Корзина
Система смазки с сухим картером: назначение, принцип работы, плюсы и минусы
03.04.2023
Реклама наших партнеров
Как известно, моторное масло играет важную роль в работе двигателя внутреннего сгорания (ДВС), являясь неотъемлемой частью его масляной системы. Главная цель этой системы и самого масла заключается в предотвращении трения между сопряженными поверхностями деталей, удалении продуктов износа и загрязнений, а также в охлаждении этих поверхностей.
Масло подается под давлением к некоторым компонентам и узлам двигателя, другие смазываются методом разбрызгивания, а некоторые просто покрываются смазочной жидкостью, которая стекает на них естественным образом.
Наиболее распространена система смазки с "мокрым" картером, где масло всегда находится в специальном поддоне. В процессе работы двигателя маслонасос забирает масло из поддона, который служит как бы резервуаром, и под давлением направляет его в масляные каналы двигателя.
Следует отметить, что несмотря на надежность и проверенность такой системы, у нее есть свои недостатки и ситуации, когда она не всегда справляется с главной задачей - защитой нагруженных деталей. В таких условиях, как правило, используется альтернативная система, известная как "сухой картер". Давайте более подробно рассмотрим особенности этой масляной системы.
Система «сухого картера» двигателя: назначение и устройство
Как упомянуто ранее, система сухого картера представляет собой вариацию системы смазки внутреннего сгорания. Эта система широко применяется в спортивных автомобилях, некоторых внедорожниках и специализированной спецтехнике.
Принцип заключается в том, что при резких маневрах на высокой скорости, интенсивном торможении, ускорении, а также при подъемах и спусках автомобиль может испытывать боковой и продольный крен. В традиционной системе с мокрым картером, масло внутри поддона может сильно рассекаться и брызгаться.
Это приводит к образованию пузырьков воздуха в смазочной жидкости, и маслоприемник может не эффективно поглощать масло из-за воздушных включений. В итоге возникает риск нехватки смазки для двигателя. В такой ситуации давление масла резко снижается, что может привести к серьезному износу двигателя, а также увеличивает риск его перегрева и блокировки.
Система с сухим картером отличается тем, что масло не находится в картере двигателя, а хранится в отдельном емком резервуаре. Этот подход исключает возможность образования пузырьков в масле. Масло подается к местам трения внутри двигателя через насос с нагнетательной функцией, а избыточное масло сразу откачивается обратно в масляный бак при помощи откачивающего насоса. Таким образом, в поддоне не накапливается масло, и картер остается сухим.
Устройство системы сухого картера двигателя
Среди ключевых компонентов системы сухого картера следует выделить следующие:
Масляный резервуар (бак): Может иметь разную форму, такую как круглая или прямоугольная. Внутри бака присутствуют специальные перегородки, выполняющие функцию успокоителей масла, что уменьшает колебания уровня масла при движении и предотвращает его вспенивание.
Нагнетающий насос: Отвечает за подачу масла под давлением в систему смазки. Он также осуществляет прокачку масла через масляный фильтр. Обычно размещается ниже бака с маслом, чтобы использовать гравитацию для поддержания постоянного давления.
Откачивающий насос: Используется для сбора масла, которое стекает в поддон, и его обратной подачи в масляный бак. Этот насос имеет гораздо большую производительность, чем нагнетающий насос, и его конструкция может включать несколько секций в зависимости от типа и характеристик двигателя.
Масляный радиатор: Используется для охлаждения масла. Это важно для поддержания оптимальной температуры масла и предотвращения его перегрева.
Датчик температуры и давления масла: Интегрированы в бак для мониторинга параметров масла. Они предоставляют информацию о температуре и давлении масла, что позволяет системе контролировать и регулировать работу масляной системы.
Масляный термостат: Используется для управления температурой масла, обеспечивая оптимальные условия для работы двигателя.
Масляный фильтр: Очищает масло от механических частиц и загрязнений, обеспечивая более эффективную смазку двигателя.
Редукционные и перепускные клапаны: Отвечают за регулирование давления масла в системе, что важно для обеспечения правильной смазки и предотвращения излишнего давления.
Масляный резервуар также оборудован системой вентиляции, которая аналогична системе вентиляции картера. Она предназначена для эффективного удаления лишнего воздуха и газов из масляного бака, которые могут попадать туда вместе с маслом из поддона. Размещение масляного бака в оптимальном месте под капотом позволяет лучше распределить вес и улучшить управляемость, что имеет большое значение для спортивных автомобилей. Кроме того, такое размещение позволяет повысить эффективность охлаждения масла.
Для высокофорсированных двигателей в системе сухого картера часто используются несколько секций насосов. В каждой секции насоса может быть установлена по одной насосной секции. Например, на двигателях V-образной конфигурации может также присутствовать дополнительная секция, предназначенная для откачивания масла, которое поступает к механизму газораспределения. Аналогичная секция может быть установлена на двигателях с турбонаддувом для откачивания масла, которое смазывает турбонагнетатель.
