минимальным. В результате масло не так быстро окисляется и стареет. Также в поддоне не так интенсивно скапливаются загрязнения и отложения, система смазки двигателя дольше остается более чистой.
Маслонасосы находятся снаружи мотора, что позволяет быстрее обнаружить причину и отремонтировать двигатель в случае возникновения проблем с давлением масла, причем без разборки самого ДВС. В совокупности, указанные преимущества позволяют говорить о том, что двигатель с сухим картером более надежен.
Что касается минусов, система сухого картера является более дорогостоящей и сложной. Наличие ряда дополнительных элементов (бак с маслом, насосы, масляный и воздушный радиаторы и т.д.) приводит к закономерному увеличению веса. Также в такую систему нужно заливать больше масла по объему.
Как результат, моторы с такой системой смазки стоят дороже, расходы на содержание двигателя также повышаются, особенно если дело доходит до ремонта или необходимости замены тех или иных элементов. Именно по этим причинам сухой картер не ставится на подавляющие большинство гражданских авто, так как подобные автомобили не предполагают использование в экстремальных или даже отдаленно приближенным к таковым условиях.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое маслоохладитель (маслокулер). Из этой статьи вы узнаете об особенностях реализации дополнительного охлаждения моторного масла двигателя и нюансах, которые нужно учитывать при установке масляного охладителя.
Если же возникла необходимость доработать гражданскую версию ТС и модернизировать систему смазки, по тем или иным причинам требуется эффективно снизить температуру масла и улучшить охлаждение масла в двигателе, тогда можно ограничиться установкой охладителя масла в двигателе (маслокулера) или же реализовать полный переход на систему сухого картера двигателя.
Сделать это можно как путем установки готового кит-комплекта системы сухого картера или изготовления ряда элементов по индивидуальному заказу, так и путем установки б/у компонентов с разных автомобилей.
Что в итоге
Отметим, что хотя преимуществ системы смазки с сухим картером много, нужно также понимать, в рамках обычной эксплуатации гражданского автомобиля водитель не почувствует особой разницы. Другими словами, установка такого решения оправдана только в случае с гоночными, раллийными и другими спортивными авто, а также на внедорожниках, которые используются в качестве специально подготовленных машин для офф-роадинга.
Рекомендуем также прочитать статью о том, почему загорается лампа давления масла на горячую. Из этой статьи вы узнаете о причинах загорания лампы давления масла, почему горит давление масла после нагревания двигателя, а также как найти и устранить данную неисправность.
В остальных случаях доработка системы смазки и переход на сухой картер потребует значительных финансовых расходов, при этом во время практической повседневной эксплуатации весь потенциал такой системы на гражданском или даже тюнингованном автомобиле, который при этом не участвует в гонках, окажется попросту нереализованным.
Охладитель масла двигателя: назначение, особенности…
Масляный радиатор для охлаждения моторного масла в двигателе: когда и почему необходимо это устройство. Комплекты маслокулера, как подобрать и установить. Читать далее
Как проверить давление масла в двигателе и каким оно…
Давление масла в двигателе: от чего зависит, как правильно измерить. Какое давление масла на разных моторах в режиме ХХ и под нагрузкой. Читать далее
Загорается лампочка давления масла при нагревании…
Почему горит лампочка давления масла после прогрева двигателя: основные причины. Что делать водителю, если давление масла загорается на прогретом моторе. Читать далее
Давление масла в дизельном двигателе: что нужно знать
Основные причины, по кторым возникают проблемы с давлением масла в дизельном двигателе. Какие особенности нужно учитывать при диагностике, рекомендации. Читать далее
Нет давления масла в двигателе: причины падения…
Почему в двигателе может быть низкое давление масла, моргает лампочка давления масла на холостых или под нагрузкой. Диагностика неисправностей и ремонт. Читать далее
Течь масла из-под масляного фильтра: причины…
Причины утечек масла в области масляного фильтра: масло течет из-под фильтра, через корпус, в районе штуцера и т.д. Доступные способы диагностики и ремонта. Читать далее
Источник
Не секрет, что более высокое давление наддува приводит к повышению крутящего момента и выходной мощности. Поднимите давление наддува, получите больше мощности. Хотя многие понимают достоинства повышения давления воздуха, поступающего в цилиндры, все меньше понимают преимущества уменьшения давления внутри картера. В то время как многие высококлассные гоночные классы от Формулы-1 до Pro Stock полагаются на системы смазки с сухим картером, которые управляют картером двигателя при отрицательном давлении (вакууме), лишь немногие гоночные автомобили начального уровня и еще меньше уличных автомобилей получают выгоду от отрицательного давления в картере двигателя из-за сухости. масляная система картера.Стоимость и сложность системы смазки с сухим картером делает ее недоступной для многих. К счастью, преимущества снижения давления в картере также могут быть достигнуты с помощью более простых и экономически эффективных средств.
