Сухой картер: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Информация

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

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.

Вам будет интересно:»Ниссан Кашкай» — расход топлива на 100 км: нормы для автомата и механики. Nissan Qashqai

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.

Вам будет интересно:ВАЗ 2107 черный: характеристика, фото, описание

Для чего используется система “сухого картера”

Сухой картер: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Метод смазки с сухим картером применяется, в основном, на спортивных автомобилях и специализированном транспорте, которому приходится работать в необычных условиях. Суть данного метода смазки в том, что масло не находится в картере. Соответственно, его не нужно выкачивать оттуда маслонасосом.

Дело в том, что при движении автомобиля по городской трассе маслонасосу не сложно выкачать масло из картера и направить его циркулировать в работу. Тогда как, например, при движении по бездорожью, на склон, со склона и в других сложных сделать это гораздо труднее. Из-за невозможности выкачать маслонасосом масло из картера, поскольку оно переливается по картеру из стороны в сторону, велик риск возникновения масляного голодания двигателя, а вместе с тем и сопутствующих проблем — перегрева, заклинивания, образования трещин в блоке цилиндров и так далее.

Назначение и особенности системы смазки с сухим картером

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.

В обычном двигателе система смазки устроена таким образом, что масло постоянно находится в поддоне картера, откуда с помощью насоса направляется в магистраль и по каналам, и куда самотеком возвращается после смазки всех деталей. Такая схема проста, поэтому и получила широчайшее распространение, однако она имеет и ряд недостатков.

Главная проблема — так называемое «масляное голодание» при некоторых режимах работы. Например, если автомобиль с таким мотором перемещается по пересеченной местности или по бездорожью, долго движется с креном, резко разгоняется, тормозит и поворачивает, то масло постоянно переливается по поддону, оголяя маслоприемник.

Сухой картер: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

В связи с этим обычные двигатели практически невозможно использовать на спортивных автомобилях, тракторах, автомобилях, вездеходах и другом транспорте, предназначенном для движения по бездорожью. Специально для такой техники разработана система смазки с сухим картером. Эта система обеспечивает смазку двигателя в любых условиях и лишена такого недостатка как «масляное голодание».

Принцип действия и устройство «сухого картера»

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.

    Устройство сухого картера

Система смазки с сухим картером отличается от обычной системы тем, что в ней картер «сухой», то есть он не выполняет функцию резервуара для масла (хотя некоторое количество масло в нем есть всегда, но оно незначительное). В этой системе масло хранится в специальном масляном баке, из которого с помощью насоса нагнетается в двигатель.

– Масляный бак;
– Нагнетающий насос;
– Многосекционный всасывающий насос;
– Всасывающий модуль;
– Масляный фильтр;
– Масляный радиатор;
– Вспомогательный масляный радиатор;
– Масляный термостат;
– Датчики давления и температуры масла;
– Редукционные клапаны;
– Масляная магистраль и каналы в двигателе;
– Маслопроводы.

О некоторых компонентах необходимо сказать особо.

Масляный бак. Это резервуар для масла, который может быть установлен в самом удобном месте. Бак может иметь довольно большую емкость — нередко можно встретить бак в 30 и больше литров. В баке предусмотрены успокоители, предотвращающие «плескание» масла и его вспенивание при движении, а также щуп для измерения уровня масла.

Сухой картер: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки

Насос. В большинстве случаев нагнетающий и всасывающий насосы объединены в один и имеют единый привод от коленвала двигателя. Причем во всех насосах есть одна нагнетающая секция, которая подает масло в двигатель, и от двух до шести отсасывающих секций — с их помощью масло откачивается сразу из нескольких секций картера, а также из турбокомпрессора и (в некоторых двигателях) из ГРМ. Нередко в «сухом картере» используются электронное управление насосами.

Основной масляный радиатор. Радиатор имеет жидкостное охлаждение (подключается к контуру охлаждения двигателя), может подключаться между нагнетающим насосом и фильтром или между всасывающим насосом и масляным баком.

Вспомогательный масляный радиатор и термостат. Дополнительный радиатор служит для охлаждения масла в случае, когда штатный радиатор уже не справляется. Масло направляется во вспомогательный радиатор только при достижении определенной температуры — за это отвечает термостат.

Маслопроводы. Металлические трубки, служащие для циркуляции масла между компонентами, расположенными вне двигателя: между баком, насосами, радиатором и т.д.