И как для нагнетающих, так и для откачивающих масляных насосов характерна конструкция с шестернями. Они обычно объединены в одном корпусе и имеют общий привод от коленвала двигателя. Реже встречаются варианты с приводом от распределительного вала. Привод может быть выполнен как цепным, так и ременным.
Такая конструкция обеспечивает возможность установки необходимого количества секций на одном валу. Насосы находятся снаружи двигателя, что облегчает доступ к ним для обслуживания или замены. Иногда также можно встретить конструкцию, в которой насосы для нагнетания и откачивания масла реализованы как отдельные устройства. Этот подход позволяет избежать повышения температуры масла в баке из-за поступления уже нагретой смазки из поддона.
Следует также отметить, что откачивающие насосы обладают сниженной чувствительностью к наличию воздуха в масле и вспениванию смазочной жидкости. Это означает, что эти насосы способны эффективно перекачивать масляную пену без потери производительности, что не всегда возможно для обычных маслонасосов в системах с мокрым картером.
Масляный радиатор, в свою очередь, выполняет роль радиатора для жидкостного охлаждения масла. Он обычно устанавливается между нагнетающим насосом и двигателем. Также возможно размещение масляного радиатора между откачивающим насосом и масляным резервуаром.
Для высокофорсированных двигателей может также применяться дополнительный масляный радиатор, который представляет собой радиатор для воздушного охлаждения масла. Этот радиатор подключается к системе через масляный термостат.
В случае холодного двигателя термостат остается закрытым, что предотвращает циркуляцию масла в радиаторе. Сначала необходимо обеспечить быстрый прогрев и разжижение масла в холодном двигателе. Термостат открывается только после достижения заданной температуры моторного масла, что позволяет оптимизировать процесс охлаждения и смазки.
Плюсы и минусы системы сухого картера
Как уже было упомянуто, система смазки с сухим картером обладает несколькими преимуществами. Она обеспечивает стабильное давление масла при любых условиях движения автомобиля и эффективное охлаждение масла, что критически важно для форсированных двигателей, чрезвычайно чувствительных к температуре смазки.
Касательно конструкции, двигатели с системой сухого картера имеют более компактный поддон картера, что снижает общую высоту двигателя. Это позволяет разместить двигатель ниже и перераспределить центр тяжести, что улучшает управляемость автомобиля. Кроме того, изменения в аэродинамике таких автомобилей также заметны, так как их днище более плоское.
Мощность двигателей с системой сухого картера часто выше, чем у традиционных двигателей. Эти моторы легче запускаются и набирают обороты, так как коленвалу не нужно вращаться в масляной ванне и преодолевать сопротивление масла в поддоне. Также избегается разбрызгивание масла коленвалом, что увеличивает плотность масла и снижает его расход.
Система сухого картера также уменьшает контакт масла с отработавшими картерными газами. Это приводит к медленному окислению и старению масла. Кроме того, поддон меньше подвержен накоплению загрязнений и отложений, что обеспечивает более длительное сохранение чистоты системы смазки двигателя.
Маслонасосы расположены снаружи двигателя, что облегчает доступ к ним для обслуживания и ремонта в случае проблем с давлением масла, не требуя разборки двигателя. Все эти преимущества делают двигатель с системой сухого картера более надежным.
Однако есть и недостатки. Система с сухим картером более дорогостоящая и сложная в устройстве. Добавление дополнительных элементов, таких как масляный бак, насосы и радиаторы, увеличивает вес двигателя. Также необходимо использовать больше масла по объему.
В результате автомобили с этой системой смазки стоят дороже, а эксплуатационные расходы, включая ремонт и замену компонентов, также увеличиваются, особенно в случае необходимости ремонта или замены каких-либо элементов. Именно поэтим причинам система сухого картера не широко применяется в гражданских автомобилях, предназначенных для нормальных дорожных условий. Она обычно используется в спортивных или специализированных автомобилях, которые подвергаются более экстремальным нагрузкам. Если, однако, возникает потребность улучшить систему смазки в гражданском автомобиле, то можно рассмотреть установку маслоохладителя или даже переход на систему с сухим картером, в зависимости от конкретных потребностей и условий эксплуатации. Это может быть достигнуто как установкой готового комплекта, так и изготовлением индивидуальных элементов под заказ, а также использованием б/у компонентов из различных автомобилей.
Что в итоге
Следует подчеркнуть, что несмотря на множество преимуществ системы смазки с сухим картером, она имеет ограниченное практическое применение в обычных гражданских автомобилях. В повседневной эксплуатации обычный водитель вероятно не заметит существенной разницы между системой с сухим картером и традиционной системой смазки.
Другими словами, установка такой системы оправдана только в специфических случаях, таких как гоночные автомобили, раллийные машины и другие виды спортивных автомобилей, а также внедорожники, предназначенные для экстремальных условий езды вне дорог. В этих условиях преимущества системы с сухим картером могут быть полностью реализованы.
Однако в обычных условиях доработка системы смазки и переход на сухой картер потребуют значительных финансовых затрат. В таких случаях практическая выгода от установки системы с сухим картером на гражданский автомобиль, который не участвует в гонках или экстремальных мероприятиях, может оказаться невысокой.