Текст Майкла Феррары // Фотографии Джо Синглтона // Иллюстрации Пола Лагетта
Оптимизированные системы вентиляции картера и добавление вакуумного насоса могут снизить положительное давление в картере до нуля (атмосферное) или даже до отрицательного значения (вакуум).Эти решения могут быть реализованы по цене от 100 до 1500 долларов. Даже на высоком уровне, это может составлять менее 25 процентов от стоимости масляного раствора с сухим картером. Для тех, кто может позволить себе расходы, ничто не заменит хорошо спроектированную, высококачественную систему сухого поддона и все преимущества, которые могут быть доставлены. Для остальных из нас преимущества более дешевых альтернатив стоят своих затрат. Как только решение используется для снижения давления в картере, получается «свободная мощность.Это «бесплатно» в том смысле, что не нужно сжигать дополнительное топливо для реализации мощности. Вместо этого, пониженное давление в картере просто освобождает или реализует новую мощность из-за увеличения КПД двигателя и снижения потерь мощности.
Заводская система вентиляции картера имеет конструкцию с принудительной вентиляцией картера. На холостом ходу и под высоким вакуумом клапан PCV использует вакуум двигателя, чтобы снизить давление в картере до нуля. Однако, когда вакуум впускного коллектора равен нулю (или находится под повышением), вакуум для впускного коллектора не снижает давление в картере, поэтому давление направляется на впуск компрессора.В большинстве случаев это создаст положительное давление в картере порядка от 3 до 6 фунтов на квадратный дюйм, грабя производительность.
Решение для вторичного рынка, такое как уловительная банка Buschur Racing Pro Plus R35GT-R, устраняет положительное давление в картере, выпуская давление в картере в атмосферу через вентилируемую крышку. Более низкие давления в картере (от 0 до 1 фунт / кв.дюйм) приводят к улучшению кольцевого уплотнения и повышению производительности, как правило, порядка увеличения мощности на 2-3 процента.Система также устранила проблему введения масла из картера во впускные отверстия компрессора, заправочный трубопровод и промежуточный охладитель.
Масляная система с сухим картером или вакуумный насос с приводом от шкива могут настолько эффективно откачивать давление в картере, что могут создавать вакуум. В большинстве случаев вакуум обычно регулируется от -5 до -20 дюймов ртутного столба. Отрицательное давление в картере (например, вакуум) дополнительно улучшает кольцевое уплотнение. Производительность обычно увеличивается на порядок от 3 до 6 процентов.
Понимание того, как формируется давление в картере, является ключом к пониманию того, как его можно снизить. В первой части серии «Меньше давления, больше производительности» мы определим давление в картере и его причины, прежде чем определять методы снижения или устранения давления в картере. Чтобы продемонстрировать реальные результаты, мы протестируем простое решение на нашем Проекте R35 и увидим величину результатов.
Что такое давление в картере? Проще говоря, это давление выше атмосферного (или положительное давление) в картере вашего двигателя.Если бы вы поместили датчик давления или манометр на картер вашего двигателя, вы могли бы измерить величину давления в картере, которое развивается в вашем двигателе. По предложению Дэвида Бушура мы добавили датчик давления к нашей машине, чтобы измерять давление в картере на любом автомобиле, который мы тестировали. На двигателях, использующих заводскую систему вентиляции картера (PCV или систему «принудительной вентиляции картера»), мы обычно измеряем пиковое давление в картере порядка 2,5-6,0 фунтов на квадратный дюйм, когда двигатель работает в нормальном режиме.
Фактическое давление в картере двигателя можно записать, поместив фитинг в заводскую крышку маслозаливной горловины и измерив давление стандартным датчиком давления. Теперь мы регистрируем каждый двигатель с каждого автомобиля, зарегистрированного в DSPORT.