Что собой представляет система “сухого картера”

Система “сухого картера” лишена рассмотренной выше проблемы со сложностью подачи масла из картера в систему при неравномерном движении. Достигается решение проблемы за счет использования отдельного резервуара (бака), где находится масло. То есть, масло к деталям двигателя подается из бака, а в сам бак оно сразу выкачивается из картера, не находясь в нем долгое время.

В целом, система “сухого картера” состоит из следующих компонентов:

  • Резервуар для накопления масла;
  • Насосы: нагнетающий и откачивающий;
  • Масляный радиатор;
  • Датчики: температуры масла, давления масла;
  • Масляный термостат;
  • Масляный фильтр;
  • Клапаны: редукционные и перепускные.

Резервуар для накопления масла может быть выполнен в различных формах. Внутри резервуара находятся специальные перегородки, необходимые, чтобы исключить вероятность вспенивания масла. Также в бака имеются вентиляционные отверстия, чтобы через них выходил лишний воздух и газы, которые могут попадать в масло после прохождения смазывающего цикла.

Сам бак для скопления масла чаще всего располагается в подкапотном пространстве автомобиля. Он имеет щуп, который позволяет водителю проверять количество масла в баке. Также внутри бака находятся датчики температуры и давления.

Обратите внимание: Для спортивных автомобилей имеет важное значение возможность размещения бака с маслом практически в любом месте автомобиля. Это необходимо для лучшего распределения веса.

Нагнетающий насос в данной системе располагается ниже бака с маслом, что позволяет на его входе реализовать постоянное давление, основанное на силе тяжести. Регулируется давление в системе при помощи редукционных и перепускных клапанов. Задача нагнетающего насоса — подкачка масла из бака через масляный фильтр в систему смазки.

Откачивающий насос выполняет задачу по заполнению бака маслом, постоянно выкачивая его из картера.

Обратите внимание: В зависимости от конструкции двигателя, может использоваться не один откачивающий насос, а несколько, либо в одном насосе может быть несколько секций. Например, на двигателях с турбонаддувом это необходимо, чтобы также выкачивать масло, которое смазывает турбонагнетатель, а в V-образных моторах дополнительно откачивается масло из механизма газораспределения.

Работают насосы в подобной системе за счет цепного или ременного привода от коленчатого вала двигателя.

Стоит отметить, что насосы в такой системе чаще всего реализуются парно в одном корпусе. Это позволяет удешевить производство, а также более компактно их расположить.

Обратите внимание: Маслонасосы, которые применяются в системе с “сухим картером”, отличаются по своей конструкции от маслонасосов, которые можно видеть в привычных конструкциях. Они практически не восприимчивы к наличию воздуха в масле, то есть способны закачивать масляную пену без потери производительности.

Масляный радиатор в системах с “сухим картером” может быть расположен между откачивающим насосом и баком с маслом или между нагнетающим насосом и мотором. Он представляет собой радиатор жидкостного охлаждения.

Масляный радиатор

Для очистки масла (в основном от механических примесей) используются, как правило, два фильтра — грубой и тонкой очистки. Первый всегда полнопоточный. Он задерживает механические примеси, в основном продукты износа деталей двигателя. Фильтр тонкой очистки чаще всего неполнопоточный из-за большого сопротивления, которое он оказывает протеканию масла.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Некоторые фильтры тонкой очистки кроме задержания механических примесей могут также за счет специальных пропиток фильтрующего элемента поглощать воду, свободные кислоты и щелочи. Засоренные в процессе эксплуатации двигателя масляные фильтры грубой очистки промывают или прочищают. Засоренные фильтры тонкой очистки заменяют новыми при каждой смене масла.

Фильтры грубой очистки масла аналогичны топливным фильтрам грубой очистки. Они могут быть сетчатыми, пластинчато-, ленточно- и проволочно-щелевыми. На тяжелых дизелях чаще всего используются ленточно-щелевые двухступенчатые фильтры.

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.

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.

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.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

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.