Так что же вызывает давление в картере? В большинстве случаев давление в картере не является следствием движения поршней вверх и вниз в цилиндре. Это связано с тем, что для каждого поршня, движущегося вниз по цилиндру (потенциально уменьшающего размер картера и увеличивающего давление), существует другой поршень, движущийся вверх в цилиндре (увеличивающий объем картера и уменьшающий давление).Следовательно, объем картера остается довольно постоянным в любое время. Хотя на некоторых конструкциях двигателей существует фактическая разница в объеме картера двигателя за счет вращения коленчатого вала из-за углов шатуна и других факторов (рядные четыре цилиндра имеют разный объем картера с горизонтальным или вертикальным вращением коленчатого вала), основная часть увеличения давление в картере фактически приходит откуда-то еще. Фактически, основным источником давления в картере является утечка давления сгорания в цилиндрах мимо колец.Это явление часто называют «ударом»; ссылаясь на тот факт, что часть давления сгорания проходит через кольцевое уплотнение в цилиндре. Конечно, целью всегда должно быть максимальное повышение качества кольцевого уплотнения (см. «Улучшение боковой панели кольцевого уплотнения»), но необходимо понимать его влияние на то, что утечка давления сгорания необходима, чтобы понять преимущество пониженного давления в картере.
Когда давление в картере двигателя может быть снижено, сведено к нулю или даже сделано меньше нуля (вакуум), происходят хорошие вещи.Пониженное давление в картере улучшает уплотнение колец в цилиндре. Повышенный перепад давления на поршневых кольцах приводит к улучшению кольцевого уплотнения. В применениях с турбонаддувом противодавление выхлопных газов, как правило, выше, чем давление в картере, поэтому ход выпуска отработавших газов имеет небольшие проблемы с кольцевым уплотнением из-за перепада давления. Даже при применении с полным двигателем перепад давления на кольцах будет высоким во время сжатия и ударов. К сожалению, перепад давления во время такта впуска может быть настолько низким, что кольцо не может создать идеальное уплотнение в канавке при высоком давлении в картере.Имея нулевое давление или, еще лучше, вакуум (меньше атмосферного нуля), улучшается кольцевое уплотнение во время такта впуска. Фактически, некоторые из проблем, связанных с потерей уплотнительного кольца при более высоких оборотах двигателя или при использовании более толстых колец, могут быть устранены, когда в картере находится вакуум, а не давление. На самом деле, лучшие разработчики двигателей всегда учитывают тип системы смазки и величину давления в картере (положительное, нулевое или вакуумное), которое ожидается при выборе комплекта колец для конкретного применения.
Почти во всех современных двигателях внутреннего сгорания используется система смазки с мокрым картером и система вентиляции картера, которая обеспечивает положительное давление в картере двигателя практически при любых условиях эксплуатации. В тех случаях, когда присутствует высокий вакуум во впускном коллекторе (холостой ход, крейсер с малой дроссельной заслонкой и замедление), клапан PCV (по существу, односторонний обратный клапан) в системе позволяет сбросить давление в картере во впускном коллекторе (вакуум в впускной коллектор помогает отводить давление из картера).В условиях работы, когда вакуум во впускном коллекторе ниже абсолютного давления по отношению к давлению в картере, давление в картере едва измеряется. Это относится к двигателю в хорошем механическом порядке. Двигатели с чрезмерным износом цилиндров или плохим кольцевым уплотнением могут создавать высокое давление в картере даже при высоком уровне вакуума во впускном коллекторе.
В ситуациях, когда вакуум во впускном коллекторе падает до нуля или превращается в положительное давление (в режиме «наддува»), односторонний клапан PCV закрывается, и двигатель становится зависимым от другого средства сброса давления в картере.Это другое средство на большинстве автомобилей с турбонаддувом включает подачу положительного давления в картере во впускные трубы компрессора. Эти впускные трубки компрессора могут находиться под атмосферным давлением или под небольшим вакуумом. Хотя эта система может помочь снизить положительное давление в картере, у нее есть недостатки. Поток паров картера во впускные трубы компрессора содержит масляный туман и пары, которые часто конденсируются во впускном канале турбокомпрессора, секции турбокомпрессора или в трубопроводах промежуточного или промежуточного охладителя.Наличие этой пленки масла, накапливающейся в промежуточном охладителе, снижает его эффективность.
До начала 1960-х годов система эвакуации картера на транспортных средствах просто выходила в атмосферу через несколько «сапунов». В некоторых случаях, дорожные тяговые трубы использовались вместе с сапунами для создания некоторого отрицательного давления (вакуума) в системе, когда транспортное средство было на скорости. Когда люди стали беспокоиться о загрязнении, эти системы исчезли, и положительная система защиты картера стала стандартом.
Хотя система с атмосферной вентиляцией может показаться сырой и ее можно легально использовать только на гоночных / внедорожных транспортных средствах, этот тип простой системы снизит давление в картере большинства двигателей до уровня, близкого к атмосферному (без манометрического давления), если его правильно спроектировать. , Система Buschur Racing Pro Plus GT-R Oil Catch Can является примером хорошо разработанного решения для вентилируемых в атмосферу R35 GT-R. Эта система связывает крышки клапанов и заливную горловину моторного масла в централизованное место для улавливания, которое сбрасывает все давление в картере в атмосферу.
Лучшее кольцевое уплотнение повышает производительность и эффективность любого поршневого двигателя. Производители, машинисты и разработчики двигателей знают, что круглые цилиндры, более плоские канавки поршневых колец, более тонкие поршневые кольца и улучшенная отделка цилиндров — все это может способствовать улучшению кольцевого уплотнения в цилиндре. Качество кольцевой печати может иметь отношение к курице и яйцу. Всякий раз, когда улучшается кольцевое уплотнение, в картер двигателя помещается меньше обдува.Следовательно, давление в картере также уменьшается. Более низкие давления в картере улучшают качество кольцевого уплотнения. В конце концов, лучшая возможная кольцевая печать — это цель. При разработке и сборке двигателей в нашем подразделении Club DSPORT используется ряд процессов для обеспечения максимально возможного качества кольцевого уплотнения. Эти процессы и процедуры включают в себя:
• Хонингование цилиндра с помощью оптимизированной хонинговальной пластины (например, моментной пластины): этот процесс исправляет искажение отверстия, возникающее, когда головка цилиндра крепится болтами к блоку.Конечным результатом является круглый цилиндр.
• Оптимизация отделки цилиндра с помощью профилометра: подготовка поверхности цилиндра к идеальным условиям невозможна без использования профилометра. Процесс хонингования занимает в 3-4 раза больше обычного времени, поэтому вы должны заплатить от 100 до 150 долларов за цилиндр за станку точного станка, у которого есть инструменты и знания, чтобы сделать это правильно. В результате этого процесса поверхность цилиндра оптимизируется для материала и отделки поршневых колец.
• Выбор поршня: хотя многие поршни выглядят одинаково, критические размеры, которые не видны невооруженным глазом, будут определять способность поршня удерживать кольца плоскими и правильно работать в двигателе. Более плоские и более параллельные кольцевые канавки просто обеспечивают лучшее кольцевое уплотнение. Зазоры и допуски в кольцевых канавках также являются важным фактором. Для оптимального кольцевого уплотнения, кольцевые канавки должны обрабатываться с учетом конкретного кольца.
Выбор кольца: при прочих равных условиях более тонкое кольцо обеспечивает лучшее кольцевое уплотнение, чем более толстое кольцо.Это связано прежде всего с двумя причинами. Во-первых, более тонкие кольца легче и имеют меньшую инерцию. При высоких оборотах двигателя более легкие кольца будут избегать соприкосновения в кольцевых канавках, поскольку поршень меняет направление. Во-вторых, более тонкие кольца лучше соответствуют неровностям отверстия. Так почему же не каждый двигатель работает с самыми тонкими кольцами? Компромисс в снижении давления — это способность передавать тепло от поршня к стенке цилиндра. Более тонкое кольцо должно быть выбрано из превосходных материалов с превосходными покрытиями из-за повышенных тепловых нагрузок, которые оно выдержит.Когда используются более тонкие поршневые кольца, другие средства охлаждения поршней (то есть поршневые масляные брызги) необходимы для продления срока службы поршней и колец.