Как можно видеть из описания работы системы “сухого картера”, она имеет ряд интересных технологических решений, которые добавляют ей серьезные преимущества, в сравнении с обычной системы смазки двигателя автомобиля:

  • Сухой картер: принцип работы, устройство, преимущества и недостатки
    Стабильная смазка при движении по неровностям и агрессивной езде. Масло не вспенивается и постоянно доступно для направления на движущиеся детали двигателя;

  • Дополнительное охлаждение. В подобной системе масло охлаждается более эффективно, чем в стандартной, что особенно важно для турбированных моторов;
  • Размеры. Поскольку все масло не требуется накапливать в поддоне при подобной системе, поддон делается меньше по высоте. Это позволяет “посадить” мотор ниже в подкапотном пространстве, что немного смещает центр тяжести и улучшает аэродинамические характеристики автомобиля. Тем самым машина меньше качается при движении и лучше стоит на дороге;
  • Повышение мощности двигателя. За счет такой системы смазки моторам легче работать, особенно на старте. У коленчатого вала двигателя, оборудованного системой “сухого картера” нет необходимости прокручиваться на старте в маслянной ванне, когда температура смазывающей жидкости низка, то есть он не испытывает лишнее сопротивление;
  • Масло дольше сохраняет свои свойства. Данное преимущество возникает за счет того, что в системе “сухой картер” масло практически не соприкасается с отработавшими газами. Соответственно, оно меньше окисляется и портится. В бак, где находится масло, загрязнения попадают в минимальном количестве;
  • Легкое обслуживание масляных насосов. Поскольку масляные насосы находятся под капотом около бачка, их проще достать, отремонтировать и заменить при необходимости.

– Исключение «масляного голодания» за счет обеспечения бесперебойной подачи масла в двигатель на любых режимах;
– Повышение срока службы масла — масло не перемешивается коленвалом, не вспенивается и имеет минимальный контакт с картерными газами, поэтому дольше сохраняет свои свойства;
– Лучшее охлаждение масла — это достигается наличием радиатора (а то и двух), а также большим количеством масла в системе;
– Более высокая надежность работы двигателя.

– Меньшие габариты — это достигается уменьшением поддона картера;
– Снижение центра тяжести автомобиля и повышение устойчивости (опять же из-за отсутствия большого поддона);
– Улучшение аэродинамики автомобиля (еще одно следствие уменьшенного поддона картера, который может быть фактически плоским).

– Более высокая сложность конструкции;
– Высокая стоимость;
– Сложность обслуживания и ремонта;
– Необходимость в большом количестве масла.

В целом, двигатель с системой смазки с сухим картером более дорогой и сложный в установке и обслуживании, но во многих случаях это единственно возможное решение, без которого не обходится автоспорт, а также производство тракторов, вездеходов и другой специальной техники.

Еще в этом разделе

Охлаждение масла

Для охлаждения масла используют жидкостно-масляные теплообменники и воздушно-масляные радиаторы. В теплообменниках масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, тогда как в воздушно-масляных радиаторах — воздухом. Конструкции теплообменников могут быть самыми разными. Обычно применяют кожухообразные и пластинчатые теплообменники, устанавливая их в жидкостном тракте системы охлаждения.

Теплообменники по сравнению с радиаторами имеют следующие преимущества:

  • простота конструкции
  • компактность и небольшая масса, поскольку теплопроводность жидкости значительно больше теплопроводности воздуха
  • простота компоновки в моторном отделении
  • отсутствие необходимости в циркуляции воздуха
  • более стабильная температура масла, не зависящая от нагрузки двигателя и температуры окружающего воздуха
  • быстрый прогрев масла перед пуском в зимних условиях с помощью жидкостного предпускового подогревателя

Недостатком теплообменников, в которых масло охлаждается жидкостью системы охлаждения двигателя, является то обстоятельство, что его температура не может быть ниже температуры охлаждающей жидкости.

Недостатки системы “сухого картера”

Система не нашла повсеместного распространения, несмотря на свое большое количество плюсов. Связано это с недостатками:

  • Сложность и высокая цена. Из-за присутствия большого количества элементов, которых нет в обычной системе смазки двигателя, повышается стоимость системы, а вместе с тем и сложность ее обслуживания. Необходимо, помимо привычных деталей, устанавливать масляный бак, насосы, радиаторы и прочие элементы;
  • Больше масла по объему. Среди преимуществ отмечалось, что масло дольше сохраняет свои свойства, но заливать его потребуется больше;
  • Повышенный вес. Из-за дополнительных деталей и большего объема масла увеличивается вес системы.

В целом, система “сухого картера” достаточно интересная разработка, но ее навряд ли можно будет в ближайшее время встретить в автомобилях массового производства из-за высокой цены установки и обслуживания такой системы.

(112 голос., средний: 4,43 из 5)

    Похожие записи
  • Что будет, если перелить масла в двигатель
  • Перегрев двигателя: что делать, в чем причины, как избежать

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ytdevru

Еще в этом разделе

Оцените статью
Avtomobil-Vaz.ru