Если вы ищете преимущества использования отрицательного давления в картере, но вы не можете позволить себе масляный раствор с сухим картером, изучите вакуумный насос. Правильно спроектированная система вакуумных насосов может доставлять вакуум в картере, как сухой картер.
Чтобы еще больше снизить давление (до состояния вакуума), можно использовать вакуумный насос на вашем двигателе.Moroso является одним из самых популярных источников для этих решений. Moroso предлагает линейку, которая включает как 3-, так и 4-лопастные вакуумные насосы, различные кронштейны и ряд вариантов шкивов. Так как многие из готовых кронштейнов предназначены для популярных отечественных двигателей, есть вероятность, что вам придется изготовить кронштейн, чтобы подогнать его. Во второй части этой серии мы рассмотрим выбор и настройку вакуумного насоса на обычном двигателе с мокрым картером.
Перед установкой масляного уловителя Buschur Racing Pro Plus GT-R мы провели испытания нашего проекта R35 для определения базовой мощности.Наш проект R35 оснащен заводским двигателем и заводскими турбокомпрессорами с полным комплектом деталей с болтовым креплением под управлением блока управления MoTeC M1. Работая на насосе E85, мы настроили двигатель для обеспечения максимальной мощности с заводскими турбокомпрессорами. Заводские турбокомпрессоры разряжены и не могут удерживать давление наддува до красной линии.
В дополнение к регистрации лошадиных сил, мы также записали давление наддува и давление в картере. С заводской системой вентиляции картера пиковое давление в картере достигло 4.4psi. Пиковое давление наддува зарегистрировано при 24,3 фунт / кв.дюйм, в то время как давление наддува при пиковой мощности составило 17,9 фунт / кв.дюйм. Пик колесной лошадиной силы зарегистрирован 633,84 лошадиных сил.
Изучив данные, мы заметили, что пиковые давления в картере двигателя возникают при оборотах двигателя, которые коррелируют с пиковой выходной мощностью. Поскольку пиковый выходной крутящий момент возникает, когда давление в цилиндре также максимально, это подтверждает уверенность в том, что на давление в картере больше всего влияет утечка давления в цилиндре через кольца (обдув).
Система Buschur Racing Pro Plus R35 GT-R Catch Can содержит все необходимые детали для преобразования оригинальной системы картера в вентилируемую систему для повышения производительности.
Всегда стремясь приобрести новые навыки, наш стажер графического дизайна Микико Акаоги воспользовался возможностью установить маслосборную емкость Buschur Racing Pro Plus GT-R. Вы можете найти видео о ее установке на DSPORTMAG.com или на канале DSPORT на YouTube. Процесс был довольно простым и понятным.По сути, новая система завершает соединение между входами компрессора и картером (теперь масло не может попасть в систему наддувочного воздуха из картера). Трубки картера, которые ранее питали входы компрессора, перенаправляются в уловитель. Дополнительный порт идет к специальной крышке маслозаливной горловины, которая обеспечивает один дополнительный канал для давления в картере, чтобы выходить в уловитель. Система имеет исключительную посадку и требует установки только простых ручных инструментов и около часа или около того времени.
После установки пришло время посмотреть, могут ли быть реализованы какие-либо различия. Опять же, мы записали мощность, давление наддува и давление в картере. С новой системой защиты картера, которая выпускает в атмосферу (опять же, это только для бездорожья, гонок из-за увеличения выбросов), пиковое давление в картере снизилось до менее 1,0 фунта на кв. Неожиданно пиковое давление наддува также немного упало. Пиковое давление наддува снизилось на 0,7 фунта / кв. Дюйм, зарегистрировав пик 23,5 фунта на квадратный дюйм, в то время как давление наддува при пиковой мощности снизилось примерно до 0.5 фунтов на квадратный дюйм, опуская его до 17,45 фунтов на квадратный дюйм. Несмотря на более низкое давление наддува, пиковая мощность все еще увеличилась до 644,08. Это представляло собой увеличение почти на 10 лошадиных сил. Если бы мы смогли выровнять ускорение до пика в 17,9 фунтов на квадратный дюйм, мощность была бы чуть выше 653 лошадиных сил. Это могло бы составить около 20 лошадиных сил или около 3,0% от общей мощности двигателя. В приложениях с нестабильными турбинами будет реализован солидный прирост в 3,0 процента или около 20 лошадиных сил на 650-сильном VR38.На VR38 мощностью 1000 лошадиных сил ожидайте увидеть приближение ближе к отметке 30 лошадиных сил.
Наше тестирование комплекта Buschur Racing Pro Plus Catch Can, установленного на нашем Project R35, показывает, что при таких же уровнях наддува можно ожидать прироста мощности на 3,0 процента. Это около 20 лошадиных сил на 600 лошадиных сил VR38 или 30 на 1000 лошадиных сил. Поскольку кольцевое уплотнение улучшено и требования к воздушному потоку двигателя улучшатся, не удивляйтесь, увидев падение давления наддува 0.5 ~ 1,0 фунт / кв.дюйм при том же рабочем цикле сточной заслонки. Мы поняли около 10 лошадиных сил при давлении наддува, которое было на 0,5 фунтов на квадратный дюйм ниже. Компенсируя потерю давления наддува, мы получили бы 20 лошадиных сил, что в точности соответствует внутренним результатам Buschur Racing.
Полученные нами независимые результаты практически идентичны результатам, полученным Buschur Racing. На R35 GT-R, производящем 580 л.с., было получено в общей сложности 22 дополнительных лошадиных силы, когда давление наддува было одинаковым.Показания давления в картере также были в том же духе, когда они упали с диапазона 4,5 фунта на квадратный дюйм до уровня ниже 1 фунта на квадратный дюйм.
Маслосборник Buschur Racing Pro Plus GT-R может обеспечить неплохой прирост производительности, одновременно обеспечивая важные вторичные преимущества (больше не требуется масло во впускное отверстие компрессора, трубы промежуточного охладителя или промежуточный охладитель). При хорошо спроектированной вентилируемой системе аналогичные преимущества должны получаться всякий раз, когда можно снизить положительное давление в картере. Итак, насколько лучше будет работать двигатель, если картер двигателя фактически находился в состоянии вакуума (давление ниже атмосферного)? Это то, что мы собираемся исследовать в нашей следующей статье «Меньше давления, больше энергии.
Полная фотогалерея на странице 2 >>
Что такое картер? (с картинками)
Картер двигателя является внутренним компонентом двигателя внутреннего сгорания и представляет собой просверленную металлическую раму, в которой находятся несколько деталей, в частности коленчатый вал. Его основной универсальной функцией является защита коленчатого вала и шатунов от мусора. В простых двухтактных двигателях картер выполняет несколько функций и используется в качестве камеры наддува для топливно-воздушной смеси. В более сложных четырехтактных конструкциях он изолирован от этой смеси поршнями и вместо этого работает в основном для хранения и циркуляции масла.В четырехтактном двигателе он расположен ниже блока цилиндров и в обоих типах состоит из самой большой физической полости двигателя.
Картер двигателя представляет собой просверленный металлический каркас, в котором находятся несколько частей, в частности коленчатый вал.Большинство современных картеров изготовлены из алюминия, что обеспечивает легкую, но прочную конструкцию, способную выдерживать давление, оказываемое при нормальной работе двигателя.В четырехтактных двигателях с обычным наддувом, то есть в двигателях, которые не оснащены турбонагнетателем , желателен небольшой уровень давления в корпусе для предотвращения попадания пыли и других потенциально вредных частиц при сохранении правильного положения масла. Все двигатели, как часть их нормальной работы, позволяют небольшому количеству несгоревшего топлива и выхлопных газов выходить в картер. Этот коллективный материал известен как .
Чистое масло имеет решающее значение для картера.
Начать
Хотите автоматически экономить деньги при совершении покупок в Интернете?
Присоединяйтесь к 3 миллионам пользователей Wikibuy, которые за последний год сэкономили 70 миллионов долларов.
Wikibuy компенсирует нам, когда вы устанавливаете Wikibuy, используя предоставленные нами ссылки.Клапан принудительной вентиляции картера или клапан PCV, как правило, используется как часть общей системы контроля давления, чтобы регулировать количество обдува, выбрасываемого из картера. Проходя через клапан PCV, вытесненный продувочный поток возвращается через систему обратно в деталь, известную как впускной коллектор , где он повторно используется в процессе сгорания. Эта конструкция была частично принята законодательным стимулом, поскольку более ранние конструкции не были заключены и позволяли обдуву выходить непосредственно из двигателя, нанося значительный ущерб окружающей среде.Системы PCV не используются в двухтактных двигателях, так как все обдува сгорает при нормальном потоке воздуха и топлива.
Правильный уход за картером и его внутренними компонентами необходим для бесперебойной работы двигателя. Поддержание необходимого количества чистого масла крайне важно, и его можно измерить с помощью простого инструмента, известного как щуп , простой отрезок металла, который наглядно показывает уровень масла.Регулярная проверка показывает, сколько масла присутствует, несгоревшее топливо, которое накапливается в картере, может отрицательно повлиять на качество смазочного масла, поэтому регулярные замены масла жизненно необходимы. Кроме того, неправильно сломанный двигатель или двигатель с сухими, с трещинами поршневыми уплотнениями может позволить слишком большому количеству газа просочиться через поршни в картер двигателя, создавая опасно высокие уровни давления, которые могут привести к повреждению и выходу из строя двигателя. Ранние симптомы выхода из строя уплотнений включают утечку масла из клапана PCV или за пределы щупа.
,Вентиляция картера
Вентиляция картераХанну Яяскеляйнен
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым начальным содержанием. Полный доступ требует подписки DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Аннотация : Продувочные газы картера могут быть важным источником выбросов твердых частиц, а также других регулируемых и нерегулируемых выбросов. Они также могут способствовать потере смазочного масла и загрязнению поверхностей и компонентов двигателя.Был разработан ряд систем вентиляции картера, которые включают различные типы фильтров для отделения выбросов твердых частиц.
Картер Blowby
Картер двигателя внутреннего сгорания накапливает газы и масляный туман, называемый обдувом , который может вытекать из нескольких источников. Наиболее важным источником обдува является камера сгорания, рис. 1 [1774] . Большая часть продувки сгорания происходит, когда давление в камере сгорания достигает максимума, во время сжатия и тактов расширения.При высоких давлениях газы просачиваются в картер вокруг поршневых колец и через зазор поршневых колец.
Рисунок 1 . Горение МинетДругими важными источниками обдува являются вал турбокомпрессора, воздушные компрессоры и, в некоторых случаях, штоки клапанов. В общей сложности эти компоненты могут быть ответственны за 40% оборота картера [1774] . Турбокомпрессоры и воздушные компрессоры часто смазываются маслом, подаваемым масляным насосом двигателя, и сливаются обратно в картер двигателя.Линия слива масла из этих компонентов гарантирует, что утечка газа через вал турбокомпрессора и поршневые кольца воздушного компрессора будет проходить в картер двигателя, способствуя продувке.
Количество обдува сильно варьируется в зависимости от конструкции двигателя, температурных условий эксплуатации и износа двигателя. Несмотря на то, что существует ряд практических правил для оценки максимального оборотов двигателя, их следует использовать с осторожностью. Некоторые из этих оценок приведены в таблице 1.
| Двигатель | Blowby Estimate | Артикул |
|---|---|---|
| Новый двигатель | Blowby [дм 3 / с] = номинальная мощность [кВт] / 180 Blowby [фут 3 / мин] = номинальная мощность [л.с.] / 120 | [1776] |
| Изношенный двигатель | Blowby [дм 3 / с] = номинальная мощность [кВт] / 90 Blowby [футы 3 / мин] = номинальная мощность [л.с.] / 60 | [1776] [1775] |
| Blowby [дм 3 / с] = номинальная мощность [кВт] / 60 Blowby [фут 3 / мин] = номинальная мощность [л.с.] / 40 | [1791] |
###
,от Richard Rowe
Hemera Technologies / AbleStock.com / Getty Images
Давление в картере было проблемой, присущей двигателям с тех пор, как первые были построены более века назад, но потребовалось вмешательство EPA для наконец-то с этим справиться. Хотя системы вентиляции картера, представленные в 1970-х годах, были изначально разработаны специально для сокращения выбросов, они имели дополнительное преимущество в решении старой проблемы внутреннего сгорания.
Давление в картере двигателя
Все двигатели естественным образом испытывают определенное давление из-за ряда факторов. Давление в цилиндре типичного двигателя может легко превысить 150-200 фунтов на квадратный дюйм во время рабочего хода; поршневые кольца удерживают большую часть этого давления в цилиндре, но их уплотнение к стенке цилиндра не является воздухонепроницаемым. Даже если бы уплотнение было идеальным на 99,5%, а это не так, в картере двигателя все равно может быть давление около 1 фунта на кв. Это давление способствует утечке масла через прокладки и способствует загрязнению воздуха, посылая постоянный поток неочищенных масляных паров, выходящих из крышки сапуна двигателя.
Типичный обдув
«Обдув» означает количество газа, которое проходит через поршневые кольца и попадает в картер. Вообще говоря, уличный двигатель потеряет около 1,5% воздуха, который проходит через обдув; или около 1 куб. м на 50 лошадиных сил. Таким образом, двигатель мощностью 250 лошадиных сил будет пропускать около 5 куб. Если давление в вашем цилиндре превышает 150 фунтов на кв. Дюйм, вы должны увидеть давление в картере около 1 фунта на квадратный дюйм.
Износ цилиндров
Изношенные поршневые кольца составляют половину уравнения обдува, поскольку они уплотняют только сами цилиндры. Общеизвестно — по крайней мере, среди тех, кто когда-либо видел рекламу восстановления двигателя — что крошечные царапины в цилиндре позволят избыточному давлению просочиться сквозь кольца. Но избыточный износ цилиндров тоже делает что-то еще. Когда отверстие цилиндра становится больше, кольца слегка расширяются, теряя немного своего натяжения и способность уплотнять цилиндр.Это расширение также приводит к небольшому увеличению зазоров колец, что дополнительно способствует утечке из цилиндра.
Система PCV
Все новые автомобили оснащены системой принудительной вентиляции картера, которая представляет собой вакуумную трубку, идущую от крышки клапана к впускному отверстию двигателя. Небольшой вакуум во впускном тракте компенсирует давление в двигателе, либо нейтрализует его, либо создает небольшой вакуум. Система PCV использует клапан, установленный в крышке клапана, для предотвращения всасывания моторного масла через двигатель; если этот клапан неисправен или засорен, система PCV выйдет из строя, и вы вернетесь к герметичной системе.В действительно экстремальных случаях давление в картере двигателя может фактически вытолкнуть клапан PCV из крышки клапана с треском, как пробка от шампанского.
Давление наддува
Из-за движения поршней и регулярности событий сгорания, давление обычно будет выходить из двигателя в виде регулярных нагнетаний давления вместо мягкого ветра. Эти затяжки могут рассказать вам кое-что о состоянии двигателя. В идеале эти толчки давления должны быть едва заметны, когда вы держите руку над крышкой маслозаливной горловины, что проявляется в небольшом дрожании давления.Чем мощнее отдельные затяжки, тем большее давление происходит с каждым событием и тем больше у вас утечки цилиндров. Если пуфы достаточно мощные, чтобы двигать рукой, пришло время для перестройки.
Blow-By с одним цилиндром
Надувные удары должны быть очень равномерными, без затяжек, более мощных, чем у других. Если вы чувствуете несколько легких затяжек, сопровождаемых одной очень сильной, то вы знаете, что вы получили чрезмерный удар в одном цилиндре. Старый седой механик с умственным временем реакции ниндзя и интуитивным ощущением двигателей, похожим на конского шепота, может на самом деле дать довольно хороший прогноз состояния двигателя, просто чувствуя частоту и мощность этих отдельных импульсов давления.Но для тех из нас, кто не является Йодой с гаечным ключом: регулярные затяжки — хорошие, нерегулярные — плохие.
Другие возможные причины
Некоторые вещи могут вызвать чрезмерный выброс, кроме изношенных цилиндров или колец. Мощные скачки давления в картере являются классическим признаком прокладки выдувной головки или треснувшего блока двигателя. Это особенно верно, если газы, выходящие из вентиляционного отверстия, несут с собой сильный запах сырого бензина. Если вы чувствуете запах сырого газа, пришло время повесить его и планировать восстановление.Негерметичные уплотнения выпускных клапанов также способствуют скачкам давления в картере, что особенно заметно, поскольку клапаны находятся чуть ниже крышки маслоналивного отверстия. Эти затяжки будут пахнуть больше как выхлоп из вашей выхлопной трубы, возможно, с небольшим оттенком дополнительного запаха топлива.
Еще статьи
.
